DE102011014902B3 - Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements Download PDF

Info

Publication number
DE102011014902B3
DE102011014902B3 DE201110014902 DE102011014902A DE102011014902B3 DE 102011014902 B3 DE102011014902 B3 DE 102011014902B3 DE 201110014902 DE201110014902 DE 201110014902 DE 102011014902 A DE102011014902 A DE 102011014902A DE 102011014902 B3 DE102011014902 B3 DE 102011014902B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductive layer
electrically conductive
antenna
electrical conductive
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE201110014902
Other languages
English (en)
Inventor
Dr. Schindler Ulrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Original Assignee
Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leonhard Kurz Stiftung and Co KG filed Critical Leonhard Kurz Stiftung and Co KG
Priority to DE201110014902 priority Critical patent/DE102011014902B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011014902B3 publication Critical patent/DE102011014902B3/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/12—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor of articles having inserts or reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/02—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by a sequence of laminating steps, e.g. by adding new layers at consecutive laminating stations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/18—Handling of layers or the laminate
    • B32B38/1866—Handling of layers or the laminate conforming the layers or laminate to a convex or concave profile
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K19/00—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings
    • G06K19/06—Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
    • G06K19/067—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components
    • G06K19/07—Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips
    • G06K19/077—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier
    • G06K19/07749—Constructional details, e.g. mounting of circuits in the carrier the record carrier being capable of non-contact communication, e.g. constructional details of the antenna of a non-contact smart card
    • G06K19/07773—Antenna details
    • G06K19/07792—Antenna details the antenna adapted for extending in three dimensions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/165—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed inductors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/14—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor using multilayered preforms or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2705/00—Use of metals, their alloys or their compounds, for preformed parts, e.g. for inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3456—Antennas, e.g. radomes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0014—Shaping of the substrate, e.g. by moulding
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/181—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements mit einer dreidimensionalen Antenne sowie ein Antennen-Bauelement. Auf einer thermoplastischen Trägerfolie (10) wird eine erste elektrisch leitfähige Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Lack in einem als Antennenstruktur ausgeformten Antennenbereich (30) ausgebildet. Auf die erste elektrisch leitfähige Schicht wird eine Abdeckschicht derart aufgebracht, dass die Abdeckschicht (12) in ein oder mehreren zweiten, jeweils in einem Biegebereich (33) angeordneten Teilbereichen des Antennenbereichs auf die erste elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht wird. Auf die erste elektrisch leitfähige Schicht wird eine Abdeckschicht in ein oder mehreren benachbarten ersten Teilbereichen (31) des Antennenbereichs aufgebracht, jedoch nicht auf die erste elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht. Auf den nicht durch die Abdeckschicht abgedeckten Bereichen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht wird eine zweite elektrisch leitfähige Schicht aus einem metallischen Material galvanisch abgeschieden. Weiter wird ein Folienelement umfassend die thermoplastische Trägerfolie (10), die erste elektrisch leitfähige Schicht und die zweite elektrisch leitfähige Schicht derart thermoformt, dass die thermoplastische Trägerfolie (10) hierbei in den ein oder mehreren Biegebereichen (33) verbogen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Antennen-Bauelement, insbesondere für Karten oder tragbare elektrische Geräte, sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Antennen-Bauelements.
  • Aus der US 5,528,222 A ist es beispielsweise bekannt, Antennen für RFID-Empfangsgeräte dadurch herzustellen (RFID = Radiofrequency Identification), dass auf ein Substrat eine Flachantenne in Form einer strukturierten Metallschicht mit einer Schichtdicke zwischen 25 und 35 μm aufgebracht wird. Diese Antenne wird sodann mit einem RFID-Chip kontaktiert, indem der RFID-Chip über Kontaktmittel mit Kontaktelementen der Antenne verbunden wird.
  • Eine Ausbildung einer Antenne in Form einer dreidimensionalen Antenne wird jedoch in der US 5,528,222 A nicht beschrieben.
  • Die DE 40 36 592 A1 befasst sich mit dem Herstellen von spritzgegossenen Leiterplatten: Flexible Trägermaterialien werden hinterspritzt, auf denen, vor oder nach dem Hinterspritzen, Leiterbahnen durch bestimmte Techniken aufgebracht worden sind.
  • In einer Ausführungsform wird ein flexibler Träger mit einer Metallisierungsaktivatorenthaltenen Siebdruckpaste in Form des Leiterbahnenbildes bedruckt. Dann folgt ein Trocknungs- bzw. Temperungsprozess. In einem chemischen Kupferbad wird der Aufbau einer Kupferschicht bewirkt. Danach kann ein Galvanoresist in Form des negativen Leiterbahnenbildes aufgebracht werden, das Leiterbahnenbild in einem galvanischen Kupferbad aufmetallisiert werden, und nach dem Strippen des Resists wird geätzt, um die gewünschte Schaltung zu erhalten.
  • Das US 4,912,288 A beschreibt ein Verfahren zum Erzeugen eines elektrischen Schaltkreispakets, bei dem ein Film aus isolierenden Kunststoffmaterial mit einem Schaltkreismuster versehen wird und in eine Form gegeben wird, wobei nachfolgend die Form mit einem Formmaterial befüllt wird, sodass abschließend der Schaltkreis in eine dreidimensionale Oberfläche eingebettet ist.
  • Die DE 34 34 672 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von durchkontaktierten flexiblen Leiterplatten für hohe Biegebeanspruchung. Bei diesem Verfahren wird durch Aussparen einer Kleberschicht in dem Biegebereich dafür gesorgt, dass Leiterbahnenabschnitte exakt in die Aussparung zu liegen kommen. Der Gegenstand wird so gebildet, dass die Leiterbahnen des dynamisch beanspruchten Biegebereichs in der bezüglich der beim Biegen auftretenden Kräfte neutralen Zone liegen. Die Oberfläche der Leiterplatte wird durch eine Deckfolie bzw. eine Trägerfolie ohne jegliche freiliegende Kleberschicht gebildet.
  • Die US 5,445,869 A offenbart für einen solchen Biegebereich eine mäandrierende Formgebung.
  • Die DE 102 36 810 A1 betrifft eine teilstrukturierte Inmold-fähige Mehrschichtfolie. Es ist vorgesehen, dass zwischen einer Strukturschicht und einer Reflexionsschicht eine musterförmig ausgeformte Zwischenschicht vorgesehen wird, oder dass eine Demetallisierung der Reflexionsschicht erfolgt. Durch die Zwischenschicht bzw. die Demetallisierung wird ein optischer Effekt musterförmig ausgelöscht. Dies gilt bevorzugt in solchen Bereichen, in denen Krümmung einer Strukturschicht einen bestimmten Grenzwert überschreitet.
  • Aus der DE 10 2005 006 074 A1 sind Mehrschichtfolien zum Hinterspritzen mit einem flüssigen Kunststoff mit einem Inmold-Verfahren zur Herstellung eines dekorierten Spritzgussartikels mit gekrümmten Oberflächen bekannt. Die Mehrschichtfolie weist mindestens eine Replizierlackschicht auf.
  • Die DE 10 2007 031 171 A1 offenbart, wie auch die DE 10 2007 043 409 A1 , dass eine Antenne dadurch gebildet werden kann, dass ein Antennenstrahler auf einem Trägerfilm gebildet wird, etwa durch Abscheiden, und dass der Trägerfilm mit dem darauf gebildeten Antennenstrahler in ein Formwerkzeug in Form eines Gehäuses eingesetzt wird. In das Formwerkzeug wird sodann Formmaterial eingebracht.
  • Die DE 10 2008 017 435 A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung einer Antenneneinrichtung. In diesem Verfahren wird eine Kunststofffolie mit einer elektrisch leitfähigen Paste bedruckt, um mit der gedruckten Paste Antennenstrukturen zu realisieren. Die zunächst flächige Kunststofffolie besteht aus einem verformbaren Material und wird nach dem Bedrucken einer Umformung unterzogen, sodass die vorbereitete Kunststofffolie zusammen mit den Antennenstrukturen derart dauerhaft und plastisch verformt wird, dass nach dieser Verformung eine dreidimensionale Form erreicht wird, die dem Einbauraum eines Fahrzeugbauteils entspricht.
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Antennen-Bauelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird von einem Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements mit einer dreidimensionalen Antenne gelöst, welches die Schritte umfasst: Ausbildung einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Lack auf einer thermoplastischen Trägerfolie in einem als Antennenstruktur ausgeformten Antennenbereich, Aufbringen einer Abdeckschicht auf die erste elektrisch leitfähige Schicht derart, dass die Abdeckschicht, in ein oder mehreren zweiten, jeweils in einem Biegebereich angeordneten Teilbereichen des Antennenbereichs auf die erste elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht wird, in ein oder mehreren benachbarten ersten Teilbereichen des Antennenbereichs, jedoch nicht auf die erste elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht wird, galvanisches Abscheiden einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aus einem metallischen Material auf den nicht durch die Abdeckschicht abgedeckten Bereichen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht und Thermoformen eines Folienelements umfassend die thermoplastische Trägerfolie, die erste elektrisch leitfähige Schicht und die zweite elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere mittels Tiefziehen oder Hinterspritzen, zur Ausbildung des Antennen-Bauelements derart, dass die thermoplastische Trägerfolie hierbei in den ein oder mehreren Biegebereichen verbogen wird.
  • Die Aufgabe wird weiter von einem Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements mit einer dreidimensionalen Antenne gelöst, welches die Schritte umfasst: Ausbildung einer als Antennenstruktur ausgeformten elektrisch leitfähigen Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Lack auf einer thermoplastischen Trägerfolie derart, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht in ein oder mehreren ersten Teilbereichen eines als Antennenstruktur ausgeformten Antennenbereichs auf der thermoplastischen Trägerfolie vorgesehen ist und in ein oder mehreren zweiten, jeweils in einem Biegebereich angeordneten Teilbereichen des Antennenbereichs nicht vorgesehen ist, galvanisches Abscheiden einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aus einem metallischen Material auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht in den ein oder mehreren ersten Teilbereichen, Aufbringen einer dritten elektrisch leitfähigen Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Lack in den ein oder mehreren zweiten Teilbereichen des Antennenbereichs und Thermoformen eines Folienelements umfassend die thermoplastische Trägerfolie, die erste elektrisch leitfähige Schicht, die zweite elektrisch leitfähige Schicht und die dritte elektrisch leitfähige Schicht, insbesondere mittels Tiefziehen oder Hinterspritzen, zur Ausbildung des Antennen-Bauelements derart, dass die thermoplastische Trägerfolie hierbei in den ein oder mehreren Biegebereichen verbogen wird.
  • Die Aufgabe wird weiter von einem Antennen-Bauelement mit einer dreidimensionalen Antenne gelöst, welche mindestens ein mittels Thermoformen verformtes Folienelement umfassend eine thermoplastische Trägerfolie, mindestens eine erste elektrisch leitfähige Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Lack und eine zweite elektrisch leitfähige Schicht aus einem galvanisch abgeschiedenen metallischen Material aufweist, wobei die thermoplastische Trägerfolie in ein oder mehreren Biegebereichen verbogen ist, die zweite elektrisch leitfähige Schicht in ein oder mehreren ersten Teilbereichen eines als Antennenstruktur ausgeformten Antennenbereichs auf der thermoplastischen Trägerfolie vorgesehen ist und in ein oder mehreren zweiten, jeweils in einem der Biegebereiche angeordneten Teilbereichen des Antennenbereichs nicht vorgesehen ist und die erste elektrisch leitfähige Schicht zumindest in ein oder mehreren zweiten Teilbereichen des Antennenbereichs vorgesehen ist. Durch die Erfindung wird ein Antennen-Bauelement bereitgestellt, welches sich durch verbesserte Empfangseigenschaften, gute Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen und einer reduzierten Ausschussrate bei der Herstellung des Bauelements auszeichnet, da beispielsweise Risse; Abhebungen und generelle Defekte vermieden werden können, die zum einen die elektrische Performance des Bauelementes herabsetzen und/oder auch einen besseren chemischen und/oder physikalischen Angriff erlauben. Durch die besondere Ausgestaltung der zweiten sowie ersten bzw. dritten elektrisch leitfähigen Schicht wird erreicht, dass die beim Thermoformen, insbesondere beim Tiefziehen und/oder Hinterspritzen auftretenden, auch durch die unterschiedlichen Eigenschaften der verwendeten Materialien entstehende Spannungen und Kräfte besser kompensiert werden und so die Ausschussrate sowie die Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse verbessert werden, da die Bildung unerwünschter Defekte vermieden wird.
  • In diesem Zusammenhang ist herauszustellen, dass die generellen Beschreibungen und Erläuterungen von einer ersten, einer zweiten und einer dritten elektrischen Schicht wie auch einem ersten und einem zweiten Teilbereich und auch von einem Bauelement mit einer dreidimensionalen Antenne ausgehen. Diese Darlegung soll jedoch nur der Vereinfachung dienen und nicht implizieren, dass es sich beispielsweise zwangsläufig um eine erste oder eine zweite elektrische Schicht handelt. So ist es durchaus möglich, dass beispielsweise mehrere erste, mehrere zweite und/oder mehrere dritte elektrische Schichten auf mehreren ersten und/oder mehreren zweiten Teilbereichen auf einem Träger vorliegen und zur Bildung des Bauelementes herangezogen werden sowie auch mehrere Antennenelemente zur Bildung des gesamten Bauelementes erzeugt werden können.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen bezeichnet.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird bei dem ersten der beiden oben beschriebenen Verfahren zusätzlich noch eine dritte elektrisch leitfähige Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Lack im Biegebereich derart aufgebracht, dass die dritte elektrisch leitfähige Schicht die erste elektrisch leitfähige Schicht und/oder die zweite elektrisch leitfähige Schicht zumindest teilweise überdeckt. Hierdurch ist es möglich, zum Einen die elektrischen Eigenschaften der Antenne und weiter auch die Ausschussrate sowie die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen weiter zu verbessern, da wie oben beschrieben, Defekte vermieden und umgangen werden. Vorzugsweise bedeckt hierbei die dritte elektrisch leitfähige Schicht die zweite elektrisch leitfähige Schicht in den an die zweiten Teilbereiche des Antennenbereichs angrenzenden Bereichen der jeweils benachbarten ersten Teilbereiche des Antennenbereichs, wobei der Überlappungsbereich erzeugt wird, in dem die dritte elektrisch leitfähige Schicht die zweite elektrisch leitfähige Schicht in einer Breite zwischen 0,05 mm und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 1 mm überlappt. In dem Überlappungsbereich der zweiten und der dritten elektrisch leitfähigen Schicht ist die dritte elektrisch leitfähige Schicht auf die Oberfläche der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aufgebracht, sodass in diesem Bereich die zweite elektrisch leitfähige Schicht und die dritte elektrisch leitfähige Schicht galvanisch bzw. elektrisch leitend miteinander gekoppelt sind.
  • Es ist vorteilhaft, wenn sich die ersten und zweiten Teilbereiche zumindest bereichsweise überlappen.
  • Vorzugsweise überdeckt die dritte elektrisch leitfähige Schicht in dem jeweiligen Biegebereich die zweiten Teilbereiche des Antennenbereichs hierbei weiter vollflächig.
  • Weiter ist es hierbei auch möglich, dass vor dem Aufbringen der dritten elektrisch leitfähigen Schicht die Abdeckschicht in dem jeweiligen Biegebereich zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig entfernt wird. Hierdurch wird erreicht, dass in den zweiten Teilbereichen die dritte elektrisch leitfähige Schicht auf die Oberfläche der ersten elektrisch leitfähigen Schicht aufgebracht wird und sich damit in den zweiten Teilbereichen eine elektrisch leitfähige Lackschicht vergrößerter Dicke ausbildet, wodurch die Ausschussrate sowie die Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen weiter verbessert wird.
  • Auch bei dem zweiten beschriebenen Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die dritte elektrisch leitfähige Schicht weiter in zumindest einem an einen der zweiten Teilbereich des Antennenbereichs angrenzenden Bereich des jeweiligen benachbarten ersten Teilbereichs des Antennenbereichs auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht wird, vorzugsweise weiter auf Bereiche sämtlicher der jeweiligen benachbarten ersten Teilbereichen des ersten Antennenbereichs aufgebracht wird. In den so gebildeten Überlappungsbereichen ist die dritte elektrisch leitfähige Schicht auf die Oberfläche der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht aufgebracht, sodass in diesen Überlappungsbereichen die zweite elektrisch leitfähige Schicht und die dritte elektrisch leitfähige Schicht galvanisch miteinander kontaktiert sind. Die Breite der Überlappungsbereiche beträgt hierbei zwischen 0,05 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 0,1 mm und 0,3 mm. Vorzugsweise wird der Antennenbereich von den ein oder mehreren ersten und ein oder mehreren zweiten Teilbereichen gebildet und ist damit in ein oder mehrere erste und in ein oder mehrere zweite Teilbereiche unterteilt. In diesem Zusammenhang ist herauszustellen, dass eine ungleichmäßige Überlappung möglich ist und eingesetzt werden kann.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der elektrisch leitfähige Lack der ersten elektrisch leitfähigen Schicht im jeweiligen zweiten Teilbereich des Antennenbereichs in einer Schichtdicke zwischen 0,5 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 25 μm aufgebracht. In den ersten Teilbereichen des Antennenbereichs wird der erste elektrisch leitfähige Lack in einer Schichtdicke zwischen 0,5 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 1 μm und 3 μm aufgebracht. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die erste elektrisch leitfähige Schicht im Biegebereich oder in ein oder mehreren, vorzugsweise sämtlichen zweiten Teilbereichen des Antennenbereichs in einer größeren Schichtdicke als in einem angrenzenden Bereich des Antennenbereichs, insbesondere in den zweiten Teilbereichen oder in den an den Biegebereich angrenzenden Bereichen des Antennenbereichs aufgebracht wird, insbesondere dort in einer zwischen 0,001 μm und 99,5 μm größeren Dicke aufgebracht wird.
  • Es ist weiter vorteilhaft, wenn mehrere erste elektrisch leitfähige Schichten, insbesondere auch in unterschiedlichen Bereichen, aufgebracht werden. Diese ersten Schichten können beispielsweise die gleichen oder auch unterschiedliche chemische und/oder physikalische Eigenschaften besitzen und/oder können auch gleiche oder unterschiedliche Schichtdicken besitzen. Es ist weiter möglich, dass eine erste elektrisch leitfähige Schicht in einem oder mehreren Bereichen in sich aus mehreren Einzelschichten der gleichen oder unterschiedlichen Zusammensetzung und/oder Form und/oder Struktur aufgebaut ist, die jeweils mit den gleichen oder unterschiedlichen Verfahren appliziert werden. Die Einzelschichten weisen dabei Schichtdicken zwischen 0,5 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 1 μm und 3 μm, auf.
  • Bevorzugt wird der elektrisch leitfähige Lack der dritten elektrisch leitfähigen Schicht im jeweiligen zweiten Teilbereich in einer Schichtdicke zwischen 0,5 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 1 μm und 3 μm, aufgebracht. Auch hier ist es möglich, dass die dritte elektrisch leitfähige Schicht in einem der zweiten Teilbereiche des Antennenbereichs, bevorzugt in sämtlichen zweiten Teilbereichen des Antennenbereichs oder in einem Biegebereich in einer größeren Schichtdicke als in den angrenzenden Bereichen, insbesondere in den angrenzenden ersten Teilbereichen aufgebracht wird. Bevorzugt wird die dritte elektrisch leitfähige Schicht in einer zwischen 0,01 μm und 99,5 μm größeren Dicke aufgebracht.
  • Auch hier ist es vorteilhaft, dass wenn mehrere dritte elektrisch leitfähige Schichten, insbesondere auch in unterschiedlichen Bereichen, aufgebracht werden. Diese dritten Schichten können beispielsweise die gleichen oder auch unterschiedliche chemische und/oder physikalische Eigenschaften besitzen und/oder können auch gleiche oder unterschiedliche Schichtdicken besitzen. Weiter ist es möglich, dass eine dritte elektrisch leitfähige Schicht in einem oder mehreren Bereichen in sich aus mehreren Einzelschichten der gleichen oder auch unterschiedlichen Zusammensetzung und/oder Form und/oder Struktur aufgebaut ist, die jeweils mit den gleichen oder unterschiedlichen Verfahren appliziert werden. Die Einzelschichten weisen dabei vorzugsweise Schichtdicken zwischen 0,5 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 1 μm und 3 μm, auf.
  • Die erste elektrisch leitfähige Schicht und/oder die dritte elektrisch leitfähige Schicht können hierbei – wie oben beschrieben – aus ein oder mehreren Schichten eines elektrisch leitfähigen Lacks bestehen. Durch das Aufbringen von zwei oder mehr Lackschichten ist es dabei zum Einen möglich, die gewünschte Gesamtschichtdicke oder auch gewünschte Leitfähigkeitscharakteristik der ersten und/oder dritten elektrisch leitfähigen Schicht zu erzielen. Auf der anderen Seite können auch unterschiedliche Schichtdicken der ersten und/oder dritten elektrisch leitfähigen Schicht in unterschiedlichen Bereichen der Antennenstruktur erzeugt werden, um so beispielsweise unterschiedlichen Biegespannungen in unterschiedlichen Bereichen des späteren Antennen-Bauelementes Rechnung zu tragen und entsprechend im Vorfeld entgegenzuwirken.
  • Der elektrisch leitfähige Lack der ersten und/oder dritten elektrisch leitfähigen Schicht wird bevorzugt musterförmig aufgedruckt, insbesondere mittels Siebdruck oder Tiefdruck aufgedruckt.
  • Der für die erste und/oder dritte elektrisch leitfähige Schicht verwendete elektrisch leitfähige Lack weist bevorzugt ein elektrisch leitfähiges Polymer und/oder ein polymeres Bindemitteln mit elektrisch leitfähigen Partikeln in einer Konzentration auf, die eine anschließende elektrische Leitfähigkeit ermöglicht. Die elektrisch leitfähigen Partikel sind hierbei in eine Polymermatrix des Bindemittels eingebunden. Es ist hierbei auch möglich, dass der elektrisch leitfähige Lack sowohl elektrisch leitfähige Polymere als auch elektrisch leitfähige Partikel aufweist. Durch nachgelagerte Temperaturbehandlungen ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt möglich, die Leitfähigkeit der aufgetragenen Schichten zu verbessern und zu optimieren. Dabei kommt es zum einen zu einer Homogenisierung und zu einer Verdichtung der entsprechenden ersten und/oder dritten elektrisch leitfähigen Schicht, dem Austreiben von Lösungs-mittelanteilen als auch flüchtigen Bestandteilen aus dem aufgetragenen System als auch zu gewissen Umorientierungen im Gefüge, wodurch die leitfähigen Bestandteile näher aneinanderführt werden und letztendlich die Leitfähigkeit verbessert wird.
  • Von besonderem Vorteil ist es zudem, wenn das mindestens eine polymere Bindemittel und/oder das mindestens eine elektrisch leitfähige Polymer ein thermoplastisches Polymer umfasst. Hierdurch wird bewirkt, dass der elektrisch leitfähige Lack während des Thermoformens mindestens bereichsweise erweicht, damit noch besser verdehnt werden kann und damit die in der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht auftretenden Spannungen und Kräfte noch besser kompensieren kann, wodurch die Defektrate weiter reduziert wird.
  • Vorzugsweise wird hierbei die Formulierung des elektrisch leitfähigen Lacks und die Auswahl der in dem Lack eingesetzten thermoplastischen Polymeren so gewählt, dass der elektrisch leitfähige Lack je nach Thermoforming-Bedingungen eine Glasübergangstemperatur zwischen 50°C und 180°C besitzt. Weiter ist es von besonderem Vorteil, wenn der elektrisch leitfähige Lack einen Gewichtsprozentanteil an thermoplastischen Polymeren von mehr als 1%, insbesondere von mehr als 10% aufweist.
  • Weiter ist es bevorzugt, wenn der elektrisch leitfähige Lack einen Bindemittelanteil zwischen 1 und 90 Gewichtsprozenten und einen Anteil an elektrisch leitfähigen Partikeln zwischen 10 und 99 Gewichtsprozent umfasst.
  • Als elektrisch leitfähige Partikel werden hierbei bevorzugt Partikel aus Kohlenstoff, wie Russ, Graphit, Graphene oder Kohlenstoffnanoröhrchen, elektrisch leitfähige Metallkomplexe, leitfähige organische Verbindungen oder leitfähige Polymere oder Metalle eingesetzt. Bevorzugt sind jedoch Zink, Nickel, Kupfer, Zinn, Kobalt, Mangan, Eisen, Magnesium, Blei, Chrom, Wismuth, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Palladium, Platin, Tantal, sowie Legierungen hiervon, die mindestens eines dieser Metalle enthalten. Geeignete Legierungen sind beispielsweise CuZn, CuSn, CuNi, SnPb, SnBi, SnCo, NiPb, ZnFe, ZnNi, ZnCo und ZnMn. Zudem ist es auch möglich, einer Mischung solcher Partikel einzusetzen. Der mittlere Durchmesser der Partikel beträgt hierbei 0,001 μm bis 150 μm, bevorzugt sind jedoch 0,01 μm bis 15 μm.
  • Als Bindemittel werden hierbei beispielsweise bevorzugt Polymere wie ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol), ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat), acrylierte Acrylate Alkydharze, Alkylvinylacetate, Alkylenvinylacetat-Copolymere, insbesondere Methylenvinylacetat, Ethylenvinylacetat, Butylenvinylacetat, Alkylenvinylchlorid-Copolymere, Aminoharze, Aldehyd und Ketonharze, Cellulose und Cellulosederivate, insbesondere Hydroxyalkylcellulose, Celluloseester, wie -Acetate, -Propionate, -Butyrate, Carboxyalkylcellulosen, Cellulosenitrat, Epoxyacrylate, Epoxidharze, modifizierte Epoxidharze, zum Beispiel bifunktionelle oder polyfunktionelle Bisphenol A- oder Bisphenol F-Harze, Epoxy-Novolak-Harze, bromierte Epoxidharze, cycloaliphatische Epoxidharze, aliphatische Epoxidharze, Glycidether, Vinylether, Ethylenacrylsäurecopolymere, Kohlenwasserstoffharze, MARS (transparentes ABS mit Acrylat-Einheiten enthaltend), Melaminharze, Maleinsäureanhydridcopolymerisate, Methacrylate, Naturkautschuk, synthetischer Kautschuk, Chlorkautschuk, Naturharze, Kollophoniumharze, Schellack, Phenolharze, Polyester, Polyesterharze, wie Phenylesterharze, Polysulfone, Polyethersulfone, Polyamide, Polyimide, Polyaniline, Polypyrrole, Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat, Polyesteracrylate, Polyetheracrylate, Polyethylen, Polyethylenthiophene, Polyethylennaphthalate, Polyethylenterephthalat (PET), PolyethylenterephthalatGlykol (PETG), Polypropylen, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyphenylenoxid (PPO), Polystyrole (PS), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polytetrahydrofuran, Polyether (zum Beispiel Polyethylenglykol, Polypropylenglykol), Polyvinylverbindungen, insbesondere Polyvinylchlorid (PVC), PVC-Copolymere, PVdC, Polyvinylacetat sowie deren Copolymere, gegebenenfalls teilhydrolysierter Polyvinylalkohol, Polyvinylacetale, Polyvinylacetate, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylether, Polyvinylacrylate und -methacrylate in Lösung und als Dispersion sowie deren Copolymere, Polyacrylsäureester und Polystyrolcopolymere, Polystyrol (schlagfest oder nicht schlagfest modifiziert), Polyurethane, unvernetzte beziehungsweise mit Isocyanaten vernetzt, Polyurethanacrylate, StyrolAcryl-Copolymere, Styrol-Butadien-Blockcopolymere, Proteine, wie zum Beispiel Casein, SIS, Triazin-Harz, Bismaleimid-Triazin-Harz (BT), Cyanatester-Harz (CE), Allylierter Polyphenylenether (APPE) eingesetzt. Weiterhin können Mischungen zweier oder mehrerer Polymere das Matrixmaterial bilden.
  • Besonders bevorzugte Polymere sind jedoch Acrylate, Acrylatharze, Cellulosederivate, Methacrylate, Methacrylatharze, Melamin und Aminoharze, Polyalkylene, Polyimide, Epoxidharze, modifizierte Epoxidharze, zum Beispiel bifunktionelle oder polyfunktionelle Bisphenol A oder Bisphenol F-Harze, Epoxy-Novolak-Harze, bromierte Epoxidharze, cycloaliphatische Epoxidharze; aliphatische Epoxidharze, Glycidether, Vinylether, und Phenolharze, Polyurethane, Polyester, Polyvinylacetale, Polyvinylacetate, Polystyrole, Polystyrol-Copolymere, Polystyrolacrylate, Styrol-ButadienBlockcopolymere, Alkylenvinylacetate und Vinylchlorid-Copolymere, Polyamide sowie deren Copolymere.
  • Als elektrisch leitfähige Polymere werden beispielsweise bevorzugt Polymere auf Thiophenbasis bzw. Thiofuranbasis eingesetzt, wobei jedoch auch andere Polymersysteme denkbar sind und Anwendung finden können.
  • Die mindestens zweite elektrisch leitfähige Schicht wird bevorzugt in eine Schichtdicke zwischen 0,5 μm und 250 μm, weiter bevorzugt zwischen 5 μm und 20 μm aufgalvanisiert. Diese zweite elektrisch leitfähige Schicht wird bevorzugt in einem Galvanikbad durch Anlegen eines entsprechenden Spannungspotenzials an die erste elektrisch leitfähige Schicht strombehaftet aufgalvanisiert. Es ist jedoch auch möglich, dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht stromlos aufgalvanisiert wird. Auch hier ist es ebenso möglich, dass – wie eingangs erläutert – mehrere zweite elektrisch leitfähige Schichten an unterschiedlichen Bereichen aufgalvanisiert werden, die beispielsweise die gleiche oder auch unterschiedliche chemische und/oder physikalische Eigenschaften besitzen können und/oder auch gleiche oder unterschiedliche Schichtdicken. So ist es zudem möglich, dass eine zweite elektrisch leitfähige Schicht in einem oder mehreren Bereichen in sich aus mehreren Einzelschichten der gleichen oder auch unterschiedlichen Zusammensetzung und/oder Form und/oder Struktur über eventuell vorgelagerte Abdeckschritte aufgebaut wird, die jeweils mit den gleichen oder unterschiedlichen galvanischen Verfahren appliziert werden. Die Einzelschichten weisen dabei Schichtdicken zwischen 0,5 μm und 250 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 20 μm, auf.
  • Die zweite elektrisch leitfähige Schicht besteht aus einem Metall, vorzugsweise aus Zink, Eisen, Chrom, Wismut Nickel, Kupfer, Zinn, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Palladium, Platin, Tantal, wobei auch Mehrschichtsysteme, Legierungen oder Mischsysteme mit mindestens einem der obigen Elemente vorstellbar sind.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich der zweite Teilbereich oder mindestens einer der zweiten Teilbereiche über die gesamte Breite des Antennenbereichs. Der zweite Teilbereich erstreckt sich somit durchgängig von einer Außenkante des Antennenbereichs zu der gegenüberliegenden Außenkante des Antennenbereichs, sodass die an den zweiten Teilbereich angrenzenden ersten Teilbereiche durch den zweiten Teilbereich voneinander getrennt werden. Hierdurch ist es möglich, dass sich die beiden angrenzenden ersten Teilbereiche beim Thermoformen gegeneinander verschieben können, damit keine Spannungen oder nur geringe Spannungen in der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht verbleiben und die durch das Thermoformen in dem jeweiligen Bereich bewirkten Verdehnungen besonders gut durch die erste und/oder dritte elektrisch leitfähige Schicht aufgefangen und kompensiert werden.
  • Je nach der in dem jeweiligen Biegebereich auftretenden Biegebelastung ist es jedoch auch möglich, dass der zweite Teilbereich sich nicht vollständig von einer Außenkante des Antennenbereichs zu der gegenüberliegenden Außenkante des Antennenbereichs erstreckt, sondern den Antennenbereich nur bereichsweise zerteilt bzw. aufteilt.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der zweite Teilbereich oder mindestens einer der zweiten Teilbereiche linienförmig mit einer Linienbreite zwischen 0,2 mm und 20 mm, bevorzugt zwischen 0,5 mm und 2 mm ausgebildet. Es hat sich gezeigt, dass durch eine derartige Ausgestaltung der zweiten Teilbereiche eine deutliche Verbesserung der Ausschussrate/Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse erzielt werden kann und gleichzeitig die elektrischen Eigenschaften des Antennenbauelements hierdurch nicht wesentlich verschlechtert werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Breite und/oder Dicke der Linien nicht gleichmäßig ist, sondern variiert.
  • Vorzugsweise sind die Längsachsen der zweiten Teilbereiche oder mindestens einer der zweiten Teilbereiche mehr quer als längs der Biegerichtung orientiert, insbesondere quer zur Biegerichtung orientiert. Werden so beispielsweise die zweiten Teilbereiche linienförmig ausgebildet, so ist es vorteilhaft, im Biegebereich die Längslinien, je nach auftretender Biegebelastung, entweder parallel zueinander anzuordnen oder fächerförmig zueinander versetzt anzuordnen, beispielsweise wenn sich bei einer 3D-Verformung die Spannungsrichtungen verschieben. Weiter ist es auch möglich, dass bei einer derartigen linienförmigen Ausbildung der zweiten Teilbereiche die Linien nicht die Form von Geraden besitzen, sondern eine entsprechend der auftretenden Biegebelastung ausgebildete kurvenförmige, zackenförmige oder auch anders gestaltete Formgebung besitzen. In diesem Zusammenhang ist es auch hier möglich, dass die Linien an unterschiedlichen Stellen eine unterschiedliche Linienbreite und/oder auch Liniendicke besitzen, um so optimale Bedingungen für eine Formgebung bereitzustellen und auftretende Systemspannungen zu reduzieren.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt der zweite Teilbereich oder mindestens einer der zweiten Teilbereiche eine mäanderförmige wellenlinienförmige Formgebung, sodass die angrenzenden Bereiche der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht fingerförmig ineinander greifen. Die zweiten Teilbereiche sind hierbei vorzugsweise linienförmig mit einer Breite zwischen 0,2 mm und 30 mm, vorzugsweise mit einer Breite zwischen 0,5 mm und 2 mm ausgebildet, wobei die Linie eine entsprechende mäanderförmige oder wellenlängenförmige Formgebung besitzt. Es hat sich gezeigt, dass durch eine derartige Ausgestaltung der zweiten Teilbereiche sowohl die mechanischen, als auch die elektrischen Eigenschaften verbessert werden und hierdurch ein Antennenbauelement bereitgestellt wird, welches sich sowohl durch besonders gute elektrische Eigenschaften, als auch durch eine besondere geringe Ausschussquote und gute Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüsse auszeichnet. Auch hier ist es möglich und bevorzugt, dass die Linien an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Linienbreite und/oder auch Liniendicke besitzen, um so optimale Bedingungen für eine Formgebung bereitzustellen und auftretende Systemspannungen zu reduzieren.
  • Auch bei einer derartigen wellenlinienförmigen oder mäanderförmigen Formgebung ist es bevorzugt, dass die Längsachse des Mäanders bzw. der Welle vorzugsweise mehr quer als längs der Biegerichtung orientiert ist, wobei auch andere Ausrichtungen möglich und bevorzugt sein können.
  • Weiter ist es hier von besonderem Vorteil, die Periode des Mäanders oder der Welle im Bereich zwischen 0,05 mm und 100 mm, bevorzugt zwischen 0,4 mm und 30 mm, zu wählen und die Amplitude des Mäanders oder der Welle im Bereich zwischen 0,05 mm und 100 mm, bevorzugt zwischen 0,4 mm und 30 mm zu wählen.
  • Weiter ist es vorteilhaft, Mäanderformen mit ungleichmäßiger bzw. sich ändernder Periode und/oder auch Mäanderamplitude einzusetzen.
  • Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der zweite Teilbereich oder mindestens einer der zweiten Teilbereiche mehrere erste Zonen und mehrere zweite Zonen, wobei die Längsachse der ersten Zonen jeweils längs der Biegerichtung orientiert sind und die Längsachse der zweiten Zonen jeweils quer zur Biegerichtung orientiert sind.
  • Vorzugsweise wechseln sich hierbei erste und zweite Zonen zur Ausbildung des jeweiligen zweiten Teilbereichs ab. Es hat sich gezeigt, dass sich durch eine Ausbildung des zweiten Teilbereichs in dieser Form die Ausschussrate und die Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse weiter verbessern lassen.
  • Das erfindungsgemäße Antennen-Bauelement ist insbesondere für die Verwendung als dreidimensionale Antenne für verschiedenste Anwendungen, beispielsweise als dreidimensionale Antenne für elektrische Geräte, insbesondere tragbare elektrische Geräte geeignet, wobei die Antenne bevorzugt in Gehäuseteilen der Geräte angeordnet ist. In besonderen Fällen, können dieses Antennenelemente auch in Karten beispielsweise in ID-Karten, Zutrittskarten, Geldkarten Anwendung finden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert.
  • 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Folienelement.
  • 2 zeigt eine Draufsicht auf ein mittels Thermoformen verformtes Folienelement.
  • 3a bis 3c zeigen schematische Schnittdarstellungen und Draufsichten auf Ausschnitte von Folienelementen zur Erläuterung eines ersten Herstellungsverfahrens.
  • 4a bis 4c zeigen schematische Schnittdarstellungen und Draufsichten auf Ausschnitte von Folienelementen zur Verdeutlichung eines zweiten Herstellungsverfahrens.
  • 5a bis 5c zeigen schematische Schnittdarstellungen und Draufsichten auf Ausschnitte von Folienelementen zur Verdeutlichung eines dritten Herstellungsverfahrens.
  • 6 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Antennen-Bauelements.
  • 2 zeigt einen Folienkörper 20 mit einer thermoplastischen Trägerfolie 10 und einem als Antennenstruktur ausgeformten Antennenbereich 30. Der Antennenbereich 30 ist hierbei in erste Teilbereiche 31 und in zweite Teilbereiche 32 geteilt. Die zweiten Teilbereiche 32 sind – wie in 1 und 2 angedeutet – in einem Biegebereich 33 angeordnet.
  • Wie in 1 gezeigt, sind hierbei in dem Biegebereich 33 mehrere zweite Teilbereiche 32 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass in dem Biegebereich 33 lediglich ein zweiter Teilbereich 32 angeordnet ist. Weiterhin ist auch möglich, dass neben dem in 1 gezeigten Biegebereich 33 noch zwei oder mehrere weitere Biegebereiche vorgesehen sind.
  • Wie in 1 gezeigt, erstrecken sich hierbei die zweiten Teilbereiche 32 von einer Außenkante 35 des Antennenbereichs 30 zur gegenüberliegenden Außenkante 36 des Antennenbereichs 30 und erstrecken sich so über die gesamte Breite des Antennenbereichs 30. Die zweiten Teilbereiche 32 zerteilen damit den Antennenbereich 30 derart, dass die an die zweiten Teilbereiche 32 angrenzenden ersten Teilbereiche 31 keine gemeinsame Grenzlinie mehr besitzen und zwischen zwei ersten Teilbereichen 31 ein zweiter Teilbereich 32 angeordnet ist. Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden ersten Teilbereichen 31 und damit die entsprechende Abmessung des dazwischen liegenden zweiten Teilbereichs 32 beträgt vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 20 mm, weiter bevorzugt zwischen 0,5 mm und 2 mm. Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Längsachsen der zweiten Teilbereiche 32 mehr quer als längs zur Biegerichtung orientiert sind, wie dies im Folgenden auch anhand von 1 und 2 erläutert wird.
  • In den ersten Teilbereichen 31 des Antennen-Bauelements 30 ist eine elektrisch leitfähige Schicht aus einem galvanisch abgeschiedenen metallischen Material vorgesehen, welche vorzugsweise eine Schichtdicke zwischen 0,5 μm und 250 μm, weiter bevorzugt zwischen 5 μm und 20 μm aufweist. Diese elektrisch leitfähige Schicht ist – vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer optionalen weiteren elektrisch leitfähigen Schicht – auf der thermoplastischen Trägerfolie 10 festgelegt. Weiter sind in den zweiten Teilbereichen 32 des Antennenbereichs 30 ein oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten aus einem elektrisch leitfähigen Lack vorgesehen, welche jeweils eine Schichtdicke zwischen 1 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 5 μm und 25 μm aufweisen. Diese elektrisch leitfähige Schicht bzw. diese elektrisch leitfähigen Schichten grenzen hierbei an eine Oberfläche der jeweiligen, zum jeweiligen zweiten Teilbereich 32 benachbarten ersten Teilbereiche 31 an, wodurch die in den ersten Teilbereichen 31 vorgesehene metallisch elektrisch leitfähige Schicht galvanisch mit den ein oder mehreren in den zweiten Teilbereichen 32 vorgesehenen elektrisch leitfähigen Schichten aus einem elektrisch leitfähigen Lack kontaktiert sind und damit die ersten Teilbereiche 31 der metallischen elektrisch leitfähigen Schicht miteinander über den in den zweiten Teilbereichen 32 vorgesehenen Lack elektrisch leitend verbunden sind. Der elektrisch leitfähige Lack kann dabei aus mehreren Lackschichten bestehen und in mehreren Druckvorgängen nacheinander aufgebracht worden sein.
  • Das so gebildete Folienelement 20 wird anschließend mittels Thermoformen verformt. Hierzu wird das Folienelement 20 beispielsweise in eine Tiefziehform eingelegt und sodann durch Einsatz von Hitze und einem Vakuum verformt.
  • Beim Thermoformen wird das Folienelement hierbei vorzugsweise auf eine Temperatur zwischen 50°C und 150°C, weiter bevorzugt zwischen 60°C und 80°C erhitzt. Dies kann im Weiteren auch mittels einer entsprechenden Heizeinrichtung durchgeführt werden, welche das Folienelement 20 mittels Wärmestrahlung erhitzt und/oder die Tiefziehform und/oder die Gegendruckform entsprechend erhitzt.
  • Weiter ist es auch möglich, dass das Folienelement 20 hierzu in eine Spritzgussform eingelegt wird und hinterspritzt wird, wobei durch den von der Spritzgussmasse aufgebrachten Druck das Folienelement 20 gegen die Oberfläche der Spritzgussform gepresst und durch das Einwirken von Hitze (zwischen 80°C und 300°C) und Druck entsprechend verformt wird.
  • 2 zeigt das sich ergebende Folienelement 20' nach Durchführung des Thermoformens. Wie dort gezeigt, ist die Trägerfolie 10 und damit auch die im Antennenbereich 30 aufgebrachten Schichten im Biegebereich 33 in einer Biegerichtung 34 verbogen. Vorzugsweise sind im Biegebereich 33 die Längsachsen der zweiten Zonen mehr quer als längs zum Biegebereich 34, vorzugsweise quer zur Biegerichtung 34 orientiert. Weiter ist bevorzugt, dass die zweiten Teilbereiche 32 den Antennenbereich 30 im Wesentlichen quer zur Biegerichtung 34 durchtrennen, dass heißt in einem von der Querlinie nicht mehr als 10° abweichenden Winkel durchtrennen.
  • Ändert sich die Biegerichtung 34 innerhalb des Biegebereichs, so ändert sich vorzugsweise auch die Orientierung der Längsachse der zweiten Teilbereiche entsprechend.
  • Anhand der Figuren 3a bis 3c werden nun im Folgenden Verfahrensschritte zur Herstellung eines wie das Folienelement 20 ausbildeten Folienelements 23 beschrieben.
  • 3a zeigt eine Schnittdarstellung und eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Folienelements 21.
  • Das Folienelement 21 weist die thermoplastische Trägerfolie 10 auf.
  • Die Trägerfolie 10 besteht bevorzugt aus einer thermoplastischen Kunststofffolie mit einer Schichtdicke zwischen 3 μm und 500 μm, weiter bevorzugt zwischen 50 μm und 200 μm. Die Formulierung der Trägerfolie 10 wird bevorzugt so gewählt, dass die Glasübergangstemperatur der Trägerfolie 10 zwischen 40°C und 200°C, weiter bevorzugt zwischen 100°C und 150°C liegt. Die Trägerfolie besteht bevorzugt aus Polyethylenterephthalat (PET), BOPP, Polyvinylchlorid (PVC), Polycarbonat (PC), PET-PC, Polypropylen (PP), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polystyrol (PS), ABS-PC, PMMA. Die Trägerfolie 10 kann als einschichtiges Material oder als Materialverbund, z. B. als Laminat mehrerer Einzelfolien oder dergleichen vorliegen und/oder mit einer oder mehreren Lackschichten beschichtet sein. Die Lackschichten können beispielsweise Haftvermittlerschichten sein oder Schutzschichten oder Antireflexionsschichten oder Schichten zur Verringerung der elektrostatischen Aufladung der Trägerfolie.
  • Auf die Trägerfolie 10 wird nun eine Schicht 11 aus einem elektrisch leitfähigen Lack in dem Antennenbereich 30, d. h. sowohl in den ersten Teilbereichen 31 als auch in den zweiten Teilbereichen 32 des Antennenbereichs 30 aufgebracht.
  • Die elektrisch leitfähige Lackschicht besteht bevorzugt aus einem Lack enthalten ein polymeres Bindemittel und in die Polymermatrix eingebundene elektrisch leitfähige Partikel. Geeignete elektrisch leitfähige Materialien sind zum Beispiel Graphit, Graphene oder Kohlenstoffnanoröhrchen, elektrisch leitfähige Metallkomplexe, leitfähige organische Verbindungen oder leitfähige Polymere oder Metalle, vorzugsweise Zink, Nickel, Kupfer, Zinn, Kobalt, Mangan, Eisen, Magnesium, Blei, Chrom, Wismut, Silber, Gold, Aluminium, Titan, Palladium, Platin, Tantal sowie Legierungen hiervon oder Metallgemische, die mindestens eines dieser Metalle enthalten. Geeignete Legierungen sind beispielsweise CuZn, CuSn, CuNi, CuAg, SnPb, SnBi, SnCo, NiPb, ZnFe, ZnNi, ZnCo und ZnMn. Insbesondere bevorzugt sind Aluminium, Eisen, Kupfer, Silber, Nickel, Zink, Zinn, Kohlenstoff sowie deren Mischungen. Vorzugsweise besitzen die elektrisch leitfähigen Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,001 bis 150 μm, bevorzugt von 0,01 bis 15 μm. Die Oberfläche der elektrisch leitfähigen Partikel kann zumindest teilweise mit einer Beschichtung versehen sein. Geeignete Beschichtungen können anorganisch oder organisch sein. Das elektrisch leitfähige Partikel kann auch mit einem Metall oder einem vollständig oder teilweise oxidierten Metalloxid beschichtet sein. Sollten zwei oder mehr unterschiedliche Metalle die elektrisch leitfähigen Partikel bilden, so kann dies durch eine Mischung dieser Metalle erfolgen. Insbesondere bevorzugt ist es, wenn die Metalle ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Eisen, Kupfer, Silber, Nickel, Zink und Zinn. Die elektrisch leitfähigen Partikel können jedoch auch ein erstes Metall und ein zweites Metall enthalten, bei dem das zweite Metall in Form einer Legierung (mit dem ersten Metall oder einem oder mehreren anderen Metallen) vorliegt, oder die elektrisch leitfähigen Partikel enthalten zwei unterschiedliche Legierungen. Neben der Auswahl der elektrisch leitfähigen Partikel hat die Form der elektrisch leitfähigen Partikel einen Einfluss auf die Eigenschaften der Dispersion nach einer Beschichtung. Die Form der elektrisch leitfähigen Partikel kann beispielsweise nadelförmig, zylindrisch, plattenförmig oder tropfenförmig oder kugelförmig sein.
  • Der Bindemittelanteil der getrockneten Lackschicht 14 beträgt bevorzugt zwischen 1 und 90 Gewichtsprozent. Der Anteil der elektrisch leitfähigen Partikel in der getrockneten Lackschicht 14 beträgt vorzugsweise zwischen 10 und 99 Gewichtsprozent, weiter bevorzugt zwischen 55 und 85 Gewichtsprozent.
  • Das polymere Bindemittel umfasst vorzugsweise folgende Stoffe oder eine Kombination folgender Stoffe: thermoplastische Polymere, Lösemittel oder Lösemittelgemische, Katalysatoren, Additive, Dispergiermittel, Füllstoffkomponenten, Verarbeitungshilfsmittel und Stabilisatoren wie z. B. UV-Stabilisatoren, Schmiermittel, Korrosionsinhibitoren und Flammschutzmittel. Lösemittel, Dispergiermittel und Füllstoffkomponenten dienen vor allem zur besseren Verarbeitbarkeit der elektrisch leitfähigen Lackschicht beim Aufbringen als Schicht auf die Trägerfolie. Vorzugsweise enthält das polymere Bindemittel thermoplastische Polymere, wie beispielsweise Acrylate, Acrylatharze, Cellulosederivate, Methacrylate, Methacrylatharze, Melamin und Aminoharze, Polyalkylene, Polyimide, Epoxidharze, modifizierte Epoxidharze, zum Beispiel bifunktionelle oder polyfunktionelle Bisphenol A oder Bisphenol F-Harze, polyfunktionelle Epoxy-Novolak-Harze, bromierte Epoxidharze, cycloaliphatische Epoxidharze; aliphatische Epoxidharze, Glycidether, Vinylether, und Phenolharze, Phenoxyharze, Polyurethane, Polyester, Polyvinylacetale, Polyvinylacetate, Polystyrole, Polystyrol-Copolymere, Polystyrolacrylate, Styrol-Butadien-Blockcopolymere, Triazin-Harze, Bismaleimid-Triazin-Harze (BT), Alkylenvinylacetate und Vinylchlorid-Copolymere, Polyamide sowie deren Copolymere oder Polyurethane, Polyester. Weiterhin können Mischungen zweier oder mehrerer dieser Polymere das polymere Bindemittel bilden.
  • Der Anteil der thermoplastischen Polymere beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 100 Gewichtsprozent, weiter bevorzugt zwischen 50 und 90 Gewichtsprozent des Bindemittels.
  • Der elektrisch leitfähige Lack kann beispielsweise folgende Formulierung aufweisen:
    2 Gew.-% Zusatzstoffe
    70 Gew.-% metallische Komponente in Form von metallischer Partikel
    28 Gew.-% Bindemittelgemisch, welches zu 90 Gewichtsprozent aus einem Thermoplasten besteht
  • Die Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Schicht 11 beträgt bevorzugt zwischen 0,5 μm und 100 μm, weiter bevorzugt zwischen 1 μm und 3 μm.
  • Weiter ist es auch möglich, dass die elektrisch leitfähige Lack aus elektrisch leitfähigen Polymer, beispielsweise PEDOT:PSS System (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) besteht.
  • In diesem Fall beträgt die Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Lackschicht 14 bevorzugt zwischen 5 μm und 90 μm, weiter bevorzugt zwischen 15 μm und 20 μm.
  • Weiter ist es auch möglich, dass als elektrisch leitfähige Schicht 11 nicht nur eine elektrisch leitfähige Lackschicht, sondern auch zwei oder mehrere elektrisch leitfähige Lackschichten aufgebracht werden. Vorzugsweise bestehen diese elektrisch leitfähigen Lackschichten hierbei aus unterschiedlichem Material oder Materialsystemen, beispielsweise eine Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Polymer kombiniert mit einer Schicht aus einem Bindemittel mit in die Bindemittelmatrix eingebundenen elektrisch leitfähigen Partikel. Die unterschiedlichen Lackschichten können hierbei übereinander, nebeneinander oder auch partiell überlappend angeordnet sein.
  • Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die elektrisch leitfähige Schicht 11 im Biegebereich 33 eine größere Schichtdicke als in den angrenzenden Bereichen des Antennenbereichs 30 aufgebracht wird, insbesondere dort bevorzugt eine zwischen 0,1 μm und 99,5 μm größere Dicke als in den angrenzenden Bereichen verfügt. Es ist auch vorteilhaft, wenn die elektrisch leitfähige Schicht 11 lediglich in den zweiten Teilbereichen 32 in einer entsprechend höheren Schichtdicke gegenüber den benachbarten Teilbereichen 31 aufgebracht wird.
  • Bevorzugt wird die elektrisch leitfähige Schicht 11 auf die Trägerfolie 10 mittels eines Druckverfahrens, beispielsweise mittels Siebdruck, Tiefdruck, Offsetdruck oder Inkjet-Printing aufgebracht. Es ist jedoch auch möglich, dass die elektrisch leitfähige Schicht 11 mittels eines Sprühverfahrens oder mittels eines Präge- oder Transferverfahrens auf die Trägerfolie 10 aufgebracht wird. Auch Kombinationen unterschiedlichster Verfahren sind zur Aufbringung der elektrisch leitfähigen Schicht 11 möglich.
  • Als nächstes wird – wie in 3b gezeigt – in den zweiten Teilbereichen 32 des Antennenbereichs 30 eine Abdeckschicht 12 auf die elektrisch leitfähige Schicht 11 aufgebracht, wodurch sich das Folienelement 22 ergibt. Die Abdeckschicht 12 wird somit lediglich in den zweiten Teilbereichen 32, nicht jedoch in den ersten Teilbereichen 31 des Antennenbereichs 30 aufgebracht, beispielsweise mittels Druckens aufgebracht.
  • Die Abdeckschicht 12 besteht aus einem als Galvano-Resist wirkenden Material und wird vorzugsweise von einer elektrisch nicht leitfähigen Schicht gebildet, welche bevorzugt in einer Schichtdicke zwischen 1 μm und 20 μm aufgebracht wird.
  • Als Abdeckschicht 12 wird bevorzugt ein Lack mit folgender Formulierung aufgebracht:
    1,5 Gew.-% Zusatzstoffe
    72 Gew.-% Lösungsmittelgemisch
    26,5 Gew.-% Bindemittelgemisch
  • Es ist in diesem Zusammenhang ebenso möglich, dass mehrere Abdeck-Schichten an unterschiedlichen Bereichen aufgebracht werden, die beispielsweise die gleiche oder auch unterschiedliche chemische und/oder physikalische Eigenschaften besitzen können und/oder auch gleiche oder unterschiedliche Schichtdicken. So ist es zudem möglich, dass eine Abdeck-Schicht in einem oder mehreren Bereichen in sich aus mehreren Einzelschichten der gleichen oder unterschiedlichen Zusammensetzung und/oder Form und/oder Struktur aufgebaut wird, die jeweils mit den gleichen oder unterschiedlichen Verfahren appliziert werden.
  • In einem nächsten Schritt wird – wie in 3c gezeigt – in den nicht durch die Abdeckschicht abgedeckten Bereichen der elektrisch leitfähigen Schicht 11 eine weitere elektrisch leitfähige Schicht 13 durch galvanisches Abscheiden aufgebracht, wodurch das Folienelement 23 ausgebildet wird. Hierzu wird das Folienelement 22 nach 3b in ein Galvanik-Bad eingebracht und strombehaftet auf die freiliegenden Bereichen der elektrisch leitfähigen Schicht 11 ein entsprechendes Metall durch Anlegen einer entsprechenden Spannung abgeschieden.
  • Die elektrisch leitfähige Schicht 13 besteht vorzugsweise aus Kupfer, kann jedoch auch aus Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Platin, Zinn, Zink, Eisen, Chrom, Wismut, Titan, Palladium, Tantal oder einer Legierung dieser Metalle bestehen. Die Schichtdicke der elektrisch leitfähigen Schicht 13 beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 μm und 250 μm, weiter bevorzugt zwischen 5 μm und 20 μm.
  • Die Figuren 4a bis 4c verdeutlichen ein weiteres Herstellungsverfahren, welches dem Herstellungsverfahren nach den Figuren 3a bis 3c bis auf folgenden Unterschied entspricht:
    Die Abdeckschicht 12 wird, wie in 4b gezeigt, hier in einer mäanderförmigen Formgebung aufgebracht, sodass die angrenzenden Bereiche der elektrisch leitfähigen Schicht 15 fingerförmig ineinander greifen, wie dies beispielsweise in 4c dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist somit der zweite Teilbereich 32 in Form einer mäanderförmig verlaufenden Linie mit einer Linienbreite von 0,2 mm und 30 mm, vorzugsweise mit einer Breite zwischen 0,5 mm und 2 mm ausgebildet, wobei sich auch hier die Linien vorzugsweise – wie in 4b dargestellt – von einer Außenkante des Antennenbereichs 30 zur gegenüberliegenden Außenkante des Antennenbereichs 30 erstreckt und damit den Antennenbereich 30 zerteilt. Die Linienbreite des zweiten Teilbereichs bestimmt hierbei die Beabstandung der an den zweiten Teilbereich 32 angrenzenden ersten Teilbereiche.
  • Die Periode 35, in der die Strukturelemente des Mäanders aufeinanderfolgt, beträgt hierbei vorzugsweise zwischen 0,4 mm und 30 mm, weiter bevorzugt zwischen ... und 0,6 mm und 2 mm Die Amplitude 36 des Mäanders beträgt vorzugsweise zwischen 0,2 mm und 30 mm, weiter bevorzugt zwischen 0,5 mm und 5 mm.
  • Weiter ist es auch hier vorteilhaft, wenn die Längsachse 39 des mäanderförmigen zweiten Teilbereichs 32 im Wesentlichen quer zur Biegerichtung 34 orientiert ist. Wie in 4b angedeutet, wird die Längsachse des mäanderförmigen zweiten Teilbereichs 32 hierbei von der Richtung bestimmt, in der die sich wiederholenden Strukturelemente des Mäanders aufeinanderfolgen.
  • Anstelle einer mäanderförmigen Formgebung kann der in 4b gezeigte zweite Teilbereich 32 auch eine wellenlinienförmige Formgebung besitzen, wobei für die Breite, die Periode und die Amplitude des wellenförmigen zweiten Teilbereichs 32 die Werte in gleicher Weise wie oben bezüglich der mäanderförmigen Ausbildung beschrieben zu wählen sind.
  • Weiter ist es auch möglich, dass der mäanderförmige oder wellenlinienförmige zweite Teilbereich 32 nicht eine konstante Amplitude und/oder Periode besitzen, sondern die Amplitude und/oder Periode entlang der Längsrichtung 36 variiert. Weiter ist es auch möglich, dass die Längsrichtung des mäanderförmigen oder wellenlinienförmigen Teilbereichs 32 über die Breite des Antennenbereichs 30 hinweg variiert, beispielsweise eine kreisbogenförmige Formgebung besitzt, um so beispielsweise den zweiten Teilbereich 32 an eine entsprechende Änderung der Biegerichtung über die Breite des Antennenbereichs 30 hinweg anzupassen.
  • Bezüglich der für die Trägerfolie 10, die elektrisch leitfähigen Schichten 11 und 13 sowie die Abdeckschicht 12 zu verwendenden Materialien und der zur Aufbringung dieser Schichten verwendeten Verfahren wird auf die diesbezüglichen Ausführungen nach 3a bis 3c verwiesen.
  • Die Figuren 5a bis 5c verdeutlichen ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines dem Folienelement 20 entsprechenden Folienelements 29.
  • 5a zeigt eine Schnittdarstellung und eine Draufsicht eines Ausschnitts eines Folienelements 27. Zur Herstellung des Folienelements 27 wird – wie oben beispielsweise anhand von 3a beschrieben – auf die Trägerfolie 10 die elektrisch leitfähige Schicht 11 aufgebracht. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach 3a wird die elektrisch leitfähige Schicht 11 hierbei derart auf die Trägerfolie 10 aufgebracht, dass die elektrisch leitfähige Schicht 11 in den ersten Teilbereichen 31 des Antennenbereichs 30 auf die thermoplastische Trägerfolie 10 aufgebracht wird und in den zweiten, im Biegebereich 33 angeordneten zweiten Teilbereichen 32 des Antennenbereichs 30 nicht aufgebracht wird.
  • Sodann wird – wie in 5b gezeigt – die elektrisch leitfähige Schicht 13 aus einem metallischen Material in den ersten Bereichen 31 auf der elektrisch leitfähigen Schicht 11 galvanisch abgeschieden, wodurch sich das Folienelement 28 ergibt. Hierzu wird auf die obigen Ausführungen nach 3b verwiesen.
  • Sodann wird in einem Bereich 37 eine elektrisch leitfähige Schicht 14 aus einem elektrisch leitfähigen Lack aufgebracht, wodurch sich das Folienelement 29 ergibt. Der elektrisch leitfähige Lack der elektrisch leitfähigen Schicht 14 ist wie bereits oben in Bezug auf den elektrisch leitfähigen Lack für die elektrisch leitfähige Schicht 11 beschrieben formuliert und es wird bezüglich der für die elektrisch leitfähige Schicht 14 zu verwendenden Materialen auf die diesbezüglichen Ausführungen zur elektrisch leitfähigen Schicht 11 verwiesen.
  • Die elektrisch leitfähige Schicht 14 wird hierbei vorzugsweise in einer Schichtdicke zwischen 1 μm und 100 μm, weiter bevorzugt im Bereich 5 μm und 25 μm im Bereich 37 aufgebracht, vorzugsweise mittels der bereits oben im Bezug auf die elektrische leitfähige Schicht 11 beschriebene Verfahren.
  • Der Bereich 37, in dem die elektrisch leitfähige Schicht 14 aufgebracht wird, umfasst hierbei zumindest die zweiten Teilbereiche 32 des Antennenbereichs 30. Wie in 5c angedeutet ist es hier jedoch weiter auch vorteilhaft, dass die elektrisch leitfähige Schicht 14 auch weiter in einem an den jeweiligen zweiten Teilbereich 32 des Antennenbereichs angrenzenden Bereich des jeweiligen benachbarten ersten Teilbereich 31 des Antennenbereichs aufgebracht wird, und damit dort auch auf die Oberseite der elektrisch leitfähigen Schicht 30 aufgebracht wird. Die Breite 38 dieses Überlappungsbereichs beträgt vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 10 mm, weiter vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 0,3 mm. Weiter ist es auch möglich, dass der Bereich 37 nicht nur eine der angrenzenden ersten Bereiche überlappt, sondern sämtliche an den jeweiligen zweiten Bereich 32 angrenzenden ersten Teilbereiche zumindest bereichsweise überlappt.
  • 6 zeigt nun ein Antennen-Bauelement 3, welches beispielsweise nach dem Thermoformen und Hinterspritzen des Folienelements 29 erhalten wird:
    Das Antennen-Bauelement 3 weist einen Trägerkörper 40 sowie ein auf der Oberfläche der Trägerfolie 14 aufgebrachtes Folienelement 29' auf. Zur Herstellung des Antennen-Bauelements 3 wird das beispielsweise gemäß 5a bis 5c hergestellte Folienelement 29 in eine Spritzgussform eingelegt und sodann mit einem Spritzgussmaterial hinterspritzt. Durch den beim Hinterspritzen auftretenden Druck wird das Folienelement 29 auf die Oberfläche der Spritzgussform gepresst und hierbei auch durch die Einwirkende Hitze des Spritzgussmaterials thermoplastisch verformt, wodurch zum Einen durch Thermoformen der Trägerfolie 29 die Trägerfolie 29' und durch das aus gehärtete Spritzgussmaterial der Trägerkörper 14 bereitgestellt wird. Wie in 6 gezeigt, weist das thermoverformte Folienelement 29' die Trägerfolie 10, die elektrisch leitfähigen Schichten 11, 13 und 14 und ggf. noch weitere Schichten, beispielsweise Dekorschichten, Schutzschichten oder Haftvermittlungsschichten auf. Wie in 6 dargestellt, sind hierbei in Biegebereichen 33 in dem Antennenbereich 30 zweite Teilbereiche 32 vorgesehen, in denen die elektrisch leitfähige Schicht 13 nicht vorgesehen ist. Die so entstehenden Ausnehmungen sind durch die elektrisch leitfähige Schicht 14 gefüllt, welche – wie in 6 gezeigt – auch noch angrenzende Bereiche die elektrische leitfähige Schicht 13 überlappt.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements (3) mit einer dreidimensionalen Antenne, umfassend die Schritte: Ausbildung einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht (11) aus einem elektrisch leitfähigen Lack auf einer thermoplastischen Trägerfolie (10) in einem als Antennenstruktur ausgeformten Antennenbereich (30), Aufbringen einer Abdeckschicht (12) auf die erste elektrisch leitfähige Schicht (11) derart, dass die Abdeckschicht (12) in ein oder mehreren zweiten, jeweils in einem Biegebereich (33) angeordneten Teilbereichen (32) des Antennenbereichs auf die erste elektrisch leitfähige Schicht (11) aufgebracht wird, in ein oder mehreren benachbarten ersten Teilbereichen (31) des Antennenbereichs, jedoch nicht auf die erste elektrisch leitfähige Schicht (11) aufgebracht wird, galvanisches Abscheiden einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (13) aus einem metallischen Material auf den nicht durch die Abdeckschicht (12) abgedeckten Bereichen der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (11), Thermoformen eines Folienelements (23, 26) umfassend die thermoplastische Trägerfolie (10), die erste elektrisch leitfähige Schicht (11) und die zweite elektrisch leitfähige Schicht (13), insbesondere mittels Tiefziehen oder Hinterspritzen, zur Ausbildung des Antennen-Bauelements (3) derart, dass die thermoplastische Trägerfolie (10) hierbei in den ein oder mehreren Biegebereichen (33) verbogen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte elektrisch leitfähige Schicht aus einem elektrisch leitfähigen Lack im Biegebereich derart aufgebracht wird, dass die dritte elektrisch leitfähige Schicht die erste elektrisch leitfähige Schicht und/oder die zweite elektrisch leitfähige Schicht zumindest teilweise überdeckt.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements (3) mit einer dreidimensionalen Antenne, umfassend die Schritte: Ausbildung einer als Antennenstruktur (30) ausgeformten ersten elektrisch leitfähigen Schicht (11) aus einem elektrisch leitfähigen Lack auf einer thermoplastischen Trägerfolie (10) derart, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht (11) in ein oder mehreren Teilbereichen (31) eines als Antennenstruktur ausgeformten Antennenbereichs (30) auf der thermoplastischen Trägerfolie (10) vorgesehen ist und in ein oder mehreren zweiten, jeweils in einem Biegebereich (33) angeordneten Teilbereichen (32) des Antennenbereichs (30) nicht vorgesehen ist, galvanischen Abscheiden einer zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (13) aus einem metallischen Material auf der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (11) in den ein oder mehreren ersten Bereichen (31), Aufbringen einer dritten elektrisch leitfähigen Schicht (14) aus einem elektrisch leitfähigen Lack in den ein oder mehreren zweiten Teilbereichen (32) des Antennenbereichs (30), Thermoformen eines Folienelements (29) umfassend die thermoplastische Trägerfolie (10), die erste elektrisch leitfähige Schicht (11), die zweite elektrisch leitfähige Schicht (12) und die dritte elektrisch leitfähige Schicht (14), insbesondere mittels Tiefziehen oder mittels Hinterspritzen, zur Ausbildung des Antennen-Bauelements (3) derart, dass die thermoplastische Trägerfolie (10) hierbei in den ein oder mehreren Biegebereichen (33) verbogen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte elektrisch leitfähige Schicht (14) weiter in einem an einen zweiten Teilbereichen (32) des Antennenbereichs angrenzenden Bereiche des jeweiligen benachbarten ersten Teilbereichs (31) des Antennenbereichs auf die zweite elektrisch leitfähige Schicht (13) aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass hier der Überlappungsbereich, in dem die dritte elektrisch leitfähige Schicht die zweite elektrisch leitfähige Schicht überlappt, eine Breite zwischen 0,05 mm und 10 mm aufweist.
  6. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektrisch leitfähige Schicht (11) im Biegebereich (33) in einer größeren Schichtdicke als in einem angrenzenden Bereich des Antennenbereichs aufgebracht wird, insbesondere in einer zwischen 0,001 μm und 99,5 μm größeren Dicke aufgebracht wird.
  7. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Lack der ersten und/oder dritten elektrisch leitfähigen Schicht (11, 14) im jeweiligen zweiten Teilbereich (32) des Antennenbereichs in einer Schichtdicke zwischen 0,5 μm und 100 μm aufgebracht wird.
  8. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Lack der ersten und/oder dritten elektrisch leitfähigen Schicht (11, 14) musterförmig aufgedruckt wird, insbesondere mittels Siebdruck oder Tiefdruck aufgedruckt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Lack ein leitfähiges Polymer und/oder ein polymeres Bindemittel und elektrisch leitfähige Partikel umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Lack einen Gewichtsprozentanteil an thermoplastischen Polymeren von mehr als 1% und/oder eine Glasübergangstemperatur zwischen 50°C und 180°C besitzt.
  11. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektrisch leitfähige Schicht (13) in einer Schichtdicke zwischen 0,5 μm und 250 μm aufgalvanisiert wird.
  12. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Teilbereich (32) oder mindestens einer der zweiten Teilbereiche (32) über die gesamte Breite des Antennenbereichs (32) erstreckt.
  13. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich (32) oder mindestens einer der zweiten Teilbereiche (32) linienförmig mit einer Linienbreite zwischen 0,2 mm und 30 mm ausgebildet ist.
  14. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des zweiten Teilbereichs (32) oder mindestens einer der zweiten Teilbereiche (32) mehr quer als längs zur Biegerichtung orientiert ist, insbesondere quer zur Biegerichtung orientiert ist.
  15. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich (32) oder mindestens einer der zweiten Teilbereiche (32) eine mäanderförmige oder wellenlinienförmige Formgebung besitzt, sodass die angrenzenden Bereiche der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (13) fingerförmig ineinander greifen.
  16. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich (32) oder mindestens einer der zweiten Teilbereiche (32) mehrere erste Zonen und mehrere zweite Zonen umfasst, wobei die Längsachse der ersten Zonen jeweils längs der Biegerichtung orientiert sind und die Längsachse der zweiten Zonen jeweils quer zur Biegerichtung orientiert sind.
  17. Antennen-Bauelement (3) mit einer dreidimensionalen Antenne, insbesondere für Karten oder tragbare elektrische Geräte, wobei das Antennen-Bauelement (3) mindestens ein mittels Thermoformen verformtes Folienelement (10', 29') umfassend einer thermoplastischen Trägerfolie (10), mindestens eine erste elektrisch leitfähige Schicht (11, 14) aus einem elektrisch leitfähigen Lack und eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (13) aus einem galvanisch abgeschiedenen metallischen Material aufweist, wobei die thermoplastische Trägerfolie (10) in ein oder mehreren Biegebereichen (33) verbogen ist, wobei die zweite elektrisch leitfähige Schicht (13) in ein oder mehreren ersten Teilbereichen (31) eines als Antennenstruktur ausgeformten Antennenbereichs (30) auf der thermoplastischen Trägerfolie (30) vorgesehen ist und in ein oder mehreren zweiten, jeweils in einem der Biegebereiche (33) angeordneten Teilbereichen (32) des Antennenbereichs nicht vorgesehen ist, und wobei die erste elektrisch leitfähige Schicht (11, 14) zumindest in den ein oder mehreren zweiten Teilbereichen (32) des Antennenbereichs vorgesehen ist.
DE201110014902 2011-03-23 2011-03-23 Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements Expired - Fee Related DE102011014902B3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110014902 DE102011014902B3 (de) 2011-03-23 2011-03-23 Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201110014902 DE102011014902B3 (de) 2011-03-23 2011-03-23 Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011014902B3 true DE102011014902B3 (de) 2012-02-02

Family

ID=45471338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201110014902 Expired - Fee Related DE102011014902B3 (de) 2011-03-23 2011-03-23 Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011014902B3 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012010972A1 (de) * 2012-06-02 2013-02-07 Daimler Ag Fahrzeug mit einer Antennenanordnung
US20140049427A1 (en) * 2011-01-27 2014-02-20 Oerlikon Trading Ag, Trubbach Radar-transparent coating
WO2014135415A1 (de) * 2013-03-02 2014-09-12 Leopold Kostal Gmbh & Co Kg VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER FUNKTIONALISIERTEN THERMOPLASTISCHEN KUNSTSTOFFFOLIE MIT HYBRIDEN SCHICHTSTRUKTUREN UND GEMÄß DIESEM VERFAHREN BEARBEITETE KUNSTSTOFFFOLIE
DE102018001208B3 (de) 2018-02-14 2019-07-11 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Verfahren zur Herstellung einer funktionsintegrierbaren elektrisch leitenden Kunststoffsubstrat-Struktur
US10440832B2 (en) 2013-12-20 2019-10-08 Ems-Patent Ag Plastic molding compound and use thereof
IT201900003653A1 (it) * 2019-03-13 2020-09-13 Technores S R L Antenna RFID per supporti flessibili e rispettivo metodo di applicazione
WO2023208262A1 (de) * 2022-04-26 2023-11-02 Gentherm Gmbh Dreidimensional konturiertes funktionselement mit flachigem elektrischen leiter und verfahren zur herstellung dasselbe

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3434672A1 (de) * 1984-09-21 1986-03-27 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim Verfahren zur herstellung von durchkontaktierten flexiblen leiterplatten fuer hohe biegebeanspruchung
US4912288A (en) * 1985-09-04 1990-03-27 Allen-Bradley International Limited Moulded electric circuit package
DE4036592A1 (de) * 1990-11-16 1992-05-21 Bayer Ag Spritzgegossene leiterplatten durch hinterspritzen von flexiblen schaltungen mit thermoplastischen materialien
US5445869A (en) * 1993-01-21 1995-08-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Composite flexible substrate
US5528222A (en) * 1994-09-09 1996-06-18 International Business Machines Corporation Radio frequency circuit and memory in thin flexible package
DE10236810A1 (de) * 2002-08-10 2004-02-26 Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg Teilstrukturierte IMD-fähige Mehrschichtfolie
DE102005006074A1 (de) * 2005-02-10 2006-08-17 Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg Mehrschichtfolie, damit dekorierter Spritzgussartikel und Verfahren zur Herstellung des dekorierten Spritzgussartikels
DE102007031171A1 (de) * 2006-07-06 2008-01-10 Samsung Electro - Mechanics Co., Ltd., Suwon Verfahren zur Herstellung einer Filmantenne unter Verwendung eines Sputtervorgangs
DE102007043409A1 (de) * 2006-09-15 2008-03-27 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd., Suwon Verfahren zur Herstellung einer Gehäusestruktur mit Antenne
DE102008017435A1 (de) * 2008-04-03 2009-11-19 Hirschmann Car Communication Gmbh Antenneneinrichtung für Fahrzeuge

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3434672A1 (de) * 1984-09-21 1986-03-27 Fa. Carl Freudenberg, 6940 Weinheim Verfahren zur herstellung von durchkontaktierten flexiblen leiterplatten fuer hohe biegebeanspruchung
US4912288A (en) * 1985-09-04 1990-03-27 Allen-Bradley International Limited Moulded electric circuit package
DE4036592A1 (de) * 1990-11-16 1992-05-21 Bayer Ag Spritzgegossene leiterplatten durch hinterspritzen von flexiblen schaltungen mit thermoplastischen materialien
US5445869A (en) * 1993-01-21 1995-08-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Composite flexible substrate
US5528222A (en) * 1994-09-09 1996-06-18 International Business Machines Corporation Radio frequency circuit and memory in thin flexible package
DE10236810A1 (de) * 2002-08-10 2004-02-26 Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg Teilstrukturierte IMD-fähige Mehrschichtfolie
DE102005006074A1 (de) * 2005-02-10 2006-08-17 Leonhard Kurz Gmbh & Co. Kg Mehrschichtfolie, damit dekorierter Spritzgussartikel und Verfahren zur Herstellung des dekorierten Spritzgussartikels
DE102007031171A1 (de) * 2006-07-06 2008-01-10 Samsung Electro - Mechanics Co., Ltd., Suwon Verfahren zur Herstellung einer Filmantenne unter Verwendung eines Sputtervorgangs
DE102007043409A1 (de) * 2006-09-15 2008-03-27 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd., Suwon Verfahren zur Herstellung einer Gehäusestruktur mit Antenne
DE102008017435A1 (de) * 2008-04-03 2009-11-19 Hirschmann Car Communication Gmbh Antenneneinrichtung für Fahrzeuge

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140049427A1 (en) * 2011-01-27 2014-02-20 Oerlikon Trading Ag, Trubbach Radar-transparent coating
US9494679B2 (en) * 2011-01-27 2016-11-15 Oerlikon Surface Solutions Ag, Pfaffikon Radar-transparent coating
DE102012010972A1 (de) * 2012-06-02 2013-02-07 Daimler Ag Fahrzeug mit einer Antennenanordnung
WO2014135415A1 (de) * 2013-03-02 2014-09-12 Leopold Kostal Gmbh & Co Kg VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER FUNKTIONALISIERTEN THERMOPLASTISCHEN KUNSTSTOFFFOLIE MIT HYBRIDEN SCHICHTSTRUKTUREN UND GEMÄß DIESEM VERFAHREN BEARBEITETE KUNSTSTOFFFOLIE
US10440832B2 (en) 2013-12-20 2019-10-08 Ems-Patent Ag Plastic molding compound and use thereof
DE102018001208B3 (de) 2018-02-14 2019-07-11 INPRO Innovationsgesellschaft für fortgeschrittene Produktionssysteme in der Fahrzeugindustrie mbH Verfahren zur Herstellung einer funktionsintegrierbaren elektrisch leitenden Kunststoffsubstrat-Struktur
IT201900003653A1 (it) * 2019-03-13 2020-09-13 Technores S R L Antenna RFID per supporti flessibili e rispettivo metodo di applicazione
WO2023208262A1 (de) * 2022-04-26 2023-11-02 Gentherm Gmbh Dreidimensional konturiertes funktionselement mit flachigem elektrischen leiter und verfahren zur herstellung dasselbe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011014902B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements
EP2695233B1 (de) Flachleiter-anschlusselement für eine antennenstruktur
DE102010044598B3 (de) Antennen-Bauelement sowie Verfahren zur Herstellung eines Antennen-Bauelements
DE19812880A1 (de) Formteil und flexible Folie mit geschützter Leiterbahn und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP1794841A1 (de) Trägeranordnung für eine hochfrequenzantenne und verfahren zu ihrer herstellung
EP2400591A1 (de) Antennenaufbau mit verbessertem Signal/Rauschverhältnis
EP2583539B1 (de) Mehrschichtiges folienelement
DE102007030414B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Struktur
DE19755398A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen dreidimensionalen Schaltkreises
WO2012019713A1 (de) Folienelement
WO2004027925A1 (de) Fahrzeugteile aus kunststoff mit integrierten antennenelementen sowie verfahren zu deren herstellung
EP2572403A1 (de) Bandbreitenoptimierte antenne durch hybriden aufbau aus flächen- und linienstrahler
EP1973384B1 (de) Spiegelscheibe mit einem Substrat aus Kunststoff, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie einen Außenspiegel mit einer solchen Spiegelscheibe
DE102009053416A1 (de) Verfahren zur Herstellung und Verschaltung einer Solarzellanordnung
WO2007042018A1 (de) Formteil und verfahren zu dessen herstellung
US8590140B2 (en) Method for manufacturing alloy resistor
EP1987707B1 (de) Verfahren zur herstellung einer schicht auf einem formkörper
WO2004034511A2 (de) Integrierte antennenstrukturen, integrierte elektronische komponentenstrukturen und verfahren zu ihrer herstellung
DE102011007138A1 (de) Hochspannungswiderstandsanordnung, Elektrodenanordnung, Herstellungsverfahren
DE112020003946T5 (de) Hybride aufgedruckte Heizung mit optionalem PTC-Effekt
DE102007006162B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Schaltungsträgers
AT511758B1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbzeuges für eine ein- oder mehrlagige Leiterplatte und Halbzeug
WO2012119789A2 (de) Verfahren zur herstellung eines bauteils
DE19602354C2 (de) Sensor
DE10203803C1 (de) Antenne mit intrinsisch leitendem Kunststoff und Verfahren zur Herstellung einer Antenne

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20120503

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee