DE102020134849A1

DE102020134849A1 - Mit integrierter elektronik ausgebildetes fahrzeuginnenverkleidungsteil und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE102020134849A1
Application number: DE102020134849.5A
Authority: DE
Inventors: David Whitehead; Thomas Sybrandy; Aidano Nascimento; Tyler Bame; David Kovac
Original assignee: Inteva Products LLC
Current assignee: Inteva Products LLC
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2020-12-23
Publication date: 2021-06-24
Also published as: US20210188193A1; CN113022460A; CN215826631U

Abstract

Eine Anordnung, wobei die Anordnung enthält: ein Substrat; eine spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente; und eine Polymerschicht, die das Substrat und die spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente teilweise einkapselt und das Substrat und die spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente zu einer einzigen Komponente vereinigt.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Anmeldung mit dem US-Aktenzeichen 62/953,317, die am 24. Dezember 2019 eingereicht wurde und deren Inhalte durch Verweis hierin mit aufgenommen sind.
HINTERGRUND
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen Fahrzeuginnenverkleidungsteile und insbesondere ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil, das mit integrierter Elektronik ausgebildet ist.
Spritzgegossene strukturelle Elektronik sind einzigartige eigenständige Teile. Wenn jedoch mehrere elektronische Komponenten in einer einzigen Anwendung verwendet werden sollen, müssen mehrere gesonderte Teile auf einem Trägerrahmen passend zusammengefügt werden. Dies führt zu erhöhten Baurahmenanforderungen und dem Management mehrerer Passungserfordernisse. Alternativ ist eine einzige spritzgegossene strukturelle Elektronik mit zahlreichen Komponenten unerschwinglich und schwer zu ändern.
Demgemäß ist es erwünscht, ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil zu schaffen, das mit integrierter Elektronik ausgebildet ist.
KURZBESCHREIBUNG
Es ist eine Anordnung offenbart, die enthält: ein Substrat; eine spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente; und eine Polymerschicht, die das Substrat und die spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente teilweise einkapselt und das Substrat und die spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente zu einer einzigen Komponente vereinigt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen enthält die Anordnung eine weitere spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen enthält die Anordnung alternative Elektronik.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen weist die spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente einen ausgeschnittenen Abschnitt auf, der eingerichtet ist, um die alternative Elektronik aufzunehmen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen ist die Anordnung ein Teil eines Fahrzeuginnenraums.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen enthält die Anordnung mehrere Symbole.
Ferner ist ein Verfahren zur Bereitstellung einer Anordnung offenbart, wobei das Verfahren die Schritte enthält: Bilden eines spritzgegossenen Substrats; Bilden wenigstens einer spritzgegossenen strukturellen elektronischen Komponente; Platzieren des spritzgegossenen Substrats und der wenigstens einen spritzgegossenen strukturellen elektronischen Komponente in einem Werkzeug; und teilweises Überformen (Überspritzen/Übergießen) des spritzgegossenen Substrats und der wenigstens einen spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente mit einem in das Werkzeug eingespeisten Polymer; und Vereinigen des spritzgegossenen Substrats und der wenigstens einen spritzgegossenen strukturellen elektronischen Komponente zu einer einzigen Komponente mit dem Polymer.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen wird vor dem Schritt des teilweisen Überformens eine weitere spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente in dem Werkzeug platziert.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen wird alternative Elektronik in das Werkzeug eingesetzt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen weist wenigstens eine spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente einen ausgeschnittenen Abschnitt auf, der eingerichtet ist, um alternative Elektronik aufzunehmen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen ist die Anordnung ein Teil eines Fahrzeuginnenraums.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale oder als eine Alternative zu einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen enthält die Anordnung mehrere Symbole.
Figurenliste
Die folgende Beschreibung sollte in keiner Weise als beschränkend angesehen werden. Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden gleiche Elemente gleich nummeriert:

1 zeigt einen Teil eines Fahrzeuginnenraums mit mehreren Symbolen, die mehreren nicht beweglichen Schaltern entsprechen, die beleuchtet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt den Teil des Fahrzeuginnenraums nach 1, wobei die mehreren Symbole, die den mehreren nicht beweglichen Schaltern entsprechen, nicht mehr beleuchtet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 zeigt eine Explosionsansicht eines Abschnitts einer Fahrzeuginnenraumkomponente, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gebildet ist;
4 zeigt eine Perspektivansicht eines Abschnitts einer Fahrzeuginnenraumkomponente, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gebildet ist; und
5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Herstellung einer Komponente oder Anordnung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Eine detaillierte Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen der offenbarten Vorrichtung und des offenbarten Verfahrens wird hierin unter Bezugnahme auf die Figuren zur beispielhaften Erläuterung und nicht zur Einschränkung präsentiert.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird ein Umspritzprozess verwendet, um mehrere spritzgegossene strukturelle elektronische (IMSE, injection molded structural electronic) Teile oder andere elektronische Teile zu einer einzigen Komponente zu vereinigen. Spritzgegossene strukturelle Elektronik verwendet mehrere gedruckte Filmschichten und zwischen Schichten eingespritztes Polymer, um das spritzgegossene strukturelle Elektronik(IMSE)-Teil zu schaffen.
Gemäß der vorliegenden Offenbarung werden verschiedene elektronische Komponenten, wie beispielsweise ein spritzgegossenes strukturelles elektronisches (IMSE) Teil, in einer Spritzgussform angeordnet. In einer Ausführungsform wird wenigstens ein spritzgegossenes strukturelles elektronisches (IMSE) Teil in der Spritzgussform platziert. In einer noch weiteren Ausführungsform wird wenigstens ein spritzgegossenes strukturelles elektronisches (IMSE) Teil zusätzlich zu einem weiteren elektronischen Teil in der Spritzgussform platziert.
Sobald das Teil oder die Teile in die Spritzgussform eingesetzt sind, wird ein Polymer in das Werkzeug eingespritzt, das die Teile in dem Werkzeug teilweise einkapselt und diese Teile zu einer einzigen Komponente vereinigt.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird in einem ersten Spritzgussschuss ein Substrat erzeugt, und zu diesem Substrat werden Komponenten hinzugefügt. Sobald die Teile verbunden sind, wird ein drittes Material über die Unterbaugruppe gegossen/gespritzt, wodurch eine vereinigt Struktur geschaffen wird.
Indem nun auf 1 Bezug genommen wird, ist ein Abschnitt 10 eines Fahrzeuginnenraums mit mehreren Symbolen 12, die mehreren nicht beweglichen Schaltern entsprechen, die beleuchtet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. In 2 ist der Abschnitt 10 des Fahrzeuginnenraums nicht mehr beleuchtet, und die mehreren Symbole, die den mehreren nicht beweglichen Schaltern entsprechen, sind nicht mehr beleuchtet. In einer Ausführungsform können die Symbole 12 als ein dreidimensionales Symbol oder dreidimensionale Symbole in der Materialschicht, die die Sichtfläche des Abschnitts 10 definiert, ausgebildet sein.
3 zeigt eine Explosionsansicht des Abschnitts 10 einer Fahrzeuginnenraumkomponente. In einer Ausführungsform kann der Abschnitt des Fahrzeuginnenraums dem in den 1 und 2 veranschaulichten Abschnitt ähnlich sein. Dieser Abschnitt 10 kann auch als eine Anordnung 10 oder Komponente 10 oder Innenverkleidung 10 eines Fahrzeugs bezeichnet werden. Wie veranschaulicht, ist ein Substrat 14, das in einem ersten Spritzgussschuss erzeugt wird, bereitgestellt. Ferner sind ein erstes spritzgegossenes strukturelles elektronisches (IMSE) Teil 16 und ein zweites spritzgegossenes strukturelles elektronisches (IMSE) Teil 18 veranschaulicht. Wie vorstehend erwähnt, werden das erste spritzgegossene strukturelle elektronische (IMSE) Teil 16 und das zweite spritzgegossene strukturelle elektronische (IMSE) Teil 18 sowie das Substrat durch Spritzgussprozesse gebildet. Außerdem kann auch eine alternative Elektronik 20 bereitgestellt werden. In einer nicht beschränkenden Ausführungsform weist das erste spritzgegossene strukturelle elektronische (IMSE) Teil 16 einen ausgeschnittenen Abschnitt 22 auf, der eingerichtet ist, um die alternative Elektronik 20 aufzunehmen.
Sobald dieses Teil oder diese Teile in die Spritzgussform eingesetzt ist bzw. sind, wird in das Werkzeug ein Polymer eingespritzt, das die Teile in dem Werkzeug teilweise einkapselt und diese Teile zu einer einzigen Komponente vereinigt.
4 zeigt eine Perspektivansicht eines Abschnitts einer Fahrzeuginnenraumkomponente, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gebildet ist. Hier ist eines der elektronischen Teile 16, 18 und 20 veranschaulicht, und es ist ein Abschnitt 24 der Anordnung 10 oder Komponente 10 oder Innenverkleidung 10, die durch das eingespritzte Polymer gebildet ist, veranschaulicht.
Wie vorstehend erwähnt, weisen die spritzgegossenen strukturellen elektronischen Komponenten 16, 18 mehrere gedruckte Filmschichten und zwischen Schichten eingespritztes Polymer auf, wozu ein berührungsloser Sensor oder Schalter, wie beispielsweise ein kapazitiver Schalter, der einem jeweiligen Symbol 12 entspricht, gehört. In einer Ausführungsform kann die spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente 16, 18 ferner ein Mittel zur Beleuchtung des Symbols 12 aufweisen. In einer Ausführungsform kann das Mittel zur Beleuchtung oder die Beleuchtungsvorrichtung eine Leuchtdiode sein.
Indem nun auf 5 Bezug genommen wird, ist ein Flussdiagramm 50 zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung einer Komponente 10 oder Anordnung 10 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. In einem ersten Schritt 52 werden ein spritzgegossenes Substrat 14 und wenigstens eine spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente 16, 18 und eine alternative Elektronik 20 gebildet. Danach und in einem zweiten Schritt 54 werden das spritzgegossene Substrat 14, die wenigstens eine spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente 16, 18 und, falls gewünscht, eine alternative Elektronik 20 in einem Werkzeug platziert. Danach und in einem dritten Schritt 56 werden das spritzgegossene Substrat 14, die wenigstens eine spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente 16, 18 und, falls gewünscht, eine alternative Elektronik 20 mit einem Polymer, das in das Werkzeug eingespeist wird, teilweise überformt (überspritzt/übergossen), so dass das Polymer die Teile in dem Werkzeug teilweise einkapselt und diese Teile zu einer einzigen Komponente vereinigt.
Der Begriff „etwa“ soll den Fehlergrad umfassen, der mit einer Messung der bestimmten Menge auf der Basis der zum Zeitpunkt der Einreichung der Anmeldung verfügbaren Ausrüstung verbunden ist. Zum Beispiel kann „etwa“ einen Bereich von ± 8% oder 5% oder 2% eines gegebenen Wertes einschließen.
Die hier verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll für die vorliegende Offenbarung nicht beschränkend sein. In dem hierin verwendeten Sinne sollen Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“ und „das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern aus dem Kontext nicht deutlich etwas anderes hervorgeht. Es wird ferner verstanden, dass die Begriffe „aufweist“ und/oder „aufweisen“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Gegenwart der angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten angeben, jedoch die Gegenwart oder Hinzunahme einer/eines oder mehrerer weiterer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponente und/oder deren Gruppen nicht ausschließen.
Während die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform oder beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird es für Fachleute auf dem Gebiet verständlich sein, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können und Elemente durch ihre Äquivalente ersetzt werden können, ohne dass von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abgewichen wird. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der vorliegenden Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Folglich ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die bestimmte Ausführungsform beschränkt wird, die als die beste Art offenbart ist, die zur Ausführung dieser vorliegenden Offenbarung in Erwägung gezogen wird, sondern dass die vorliegende Offenbarung alle Ausführungsformen umfasst, die in den Schutzumfang der Ansprüche fallen.

Claims

Anordnung, die aufweist: ein Substrat; eine spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente; und eine Polymerschicht, die das Substrat und die spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente teilweise einkapselt und das Substrat und die spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente zu einer einzigen Komponente vereinigt.
Anordnung nach Anspruch 1, die ferner eine weitere spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente aufweist.
Anordnung nach Anspruch 1, die ferner eine alternative Elektronik aufweist.
Anordnung nach Anspruch 3, wobei die spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente einen ausgeschnittenen Abschnitt aufweist, der eingerichtet ist, um die alternative Elektronik aufzunehmen.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung ein Teil eines Fahrzeuginnenraums ist.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Anordnung mehrere Symbole aufweist.
Verfahren zur Bereitstellung einer Anordnung, das aufweist: Bilden eines spritzgegossenen Substrats; Bilden wenigstens einer spritzgegossenen strukturellen elektronischen Komponente; Platzieren des spritzgegossenen Substrats und der wenigstens einen spritzgegossenen strukturellen elektronischen Komponente in einem Werkzeug; und teilweises Überformen des spritzgegossenen Substrates und der wenigstens einen spritzgegossenen strukturellen elektronischen Komponente mit einem in das Werkzeug eingespeisten Polymer; und Vereinigen des spritzgegossenen Substrats und der wenigstens einen spritzgegossenen strukturellen elektronischen Komponente zu einer einzigen Komponente mit dem Polymer.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei vor dem Schritt des teilweisen Überformens eine weitere spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente in dem Werkzeug platziert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine alternative Elektronik in das Werkzeug eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die wenigstens eine spritzgegossene strukturelle elektronische Komponente einen ausgeschnittenen Abschnitt aufweist, der eingerichtet ist, um die alternative Elektronik aufzunehmen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Anordnung ein Teil eines Fahrzeuginnenraums ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Anordnung mehrere Symbole aufweist.