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Herstellungsverfahren für LDS strukturierbare Sensorbauteile auf Kunststoffbasis


Kurzfassung

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht erstmalig die Herstellbarkeit von LDS-strukturierbaren Formteilen aus Polyetheretherketon (PEEK) mit für die Mikroproduktionstechnik geeigneten Oberflächeneigenschaften.


Hintergrund

Eine Technologie zur Aufbringung von Leiterbahnen auf Spritzgusskomponenten stellt das LDS (laser direct structuring) dar. Ein entsprechendes Formteil besteht aus dotierten, mit metallorganischen Additiven (LDS-Additiv) versehenen Kunststoffen. Mittels eines Laserstrahls wird auf der Oberfläche eine chemische Reaktion hervorgerufen, die eine dünne, metallische, aufgeraute Oberfläche erzeugt. Auf diese Metallpartikel können in nachfolgenden Beschichtungsprozessen Schichten aus Kupfer, Nickel und Gold aufgetragen werden, welche somit das Schaltungslayout darstellen.
Neben der LDS-Technologie gibt es auch die Fertigungsstrategie, metallische Leiterbahnen auf einem Kunststoffformteil auch mittels einer Oberflächenvorstrukturierung mittels Kunststoffspritzguss, anschließenden PVD-basierten Metallisierung und nachfolgenden materialabtragenden Polierprozess zu erzeugen. Bei Spritzgussbauteilen aus PEEK bestehen mit zunehmendem Anteil an LDS-Additiven jedoch werkstoffbedingte Beschränkungen hinsichtlich der erzielbaren Oberflächeneigenschaften, was mikroproduktionstechnischen Anwendungen entgegensteht.


Bilder & Videos


Lösung

Die erfindungsgemäße Technologie stellt ein Verfahren zum Spritzgießen von Kunststoffformteilen aus PEEK dar, welches es ermöglicht, bei einem für die LDS-Technik hinreichend hohen Anteil an LDS-Additiven, eine verbesserte Oberflächenbeschaffenheit des Formteils zu erreichen. Die erzielbare Rauheit und Planarität erlauben es, dieses Material auch für mikroproduktionstechnisch relevante Anwendungen einzusetzen und die Potenziale beider Fertigungsstrategien in einem Bauteil zu kombinieren.


Vorteile

  • Herstellbarkeit von LDS-strukturierbaren Formteilen aus Polyetheretherketon (PEEK) mit für die Mikroproduktionstechnik geeigneten Oberflächeneigenschaften
  • Reduzierung von Prozessschritten in der Herstellungsprozesskette
  • Herstellungsprozesskette auch außerhalb von Reinraumbedingungen möglich

Anwendungsbereiche

Spritzgegossene Kunststoffbauteile mit nach speziellen Verfahren aufgebrachten metallischen Leiterbahnen bieten große Designfreiheiten und kombinieren in einem Formteil mechanische und elektronische Funktionen. Es finden sich zunehmend Anwendungen in der Automobil- und Sensorindustrie.


EZN Erfinderzentrum Norddeutschland GmbH

Dr.-Ing. Christoph Gaebel
0511 850 308-0
gaebel@ezn.de
www.ezn.de
Adresse
Theaterstraße 2
30159 Hannover



Entwicklungsstand

Demonstrationsexemplar


Stichworte

laser direct structuring, LDS, MID, Mikroproduktionstechnik, molded interconnect devices, PEEK, Sensortechnik, Spritzgegossene Schaltungsträger, Spritzguss

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsstellenleiterin)

c/o PROvendis GmbH
Schloßstr. 11-15
D-45468 Mülheim an der Ruhr