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„Polymeraktiv“ - SELEKTIVE LASERAKTIVIERUNG VON POLYMEREN OBERFLÄCHEN ZUR ERZEUGUNG VON ELEKTRISCH LEITFÄHIGEN STRUKTUREN


Kurzfassung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung räumlicher elektronischer Schaltungsträger, „Molded Interconnect Devices“ (MID) genannt. Darunter sind beliebig geformte Spritzgussteile mit integrierter Leiterstruktur zu verstehen, die bereits heute vielseitig Anwendung finden und ein noch viel größeres Potential für die Zukunft aufweisen.

Die MID-Technologie ermöglicht beispielsweise die direkte Verbindung von mechanischen, elektronischen und optischen Funktionen auf spritzgegossenen Teilen oder Folien. Das Bestreben, die klassische Aufbautechnik von elektronischen Schaltungen mit dreidimensionalen Bauteilen zu verbinden, hat in den letzten Jahren zur Entwicklung verschiedener Verfahren im Bereich der MID-Technologie geführt.


Hintergrund

Das am häufigsten angewandte Verfahren im Bereich der MID-Technologie ist die Laserdirektstrukturierung (LDS). Dabei erfolgt die Strukturierung mittels Laserstrahl durch Freilegen und Aktivieren spezieller Wirksubstanzen (Additive) im Kunststoffbauteil. Die Besonderheit des Verfahrens liegt in der Generierung der Bekeimung. Die notwendigen Keime werden in chemisch-passiviertem Zustand feinstverteilt in einen thermoplastischen Kunststoff eingebracht. Diese lassen sich nach dem Spritzgießen mit passender Laserstrahlung in den Leiterbahnbereichen der Bauteiloberfläche freisetzen. Die Fertigstellung des dreidimensionalen, spritzgegossenen Schaltungsträgers erfolgt nach einer anschließenden chemisch-reduktiven Metallisierung. Obwohl das LDS-Verfahren eine Reihe deutlicher Vorteile bietet, stellt die notwendige Zugabe von Aktivierungsadditiven im gesamten Spritzgusskörper (es handelt sich hierbei um metallorganische Verbindungen) einen Kostennachteil dar. Die Erfindung setzt an dieser Problematik an und bietet einen Ansatzpunkt für eine erhebliche Effizienzsteigerung.


Bilder & Videos


Lösung

Die Erfindung erlaubt den Verzicht auf eine Zugabe von Additiven zum Gesamtmaterial, denn die ortsaufgelöste Aktivierung des Polymers erfolgt erfindungsgemäß erst durch eine Behandlung mit Laserstrahlen in einem Flüssigkeitsbad, das gelöste keimbildende Verbindungen enthält. Dadurch kann auf den umfangreichen Einsatz von Additiven verzichtet werden. Darüber hinaus erweitert sich das Spektrum an Kunststoffpoly-meren, die im Rahmen der MID-Technologie verwendet werden können.


Vorteile

Die Herstellung wird durch die Erfindung somit kostengünstiger, umweltfreundlicher und zudem zukünftig auch für ganz neue Anwendungsgebiete interessant.


Anwendungsbereiche

Dreidimensionalen Schaltungsträgern aus thermoplastischen Kunststoffen wird eine große Zukunft in der Elektronik und Mechatronik vorausgesagt, vor allem im Automotive-Bereich. Aufgrund der breitgefächerten Anwendungsmöglichkeiten und den klaren Vorteilen der Technologie im Hinblick auf die Option zur weiteren Miniaturisierung von Produkten, kann von einem wachsenden Marktpotential für innovative Verfahren zur Herstellung räumlich gestalteter elektronischer Leitungsträger in der Medizintechnik, der Telekommunikation, bei der Entwicklung von modernen Haushaltsgeräten sowie in der Unterhaltungs-elektronik ausgegangen werden.


PATON | Patentmanagement Thüringer Hochschulen

Sascha Erfurt
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www.paton.de
Adresse
Langewiesener Str. 37
98693 Ilmenau



Entwicklungsstand

Prototyp


Patentsituation

  • DE 10 2014 101 522 anhängig
  • EP 15 15 4071 anhängig

Stichworte

MID, LDS

Kontakt | Geschäftsstelle

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

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen