Alternativen zu metallischen Stanzgittern

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1 Schnelle, kompetente Lösungen für die Kunststoffindustrie Alternativen zu metallischen Stanzgittern Quelle: Freudenberg Mectec Europa GmbH

2 Alternativen zum metallischen Stanzgitter Fertigungsmethoden, um elektrische Funktionen auf oder in Kunststoffbauteilen zu realisieren. Umspritzen von - Stanzgittern - Flachleitern - Rundleitern - flexiblen Leiterbahnen MID - 2K-Spritzguss - Laserstrukturierung - Heißprägen - Flamecon - gedruckte Leiterbahnen Einsatz leitfähiger Kunststoffe...

3 Alternativen zum metallischen Stanzgitter Umspritzen von Flachleitern Rundleitern Problemstellungen Deformation der biegeweichen Materialien - Abreißen von Verbindungspunkten (Lötstellen, etc.) i.d.r. keine Anschmelzung der Kabel- bzw. Litzenummantelung durch die Umspritzmasse - Dichtigkeitsprobleme Auswaschung der Litzenummantelung durch den Umspritzprozess Verquetschen der Litzenummantelung beim Werkzeugschließvorgang Gratbildung durch Verschieben des Leiters

4 3 D MID (Molded Interconnect Devices) Quelle: 3D-MID e.v.

5 3D-MID 2K-Spritzgießen Verfahrensablauf Herstellen von 3 D MID Bauteilen durch 2 K Spritzgießen (verschiedene Verfahrensvarianten) Quelle: Bayer Quelle: 3D-MID e.v.

6 3D-MID Heißprägen Verfahrensablauf Herstellen von 3 D MID Bauteilen durch Heißprägen Verkrallung der Leiterbahnen im Polymer Quelle: 3D-MID e.v. Quelle: Oechsler AG

7 3D-MID Laserstrukturierung Subtraktive Laserstrukturierung Kunststoffteil spritzen Metallisieren Ätzresist aufbauen Strukturieren des Ätzresist mit Laser Kupfer wegätzen Oberflächenveredelung Semi-Additive Laserstrukturierung Kunststoffteil spritzen Metallisieren Ätzresist aufbauen Strukturieren des Ätzresist mit Laser Metallisieren Wegätzen von Atzresist und Grundmetallsierung Oberflächenveredelung Laser-Direkt-Strukturierung (LPKF-LDS-Prozess) Die Verfahrensschritte: - Spritzgießen - Laserstrukturieren und -aktivieren - Metallisieren

8 3D-MID Laserdirektstrukturierung Quelle: LPKF Laser & Electronics AG Quelle: BASF SE Metallorganischer Komplex im Kunststoff dient als Katalysator für die chemische Beschichtung Leiterbahnbreiten bis zu 150 μm möglich

9 3D-MID Folienhinterspritzen Quelle: LKT Erlangen Strukturierung mittels Primer Zuschnitt- und Umformprozess Hinterspritzen / -füttern der Folie im Spritzgießprozess

10 3D-MID Flamecon -Verfahren Kupferdraht Antriebsturbine Anschluss für Treibgas (Druckluft bzw. Stickstoff) Gasanschlüsse für Flamme (Acetylen und Sauerstoff) Quelle: Leoni AG

11 3D-MID Flamecon -Verfahren Chemie- und maskenfreies Aufbringen elektrisch leitfähiger, strukturierter Schichten u. a. auf Kunststoffbauteilen. Diese Leitungen lassen sich je nach Querschnitt oder metallurgischer Zusammensetzung sowohl zur Signal- und Stromleitung als auch für Heizzwecke verwenden. Quelle: Leoni AG

12 3D-MID M 3 D-Verfahren (Maskless Mesoscale Material Deposition ) Quelle: Optomec Advanced Applications Laboratory Aerodynamisch fokussierter Aerosolstrahl Leitfähige Tinte erzeugt Leiterbahn Verbesserung der Leitfähigkeit mittels Sinterprozess

13 flexible Leiterbahnen kurzzeitige Belastung bis zu 1.000G Dauertemperatur: bis zu 150 C (PI) Möglichkeit der Bewegungsübertragung Biegen, Falten der Leiterbahn Leiterbahndicke im Bereich von 0,12mm - 0,3mm Aufbau einseitig Polyimid Kleber Kupfer Aufbau doppelseitig Kupfer Kleber Polyimid Kleber Kupfer Quelle: Freudenberg Mektec Europa GmbH Beispielhafter Aufbau einer flexiblen Leiterbahn

14 flexible Leiterplatte Schlossschale mit Motorund Steckerkontakten Quelle: Freudenberg Mektec Europa GmbH Quelle: Freudenberg Mektec Europa GmbH

15 flexible Leiterplatte Einsatz flexibler Leiterbahnen Quelle: Coroplast Fritz Müller GmbH & Co. KG Quelle: Freudenberg Mektec Europa GmbH

16 Leitfähige Kunststoff-Compounds Hochgefüllte Kunststoffe Kupferfasern Niedrigschmelzende leitfähige Legierung Demonstration auf der K 2007 Handelsname: SCHULATEC TinCo Vertrieb durch die A. Schulman GmbH Quelle: A. Schulman GmbH

17 Leitfähige Kunststoff-Compounds Realisierte Lichtleiste der Oechsler AG auf der K 2007 Quelle: Oechsler AG