DE102018222262A1

DE102018222262A1 - Method for producing a component assembly, assembly device and component assembly

Info

Publication number: DE102018222262A1
Application number: DE102018222262.2A
Authority: DE
Inventors: Paul Hund; Rainer Holz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes (10) umfassend einen elektrischen Leiter (12) und ein Substrat (14), wobei der elektrische Leiter (12) in eine durch ein Rillenwerkzeug (32) erzeugte Rille (16) des Substrats (14) gelegt und mittels eines Schließwerkzeugs (34) mit Substrat (14) bedeckt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Montagevorrichtung (30) zur Herstellung eines Bauteilverbundes (10) umfassend einen elektrischen Leiter (12) und ein Substrat (14), wobei die Montagevorrichtung (30) ein Rillenwerkzeug (32) und ein Schließwerkzeug (34) umfasst, wobei die Montagevorrichtung (30) eingerichtet ist, den elektrischen Leiter (12) in eine durch das Rillenwerkzeug (32) erzeugte Rille (16) des Substrats (14) zu legen und den elektrischen Leiter (12) mittels des Schließwerkzeugs (34) mit Substrat (14) zu bedecken. Zudem betrifft die Erfindung einen Bauteilverbund (10) umfassend einen elektrischen Leiter (12) und ein Substrat (14), wobei der elektrische Leiter (12) in einer im Substrat (14) befindlichen Rille (16) verlegt ist, wobei der elektrische Leiter (12) und die Rille (16) mit dem Substrat (14) bedeckt sind.The invention relates to a method for producing a component assembly (10) comprising an electrical conductor (12) and a substrate (14), the electrical conductor (12) into a groove (16) in the substrate (14) produced by a grooving tool (32) ) is placed and covered with substrate (14) by means of a closing tool (34). The invention also relates to an assembly device (30) for producing a component assembly (10) comprising an electrical conductor (12) and a substrate (14), the assembly device (30) comprising a grooving tool (32) and a closing tool (34), wherein the assembly device (30) is set up to place the electrical conductor (12) in a groove (16) of the substrate (14) created by the grooving tool (32) and the electrical conductor (12) by means of the closing tool (34) with substrate ( 14) cover. The invention also relates to a component assembly (10) comprising an electrical conductor (12) and a substrate (14), the electrical conductor (12) being laid in a groove (16) located in the substrate (14), the electrical conductor ( 12) and the groove (16) are covered with the substrate (14).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes, eine Montagevorrichtung zur Herstellung des Bauteilverbundes, sowie den Bauteilverbund.The invention relates to a method for producing a component assembly, an assembly device for producing the component assembly, and the component assembly.

Aus der DE 10 2014 201 992 A1 ist ein Verfahren zum Aufkleben einer Einzelader auf einen Träger bekannt, indem eine Kleberschicht aktiviert wird und die Einzelader während einer Aushärtung der Kleberschicht gegen den Träger gepresst wird.From the DE 10 2014 201 992 A1 A method for gluing a single wire onto a carrier is known by activating an adhesive layer and pressing the single wire against the carrier while the adhesive layer is curing.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes umfassend einen elektrischen Leiter und ein Substrat, wobei der elektrische Leiter in eine durch ein Rillenwerkzeug erzeugte Rille des Substrats gelegt und mittels eines Schließwerkzeugs mit Substrat bedeckt wird, hat demgegenüber den Vorteil, dass eine dauerhafte Verbindung des elektrischen Leiters mit dem Substrat erreicht wird, indem der elektrische Leiter innerhalb des Substrates verlegt wird und damit der elektrische Leiter vor Umwelteinflüssen und mechanischen Belastung geschützt ist. Zudem hat das Verfahren den Vorteil, dass die elektrische Leiter örtlich flexible verlegt werden können. Insgesamt hat das Verfahren den Vorteil, dass die elektrischen Leiter kostengünstig und schnell verlegt werden können. Die beschriebene Technologie ist vorteilhaft überall dort einsetzbar, wo elektrische Leiter in oder auf Substraten verlegt werden und die bisher bekannten Bauteilverbundtechnologien keine ausreichende Flexibilität aufweisen oder keine dauerhafte Verbindung des elektrischen Leiters auf dem Substrat bewirken oder zu teuer sind. Die Verwendung des beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Bauteilverbundes ist an einem Produkt durch die Gestaltung und Beschaffenheit der Verbindungszone in Form eines in einer wieder geschlossenen Rille befindlichen elektrischen Leiters nachweisbar.The method according to the invention for producing a component assembly comprising an electrical conductor and a substrate, the electrical conductor being placed in a groove of the substrate produced by a grooving tool and covered with substrate by means of a closing tool, has the advantage that a permanent connection of the electrical conductor is achieved with the substrate by laying the electrical conductor inside the substrate and thus protecting the electrical conductor from environmental influences and mechanical stress. In addition, the method has the advantage that the electrical conductors can be laid in a flexible manner. Overall, the method has the advantage that the electrical conductors can be installed inexpensively and quickly. The technology described can advantageously be used wherever electrical conductors are laid in or on substrates and the previously known component composite technologies do not have sufficient flexibility or do not bring about a permanent connection of the electrical conductor on the substrate or are too expensive. The use of the described method for producing a composite component can be demonstrated on a product by the design and nature of the connection zone in the form of an electrical conductor located in a closed groove again.

Vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem der elektrische Leiter mit dem Substrat bedeckt wird, das bei der Erzeugung der Rille herausgedrückt bzw. herausgepflügt wurde. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, dass kein zusätzliches Substratmaterial zum Schließen bzw. Bedecken der Rille benötigt wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch das Wiedereinbringen des Substrates in die Rille die Substratüberhöhung, die bei der Erzeugung der Rille durch das herausgedrückte Substratmaterial entsteht, wieder verkleinert wird.A method is advantageous in which the electrical conductor is covered with the substrate which was pressed out or plowed out when the groove was produced. This procedure has the advantage that no additional substrate material is required to close or cover the groove. Another advantage is that by reintroducing the substrate into the groove, the excess substrate that is created when the groove is produced by the pressed-out substrate material is reduced again.

Besonders vorteilhaft ist ferner ein Verfahren, bei dem das Rillenwerkzeug während der Erzeugung der Rille auf eine vorbestimmte Heiztemperatur erwärmt ist und/oder wird. Durch die Erwärmung des Rillenwerkzeugs wird während der Erzeugung der Rille auch das Substrat durch das Rillenwerkzeug im Bereich der Rille erwärmt. Bei Wahl der vorbestimmten Heiztemperatur unterhalb der Schmelztemperatur des Substrates schmilzt das Substrat zwar nicht auf, aber die Viskosität des Substrates nimmt ab, so dass das Substrat im Bereich der Rille fließfähiger wird. Damit wird die Bearbeitbarkeit des Substrates verbessert. Vorzugsweise wird die vorbestimmte Heiztemperatur derart gewählt, dass die Heiztemperatur größer ist als die Schmelztemperatur des Substrates. Vorzugsweise wird die vorbestimmte Heiztemperatur zwischen 10 °K und 30 °K höher als die Schmelztemperatur des Substrates gewählt. In dieser bevorzugten Variante wird das Substrat lokal im Bereich der Rille aufgeschmolzen und die Rille kann besonders einfach mit geringer Kraftaufwand hergestellt werden.Also particularly advantageous is a method in which the groove tool is and / or is heated to a predetermined heating temperature while the groove is being produced. By heating the grooving tool, the substrate is also heated by the grooving tool in the region of the groove during the creation of the groove. If the predetermined heating temperature is selected below the melting temperature of the substrate, the substrate does not melt, but the viscosity of the substrate decreases, so that the substrate becomes more flowable in the region of the groove. This improves the machinability of the substrate. The predetermined heating temperature is preferably selected such that the heating temperature is greater than the melting temperature of the substrate. The predetermined heating temperature is preferably chosen to be between 10 ° K and 30 ° K higher than the melting temperature of the substrate. In this preferred variant, the substrate is melted locally in the area of the groove and the groove can be produced particularly easily with little effort.

Vorteilhaft ist ferner ein Verfahren, bei dem das Schließwerkzeug während der Bedeckung des elektrischen Leiters mit Substrat auf eine vorbestimmte Kühltemperatur gekühlt ist und/oder wird. Dies ist insbesondere in dem Fall vorteilhaft, bei dem das herausgedrückte Material während der Erzeugung der Rille erwärmt wurde und in einem zeitlich und räumlich unmittelbar daran anschließenden Verfahrensschritt mittels des Schließwerkzeuges die Rille mit dem herausgedrückten Substrat wieder bedeckt wird, da durch die Kühlung des Schließwerkzeuges auch das bedeckenden Substrat gekühlt und damit wieder verfestigt wird. Dies trägt somit dazu bei, dass der in der Rille verlegte elektrische Leiter unmittelbar nach dem Verlegen in der Rille formschlüssig mit dem Substrat verbunden wird.A method is also advantageous in which the closing tool is and / or is cooled to a predetermined cooling temperature while the electrical conductor is covered with substrate. This is particularly advantageous in the case in which the pressed-out material was heated during the creation of the groove and in a subsequent process step in terms of time and space, the groove is covered again with the pressed-out substrate by means of the closing tool, since cooling of the closing tool also the covering substrate is cooled and thus solidified again. This therefore contributes to the fact that the electrical conductor laid in the groove is positively connected to the substrate immediately after laying in the groove.

Besonders vorteilhaft ist ein Verfahren, bei dem ein nach der Bedeckung des elektrischen Leiters überstehendes Substrat mit einem Schneidwerkzeug derart entfernt wird, so dass wieder eine ebene Oberfläche des Substrates vorliegt. Dies hat den Vorteil, dass die gesamte Oberfläche des Substrates unabhängig von den verlegten elektrischen Leitern beispielsweise zur Befestigung von elektronischen Bauteilen nutzbar ist.A method is particularly advantageous in which a substrate protruding after the electrical conductor is covered is removed with a cutting tool in such a way that a flat surface of the substrate is again present. This has the advantage that the entire surface of the substrate can be used independently of the installed electrical conductors, for example for fastening electronic components.

Ferner ist es besonders vorteilhaft als Substrat Kunststoff, insbesondere einen thermoplastischen Kunststoff, zu verwenden. Thermoplastische Kunststoffe weisen die Eigenschaft auf, dass diese innerhalb eines materialabhängigen Temperaturbereiches ohne Veränderung der Materialeigenschaften reversibel und beliebig oft umformbar sind. Vorzugsweise wird als thermoplastischer Kunststoff Polyamid (PA), beispielsweise PA66, und/oder Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Polyoxymethylen (POM) und/oder Polyphenylensulfid (PPS), beispielsweise PPS-GF40, und/oder Polyetheretherketon (PEEK) und/oder Polypropylen (PP) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Polycarbonat (PC) und/oder Polymethylmethacrylat (PMMA) verwendet.Furthermore, it is particularly advantageous to use plastic, in particular a thermoplastic, as the substrate. Thermoplastic plastics have the property that they are reversible within a material-dependent temperature range without changing the material properties and can be formed as often as required. Polyamide (PA), for example PA66, and / or polybutylene terephthalate (PBT) and / or is preferably used as the thermoplastic Polyethylene terephthalate (PET) and / or polyoxymethylene (POM) and / or polyphenylene sulfide (PPS), for example PPS-GF40, and / or polyether ether ketone (PEEK) and / or polypropylene (PP) and / or polyethylene (PE) and / or polycarbonate ( PC) and / or polymethyl methacrylate (PMMA) used.

Vorteilhaft ist ferner ein Verfahren, bei dem der elektrische Leiter bereichsweise außerhalb der Rille auf der Oberfläche des Substrates verlegt wird. Bei diesem Verfahrensschritt wird vorzugsweise die Herstellung der Rille unterbrochen und der kontinuierlich verlegte elektrische Leiter bereichsweise auf der Oberfläche des Substrates verlegt. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch eine elektrische Kontaktstelle einfach herstellbar ist. Vorzugsweise wird der elektrische Leiter nach der Kontaktstelle ohne dass der elektrische Leiter unterbrochen wird wieder in der Rille im Substrat verlegt. In einer Variante wird der elektrische Leiter nach der bereichsweisen Verlegung auf der Oberfläche des Substrates abgeschnitten, so dass eine Endkontaktstelle entsteht.A method is also advantageous in which the electrical conductor is laid in regions outside the groove on the surface of the substrate. In this process step, the production of the groove is preferably interrupted and the continuously laid electrical conductor is laid in regions on the surface of the substrate. This is advantageous since it makes it easy to produce an electrical contact point. The electrical conductor is preferably laid again in the groove in the substrate after the contact point without the electrical conductor being interrupted. In one variant, the electrical conductor is cut off on the surface of the substrate after it has been laid in regions, so that an end contact point is produced.

Die Erfindung betrifft ferner eine Montagevorrichtung zur Herstellung eines Bauteilverbundes umfassend einen elektrischen Leiter und ein Substrat, insbesondere mit Mitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Montagevorrichtung ein Rillenwerkzeug und ein Schließwerkzeug umfasst, wobei die Montagevorrichtung eingerichtet ist, den elektrischen Leiter in eine durch das Rillenwerkzeug erzeugte Rille des Substrats zu legen und den elektrischen Leiter mittels des Schließwerkzeugs mit Substrat zu bedecken. Die für das Verfahren beschriebenen Vorteile gelten entsprechend auch für die Montagevorrichtung.The invention further relates to an assembly device for producing a component assembly comprising an electrical conductor and a substrate, in particular with means for carrying out the method according to one of the preceding claims, wherein the assembly device comprises a grooved tool and a closing tool, the assembly device being set up, the electrical conductor to be placed in a groove of the substrate produced by the grooving tool and to cover the electrical conductor with substrate by means of the closing tool. The advantages described for the method also apply accordingly to the assembly device.

Besonders vorteilhaft ist eine Montagevorrichtung, bei der das Rillenwerkzeug pflugscharförmig ausgebildet ist. Vorteilhaft ist insbesondere ein Rillenwerkzeug in Form eines Keilpfluges mit zwei symmetrisch angeordneten Scharen, insbesondere mit Streichblechen, die keilförmig an einer Spitze miteinander verbunden sind. Ein solches keilpflugförmiges Rillenwerkzeug hat den Vorteil, dass das Substrat gleichmäßig zu beiden Seiten der Rille aufgeworfen wird und damit die Rille wieder einfach zu schließen ist. In einer Variante ist das Rillenwerkzeug in Form einer geraden Schar ausgebildet, so dass das Substrat lediglich zu einer Seite der Rille ausgeworfen wird.A mounting device in which the grooving tool is designed in the shape of a plow is particularly advantageous. Particularly advantageous is a grooved tool in the form of a wedge plow with two symmetrically arranged shares, in particular with mouldboards, which are connected to one another in a wedge shape at one tip. Such a wedge-plow-shaped grooving tool has the advantage that the substrate is thrown up evenly on both sides of the groove and the groove can thus be easily closed again. In one variant, the grooving tool is designed in the form of a straight sheet, so that the substrate is only ejected to one side of the groove.

Vorteilhaft ist ferner eine Montagevorrichtung, bei der das Schließwerkzeug als Niederhalter und/oder als Rolle ausgebildet ist. Die Ausbildung als Rolle hat den Vorteil, dass auch das Wiederverschließen der Rille in einem kontinuierlichen Verfahren durchgeführt werden kann. Vorteilhaft ist dabei eine Rolle deren Form beim Drehen und/oder Rollen der Rolle ein Einschieben des ausgeworfenen Substrates in die offene Rille bewirkt, um so die Rille mit Substratmaterial wieder zu bedecken.A mounting device in which the closing tool is designed as a hold-down device and / or as a roller is also advantageous. Training as a roll has the advantage that the groove can also be reclosed in a continuous process. It is advantageous to use a roller whose shape causes the ejected substrate to be pushed into the open groove when the roller is rotated and / or rolled, so as to cover the groove again with substrate material.

Ferner betrifft die Erfindung einen Bauteilverbund umfassend einen elektrischen Leiter und ein Substrat, wobei der elektrische Leiter in einer im Substrat befindlichen Rille verlegt ist, wobei der elektrische Leiter und die Rille mit dem Substrat bedeckt sind. Die für das Verfahren beschriebenen Vorteile gelten entsprechend auch für den Bauteilverbund. Besonders vorteilhaft ist die Herstellung des Bauteilverbundes mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens und insbesondere mittels der vorstehend beschriebenen Montagevorrichtung.The invention further relates to a component assembly comprising an electrical conductor and a substrate, the electrical conductor being laid in a groove located in the substrate, the electrical conductor and the groove being covered with the substrate. The advantages described for the method also apply accordingly to the component assembly. The production of the component assembly by means of the method described above and in particular by means of the mounting device described above is particularly advantageous.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Figuren und aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantages result from the following description of exemplary embodiments with reference to the figures and from the dependent claims.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings with reference to several figures and are explained in more detail in the description below.

Es zeigen:

1 einen Bauteilverbund in einer Schnittdarstellung,
2 einen Bauteilverbund mit einer Kontaktstelle in einer Schnittdarstellung,
3 eine Montagevorrichtung,
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauteilverbundes.

Show it:

1 a component assembly in a sectional view,
2nd a component assembly with a contact point in a sectional view,
3rd a mounting device,
4th a flowchart of a method for producing a component assembly.

Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments

Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes umfassend einen elektrischen Leiter und ein Substrat beschrieben, wobei der elektrische Leiter in eine durch ein Rillenwerkzeug erzeugte Rille des Substrats gelegt und mittels eines Schließwerkzeugs mit Substrat bedeckt wird. Ferner wird eine Montagevorrichtung zur Herstellung eines Bauteilverbundes umfassend einen elektrischen Leiter und ein Substrat beschrieben, wobei die Montagevorrichtung ein Rillenwerkzeug und ein Schließwerkzeug umfasst, wobei die Montagevorrichtung eingerichtet ist, den elektrischen Leiter in eine durch das Rillenwerkzeug erzeugte Rille des Substrats zu legen und den elektrischen Leiter mittels des Schließwerkzeugs mit Substrat zu bedecken. Zudem wird ein Bauteilverbund umfassend einen elektrischen Leiter und ein Substrat beschrieben, wobei der elektrische Leiter in einer im Substrat befindlichen Rille verlegt ist, wobei der elektrische Leiter und die Rille mit dem Substrat bedeckt sind.A method for producing a component assembly comprising an electrical conductor and a substrate is described below, the electrical conductor being placed in a groove in the substrate produced by a grooving tool and covered with substrate by means of a closing tool. Furthermore, a mounting device for producing a component assembly comprising an electrical conductor and a substrate is described, the mounting device comprising a grooving tool and a closing tool, the mounting device being set up to place the electrical conductor in a groove of the substrate produced by the grooving tool and the electrical one Cover the conductor with substrate using the closing tool. In addition, a component assembly comprising an electrical conductor and a substrate is described, the electrical conductor being located in a substrate Groove is laid, the electrical conductor and the groove are covered with the substrate.

Das im Folgenden beschriebene Verfahren dient zur Montage eines nicht isolierten elektrischen Leiters und/oder eines isolierten elektrischen Leiters auf und/oder in einen Kunststoffträger als Substrat. Mit einem heißen, als Pflugschar ausgebildeten Rillenwerkzeug wird eine geometrisch vorbestimmte Rille im Substrat hergestellt. Der an der Pflugschar mitgeführte elektrische Leiter wird durch eine Drahtführung als ein Leiterverlegewerkzeug in die Rille abgelegt. Mit einer gekühlten Rolle und/oder einem gekühlten Niederhalter als Schließwerkzeug wird die Rille nachlaufend wieder geschlossen. Überstehendes Material des Substrates an der Oberfläche im Verbindungsbereich wird optional durch ein Schneidwerkzeug, beispielsweise durch ein nachlaufendes Messer, entfernt. Kontaktstellen werden durch Unterbrechen der Rille und Auflegen des elektrischen Leiters auf das Substrat, insbesondere den Kunststoffträger, realisiert. Die als Montagekopf ausgebildete Montagevorrichtung besteht im Wesentlichen aus einer Drahtführung, einer beheizten Pflugschar als dem Rillenwerkzeug, einem Schließwerkzeug und einem Schneidwerkzeug.The method described below is used to mount a non-insulated electrical conductor and / or an insulated electrical conductor on and / or in a plastic carrier as a substrate. A geometrically predetermined groove is produced in the substrate using a hot groove tool designed as a ploughshare. The electrical conductor carried on the ploughshare is placed in the groove by a wire guide as a conductor laying tool. The groove is subsequently closed again with a cooled roller and / or a cooled hold-down device as a closing tool. Projecting material of the substrate on the surface in the connection area is optionally removed by a cutting tool, for example by a trailing knife. Contact points are realized by interrupting the groove and placing the electrical conductor on the substrate, in particular the plastic carrier. The mounting device designed as a mounting head essentially consists of a wire guide, a heated ploughshare as the grooving tool, a closing tool and a cutting tool.

1 zeigt einen Bauteilverbund 10 in einer Schnittdarstellung in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Der Bauteilverbund 10 umfasst ein Substrat 14 und einen elektrischen Leiter 12, wobei der elektrische Leiter 12 in einer im Substrat 14 befindlichen Rille 16 verlegt ist. Der elektrische Leiter 12 und die Rille 16 ist mit dem Substrat 14 wieder bedeckt. In der 1 ist der elektrische Leiter 12 zur Veranschaulichung des Verschließens der Rille 16 in einer ersten Variante derart mit dem Substrat 14 bedeckt, dass eine Öffnung zur Umgebung besteht. Vorzugsweise ist der elektrische Leiter 12 und die Rille 16 vollständig und/oder vollflächig mit Substrat 14 bedeckt. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Substrat 14 als eine Leiterplatte ausgebildet. Die Leiterplatte ist ausgebildet, in der 1 nicht dargestellte elektronische Bauteile mechanisch zu befestigen und elektrische Verbindungen zwischen den elektronischen Bauteilen herzustellen. In einer Variante ist das Substrat alternativ oder zusätzlich als ein flexibler Schaltungsträger und/oder als Stanzgitter und/oder als spritzgegossener Schaltungsträger (englisch: Molded Interconnected Device, MID) ausgebildet. Das Substrat 14 besteht im bevorzugten Ausführungsbeispiel aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyamid (PA), beispielsweise PA66, und/oder Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Polyoxymethylen (POM) und/oder Polyphenylensulfid (PPS), beispielsweise PPS-GF40, und/oder Polyetheretherketon (PEEK) und/oder Polypropylen (PP) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Polycarbonat (PC) und/oder Polymethylmethacrylat (PMMA). Der elektrische Leiter 12 enthält im bevorzugten Ausführungsbeispiel Kupfer und/oder eine Kupferlegierung und/oder ist daraus gebildet. In einer Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels enthält der elektrische Leiter 12 Aluminium und/oder eine Aluminiumlegierung und/oder Gold und/oder ist daraus gebildet. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der elektrische Leiter 12 vorzugsweise blank, also ohne eine den elektrischen Leiter 12 unmittelbar umhüllende Isolierung ausgeführt. In einer Variante ist der elektrische Leiter 12 durch einen an dem elektrischen Leiter 12 flächig anliegenden Isolationsmantel isoliert. Der Isolationsmantel besteht vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC). Der elektrische Leiter 12 ist vorzugsweise drahtförmig ausgebildet. 1 shows a composite 10 in a sectional view in a preferred embodiment. The component network 10 comprises a substrate 14 and an electrical conductor 12th , the electrical conductor 12th in one in the substrate 14 located groove 16 is misplaced. The electrical conductor 12th and the groove 16 is with the substrate 14 covered again. In the 1 is the electrical conductor 12th to illustrate the closing of the groove 16 in a first variant with the substrate 14 covers that there is an opening to the environment. The electrical conductor is preferably 12th and the groove 16 completely and / or completely with substrate 14 covered. In the preferred embodiment, the substrate is 14 formed as a circuit board. The circuit board is designed in the 1 mechanically attach electronic components, not shown, and establish electrical connections between the electronic components. In one variant, the substrate is alternatively or additionally designed as a flexible circuit carrier and / or as a lead frame and / or as an injection-molded circuit carrier (English: Molded Interconnected Device, MID). The substrate 14 in the preferred embodiment consists of plastic, preferably of a thermoplastic, in particular polyamide (PA), for example PA66, and / or polybutylene terephthalate (PBT) and / or polyethylene terephthalate (PET) and / or polyoxymethylene (POM) and / or polyphenylene sulfide (PPS) , for example PPS-GF40, and / or polyether ether ketone (PEEK) and / or polypropylene (PP) and / or polyethylene (PE) and / or polycarbonate (PC) and / or polymethyl methacrylate (PMMA). The electrical conductor 12th in the preferred embodiment contains copper and / or a copper alloy and / or is formed therefrom. In a variant of the preferred embodiment, the electrical conductor contains 12th Aluminum and / or an aluminum alloy and / or gold and / or is formed therefrom. In the preferred embodiment, the electrical conductor 12th preferably bare, that is, without the electrical conductor 12th insulation directly enveloping. The electrical conductor is in a variant 12th through one on the electrical conductor 12th insulation jacket lying flat. The insulation jacket is preferably made of plastic, for example polyvinyl chloride (PVC). The electrical conductor 12th is preferably wire-shaped.

2 zeigt den Bauteilverbund 10 aus der 1 mit einer elektrischen Kontaktstelle 18 in einer Schnittdarstellung als Längsschnitt. Der elektrische Leiter 12 ist in einer im Substrat 14 befindlichen Rille 16 verlegt. Im Bereich der elektrischen Kontaktstelle 18 ist der elektrische Leiter 12 aus dem Substrat 14 an die Oberfläche 20 des Substrats 14 herausgeführt. Anschließend ist der elektrische Leiter 12 wieder in der Rille 16 des Substrates 14 verlegt und weitergeführt. 2nd shows the component assembly 10 from the 1 with an electrical contact point 18th in a sectional view as a longitudinal section. The electrical conductor 12th is in one in the substrate 14 located groove 16 relocated. In the area of the electrical contact point 18th is the electrical conductor 12th from the substrate 14 to the surface 20 of the substrate 14 led out. Then the electrical conductor 12th back in the groove 16 of the substrate 14 relocated and continued.

Vorzugsweise wurde der mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebene Bauteilverbund 10 durch die nachfolgend mit Bezug auf die 3 beschriebene Montagevorrichtung und/oder durch das nachfolgend mit Bezug auf die 4 beschriebene Verfahren hergestellt.Preferably, that was with respect to the 1 and 2nd Component assembly described 10 through the below with reference to the 3rd described assembly device and / or by the following with reference to the 4th described method produced.

3 zeigt eine Montagevorrichtung 30 zur Herstellung eines vorstehend mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebenen Bauteilverbundes umfassend einen elektrischen Leiter 12 und ein Substrat 14. Die Montagevorrichtung 30 umfasst vorzugsweise Mittel, um das nachstehend mit Bezug auf die 4 beschriebene Verfahren durchzuführen. Hierzu umfasst die Montagevorrichtung 30 ein Rillenwerkzeug 32 und ein Schließwerkzeug 34, wobei die Montagevorrichtung 30 eingerichtet ist, den elektrischen Leiter 12 in eine durch das Rillenwerkzeug 32 erzeugte Rille des Substrats 14 zu legen und den elektrischen Leiter 12 mittels des Schließwerkzeugs 34 mit Substrat 14 zu bedecken. Die Montagevorrichtung 30 wird zur Herstellung des Bauteilverbundes in Vorschubrichtung 36 derart bewegt, dass mittels des Rillenwerkzeuges 32 eine Rille im Substrat 14 gebildet wird. Das Rillenwerkzeug 32 ist vorzugsweise pflugscharförmig ausbildet derart, dass zur Bildung der Rille das Material des Substrates 14 beidseitig der erzeugten Rille verlagert wird. Dem Rillenwerkzeug 32 ist eine Heizeinrichtung 44 zugeordnet. Die Heizeinrichtung 44 ist dabei ausgebildet, das Rillenwerkzeug 32 auf eine vorbestimmte Heiztemperatur zu erwärmen. Dabei ist die vorbestimmte Heiztemperatur im bevorzugten Ausführungsbeispiel zwischen 10 °K und 30 °K höher als die Schmelztemperatur des Substrates 14. Die Heizeinrichtung 44 weist zur Einstellung der vorbestimmten Heiztemperatur eine Heizeinheit, beispielsweise einen Heizdraht, und eine Regeleinheit zur Regelung der Temperatur auf. Zeitlich und räumlich unmittelbar nach Erzeugung der Rille wird der elektrische Leiter 12 durch eine nicht gezeigte Drahtführung in Bewegungsrichtung 38 in die erzeugte Rille gelegt. Ebenfalls zeitlich und räumlich unmittelbar nach Verlegung des elektrischen Leiters 12 in die Rille wird der elektrische Leiter 12 mittels eines Schließwerkzeugs 34 mit dem aus der Rille verlagerten Substrat 14 bedeckt. Alternativ oder zusätzlich wird in einer Variante zusätzliches Material des Substrates 14 zugeführt und verwendet, um den elektrischen Leiter 12 zu bedecken. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Schließwerkzeug 34 als eine Rolle ausgebildet. Die Rolle dreht sich dabei um die Drehachse 40. Während der Drehung der Rolle wird diese gegen das Substrat 14 gepresst, so dass das noch warme Substrat 14 in die Rille zurückgeschoben und gepresst wird, so dass der elektrische Leiter 12 mit dem Substrat 14 bedeckt wird. In einer Variante des bevorzugten Ausführungsbeispiels ist das Schließwerkzeug 34 als ein Niederhalter ausgebildet. Dem Schließwerkzeug 34 ist eine Kühleinrichtung 46 zugeordnet. Die Kühleinrichtung 46 ist dabei ausgebildet, das Schließwerkzeug 34 auf eine vorbestimmte Kühltemperatur abzukühlen. Dabei ist die vorbestimmte Kühltemperatur, beispielsweise zwischen 20 °K und 50 °K, niedriger als die Schmelztemperatur des Substrates 14. Die Kühleinrichtung 46 weist zur Einstellung der vorbestimmten Kühltemperatur eine Kühleinheit, beispielsweise ein Peltier-Element, und eine Regeleinheit zur Regelung der Temperatur auf. In einer weiteren Ausgestaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels umfasst die Montagevorrichtung 30 ein Schneidwerkzeug 42. Das Schneidwerkzeug 42 ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel als ein Messer ausgebildet. Die Montagevorrichtung 30 ist dabei ausgebildet zeitlich und räumlich unmittelbar nach dem Bedecken des elektrischen Leiters 12 und der erzeugten Rille mit dem Substrat 14 über die Oberfläche des Substrates 14 noch überstehendes Substratmaterial mit dem Schneidwerkzeug 42 zu entfernen. 3rd shows a mounting device 30th to produce a above with reference to the 1 and 2nd Component assembly described comprising an electrical conductor 12th and a substrate 14 . The mounting device 30th preferably comprises means to accomplish the following with respect to the 4th perform the described procedure. For this purpose, the assembly device includes 30th a grooving tool 32 and a closing tool 34 , the mounting device 30th is set up the electrical conductor 12th into one through the grooving tool 32 created groove of the substrate 14 to lay and the electrical conductor 12th by means of the closing tool 34 with substrate 14 to cover. The mounting device 30th is used to produce the component assembly in the feed direction 36 moved such that by means of the grooving tool 32 a groove in the substrate 14 is formed. The grooving tool 32 is preferably ploughshare-shaped in such a way that the material of the substrate is used to form the groove 14 is shifted on both sides of the groove created. The grooving tool 32 is a heating device 44 assigned. The heater 44 is designed, the grooving tool 32 to heat to a predetermined heating temperature. The predetermined one Heating temperature in the preferred embodiment between 10 ° K and 30 ° K higher than the melting temperature of the substrate 14 . The heater 44 has a heating unit, for example a heating wire, and a control unit for regulating the temperature in order to set the predetermined heating temperature. The electrical conductor becomes temporally and spatially immediately after the groove has been created 12th through a wire guide, not shown, in the direction of movement 38 placed in the groove created. Also in terms of time and space immediately after laying the electrical conductor 12th the electrical conductor goes into the groove 12th by means of a closing tool 34 with the substrate shifted from the groove 14 covered. Alternatively or additionally, additional material of the substrate is used in a variant 14 fed and used to the electrical conductor 12th to cover. In the preferred embodiment, the locking tool 34 trained as a role. The role rotates around the axis of rotation 40 . During the rotation of the roller, it is against the substrate 14 pressed so that the still warm substrate 14 is pushed back into the groove and pressed so that the electrical conductor 12th with the substrate 14 is covered. In a variant of the preferred embodiment, the locking tool 34 designed as a hold-down. The closing tool 34 is a cooling device 46 assigned. The cooling device 46 is designed to be the locking tool 34 cool down to a predetermined cooling temperature. The predetermined cooling temperature, for example between 20 ° K and 50 ° K, is lower than the melting temperature of the substrate 14 . The cooling device 46 has a cooling unit, for example a Peltier element, and a regulating unit for regulating the temperature in order to set the predetermined cooling temperature. In a further embodiment of the preferred exemplary embodiment, the assembly device comprises 30th a cutting tool 42 . The cutting tool 42 is designed as a knife in the preferred embodiment. The mounting device 30th is formed temporally and spatially immediately after covering the electrical conductor 12th and the groove created with the substrate 14 over the surface of the substrate 14 any remaining substrate material with the cutting tool 42 to remove.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines vorstehend mit Bezug auf die 1 und 2 beschriebenen Bauteilverbundes, insbesondere mittels der vorstehend mit Bezug auf die 3 beschriebenen Montagevorrichtung. Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbundes umfassend einen elektrischen Leiter und ein Substrat wird der elektrische Leiter in eine durch ein Rillenwerkzeug erzeugte Rille des Substrats gelegt und mittels eines Schließwerkzeugs mit Substrat bedeckt. Hierzu wird in einem ersten Verfahrensschritt 50 durch das Rillenwerkzeug eine Rille im Substrat erzeugt. Dabei wird das Rillenwerkzeug zumindest während der Erzeugung der Rille, vorzugsweise aber bereits davor, auf eine vorbestimmte Heiztemperatur erwärmt, wobei die vorbestimmte Heiztemperatur vorzugsweise zwischen 10 °K und 30 °K höher ist als die Schmelztemperatur des Substrates. Im zeitlich und örtlich daran anschließenden zweiten Verfahrensschritt 52 wird der elektrische Leiter in die erzeugte Rille des Substrates gelegt. In einem zeitlich und räumlich anschließenden dritten Verfahrensschritt 54 wird der in der Rille befindliche elektrische Leiter mittels eines Schließwerkzeuges mit Substrat bedeckt. Vorzugsweise wird bei diesem dritten Verfahrensschritt das bei der Erzeugung der Rille herausgedrückte Substratmaterial zur Bedeckung des elektrischen Leiters verwendet. Dabei wird das Schließwerkzeug zumindest während der Bedeckung, vorzugsweise aber bereits davor, auf eine vorbestimmte Kühltemperatur gekühlt, wobei die vorbestimmte Kühltemperatur vorzugsweise zwischen 20 °K und 50 °K niedriger ist als die Schmelztemperatur des Substrates. Besonders bevorzugt ist die vorbestimmte Kühltemperatur zwischen 20 °C und 60 °C. In einem optionalen, aber zeitlich anschließenden vierten Verfahrensschritt 56 wird ein nach der Bedeckung des elektrischen Leiters überstehendes Substratmaterial mit einem Schneidwerkzeug entfernt. In einem weiteren optionalen fünften Verfahrensschritt 58 wird der elektrische Leiter bereichsweise außerhalb der Rille auf der Oberfläche des Substrates insbesondere derart verlegt, um eine elektrische Kontaktstelle herzustellen. 4th FIG. 4 shows a flow diagram of a method for producing a device with reference to FIG 1 and 2nd Component assembly described, in particular by means of the above with reference to the 3rd described assembly device. In the method for producing a component assembly comprising an electrical conductor and a substrate, the electrical conductor is placed in a groove of the substrate produced by a grooving tool and covered with substrate by means of a closing tool. This is done in a first process step 50 created a groove in the substrate by the grooving tool. The grooving tool is heated to a predetermined heating temperature, at least during the creation of the groove, but preferably before it, the predetermined heating temperature preferably being between 10 ° K and 30 ° K higher than the melting temperature of the substrate. In the second and subsequent procedural step 52 the electrical conductor is placed in the created groove of the substrate. In a third procedural step that follows in time and space 54 the electrical conductor located in the groove is covered with substrate using a closing tool. In this third method step, the substrate material pressed out during the production of the groove is preferably used to cover the electrical conductor. In this case, the closing tool is cooled to a predetermined cooling temperature, at least during the covering, but preferably already before, the predetermined cooling temperature preferably being between 20 ° K and 50 ° K lower than the melting temperature of the substrate. The predetermined cooling temperature between 20 ° C and 60 ° C is particularly preferred. In an optional, but subsequent, fourth process step 56 a substrate material protruding after covering the electrical conductor is removed with a cutting tool. In a further optional fifth process step 58 the electrical conductor is routed in regions outside the groove on the surface of the substrate in particular in order to produce an electrical contact point.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102014201992 A1 [0002]

Claims

Method for producing a component assembly (10) comprising an electrical conductor (12) and a substrate (14), characterized in that the electrical conductor (12) into a groove (16) in the substrate (14) produced by a grooving tool (32). placed and covered with a closing tool (34) with substrate (14).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the electrical conductor (12) is covered by means of the closing tool (34) with the substrate (14) which was pressed out during the creation of the groove (16).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the groove tool (32) is and / or is heated to a predetermined heating temperature during the production of the groove (16).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the closing tool (34) is and / or is cooled to a predetermined cooling temperature while the electrical conductor (12) is covered with substrate (14).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a substrate (14) protruding after covering the electrical conductor (12) is removed with a cutting tool (42).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate (14) consists of plastic or contains plastic.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical conductor (12) is laid in regions outside the groove (16) on the surface (20) of the substrate (14), preferably in order to produce an electrical contact point (18).

Assembly device (30) for producing a component assembly (10) comprising an electrical conductor (12) and a substrate (14), in particular with means for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly device (30) is a grooved tool ( 32) and a closing tool (34), the mounting device (30) being set up to place the electrical conductor (12) in a groove (16) of the substrate (14) produced by the groove tool (32) and the electrical conductor ( 12) to be covered with substrate (14) by means of the closing tool (34).

Mounting device (30) after Claim 8 , characterized in that the groove tool (32) is heated to or during the creation of the groove (16) by means of a heating device (44) to a predetermined heating temperature.

Mounting device (30) according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the grooving tool (32) is ploughshare-shaped.

Mounting device (30) according to one of the Claims 8 to 10 , characterized in that the closing tool (34) is designed as a hold-down device and / or as a roller.

Mounting device (30) according to one of the Claims 8 to 11 , characterized in that the closing tool (34) is cooled to or during a covering of the electrical conductor (12) with substrate (14) by means of a cooling device (46) to a predetermined cooling temperature.

Mounting device (30) according to one of the Claims 8 to 12th , characterized in that the mounting device (30) comprises a cutting tool (42), the mounting device (30) being designed to remove a substrate (14) which projects beyond the covering of the electrical conductor (12) with the cutting tool (42).

Component assembly (10) comprising an electrical conductor (12) and a substrate (14), characterized in that the electrical conductor (12) is laid in a groove (16) located in the substrate (14), the electrical conductor (12) and the groove (16) is covered with the substrate (14).

Component assembly (10) after Claim 14 , characterized in that the component assembly (10) by a method according to one of the Claims 1 to 7 , in particular by means of a mounting device (30) according to one of the Claims 8 to 13 , was produced.