DE102011013372A1

DE102011013372A1 - Verfahren zur Herstellung eines Bauteils

Info

Publication number: DE102011013372A1
Application number: DE102011013372A
Authority: DE
Inventors: Marcus Schuck; Andreas Seefried; Michael Fuchs; Zaneta Brocka-Krzeminska
Original assignee: Jacob Plastics GmbH
Current assignee: Hbw Gubesch Thermoforming De GmbH
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-09-13
Also published as: WO2012119789A3; WO2012119789A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, mit den Schritten Bereitstellung eines Kunststoffwerkstücks, Metallisierung des Kunststoffwerkstücks, Bestrahlung des Kunststoffwerkstücks zum Zwecke der zumindest teilweisen Vernetzung der Polymerketten des Kunststoffwerkstücks, und Thermoformen des bestrahlten Kunststoffwerkstücks. Die Erfindung betrifft ferner ein Bauteil umfassend ein metallisiertes Kunststoffwerksstück, welches wenigstens teilweise aus einem strahlenvernetzten Kunststoff besteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, ein Bauteil umfassend ein metallisiertes Kunststoffwerkstück, sowie die Verwendung eines Bauteils.
Bauteile wie beispielsweise Schaltungsträger aus metallisierten Kunststoffen sind bekannt (z. B. 3D-MID). Derartige Schaltungsträger weisen beispielsweise Leiterbahnen und elektronische oder elektrische Bauteile auf. Bei deren Anwendung kann auf eine separate Verkabelung auf oder neben den Bauteilen verzichtet werden, welche aus Kostengründen, Gründen des Arbeitsaufwandes, Platzbedarf und Design unerwünscht sein kann.
Im Stand der Technik werden Schaltungsträger beispielsweise als hinterspritzte Folienschaltungsträger lassen. Dabei werden metallische Leiterstücke auf eine Kunststofffolie aufgebracht. Beispiele sind flexible Leiterbahnen (FPC, FFC). Dieses Insert wird abschließend hinterspritzt. In den meisten Fällen muss sich der fertige Schaltungsträger auch noch für ein Verschweißen und Verlöten der darauf imprägnierten Leiterbahnen an metallische Kontakte eignen und daher zumindest kurzfristig Temperaturen von etwa 270°C widerstehen.
Besondere Anforderungen ergeben sich auf Grund der oben genannten Herstellungssequenz dabei für die Polymerwerkstoffe der Kunsstofffolie. Im Stand der Technik wurden daher Hochleistungskunststoffe wie Polyethereterketon (PEEK) oder Polyimide (PI) verwendet. Diese sind grundsätzlich in der obengenannten Art und Weise verarbeitbar und weisen für alle Prozessschritte akzeptable wenn auch nicht überragende Eigenschaften auf. Ein Hauptnachteil besteht jedoch in deren Kosten.
Die Verwendung von preisgünstigeren Thermoplasten wie beispielsweise Polyamid (PA) oder Polybutylenterephtapat (PBT) war bisher nicht möglich. Hauptgründe waren, dass eine nachhaltige Formgebung durch Thermoformen kaum möglich war und diese Materialien nicht die gewünschte Lötbeständigkeit aufweisen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung eines eingangs beschriebenen Bauteils bereitzustellen, welches die Verwendung von günstigeren Ausgangswerkstoffen erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Demgemäß betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, welches die folgenden Schritte umfasst, die in beliebiger, sinnvoller Reihenfolge durchgeführt werden können:

a) Bereitstellung eines Kunststoffwerkstücks,
b) Metallisierung des Kunststoffwerkstücks,
c) Bestrahlung des Kunststoffwerkstücks zum Zwecke der zumindest teilweisen Vernetzung der Polymerketten des Kunststoffwerkstücks, und
d) Thermoformen des vorzugsweise bereits bestrahlten Kunststoffwerkstücks.

Die Reihenfolge der Schritte a) bis d) ist grundsätzlich frei wählbar, wobei alle denkbaren Abfolgen vom Patent umfasst sein sollen. Einzig die Durchführung von Schritt d) erfolgt notwendigerweise nach Schritt c), wie auch aus der Formulierung Thermoformen des „bestrahlten” Kunststoffwerkstücks hervorgeht.
Wesentlich für die Erfindung ist der Schritt der Bestrahlung, der eine Veränderung der Eigenschaften des Kunststoffwerkstücks durch die wenigstens teilweise Vernetzung der Polymerketten des Kunststoffwerkstücks bewirkt. Vorzugsweise erfolgt die Bestrahlung vor dem Thermoformen. Das bestrahlte Kunststoffbauteil dient als Halbzeug für das Thermoformen.
Bei dem Bauteil handelt es sich vorzugsweise um ein Verbundbauteil beziehungsweise ein metallisiertes Kunststoffbauteil wie beispielsweise einen Schaltungsträger. In einer Ausführungsform ist das Bauteil ein hinterspritzter Folienschaltungsträger.
In einer Ausführungsform ist die Abfolge Metallisierung → Bestrahlung → Thermoformen maßgeblich. In diesem Fall wird das metallisierte Kunststoffwerkstück bestrahlt. Eines der zentralen Forschungsthemen war gerade die Findung des optimalen Zeitpunktes für die Bestrahlung innerhalb des Verfahrensablaufs.
In einer Ausführungsform weist das Kunststoffwerkstück einen Thermoplasten auf oder besteht im wesentlichen daraus. Dabei sollte es sich um einen strahlenvernetzbaren Thermoplasten handeln. Geeignete Thermoplasten umfassen beispielsweise Polyamid oder Polybutylenterephtapat. Diese Thermoplasten sind vorteilhafterweise billig und vor der Bestrahlung einfach zu bearbeiten. Zudem können sie gute Metallisierungshaftung aufweisen. Durch die Bestrahlung kann ein Thermoformen ermöglicht werden. Die strahlenvernetzten Thermoplasten können zudem eine Lötbeständigkeit von zumindest kurzfristig bis 270°C aufweisen und eine gute Dauergebrauchstemperatur besitzen.
Ohne die Erfindung darauf beschränken zu wollen wird vermutet, dass der eingesetzte Thermoplast durch die Bestrahlung duroplastische Eigenschaften bekommt. Durch die Bestrahlung können die Polymerketten an deren Berührungspunkten radikalisch vernetzt werden, wodurch eine für Duroplasten übliche Struktur mit 3-dimensional vernetzten Polymerketten entsteht. Vor der Bestrahlung können die eingesetzten Kunststoffe thermoplastisch reversibel verformbar und verschweißbar sein. Vor der Bestrahlung können die Kunststoffe starr sein und harte, glasartige Eigenschaften aufweisen. Wichtige Kriterien für die Auswahl des Kunststoffes umfassen die Metallisierungshaftung, den thermischen Expansionskoeffizienten, die thermische Formbarkeit, die Adhäsion während des Spritzgießens und die Lötbeständigkeit vor und nach der Bestrahlung.
In einer Ausführungsform weist die Matrix des Kunststoffwerkstücks zusätzlich ein Vernetzungsmittel wie beispielsweise ein Peroxid, ein Vulkanisierungsmittel oder dergleichen auf. Die Zugabe des Vernetzungsmittels kann von Schritt a) umfasst sein.
In einer Ausführungsform wird das Halbzeug vor beziehungsweise beim Thermoformen auf eine Temperatur von zwischen etwa 200°C und etwa 280°C, vorzugsweise von zwischen etwa 220°C und etwa 260°C gebracht.
In einer Ausführungsform weist das Kunststoffwerkstück eine dünne und flächige Gestalt auf, und ist vorzugsweise eine Kunststofffolie. Durch die Bestrahlung einer derartigen Kunststofffolie kann eine strahlenvernetzte Folie mit veränderten Eigenschaften entstehen. Die Dicke des Werkstücks beziehungsweise der Kunststofffolie kann in einer Ausführungsform weniger als etwa 1 cm sein. Weitere bevorzugte Dicken umfassen kleiner als etwa 5 mm, kleiner als etwa 2 mm, oder kleiner als etwa 1 mm. In einer Ausführungsform liegt die Dicke zwischen etwa 100 μm und etwa 1 mm.
In einer Ausführungsform erfolgt die Metallisierung des Kunststoffwerkstücks durch Heißprägung. Dabei wird das Kunststoffwerkstück im gegebenenfalls erwärmten Zustand mit einem gegebenenfalls erwärmten Metallbauteil wie beispielsweise einem Leiterband heiß imprägniert. Geeignete Metallbauteile umfassen beispielsweise ein Leiterband, ein strukturiertes Metallblättchens, und dergleichen. Auch andere Metallisierungsformen wie beispielsweise CVD und dergleichen sind jedoch denkbar und von der Erfindung umfasst.
In einer Ausführungsform geht mit der Metallisierung eine Strukturierung der Oberfläche einher. Beispielsweise kann ein Heißprägestempel die Schaltungslogik eines resultierenden Schaltungsträgers bestimmen. Die Metallisierung des Kunststoffwerkstücks kann das Aufbringen einer Leiterstruktur umfassen. Im Zuge der Metallisierung und Strukturierung können Leiterbahnen und Lötstellen auf das Kunststoffwerkstück beziehungsweise die Kunststofffolie aufgebracht werden.
In einer Ausführungsform erfolgt die Heißprägung bei einer Temperatur des Kunststoffwerkstücks und/oder des Metallbauteils von zwischen etwa 100°C und etwa 250°C, vorzugsweise bei einer Temperatur von zwischen etwa 170°C und etwa 200°C.
In einer Ausführungsform erfolgt die Heißprägung in einer Presse. Der Prägedruck kann dabei zwischen etwa 10 und etwa 50 N/mm², und vorzugsweise zwischen etwa 20 und etwa 40 N/mm² betragen. Die Prägungszeit beträgt in einer Ausführungsform weniger als etwa 5 Sekunden, vorzugsweise weniger als etwa 2 Sekunden.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei der Bestrahlung um eine Bestrahlung mit Elektronen. Diese kann zum Erreichen einer optimalen Vernetzung, gegebenenfalls radikalischen Vernetzung von Polymerketten besonders geeignet sein.
In einer Ausführungsform erfolgt die Bestrahlung mit einer Energie von zwischen etwa 1 und etwa 10 MeV, vorzugsweise von zwischen etwa 3 und 7 etwa MeV.
In einer Ausführungsform beträgt die an das Kunststoffwerkstück abgegebene Strahlungsdosis zwischen etwa 50 und etwa 250 kGy, vorzugsweise zwischen etwa 100 und etwa 200 kGy. Die Strahlungsdosis kann in mehreren Bestrahlungsvorgängen mit gegebenenfalls gleicher Strahlungsdosis an das Kunststoffwerkstück abgegeben werden. Die Durchführung einzelner Bestrahlungsvorgänge ist an mehreren Stellen des Verfahrens möglich, beispielsweise auch nach einem gegebenenfalls durchgeführten Hinterspritzen oder Bestücken mit zusätzlichen Bauteilen. In jedem Fall soll aber wenigstens ein Bestrahlungsvorgang vor dem Thermoformen des Kunststoffwerkstücks erfolgen.
In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner den Schritt des Anspritzens und vorzugsweise Hinterspritzens des thermogeformten Kunststoffwerkstücks durch Verbundspritzgießen. Das Spitzgießen kann mit einem passenden Spritzgießwerkzeug erfolgen, dessen Form an die Form des thermogeformten Kunststoffwerkstücks angepasst ist. Das Kunststoffwerkstück kann im Zusammenhang mit dem Spritzgießen auch als Insert bezeichnet werden. Aus diesem Verfahrensschritt resultiert eine hinterspritzte, thermogeformte und strahlenvernetzte Folie, welche ein erfindungsgemäßes Bauteil darstellt. Das Hinterspritzen kann mit einem Thermoplasten erfolgen, beispielsweise mit PBT oder PA. Bei dem zum Verbundspritzgießen verwendeten Kunststoff kann es sich um denselben Thermoplast handeln, wie dieser bei der Bereitstellung der unvernetzten Folie verwendet wurde.
In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren ferner die Bestückung des Kunststoffwerkstücks mit zusätzlichen Komponenten, vorzugsweise die Montage von elektronischen oder elektrischen Komponenten. Darunter kann auch das Anlöten von Metallkontakten, das Erstellen von elektrischen Lötverbindungen an Lötstellen, und dergleichen verstanden werden. Dieser Schritt kann an einer geeigneten Stelle im Verfahrensablauf erfolgen, erfolgt jedoch vorzugsweise als letzter Schritt.
Die Erfindung betrifft ferner ein Bauteil gemäß Anspruch 10. Demgemäß ist ein Verbundbauteil mit einem metallisierten Kunststoffwerkstück vorgesehen, wobei das Kunststoffwerkstück wenigstens teilweise aus einem strahlenvernetzten Thermoplasten besteht. Das Bauteil ist vorzugsweise durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bauteil um ein Verbundbauteil wie beispielsweise einen Schaltungsträger, und weiter vorzugsweise um ein Automobilteil. Das Kunststoffwerkstück ist vorzugsweise an dessen Oberfläche metallisiert. In einer Ausführungsform hat die Metallisierung eine bestimmte Struktur, und dient als Leiterbahn, als Schaltungslogik, oder dergleichen.
„Wenigstens teilweise” im Sinne des Anspruchs kann bedeuten, dass zumindest eine dünne Schichte an der Oberfläche des Bauteils, welcher der Metallkomponente unterliegt, aus einem strahlenvernetzten Thermoplasten besteht.
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Verbundbauteil um ein Bauteil, welches einen Folienschaltungsträger aus einem strahlenvernetzten Thermoplasten aufweist. In einer Ausführungsform ist der Folienschaltungsträger mit Kunststoff hinterspritzt.
Als Thermoplasten werden in einer Ausführungsform PA und/oder PBT verwendet.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der erfindungsgemäßen Bauteile zur Herstellung von Kunststoffbauteilen mit Leiterbahnen beziehungsweise die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Sensoranbringung an Kunststoffbauteile oder zur Herstellung von Kunststoffbauteilen. Geeignete Kunststoffbauteile umfassen beispielsweise Automobilbauteile wie Lenkstockschalter, Fensterheber, Mittelkonsolen, Armaturenteile, und dergleichen.
Weiterer Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Figuren und Ausführungsbeispielen. In den Figuren zeigen:
1: eine graphische Darstellung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabenstellung,
2: ein Flußdiagramm zur Illustration einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
3: perspektivische Ansichten eines erfindungsgemäßen Bauteils von der metallisierten Vorderseite und der Rückseite mit einer spritzgegossenen Struktur.
1 stellt graphisch die der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabenstellung dar. Die Figur zeigt ein Diagramm mit fünf Achsen, wobei jede Achse einer Eigenschaft möglicher Kunststoffe für den Einsatz in einem Kunststoffwerkstück eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Eigenschaften sind die Dauergebrauchstemperatur, der Preis, die Verarbeitbarkeit, die Metallisierungshaftung, sowie die Lötbeständigkeit.
Die Dauergebrauchstemperatur ist eine Materialeigenschaft, die Auskunft über die Temperaturbeständigkeit gibt. Sie ist nach DIN 53476 genormt und gibt an, welche Temperatur ein Material langfristig ertragen kann, ohne seine Eigenschaften nennenswert zu verändern, oder mit anderen Worten bei welchen Betriebstemperaturen das fertige Bauteil dauerhaft verwendet werden kann, ohne dass eine Materialermüdung eintritt. Dafür können beispielsweise der thermische Ausdehnungskoeffizient und die Flexibilität des Materials maßgeblich sein.
Der Begriff der Verarbeitbarkeit umfasst beispielsweise, wie einfach das Kunststoffwerkstück, beispielsweise eine Kunsstoffolie mit dem gewählten Polymer bereitgestellt werden kann. Dabei können die thermoplastische Eigenschaften bei der Extrusion eine Rolle spielen. Ferner wird beispielsweise umfasst, wie sich das Material während des Thermoformens und Hinterspritzens verhält, z. B. ob es bei den gewünschten Temperaturen formbeständig ist.
Die Metallisierungshaftung gibt an, wie gut eine auf das Material geprägte, oder auch anderweitig aufgebrachte Metallstruktur an der Oberfläche haftet.
Lötbeständigkeit gibt die Eigenschaft des Materials an, während des möglichen Anlötens von zusätzlichen Bauteilen oder elektrischen Kontakten an die metallisierte Oberfläche stabil zu bleiben. Beim Löten werden typischerweise Temperaturen von etwa 270°C benötigt, die das Material kurzfristig aushalten soll. Dafür können beispielsweise der thermische Ausdehnungskoeffizient, der Schmelzpunkt und die thermoplastischen/duroplastischen Eigenschaften des Materials maßgeblich sein.
Der Preis bezieht sich auf den Anschaffungspreis des Rohmaterials.
Die Eigenschaften der im Stand der Technik verwendeten Polymere PEEK (dunkle Linie) und PI (helle Linie) wurden im Diagramm dargestellt. Diese weisen eine gute Lötbeständigkeit und Dauergebrauchstemperatur auf, haben jedoch Defizite was die Verarbeitbarkeit, die Metallisierungshaftung und den Preis angeht.
Die Zielsetzung der Erfindung ist mit der gepunkteten Linie dargestellt. So sollen Verarbeitbarkeit, Metallisierungshaftung und Preis deutlich verbessert werden und die Lötbeständigkeit erhalten bleiben. Einbußen in der Dauergebrauchstemperatur gegenüber den Hochleistungskunststoffen können in Kauf genommen werden, so lange die Dauergebrauchstemperatur in einem akzeptablen Rahmen bleibt.
Diese Zielsetzung kann in der vorliegenden Erfindung insbesondere durch eine Veränderung der Materialeigenschaften während des Verfahrens erreicht werden. Die eingesetzten Kunststoffe können beispielsweise thermoplastisch sein und sich gut zur Folie extrudieren lassen. Nach der Bestrahlung werden die Eigenschaften jedoch so verändert, dass diese eine sehr gute Formbeständigkeit während und nach dem Thermoformen aufweisen. Die Metallisierungshaftung an dem beispielsweise thermoplastischen Ausgangsmaterial kann sehr gut sein, während die Lötbeständigkeit erst nach der Bestrahlung erreicht wird (diese wird auch erst in der Endphase des Verfahrens benötigt).
2 zeigt ein Flussdiagramm, welches den Ablauf einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Zunächst wird nach geeigneter Materialauswahl eine strahlenvernetzbare Folie hergestellt, beispielsweise durch Folienextrusion von PBT.
Diese Folie wird anschließend durch Heißprägen metallisiert und strukturiert, wobei eine Leiterstruktur angebracht wird.
Anschließend erfolgt eine Elektronenbestrahlung mit einer vorbestimmten Bestrahlungsdosis von beispielsweise 150 kGy bei einer Elektronenenergie von 5 MeV. Dadurch verändert die metallisierte und strukturierte Folie ihre Materialeigenschaften, vermutlich durch die Vernetzung der Polymerketten, und wird von Thermoplasten zum Duroplasten.
Anschließend erfolgt der Zuschnitt und die Formgebung, wobei die Formgebung dreidimensional durch Thermoformen erfolgen kann. Das resultierende Formteil beziehungsweise Insert ist durch die duroplastischen Eigenschaften der bestrahlten und daher strahlenvernetzten Kunststofffolie formstabil.
Anschließend erfolgt ein Schritt des Montagespritzgießens, wobei das Insert mit Hilfe von geeigneten Spritzgießformteilen angespritzt, umspritzt oder vorzugsweise hinterspritzt wird.
So entsteht ein Bauteil, welches in einem letzten Schritt noch mit verschiedenen Bauelementen wie elektrischen oder elektronischen Bauteilen versehen werden kann. Diese können mechanisch montiert, oder an der Metallstruktur des Bauteils angelötet werden.
3a zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bauteils in perspektivischer Ansicht von der metallisierten Vorderseite. Das dreidimensional geformte Bauteil weist and der dem Betrachter zugewandten Oberfläche eine sehr dünne (kleiner 1 mm) dicke Schichte aus einem strahlenvernetzten Kunststoff auf, worauf Leiterbahnen aus Metall geprägt sind, die beispielsweise eine Schaltungslogik darstellen können. Ferner sind elektronische Komponenten aufgeschweißt, wie beispielsweise Mikrocontroller, LEDs, passive SMDs oder kapazitive Touchsensoren.
3b zeigt dasselbe erfindungsgemäße Bauteil von der hinterspritzten Hinterseite. Das Bauteil weist an dessen Hinterseite eine spritzgegossene (hier: wabenförmige) Struktur auf, die dem Bauteil die benötigte Festigkeit verleiht, da die verwendete Kunststofffolie und damit die Schichte aus strahlenvernetztem Kunststoff sehr dünn sein kann. Die Verstärkungsstruktur kann durch ein geeignetes (hier: wabenförmiges) Spritzgießwerkzeug auf die metallisierte Kunststofffolie gegossen werden.
Im folgenden wird ein konkretes Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Verfahren angegeben:
Als Rohstoff wird PBT V-PTS-Createc-B3 Granulat mit 1 Gew.-% des Farbstoffes Lifocolor COLCOLOR E40/60 verwendet. Der Kilogrammpreis dieses Ausgangsmaterials beträgt derzeit etwa €6. Dieser Ausgangsstoff wird mit Hilfe einer Collin ESE E30M folienextrudiert, wobei die Breitschlitzdüse eine Temperatur von 250°C und die Chill-Roll eine Temperatur von 80°C haben. Die Abzugsgeschwindigkeit beträgt 1.8 m/min. Dabei resultiert eine strahlenvernetzbare PBT-Folie in einer Dicke von 300 μm und einer Folienbreite von 220 mm.
Auf diese Folie wird durch Heißprägung eine Schaltungslogik imprägniert. Die Heißprägung erfolgt in einer Blue Tiger Presse bei einer Prägetemperatur von 183°C, einem Prägedruck von 33 N/mm² und einer Prägezeit von 0.5 sec. Der Heißprägestempel umfasst 18 μm dickes Kupfer mit Blackoxide und einem Sn-Oberflächenfinish.
Die metallisierte Folie wird anschließend mit Elektronen bestrahlt. Die Elektronenenergie beträgt 5 MeV. Die Bestrahlung erfolgt in fünf einzelnen Bestrahlungsvorgängen, wobei jeweils eine Dosis von 33 kGy an die metallisierte Folie abgegeben wird. Dabei nimmt die Folie duroplastische Eigenschaften an.
Die strahlenvernetzte Folie wird nun in einem Berg Mini M3 unter Vakuum bei einer Halbzeugtemperatur von 240°C und einer WZ-Temperatur von 40°C thermogeformt. Dabei wird ein Insert erstellt, welches die Form einer stumpfen unregelmäßigen Pyramide hat.
Dieses Insert wird in eine Spritzgußmaschine Ferromatik Millacron 110 t eingebracht. Die Folienfixierung erfolgt durch ionisierte Luft. Bei dem Spritzgießwerkzeug handelt es sich um ein Wabenwerkzeug mit einem Filmanguss. Zum Hinterspritzen wird der PBT-Kunststoff Ultradur 84300 G4 verwendet. Die Massetemperatur beträgt 295°C, und die Werkzeugtemperatur 80°C.
Es resultiert ein Bauteil, welches aus einer hinterspritzten, thermogeformten und strahlenvernetzten metallisierten Folie besteht. Darauf wurde eine komplexe Schaltung mit Mikrocontrollern, LEDs und kapazitiven Touchsensoren aufgebracht.
Zusammenfassend ergibt sich, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Bauteil und insbesondere ein Schaltungsträger bereitgestellt werden kann, wobei der Herstellungsprozess und die Kosten gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbessert wurden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 53476 [0039]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellung eines Kunststoffwerkstücks, b) Metallisierung des Kunststoffwerkstücks, c) Bestrahlung des Kunststoffwerkstücks zum Zwecke der zumindest teilweisen Vernetzung der Polymerketten des Kunststoffwerkstücks, und d) Thermoformen des Kunststoffwerkstücks, vorzugsweise nach dessen Bestrahlung gemäß Schritt c).
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffwerkstück wenigstens einen vorzugsweise strahlenvernetzbaren Thermoplasten, vorzugsweise Polyamid und/oder Polybutylenterephtapat aufweist oder daraus besteht.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffwerkstück eine dünne und flächige Gestalt hat, und vorzugsweise eine Kunsstoffolie ist.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung des Kunststoffwerkstücks vorzugsweise durch Heißprägung erfolgt.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierung des Kunststoffwerkstücks die Aufbringung einer Leiterstruktur und oder einer elektrischen Komponente umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Bestrahlung um Elektronenbestrahlung handelt.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung mit einer Energie von zwischen 1 und 10 MeV, vorzugsweise von zwischen 3 und 7 MeV erfolgt und/oder dass die Bestrahlungsdosis zwischen 50 und 250 kGy, vorzugsweise zwischen 100 und 200 kGy liegt.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Schritt e) Anspritzen und vorzugsweise Hinterspritzen des thermogeformten Kunststoffwerkstücks durch Verbundspritzgießen.
Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend einen Schritt f) Bestückung des Kunststoffwerkstücks mit zusätzlichen Komponenten, vorzugsweise elektronischen oder elektrischen Komponenten.
Bauteil umfassend oder bestehend aus einem metallisierten Kunststoffwerkstück, dadurch gekennzeichnet, dass Bauteil gemäß einem der vorangehenden Ansprüche hergestellt ist und/oder dass das Kunststoffwerkstück wenigstens teilweise aus wenigstens einem strahlenvernetzten Kunststoff, vorzugsweise Thermoplasten besteht.