DE102022113241A1 - Metal-plastic bushing - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung, insbesondere für ein fluiddichtes Kunststoffgehäuse, mit einem elektrisch leitenden Metalleinleger, der zumindest einen freiliegenden Stiftabschnitt für die elektrische Verbindung und einen Einbettungsabschnitt, der in einer Kunststoffschicht der Metall-Kunststoff-Durchführung eingebettet ist, aufweist. Dabei ist eine an den Einbettungsabschnitt des Metalleinlegers angrenzende Oberfläche des Stiftabschnitts mit einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur, insbesondere mit einer hydrophoben, superhydrophoben oder lotusblütenartigen Oberflächenstruktur, versehen. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung eines Metalleinlegers für eine solche fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung und die Verwendung eines Metalleinlegers in einem solchen Verfahren.The present invention relates to a fluid-tight metal-plastic feedthrough, in particular for a fluid-tight plastic housing, with an electrically conductive metal insert which has at least one exposed pin section for the electrical connection and an embedding section which is embedded in a plastic layer of the metal-plastic feedthrough. having. In this case, a surface of the pin section adjacent to the embedding section of the metal insert is provided with a fluid-repellent surface structure, in particular with a hydrophobic, superhydrophobic or lotus flower-like surface structure. In addition, the invention relates to the use of a metal insert for such a fluid-tight metal-plastic bushing as well as a method for producing such a fluid-tight metal-plastic bushing and the use of a metal insert in such a method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung, insbesondere für ein fluiddichtes Kunststoffgehäuse, mit einem elektrisch leitenden Metalleinleger, der zumindest einen freiliegenden Stiftabschnitt für die elektrische Verbindung und einen Einbettungsabschnitt, der in einer Kunststoffschicht der Metall-Kunststoff-Durchführung eingebettet ist, aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung die Verwendung eines elektrisch leitenden Metalleinlegers für eine solche fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung und die Verwendung eines elektrisch leitenden Metalleinlegers in einem solchen Verfahren.The present invention relates to a fluid-tight metal-plastic feedthrough, in particular for a fluid-tight plastic housing, with an electrically conductive metal insert which has at least one exposed pin section for the electrical connection and an embedding section which is embedded in a plastic layer of the metal-plastic feedthrough. having. In addition, the invention relates to the use of an electrically conductive metal insert for such a fluid-tight metal-plastic bushing as well as a method for producing such a fluid-tight metal-plastic bushing and the use of an electrically conductive metal insert in such a method.

Fluiddichte Kunststoffgehäuse zum Schutz von mechatronischen und elektronischen Komponenten finden nicht nur in der Elektroindustrie oder im Automobilbereich Anwendung, sondern sie werden insbesondere als spritzwassergeschützte Kunststoffgehäuse in vielen Industriebereichen eingesetzt. Solche Kunststoffgehäuse mit fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführungen sind teilweise großen Belastungen und korrosiven Umgebungsbedingungen ausgesetzt, beispielsweise im Automobilbereich beim Einsatz der fluiddichten Kunststoffgehäuse im Motorraum und im Bereich der Karosserie, und müssen daher eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Eindringen von Medien, insbesondere von Wasser, aufweisen. Hierbei sind insbesondere die elektrischen Anschlüsse der innerhalb der Kunststoffgehäuse positionierten mechatronischen und elektronischen Komponenten korrosionsgefährdet. Für einen geeigneten Schutz sind die in der Kunststoffschicht des Gehäuses eingebetteten elektrisch leitenden Metalleinlegern besonders problematisch, da korrosive Medien, insbesondere Flüssigkeiten oder Wasser, an der Grenzschicht zwischen dem Metalleinleger und der Kunststoffschicht solcher Metall-Kunststoff-Durchführungen in das Kunststoffgehäuse eindringen können, angetrieben beispielsweise durch Spritzkräfte, Druckunterschiede oder Kapillarkräfte.Fluid-tight plastic housings to protect mechatronic and electronic components are not only used in the electrical industry or the automotive sector, but are also used in particular as splash-proof plastic housings in many industrial sectors. Such plastic housings with fluid-tight metal-plastic bushings are sometimes exposed to high loads and corrosive environmental conditions, for example in the automotive sector when the fluid-tight plastic housings are used in the engine compartment and in the body area, and must therefore have a high level of resistance to the penetration of media, especially water. exhibit. In particular, the electrical connections of the mechatronic and electronic components positioned within the plastic housing are at risk of corrosion. For suitable protection, the electrically conductive metal inserts embedded in the plastic layer of the housing are particularly problematic, since corrosive media, in particular liquids or water, can penetrate into the plastic housing at the boundary layer between the metal insert and the plastic layer of such metal-plastic bushings, driven for example through splash forces, pressure differences or capillary forces.

Eine sichere fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung von elektrisch leitenden Metalleinlegern ist aktuell nur durch die Verwendung von 2-Komponenten-Kunststoffen möglich, mit denen eine stabile chemische Anbindung des Kunststoffes an die Oberfläche des Einbettungsabschnitts des Metalleinlegers und damit eine dauerhafte Dichtigkeit der Metall-Kunststoff-Durchführung erreicht wird. Solche fluiddichten Kunststoffgehäuse sind sowohl hinsichtlich der 2-Komponenten-Kunststoffe als auch des notwendigen Gießverfahrens des Kunststoffgehäuses relativ aufwändig und im Hinblick auf den Herstellungsaufwand und die Herstellungszeit unattraktiv. Entsprechend besteht in der Technik ein Bedürfnis, einfach herstellbare und feuchtigkeitsgeschützte Kunststoffgehäuse mit fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführungen bereitzustellen, die neben größeren Gestaltungsfreiräumen in der Dimensionierung und Form der Gehäuse auch eine hohe Temperaturbeständigkeit, geringe Herstellungskosten und ein geringes Gewicht ermöglichen, sowie in hohen Stückzahlen herstellbar sind.A safe fluid-tight metal-plastic feedthrough of electrically conductive metal inserts is currently only possible through the use of 2-component plastics, with which a stable chemical bond of the plastic to the surface of the embedding section of the metal insert and thus a permanent seal of the metal-plastic -Implementation is achieved. Such fluid-tight plastic housings are relatively complex both in terms of the 2-component plastics and the necessary casting process of the plastic housing and are unattractive in terms of the manufacturing effort and time. Accordingly, there is a need in technology to provide easy-to-manufacture and moisture-protected plastic housings with fluid-tight metal-plastic feedthroughs, which, in addition to greater design freedom in the dimensions and shape of the housings, also enable high temperature resistance, low manufacturing costs and low weight, as well as in large quantities can be produced.

Bei herkömmlichen Kunststoffgehäusen, die beispielsweise in einfachen Spritzgießverfahren aus thermoplastischen Polymeren gefertigt werden, besteht bisher das Problem, dass beim Umspritzen eines elektrisch leitenden Metalleinlegers kein dauerhafter Stoffschluss zwischen der Oberfläche des Metalleinlegers und dem Kunststoff erreicht wird. Der Formschluss, der durch die Umspritzung und Einbettung des Metalleinlegers resultiert, reicht nicht, um langfristig eine fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung bereitzustellen bzw. eine langzeitstabile Mediendichtheit des Kunststoffgehäuses zu gewährleisten.With conventional plastic housings, which are manufactured from thermoplastic polymers, for example using simple injection molding processes, the problem has so far been that when an electrically conductive metal insert is overmolded, no permanent material connection is achieved between the surface of the metal insert and the plastic. The positive fit that results from the encapsulation and embedding of the metal insert is not sufficient to provide a fluid-tight metal-plastic feedthrough in the long term or to ensure long-term stable media tightness of the plastic housing.

Zur Beseitigung dieser Problematiken und zur Bereitstellung von einfachen fluiddichten Kunststoffgehäusen, gibt es in der Technik umfangreiche Bestrebungen, die Haftfestigkeit zwischen dem Einbettungsabschnitt des elektrisch leitenden Metalleinlegers und dem Kunststoff des Kunststoffgehäuses zu verbessern. Hierbei wird der Einbettungsabschnitt vor einem Spritzgießprozess mit einer Haftvermittlerschicht versehen, durch die insbesondere die Haftfestigkeit zwischen der Oberfläche des Metalleinlegers und dem Kunststoff bzw. der Haftvermittlerschicht über eine stabile chemische Anbindung verbessert werden soll. Für einen selektiven und homogenen Auftrag der Haftvermittlerschicht ist sowohl eine Vorbehandlung der Oberfläche des Einbettungsabschnitts, beispielsweise mittels Bürsten und/oder chemischem Reinigen im Ultraschallbad, als auch ein nachgelagertes Aushärten der Haftvermittlerschicht erforderlich. Neben den Kosten für die zusätzlichen Prozessschritte bei der Bereitstellung geeigneter elektrisch leitender Metalleinleger, bestehen trotz der stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Haftvermittlerschicht und dem Kunststoff unverändert Leckageprobleme, die sich insbesondere an den Stanzkanten der Metalleinleger ausbilden. Dies erfordert weitere kostenaufwändige vorgelagerte Bearbeitungsschritte, wie das Abrunden der Stanzkanten oder das umlaufende Prägen der Oberfläche des Einbettungsabschnitts bzw. eine gänzlich veränderte Herstellung oder Bereitstellung der elektrisch leitenden Metalleinleger für eine fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung.In order to eliminate these problems and to provide simple fluid-tight plastic housings, there are extensive efforts in technology to improve the adhesive strength between the embedding section of the electrically conductive metal insert and the plastic of the plastic housing. Here, the embedding section is provided with an adhesion promoter layer before an injection molding process, which in particular is intended to improve the adhesion strength between the surface of the metal insert and the plastic or the adhesion promoter layer via a stable chemical bond. For a selective and homogeneous application of the adhesion promoter layer, both a pretreatment of the surface of the embedding section, for example by brushing and/or chemical cleaning in an ultrasonic bath, and a subsequent hardening of the adhesion promoter layer are required. In addition to the costs for the additional process steps in providing suitable electrically conductive metal inserts, despite the cohesive connection between the adhesion promoter layer and the plastic, there are still leakage problems, which occur particularly on the punched edges of the metal inserts. This requires further costly upstream processing steps, such as rounding off the punched edges or circumferential embossing of the surface of the embedding section or a completely modified production or provision of the electrically conductive metal inserts for a fluid-tight metal-plastic feedthrough.

Trotz der umfangreichen Anstrengungen in der Produktentwicklung von feuchtigkeitsgeschützten Kunststoffgehäusen, besteht weiterhin die Notwendigkeit, fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführungen zu verbessern, um fluiddichte Kunststoffgehäuse kostengünstig bereitzustellen und unter verschiedenen Umgebungsbedingungen dauerhaft einsetzen zu können. Gerade im Bereich der Automobilindustrie und Elektroindustrie besteht ein starker Innovationsdruck, der sich sowohl in kontinuierlichen Bestrebungen zur Verbesserung und Optimierung von Bauteilen als auch in der Vereinfachung von Herstellungs- und Montageprozessen äußert.Despite the extensive efforts in product development by moisture-protected th plastic housings, there is still a need to improve fluid-tight metal-plastic bushings in order to provide fluid-tight plastic housings cost-effectively and to be able to use them permanently under various environmental conditions. Especially in the automotive and electrical industries, there is strong pressure to innovate, which is expressed both in continuous efforts to improve and optimize components and in the simplification of manufacturing and assembly processes.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung bereitzustellen, die sowohl kostengünstig herstellbar als auch dauerhaft fluiddicht ist. Insbesondere soll damit ein fluiddichtes Kunststoffgehäuse ermöglicht werden, das kostengünstig in großen Stückzahlen produziert und in extremen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden kann.The present invention is therefore based on the object of providing a fluid-tight metal-plastic bushing that is both inexpensive to produce and permanently fluid-tight. In particular, this is intended to enable a fluid-tight plastic housing that can be produced cost-effectively in large quantities and used in extreme environmental conditions.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine an den Einbettungsabschnitt des Metalleinlegers angrenzende Oberfläche des freiliegenden Stiftabschnitts mit einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur, insbesondere mit einer hydrophoben, superhydrophoben oder lotusblütenartigen Oberflächenstruktur, versehen ist. Das Aufbringen oder Ausbilden einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur auf der Oberfläche des freiliegenden Stiftabschnitts, d.h. aller am Umfang des Stiftabschnitts vorgesehenen Flächen, angrenzend an den von dem Material der Kunststoffschicht eingebetteten Einbettungsabschnitt des Metalleinlegers, d.h. der mit dem Material der Kunststoffschicht in Kontakt stehenden Oberfläche des Metalleinlegers, verhindert ein Eindringen von Fluid, insbesondere von flüssigem Wasser, in die Grenzschicht zwischen Metalleinleger und Kunststoffschicht der Metall-Kunststoff-Durchführung, d.h. zwischen der Oberfläche des Einbettungsabschnitts und dem daran anliegenden Kunststoffmaterial. Die fluidabweisende Oberflächenstruktur verhindert dabei bereits ein Benetzen oder Anliegen der Flüssigkeit auf dem entsprechend strukturierten Stiftabschnitt, insbesondere am Übergang zum Einbettungsabschnitt, und unterbricht den für eine Fluidübertragung durch die Metall-Kunststoff-Durchführung hindurch erforderliche Fluidzufuhr zur Grenzfläche zwischen Einbettungsabschnitt und Kunststoffschicht, bzw. die Fluidabfuhr von der Grenzschicht auf einer dem Fluid abgewandten Seite der Metall-Kunststoff-Durchführung. Der freiliegende Stiftabschnitt kann zwar bevorzugt auf der fluidbelasteten Außenseite eines fluiddichten Kunststoffgehäuses vorgesehen sein, aber auch auf der Innenseite des fluiddichten Kunststoffgehäuses, oder dazwischen.This object is achieved according to the invention in that a surface of the exposed pin section adjacent to the embedding section of the metal insert is provided with a fluid-repellent surface structure, in particular with a hydrophobic, superhydrophobic or lotus flower-like surface structure. The application or formation of a fluid-repellent surface structure on the surface of the exposed pin section, i.e. all surfaces provided on the circumference of the pin section, adjacent to the embedding section of the metal insert embedded by the material of the plastic layer, i.e. the surface of the metal insert that is in contact with the material of the plastic layer, prevents fluid, in particular liquid water, from penetrating into the boundary layer between the metal insert and the plastic layer of the metal-plastic bushing, i.e. between the surface of the embedding section and the plastic material adjacent to it. The fluid-repellent surface structure already prevents the liquid from wetting or resting on the correspondingly structured pin section, in particular at the transition to the embedding section, and interrupts the fluid supply required for fluid transfer through the metal-plastic feedthrough to the interface between the embedding section and the plastic layer, or the Fluid removal from the boundary layer on a side of the metal-plastic bushing facing away from the fluid. The exposed pin section can preferably be provided on the fluid-loaded outside of a fluid-tight plastic housing, but also on the inside of the fluid-tight plastic housing, or in between.

Flüssigkeiten und insbesondere Wasser haben aufgrund ihrer Oberflächenspannung, den Kohäsionskräften innerhalb der Flüssigkeit, eine Tendenz zur Minimierung ihrer Oberfläche und versuchen daher immer eine Kugelform oder Tropfenform zu erreichen. Beim Kontakt mit einer anderen Oberfläche wirken die Adhäsionskräfte gegenüber der Oberfläche diesen Kohäsionskräften entgegen, sodass es zu einem Kontakt oder einer zumindest teilweisen Benetzung der Oberfläche kommt. In Abhängigkeit von den Eigenschaften und der Feinstruktur der Oberfläche und den Kohäsionskräften, kommt es zu einer partiellen oder vollständigen Benetzung oder zu einer Ausbildung von Flüssigkeitstropfen mit einem größeren Kontaktwinkel gegenüber der Oberfläche. Dabei werden Kontaktwinkel über 90° als hydrophob bezeichnet. Bei superhydrophoben Oberflächenstrukturen reduziert sich der Anteil der Tropfenoberfläche der mit der Oberfläche des Festkörpers in Kontakt steht, auf bis zu 3 %. Bei lotusblütenartigen Oberflächenstrukturen reduziert sich bei einem Kontaktwinkel von etwa 170° die Auflagefläche auf nur noch 0,6 %.Due to their surface tension, the cohesive forces within the liquid, liquids and especially water have a tendency to minimize their surface area and therefore always try to achieve a spherical or drop shape. When in contact with another surface, the adhesion forces with respect to the surface counteract these cohesive forces, so that contact or at least partial wetting of the surface occurs. Depending on the properties and fine structure of the surface and the cohesive forces, partial or complete wetting or the formation of liquid drops with a larger contact angle relative to the surface occur. Contact angles over 90° are referred to as hydrophobic. With superhydrophobic surface structures, the proportion of the droplet surface that is in contact with the surface of the solid is reduced to up to 3%. With lotus flower-like surface structures, the contact area is reduced to just 0.6% at a contact angle of around 170°.

Um für eine erfindungsgemäße fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung die Benetzung des mit einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur versehenen Stiftabschnitts, insbesondere am äußeren Übergang zur Grenzfläche zwischen Einbettungsabschnitt und Kunststoffschicht, ausreichend zu beschränken, sind die Adhäsionskräfte der fluidabweisenden Oberflächenstruktur gegenüber einer anliegenden Flüssigkeit, üblicherweise Wasser, kleiner als die Kohäsionskräfte innerhalb der Flüssigkeit. Die Benetzbarkeit einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur hängt zwar insbesondere von der Beschaffenheit der Festkörperoberfläche ab, beispielsweise von der Rauheit und anderen hydrophilen Eigenschaften, jedoch auch von den Eigenschaften der Flüssigkeit, insbesondere Wasser, die mit der Oberfläche in Kontakt steht. Für eine erfindungsgemäße fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung sollte der Kontaktwinkel der relevanten Flüssigkeit gegenüber der Oberfläche des Stiftabschnitts größer als 90° sein. Dabei bezieht sich der Kontaktwinkel auf einen Tropfen der anliegenden Flüssigkeit, der sich durch die Kohäsionskräfte innerhalb des Tropfens im Verhältnis zu den Adhäsionskräften gegenüber der Oberfläche ausbildet. Überwiegen die Adhäsionskräfte die Kohäsionskräfte, was bei üblichen Oberflächenstrukturen der Fall ist, ist der Kontaktwinkel sehr klein und der Tropfen breitet sich auf der Oberfläche fast vollständig aus und wird diese so auch fast vollständig benetzen.In order to sufficiently limit the wetting of the pin section provided with a fluid-repellent surface structure for a fluid-tight metal-plastic feedthrough according to the invention, in particular at the outer transition to the interface between the embedding section and the plastic layer, the adhesion forces of the fluid-repellent surface structure compared to an adjacent liquid, usually water, are smaller as the cohesive forces within the liquid. The wettability of a fluid-repellent surface structure depends in particular on the nature of the solid surface, for example on the roughness and other hydrophilic properties, but also on the properties of the liquid, in particular water, that is in contact with the surface. For a fluid-tight metal-plastic feedthrough according to the invention, the contact angle of the relevant liquid with respect to the surface of the pin section should be greater than 90°. The contact angle refers to a drop of liquid, which is formed by the cohesive forces within the drop in relation to the adhesion forces with respect to the surface. If the adhesion forces outweigh the cohesion forces, which is the case with common surface structures, the contact angle is very small and the drop spreads almost completely over the surface and will therefore almost completely wet it.

Sind die Kohäsionskräfte innerhalb eines Tropfens größer als die Adhäsionskräfte gegenüber der Oberfläche, zieht sich die Flüssigkeit auf der Oberfläche zu einem kugelförmigen Tropfen zusammen. Bei einer hydrophoben Oberflächenstruktur ist der Kontaktwinkel von Flüssigkeiten bzw. von flüssigem Wasser gegenüber der Oberfläche größer als 90°, d.h. der größte Umfang des Wassertropfens steht gegenüber einer Kontaktfläche des Tropfens mit der Oberfläche über, sodass auch eine hier angrenzende Grenzfläche zwischen der Oberfläche des Einbettungsabschnitts und der Kunststoffschicht von dem Flüssigkeitstropfen nicht berührt werden kann. Bereits bei einer kleinen Neigung der Oberfläche perlt dieser Flüssigkeitstropfen ohne jegliche Flüssigkeitsrückstände von der Oberfläche ab. Mit einer superhydrophoben Oberflächenstruktur des Stiftabschnitts können Kontaktwinkel zwischen 130° und 160° erreicht werden, wodurch der Abstand zwischen Flüssigkeitstropfen, insbesondere Wassertropfen, und der Grenzfläche zwischen angrenzenden Einbettungsabschnitt und der Kunststoffschicht vergrößert wird. Bei einer lotusblütenartigen Oberflächenstruktur des Stiftabschnitts sind die Adhäsionskräfte der Oberfläche sehr viel geringer als die Kohäsionskräfte innerhalb des anliegenden Flüssigkeitstropfens, bzw. Wassertropfens, was zu Kontaktwinkeln von über 160° führt. In dem theoretischen Idealfall von 180° berührt der Flüssigkeitstropfen die Oberfläche nur noch an einem Punkt. Derartig hohe Kontaktwinkel entsprechen einer extrem geringen Benetzbarkeit und werden in der Technik als Lotuseffekt bezeichnet. Neben der extrem geringen Benetzbarkeit weisen lotusblütenartige Oberflächenstrukturen auch eine hohe Selbstreinigungsfähigkeit auf, da die geringen Adhäsionskräfte auch ein Anhaften von Schmutzpartikeln verhindern.If the cohesive forces within a drop are greater than the adhesion forces with respect to the surface, the liquid on the surface contracts into a spherical drop. With a hydrophobic surface structure the contact angle of liquids or liquid water relative to the surface is greater than 90°, ie the largest circumference of the water drop protrudes from a contact surface of the drop with the surface, so that there is also an adjacent interface between the surface of the embedding section and the plastic layer of the Liquid drops cannot be touched. Even if the surface is tilted slightly, this drop of liquid rolls off the surface without leaving any liquid residue. With a superhydrophobic surface structure of the pin section, contact angles between 130° and 160° can be achieved, thereby increasing the distance between liquid drops, in particular water drops, and the interface between adjacent embedding section and the plastic layer. With a lotus flower-like surface structure of the pin section, the adhesion forces of the surface are much lower than the cohesion forces within the adjacent liquid drop or water drop, which leads to contact angles of over 160°. In the theoretical ideal case of 180°, the liquid drop only touches the surface at one point. Such high contact angles correspond to extremely low wettability and are referred to in technology as the lotus effect. In addition to the extremely low wettability, lotus flower-like surface structures also have a high self-cleaning ability, as the low adhesion forces also prevent dirt particles from sticking.

Als fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung bzw. als fluiddichtes Kunststoffgehäuse wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Metall-Kunststoff-Durchführung bzw. ein Kunststoffgehäuse angesehen, dass eine Leckrate von kleiner als 0,001 mbar*l/s bevorzugt und kleiner als 0,0008 mbar*l/s, aufweist. Die Bestimmung der Leckrate erfolgt in diesem Fall mit dem Prüfmedium Luft, wobei die Leckrate sich über das Prüfvolumen VL multipliziert mit dem Quotienten aus Druckabfall Δp und Zeitdifferenz Δt definiert. Es ergibt sich eine Leckrate QL = VL * Δp/Δt. Das L im Index steht dabei für das Prüfmedium Luft. Die Messung der Leckrate erfolgt bei einem Überdruck im Prüfvolumen von 1 bar gegenüber einem Atmosphärendruck auf einer dem Prüfvolumen abgewandten Seite der Metall-Kunststoff-Durchführung. Dabei ist der Messplatz so zu konzipieren, dass der Druckabfall im Messsystem primär über die Metall-Kunststoff-Durchführung erfolgt und Nebeneinflüsse, wie beispielsweise ein Luftentweichen, an der Abdichtung des Prüfvolumens und Schwankungen in den Bedingungen der Atmosphärenluft, minimiert werden. Die Leckrate wird dann aus einer linearen Regression für einen vom Prüfablauf unbeeinflussten Zeitraum, insbesondere für den Zeitraum von 9-12 Minuten nach dem Schlie-ßen des Überdruckventils des Prüfvolumens, bestimmt. Gegebenenfalls muss vor der Messung einer Leckrate mittels eines Helium-Leckage-Tests das Vorhandensein größerer Leckagepfade und unterschiedliche Verhaltensweisen beim gleichzeitigen Prüfen von mehreren Metall-Kunststoff-Durchführungen ermittelt werden. Die Leckrate der fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung sollte auch nach einer natürlichen Alterung oder künstlichen Alterungszyklen, beispielsweise Temperaturschockzyklen, Klimaalterung und Ölbelastungstests, im Wesentlichen gleichbleiben, oder sich zumindest um weniger als 50 % reduzieren.According to the present invention, a metal-plastic bushing or a plastic housing is considered to be a fluid-tight metal-plastic bushing or a fluid-tight plastic housing, which preferably has a leak rate of less than 0.001 mbar*l/s and less than 0.0008 mbar* l/s. In this case, the leak rate is determined using the test medium air, whereby the leak rate is defined by the test volume V L multiplied by the quotient of the pressure drop Δp and the time difference Δt. The result is a leak rate Q L = V L * Δp/Δt. The L in the index stands for the test medium, air. The leak rate is measured at an overpressure in the test volume of 1 bar compared to atmospheric pressure on a side of the metal-plastic bushing facing away from the test volume. The measuring station must be designed in such a way that the pressure drop in the measuring system occurs primarily via the metal-plastic feedthrough and secondary influences, such as air leakage from the seal of the test volume and fluctuations in the atmospheric air conditions, are minimized. The leak rate is then determined from a linear regression for a period of time that is not influenced by the test procedure, in particular for the period of 9-12 minutes after the pressure relief valve of the test volume is closed. If necessary, before measuring a leak rate using a helium leak test, the presence of larger leak paths and different behaviors when testing several metal-plastic bushings at the same time must be determined. The leak rate of the fluid-tight metal-plastic bushing should remain essentially the same, or at least reduce by less than 50%, even after natural aging or artificial aging cycles, for example temperature shock cycles, climate aging and oil stress tests.

Eine zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, dass die fluidabweisende Oberflächenstruktur des freiliegenden Stiftabschnitts direkt an eine in der Kunststoffschicht eingebettete Oberfläche des Einbettungsabschnitts angrenzt. Die Vermeidung eines relevanten Abstands, d.h. eines Abstands unter 20 µm, insbesondere unter 10 µm, zwischen dem mit der Kunststoffschicht verbundenen und dort endenden Einbettungsabschnitt und der fluidabweisenden, bevorzugt flüssigkeitsabweisende, Oberflächenstruktur, sichert die Funktion der auf dem Stiftabschnitt vorgesehenen fluidabweisenden Oberflächenstruktur hinsichtlich der fluiddichten Abdichtung der Metall-Kunststoff-Durchführung. Entsprechend wird eine Benetzung des Metalleinlegers an der Schnittstelle zwischen der Kunststoffschicht und einer von einem Fluid erreichbaren Umgebung der Kunststoffschicht verhindert.An expedient embodiment provides that the fluid-repellent surface structure of the exposed pin section directly adjoins a surface of the embedding section embedded in the plastic layer. The avoidance of a relevant distance, i.e. a distance of less than 20 µm, in particular less than 10 µm, between the embedding section connected to the plastic layer and ending there and the fluid-repellent, preferably liquid-repellent, surface structure ensures the function of the fluid-repellent surface structure provided on the pin section in terms of fluid-tightness Sealing of the metal-plastic bushing. Accordingly, wetting of the metal insert at the interface between the plastic layer and an environment of the plastic layer that can be reached by a fluid is prevented.

Eine weitere Ausbildung sieht vor, dass die fluidabweisende Oberflächenstruktur des freiliegenden Stiftabschnitts sich in den von der Kunststoffschicht umgebenen Einbettungsabschnitts hinein erstreckt, insbesondere um bis zu 10 %, bevorzugt um bis zu 5 %, der Gesamtdicke der Kunststoffschicht. Die fluidabweisende Oberflächenstruktur erstreckt sich so ununterbrochen von der Oberfläche des freiliegenden Stiftabschnitts in den von der Kunststoffschicht umgebenen Einbettungsabschnitts hinein, um einen Übergang und möglichen Abstand zwischen der fluidabweisenden Oberflächenstruktur und der Grenzschicht zwischen Metalleinleger und Kunststoffmaterial zu vermeiden. Dabei erstreckt sich die fluidabweisende Oberflächenstruktur des Stiftabschnitts mindestens um 20 µm, insbesondere um mindestens 60 µm, in den von der Kunststoffschicht eingebetteten Einbettungsabschnitt hinein.A further embodiment provides that the fluid-repellent surface structure of the exposed pin section extends into the embedding section surrounded by the plastic layer, in particular by up to 10%, preferably by up to 5%, of the total thickness of the plastic layer. The fluid-repellent surface structure extends uninterruptedly from the surface of the exposed pin section into the embedding section surrounded by the plastic layer in order to avoid a transition and possible distance between the fluid-repellent surface structure and the boundary layer between the metal insert and the plastic material. The fluid-repellent surface structure of the pin section extends by at least 20 μm, in particular by at least 60 μm, into the embedding section embedded by the plastic layer.

Eine besondere Ausgestaltung sieht vor, dass der elektrisch leitende Metalleinleger weiter einen Innenstiftabschnitt aufweist, der auf einer dem freiliegenden Stiftabschnitt abgewandten Oberfläche der Kunststoffschicht vorsteht und der an den in der Kunststoffschicht eingebetteten Einbettungsabschnitt des Metalleinlegers angrenzt, wobei eine an den Einbettungsabschnitt angrenzende Oberfläche des Innenstiftabschnitts mit einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur, insbesondere mit einer hydrophoben, superhydrophoben oder lotusblütenartigen Oberflächenstruktur, versehen ist. Der elektrisch leitende Metalleinleger einer fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung, insbesondere für ein fluiddichtes Kunststoffgehäuse, erstreckt sich von dem vorstehenden freiliegenden Stiftabschnitt auf einer Seite der Kunststoffschicht über den in der Kunststoffschicht eingebetteten Einbettungsabschnitt bis zu einem an der abgewandten Oberfläche der Kunststoffschicht vorstehenden Innenstiftabschnitt. Das Vorsehen einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur auf der an den Einbettungsabschnitt angrenzenden Oberfläche des Innenstiftabschnitts, d.h. aller am Umfang des Stiftabschnitts vorgesehenen Flächen, verhindert vom Inneren eines fluiddichten Kunststoffgehäuses her eine Benetzung des Metalleinlegers und so auch ein Eindringen oder ein Durchdringen von Fluid durch die Metall-Kunststoff-Duchführung, insbesondere von Flüssigkeiten in die Grenzfläche zwischen Einbettungsabschnitt und Kunststoffschicht. Das Vorsehen einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur, wobei je nach Oberflächenstruktur des freiliegenden Stiftabschnitts der Innenstiftabschnitt mit einer gleichen hydrophoben, superhydrophoben oder lotusblütenartigen Oberflächenstruktur versehen ist, verstärkt durch eine zusätzliche Unterdrückung einer Fluidabgabe an den Innenraum eines fluiddichten Kunststoffgehäuses die fluiddichte Wirkung der fluidabweisenden Oberflächenstruktur des freiliegenden Stiftabschnitts gegenüber der Umgebung des fluiddichten Kunststoffgehäuses.A special embodiment provides that the electrically conductive metal insert further has an inner pin section which protrudes on a surface of the plastic layer facing away from the exposed pin section and which adjoins the embedding section of the metal insert embedded in the plastic layer, with a surface of the inner pin section adjoining the embedding section a fluid repellent the surface structure, in particular with a hydrophobic, superhydrophobic or lotus flower-like surface structure. The electrically conductive metal insert of a fluid-tight metal-plastic bushing, in particular for a fluid-tight plastic housing, extends from the protruding exposed pin section on one side of the plastic layer via the embedding section embedded in the plastic layer to an inner pin section protruding on the opposite surface of the plastic layer. The provision of a fluid-repellent surface structure on the surface of the inner pin section adjacent to the embedding section, ie all surfaces provided on the circumference of the pin section, prevents wetting of the metal insert from the inside of a fluid-tight plastic housing and thus also prevents fluid from penetrating or penetrating through the metal-plastic - Implementation, in particular of liquids, into the interface between the embedding section and the plastic layer. The provision of a fluid-repellent surface structure, whereby, depending on the surface structure of the exposed pin section, the inner pin section is provided with the same hydrophobic, superhydrophobic or lotus flower-like surface structure, reinforces the fluid-tight effect of the fluid-repellent surface structure of the exposed pin section by additionally suppressing fluid release into the interior of a fluid-tight plastic housing the surroundings of the fluid-tight plastic housing.

Eine sinnvolle Variante sieht vor, dass die fluidabweisende Oberflächenstruktur des freiliegenden Stiftabschnitts und/oder des Innenstiftabschnitts eine Mikrostrukturierung der Oberfläche ist, bevorzugt eine mittels eines Laser-Strukturierungsverfahrens aufgebrachte Mikrostrukturierung, insbesondere eine mittels einer direkten Laserstrahlinterferenzstrukturierung aufgebrachte Mikrostrukturierung. Die Mikrostrukturierung der Oberfläche erlaubt über das Aufbringen dreidimensionaler Strukturen im Mikrometerbereich von 0,1-1000 µm die Herstellung einer funktionssicheren fluidabweisenden Oberfläche auf den gesamten Flächen des freiliegenden Stiftabschnitts und/oder des Innenstiftabschnitts, zumindest angrenzend an den Einbettungsabschnitt. Beim Aufbringen einer Mikrostrukturierung mittels eines Laser-Strukturierungsverfahrens werden auf den Oberflächen des Stiftabschnitts und/oder des Innenstiftabschnitts regelmäßig angeordnete Geometrien erstellt, um technische Eigenschaften der Oberflächen gezielt zu verändern, hier die Benetzbarkeit mit Flüssigkeiten oder Wasser. Auch andere Eigenschaften wie Reibung, Verschleißwiderstand und Ölanhaftung, sowie elektrische oder thermische Leitfähigkeit lassen sich beeinflussen. Das einzelne Element einer solchen Struktur ist oftmals nur wenige Mikrometer groß, wobei kurze Laserpulse mit sehr hohen Pulsleistungen sehr hohe Energiedichten erzeugen. Durch das Auftreffen solcher Laserpulse wird das Material auf der Oberfläche überwiegend direkt sublimiert und eine entsprechende Vertiefung der Struktur ausgebildet. Des Weiteren kann die Mikrostrukturierung der fluidabweisenden Oberflächenstruktur auch mittels einer direkten Laserstrahlinterferenzstrukturierung aufgebracht werden, bei der mittels Aufspaltung und Überlagerung von mindestens zwei Laserstrahlen auf einer zu bearbeitenden Oberfläche funktionell hochwirksame und mikroskopisch kleine Strukturen in sehr kurzer Bearbeitungszeit erzeugt werden. Trotz der hohen Prozessgeschwindigkeiten kann eine solche, auf die Oberfläche des Stiftabschnitts aufgebrachte, Mikrostrukturierung Strukturgeometrien und Strukturelemente bereitstellen, die kleiner als 20 µm sind. Im Gegensatz zu anderen Strukturierungsverfahren ermöglicht die direkte Laserstrahlinterferenzstrukturierung ohne zusätzliche Beschichtungen, Masken oder Chemikalien in einem einstufigen Prozess mit nur einem Laserpuls das Applizieren einer großen Anzahl von Strukturen in Mikrometer- oder Nanometerbereichen.A useful variant provides that the fluid-repellent surface structure of the exposed pin section and/or the inner pin section is a microstructuring of the surface, preferably a microstructuring applied by means of a laser structuring method, in particular a microstructuring applied by means of a direct laser beam interference structuring. The microstructuring of the surface allows the production of a functionally reliable fluid-repellent surface on the entire surfaces of the exposed pin section and/or the inner pin section, at least adjacent to the embedding section, by applying three-dimensional structures in the micrometer range of 0.1-1000 µm. When microstructuring is applied using a laser structuring process, regularly arranged geometries are created on the surfaces of the pin section and/or the inner pin section in order to specifically change the technical properties of the surfaces, in this case the wettability with liquids or water. Other properties such as friction, wear resistance and oil adhesion, as well as electrical or thermal conductivity can also be influenced. The individual element of such a structure is often only a few micrometers in size, with short laser pulses with very high pulse powers generating very high energy densities. When such laser pulses hit, the material on the surface is predominantly directly sublimated and a corresponding depression in the structure is formed. Furthermore, the microstructuring of the fluid-repellent surface structure can also be applied by means of direct laser beam interference structuring, in which functionally highly effective and microscopically small structures are produced in a very short processing time by splitting and superimposing at least two laser beams on a surface to be processed. Despite the high process speeds, such microstructuring applied to the surface of the pin section can provide structural geometries and structural elements that are smaller than 20 μm. In contrast to other structuring methods, direct laser beam interference structuring allows the application of a large number of structures in the micrometer or nanometer range without additional coatings, masks or chemicals in a one-step process with just one laser pulse.

Zusätzlich zu der fluidabweisenden Oberflächenstruktur auf den an den Einbettungsabschnitt des Metalleinlegers angrenzenden Oberflächen des freiliegenden Stiftabschnitts und/oder des Innenstiftabschnitts, können der Stiftabschnitt und/oder des Einbettungsabschnitts und/oder der Innenstiftabschnitt einen weiteren Oberflächenbereich mit einer weiteren Funktionsoberflächenstruktur aufweisen, bevorzugt eine Mikrostrukturierung zur Verbesserung der Haftung oder zur Reduzierung der Reibung, des Verschleißes, des elektrischen Kontaktwiderstands oder der Steckkraft. Mit einer solchen ergänzenden Funktionsoberflächenstruktur, die entsprechend der fluidabweisenden Oberflächenstruktur bevorzugt mittels Laser-Strukturierungsverfahrens oder insbesondere mittels einer direkten Laserstrahlinterferenzstrukturierung aufgebracht ist, können dem elektrisch leitenden Metalleinlegers der Metall-Kunststoff-Durchführung zusätzliche Eigenschaften appliziert werden, die sich ebenfalls positiv auf die Belastung und Haltbarkeit der Metall-Kunststoff-Durchführung auswirken und sich somit entsprechend indirekt auch positiv auf die flüssigkeits- oder wasserabweisende Funktion der Metall-Kunststoff-Durchführung auswirken. Beispielsweise kann zusätzlich zu der fluidabweisenden Oberflächenstruktur auf dem freiliegenden Stiftabschnitt und/oder dem Innenstiftabschnitt des Metalleinlegers der Einbettungsabschnitt mit einer haftverbessenden Oberflächenstruktur versehen sein, oder die jeweils andere Oberfläche des freiliegenden Stiftabschnitts bzw. des Innenstiftabschnitts mit einer beliebigen Funktionsstrukturierung versehen sein.In addition to the fluid-repellent surface structure on the surfaces of the exposed pin section and/or the inner pin section adjacent to the embedding section of the metal insert, the pin section and/or the embedding section and/or the inner pin section can have a further surface area with a further functional surface structure, preferably a microstructuring for improvement adhesion or to reduce friction, wear, electrical contact resistance or insertion force. With such a supplementary functional surface structure, which is applied in accordance with the fluid-repellent surface structure, preferably by means of a laser structuring process or in particular by means of a direct laser beam interference structuring, additional properties can be applied to the electrically conductive metal insert of the metal-plastic bushing, which also have a positive effect on the load and durability the metal-plastic bushing and therefore indirectly have a positive effect on the liquid or water-repellent function of the metal-plastic bushing. For example, in addition to the fluid-repellent surface structure on the exposed pin section and/or the inner pin section of the metal insert, the embedding section can be provided with an adhesion-improving surface structure, or the other surface of the exposed pin section or the inner pin section can be provided with any functional structuring.

Eine nützliche Modifikation sieht vor, dass der Einbettungsabschnitt des Metalleinlegers zur Haftverbesserung gegenüber dem Material der Kunststoffschicht zumindest bereichsweise eine gereinigte Oberfläche aufweist, insbesondere eine optisch, mechanisch, chemisch oder chemisch-mechanisch gereinigte Oberfläche aufweist. Die zumindest bereichsweise, bevorzugt vollständige Reinigung der gesamten Oberflächen des Einbettungsabschnitts verbessert das Anhaften des Kunststoffmaterials bzw. eines Primers zur Haftvermittlung mit dem Kunststoffmaterial. Die Reinigung der Oberfläche erfolgt bevorzugt direkt vor dem Umspritzen des Metalleinlegers und der Ausbildung der Metall-Kunststoff-Durchführung, bzw. direkt vor einem Auftrag des Primers. Als Reinigungsmethoden haben sich insbesondere eine optische, eine mechanische, eine chemische oder eine chemisch-mechanische Reinigung der Oberfläche des Einbettungsabschnitts als geeignet erwiesen. Bei der optischen Reinigung wird die oberste Schicht der Oberfläche des Einbettungsabschnitts in Höhe von 30 µm mittels eines Lasers abgetragen und die Oberfläche dabei rautenförmig strukturiert. Bei der mechanischen Reinigung wird die Oberfläche des Einbettungsabschnitts mittels einer gereinigten Bürste von Verunreinigungen und Materialrückständen befreit. Bei der chemischen Reinigung wird der Metalleinleger in einem Ultraschallbad mit Lösungsmitteln von Verunreinigungen befreit. Bei der chemisch-mechanischen Reinigung werden die Metalleinleger unter Hochdruck mit einem chemischen Reinigungsmittel abgespritzt. Zusätzlich zu einer gereinigten Oberfläche des Einbettungsabschnitts können vorab weitere Maßnahmen zur Anhaftungsverbesserung, z.B. eine Abrundung des Einbettungsabschnitts und eine Kantenprägung vorgenommen werden, um die Fluidabdichtung der Metall-Kunststoff-Durchführung bzw. des Kunststoffgehäuses zu verbessern.A useful modification provides that the embedding section of the metal insert has a cleaned surface at least in areas to improve adhesion to the material of the plastic layer, in particular an optically, mechanically, chemically or chemical-mechanically cleaned surface. The at least partially, preferably complete cleaning of the entire surfaces of the embedding section improves the adhesion of the plastic material or a primer for adhesion to the plastic material. The surface is preferably cleaned directly before the metal insert is overmolded and the metal-plastic bushing is formed, or directly before the primer is applied. Optical, mechanical, chemical or chemical-mechanical cleaning of the surface of the embedding section have proven to be particularly suitable as cleaning methods. During optical cleaning, the top layer of the surface of the embedding section is removed to a height of 30 µm using a laser and the surface is structured in a diamond shape. During mechanical cleaning, the surface of the embedding section is removed from impurities and material residues using a cleaned brush. During chemical cleaning, the metal insert is removed from contamination in an ultrasonic bath using solvents. During chemical-mechanical cleaning, the metal inserts are sprayed under high pressure with a chemical cleaning agent. In addition to a cleaned surface of the embedding section, further measures to improve adhesion, such as rounding off the embedding section and edge embossing, can be carried out in advance in order to improve the fluid seal of the metal-plastic bushing or the plastic housing.

Bevorzugt kann die gereinigte Oberfläche des Einbettungsabschnitts als eine mittels Laser optisch gereinigte und strukturierte Oberfläche ausgebildet sein. Ein solcher Abtrag der Oberfläche des Einbettungsabschnitts und eine geeignete Strukturierung der Oberfläche zur Haftverbesserung gegenüber einem Kunststoffmaterial oder Primer, lässt sich prozesstechnisch sehr gut mit dem Aufbringen einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur an den Oberflächen des freiliegenden Stiftabschnitts kombinieren, insbesondere bei einer mittels Laser-Strukturierungsverfahrens oder direkter Laserstrahlinterferenzstrukturierung aufgebrachten Mikrostrukturierung. Dadurch wird nicht nur die Anzahl der Verfahrensschritte bei der Herstellung des elektrisch leitenden Metalleinlegers reduziert, sondern auch entsprechende Produktionskosten verringert.The cleaned surface of the embedding section can preferably be designed as a surface that has been optically cleaned and structured by means of a laser. Such removal of the surface of the embedding section and a suitable structuring of the surface to improve adhesion to a plastic material or primer can be combined very well with the application of a fluid-repellent surface structure to the surfaces of the exposed pin section, in particular in the case of structuring using a laser structuring process or direct laser beam interference applied microstructuring. This not only reduces the number of process steps in the production of the electrically conductive metal insert, but also reduces the corresponding production costs.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die gereinigte Oberfläche des Einbettungsabschnitts zur Haftverbesserung gegenüber dem Material der Kunststoffschicht mit einem Primer versehen ist. Ein solcher Primer, insbesondere ein auf den verwendeten Kunststoff abgestimmter Primer, zur Verbesserung der Anhaftung eines beim Spritzgießprozess aufgetragenen Kunststoffs, ermöglicht eine dauerhaft sichere und stoffschlüssige Verbindung zum Kunststoff und zur gereinigten Oberfläche des Einbettungsabschnitts. Dies ermöglicht eine sehr sichere dauerhaft fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung und ein dauerhaft fluiddichtes Kunststoffgehäuse.An advantageous exemplary embodiment provides that the cleaned surface of the embedding section is provided with a primer to improve adhesion to the material of the plastic layer. Such a primer, in particular a primer tailored to the plastic used, to improve the adhesion of a plastic applied during the injection molding process, enables a permanently secure and cohesive connection to the plastic and to the cleaned surface of the embedding section. This enables a very safe, permanently fluid-tight metal-plastic feedthrough and a permanently fluid-tight plastic housing.

Des Weiteren kann das Material der Kunststoffschicht ein 1-Komponenten-Kunststoff sein, insbesondere ein Polyamid, ein PBT-Kunststoff oder ein PPS-Kunststoff, wobei die Kunststoffschicht bevorzugt mittels eines Spritzgießverfahrens aus dem 1-Komponenten-Kunststoff hergestellt sein kann. Im Gegensatz zu den bisher für fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführungen üblichen 2-Komponenten-Kunststoffen, ist ein derartiger einkomponentiger Kunststoff sehr viel preiswerter bereitzustellen sowie in einer hohen Prozessgeschwindigkeit kostengünstig und sehr sicher zu verarbeiten. Dies ermöglicht, insbesondere bei einer Massenproduktion im Bereich der Elektro- und Automobilindustrie, das Einführen neuer, kostengünstiger und innovativer Lösungen für fluiddichte Kunststoffgehäuse.Furthermore, the material of the plastic layer can be a 1-component plastic, in particular a polyamide, a PBT plastic or a PPS plastic, whereby the plastic layer can preferably be produced from the 1-component plastic by means of an injection molding process. In contrast to the two-component plastics previously used for fluid-tight metal-plastic bushings, such a one-component plastic is much cheaper to provide and can be processed cost-effectively and very safely at a high process speed. This makes it possible to introduce new, cost-effective and innovative solutions for fluid-tight plastic housings, particularly in mass production in the electrical and automotive industries.

Gemäß einer praktischen Ausführung kann der elektrisch leitende Metalleinleger als ein Stanzteil ausgebildet sein, das mittels eines einfachen Stanzverfahrens hergestellt ist. Stanzteile sind in der Technik weit verbreitet und der Einsatz entsprechend bekannt. Ein Metalleinleger, der als ein mittels eines herkömmlichen Stanzverfahrens hergestelltes Stanzteil ausgebildet ist, lässt sich sehr einfach in großer Stückzahl und mit geringen Kosten herstellen, wobei als bevorzugtes Metall für die elektrisch leitenden Metalleinleger einer fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung eine Kupferlegierung eingesetzt wird, beispielsweise ein CuFe2P- oder CuNiSi-Legierung.According to a practical embodiment, the electrically conductive metal insert can be designed as a stamped part that is produced using a simple stamping process. Stamped parts are widely used in technology and their use is well known. A metal insert, which is designed as a stamped part produced using a conventional stamping process, can be produced very easily in large quantities and at low cost, with a copper alloy being used as the preferred metal for the electrically conductive metal inserts of a fluid-tight metal-plastic bushing, for example a CuFe2P or CuNiSi alloy.

Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung eines Metalleinlegers für eine fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen, wobei der Metalleinleger insbesondere als ein elektrisch leitender Metalleinleger ausgebildet ist und im Bereich eines freiliegenden Stiftabschnitts, der an einen Einbettungsabschnitt angrenzt, eine fluidabweisende Mikrostrukturierung der Oberfläche aufweist, bevorzugt eine mittels eines Laser-Strukturierungsverfahrens oder eine mittels einer direkten Laserstrahlinterferenzstrukturierung aufgebrachte flüssigkeitsabweisende Mikrostrukturierung aufweist, und optional ein als Stanzteil ausgebildeter Metalleinleger ist. Ein solcher Metalleinleger lässt sich sicher und kostengünstig bereitstellen und für eine fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung verwenden sowie dann zu einem fluiddichten Kunststoffgehäuse, insbesondere einem flüssigkeits- oder wasserdichten Kunststoffgehäuse verarbeiten.Furthermore, the present invention relates to the use of a metal insert for a fluid-tight metal-plastic feedthrough according to the embodiments described above, wherein the metal insert is designed in particular as an electrically conductive metal insert and in the area of an exposed pin section which adjoins an embedding section fluid-repellent microstructuring of the surface, preferably a fluid-repellent microstructuring applied by means of a laser structuring process or by means of direct laser beam interference structuring has, and optionally a metal insert designed as a stamped part. Such a metal insert can be provided safely and cost-effectively and used for a fluid-tight metal-plastic feedthrough and then processed into a fluid-tight plastic housing, in particular a liquid-tight or waterproof plastic housing.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung, insbesondere für ein fluiddichtes Kunststoffgehäuse. Dabei wird zunächst eine fluidabweisende Mikrostrukturierung auf die Oberfläche eines Bandmaterials zur Herstellung von Metalleinlegern aufgebracht, insbesondere eine hydrophobe, superhydrophobe oder lotusblütenartige Mikrostrukturierung, wobei das Aufbringen bevorzugt mittels eines Laser-Strukturierungsverfahrens oder einer direkten Laserstrahlinterferenzstrukturierung durchgeführt wird. Anschließend werden elektrisch leitende Metalleinleger für die Metall-Kunststoff-Durchführung hergestellt, bevorzugt mittels eines Stanzverfahrens, wobei die fluidabweisende Mikrostrukturierung auf der Oberfläche eines freiliegenden Stiftabschnitts des Metalleinlegers positioniert ist. Alternativ kann auch zunächst ein elektrisch leitender Metalleinleger bereitgestellt, insbesondere ein gestanzter Metalleinleger aus einer Kupferlegierung, und dann eine fluidabweisende Mikrostrukturierung auf die Oberfläche eines freiliegenden Stiftabschnitts des Metalleinlegers aufgebracht werden. Optional kann bei dem Aufbringen einer Mikrostrukturierung auf das Bandmaterial oder den Metalleinleger auch der Einbettungsabschnitt zur Haftverbesserung gegenüber dem Material der Kunststoffschicht optisch gereinigt und/oder strukturiert werden. Weiterhin kann optional auch auf eine an den Einbettungsabschnitt angrenzende Oberfläche des Innenstiftabschnitts des Metalleinlegers eine fluidabweisende Mikrostrukturierung aufgebracht werden. Anschließend wird der Metalleinleger mittels eines Spritzgießverfahrens mit einem einkomponentingen Kunststoff umspritzt, wobei die fluidabweisende Mikrostrukturierung des freiliegenden Stiftabschnitts direkt an einen vom Kunststoff umgebenen Einbettungsabschnitt des Metalleinlegers angrenzt, d.h. direkt an die Grenzfläche zwischen der Oberfläche des Einbettungsabschnitts und dem Kunststoffmaterial der Kunststoffschicht angrenzt. Durch ein solches Verfahren wird die Möglichkeit einer einfachen und kostengünstigen Herstellung einer fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung bereitgestellt und damit auch die Möglichkeit für die Herstellung kostengünstiger fluiddichter, insbesondere flüssigkeits- oder wasserdichter Kunststoffgehäuse für die Elektroindustrie und Automobilindustrie.In addition, the present invention relates to a method for producing a fluid-tight metal-plastic feedthrough, in particular for a fluid-tight plastic housing. First, a fluid-repellent microstructuring is applied to the surface of a strip material for producing metal inserts, in particular a hydrophobic, superhydrophobic or lotus flower-like microstructuring, the application preferably being carried out using a laser structuring process or direct laser beam interference structuring. Electrically conductive metal inserts for the metal-plastic feedthrough are then produced, preferably by means of a punching process, with the fluid-repellent microstructuring being positioned on the surface of an exposed pin section of the metal insert. Alternatively, an electrically conductive metal insert can first be provided, in particular a stamped metal insert made of a copper alloy, and then a fluid-repellent microstructuring can be applied to the surface of an exposed pin section of the metal insert. Optionally, when microstructuring is applied to the strip material or the metal insert, the embedding section can also be optically cleaned and/or structured to improve adhesion to the material of the plastic layer. Furthermore, a fluid-repellent microstructuring can optionally also be applied to a surface of the inner pin section of the metal insert adjacent to the embedding section. The metal insert is then encapsulated with a one-component plastic using an injection molding process, with the fluid-repellent microstructuring of the exposed pin section directly adjoining an embedding section of the metal insert surrounded by the plastic, i.e. directly adjoining the interface between the surface of the embedding section and the plastic material of the plastic layer. Such a method provides the possibility of a simple and cost-effective production of a fluid-tight metal-plastic bushing and thus also the possibility of producing cost-effective fluid-tight, in particular liquid-tight or waterproof, plastic housings for the electrical and automotive industries.

Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung eines Metalleinlegers für ein solches Verfahren zum Herstellen einer fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung, wobei der Metalleinleger insbesondere als ein elektrisch leitender Metalleinleger ausgebildet ist, insbesondere als ein Stanzteil hergestellt ist, und insbesondere eine fluidabweisende Mikrostrukturierung der Oberfläche aufweist, bevorzugt eine mittels eines Laser-Strukturierungsverfahrens oder eine mittels einer direkten Laserstrahlinterferenzstrukturierung aufgebrachte flüssigkeitsabweisende Mikrostrukturierung aufweist.Furthermore, the invention relates to the use of a metal insert for such a method for producing a fluid-tight metal-plastic feedthrough, the metal insert being designed in particular as an electrically conductive metal insert, in particular being produced as a stamped part, and in particular having a fluid-repellent microstructuring of the surface, preferably has a liquid-repellent microstructuring applied by means of a laser structuring process or by means of direct laser beam interference structuring.

Anhand der folgenden beispielhaften Zeichnungen wird eine nicht einschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine perspektivische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes fluiddichtes Kunststoffgehäuse,
  • 2 eine perspektivische Unteransicht in das erfindungsgemäße fluiddichte Kunststoffgehäuse aus 1,
  • 3 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung für das fluiddichte Kunststoffgehäuse aus 1 und 2,
  • 4a einen elektrisch leitenden Metalleinleger für die fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung aus 3,
  • 4b eine weitere Ausführung eines elektrisch leitenden Metalleinlegers für die fluiddichte Metall-Kunst-stoff-Durchführung aus 3 und
  • 4c eine andere Ausführung eines elektrisch leitenden Metalleinlegers für die fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung aus 3.
A non-limiting embodiment of the present invention is explained in more detail using the following exemplary drawings. Show it:
  • 1 a perspective top view of a fluid-tight plastic housing according to the invention,
  • 2 a perspective bottom view of the fluid-tight plastic housing according to the invention 1 ,
  • 3 a sectional view through a fluid-tight metal-plastic feedthrough according to the invention for the fluid-tight plastic housing 1 and 2 ,
  • 4a an electrically conductive metal insert for the fluid-tight metal-plastic bushing 3 ,
  • 4b a further version of an electrically conductive metal insert for the fluid-tight metal-plastic bushing 3 and
  • 4c another version of an electrically conductive metal insert for the fluid-tight metal-plastic bushing 3 .

Die perspektivische Draufsicht in 1 zeigt ein fluiddichtes Kunststoffgehäuse 1 mit einer fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung 2 mit mehreren elektrisch leitenden Metalleinlegern 3. Wie in der Unteransicht des Kunststoffgehäuses 1 in 2 besser zu erkennen, besteht diese Metall-Kunststoff-Durchführung 2 aus zwei Reihen mit jeweils vier Metallanlegern 3. Eine erfindungsgemäße fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung 2 kann auch deutlich mehr Metalleinleger 3 oder weniger Metalleinleger 3 umfassen oder auch nur einen Metalleinleger 3 aufweisen. Im Inneren des Kunststoffgehäuses 1 sind elektronische Bauteile 4 vorgesehen, die von dem fluiddichten Kunststoffgehäuse 1 geschützt und über die Metalleinleger 3 der fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung 2 elektrisch kontaktiert sind.The perspective top view in 1 shows a fluid-tight plastic housing 1 with a fluid-tight metal-plastic bushing 2 with several electrically conductive metal inserts 3. As in the bottom view of the plastic housing 1 in 2 To make it easier to see, this metal-plastic feedthrough 2 consists of two rows, each with four metal feeders 3. A fluid-tight metal-plastic feedthrough 2 according to the invention can also include significantly more metal inserts 3 or fewer metal inserts 3 or even only have one metal insert 3. Electronic components 4 are provided inside the plastic housing 1, which are protected by the fluid-tight plastic housing 1 and are electrically contacted via the metal inserts 3 of the fluid-tight metal-plastic bushing 2.

In 3 ist eine Schnittansicht durch eine Reihe der fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung 2 des fluiddichten Kunststoffgehäuses 1 aus 1 gezeigt. Die in der Kunststoffschicht 5 der Metall-Kunststoff-Durchführung 2 eingebetteten Metalleinleger 3 weisen einen freiliegenden Stiftabschnitt 6, einen in der Kunststoffschicht 5 eingebetteten Einbettungsabschnitt 7 sowie eine Innenstiftabschnitt 8 auf. Der freiliegenden Stiftabschnitt 6 steht auf der in 1 gezeigten Außenseite des Kunststoffgehäuses 1 vor, wobei die Metalleinleger 3 von einer ebenfalls vorstehenden Buchsenhülse 9 umgeben sind. Die Buchsenhülse 9 bildet zusammen mit einem zugehörigen Stecker einen Spritzwasserschutz gegenüber den freiliegenden Stiftabschnitten 6 der Metalleinleger 3 aus. Der Einbettungsabschnitt 7 ist vollständig in der Kunststoffschicht 5 des Kunststoffgehäuses 1 eingebettet und bildet bevorzugt einen formschlüssigen Kontakt zum Kunststoffmaterial der Kunststoffschicht 5 aus. In der in 3 gezeigten Ausführungsform ist im Einbettungsabschnitt 7 eine optionale Bohrung 10 vorgesehen, durch die beim Umspritzen der Metalleinleger 3 Kunststoffmaterial der Kunststoffschicht 5 hindurchtritt, um die formschlüssige Verbindung des Einbettungsabschnitts 7 zur Kunststoffschicht 5 zu sichern. Alternativ kann anstelle der Bohrung 10 eine besondere Stiftgeometrie, beispielsweise mit Halbmonden 10` oder mit Sägezahnprofilen 10", vorgesehen sein. Je nach Ausgestaltung der Oberfläche des Einbettungsabschnitts 7 bildet sich zwischen dem Metalleinleger 3 und der Kunststoffschicht 5 eine Grenzschicht 11 aus, die einen Durchtritt von Flüssigkeit, insbesondere Wasser, zulässt oder begrenzt zulässt. Die Innenstiftabschnitte 8 stehen, wie in 2 gezeigt, auf der Innenseite des Kunststoffgehäuses 1 vor und weisen am Ende Kontaktbereiche 12 auf, zum elektrischen Anschluss der im Inneren der Kunststoffgehäuse 1 positionierten mechatronischen Komponenten oder elektronischen Bauteile 4, insbesondere Leiterplatten oder gedruckte Schaltungen.In 3 is a sectional view through a row of the fluid-tight metal-plastic feedthrough 2 of the fluid-tight plastic housing 1 1 shown. Those in the plastic layer 5 of the Metal insert 3 embedded in the metal-plastic bushing 2 has an exposed pin section 6, an embedding section 7 embedded in the plastic layer 5 and an inner pin section 8. The exposed pin section 6 is on the in 1 shown outside of the plastic housing 1, wherein the metal inserts 3 are surrounded by a likewise protruding socket sleeve 9. The socket sleeve 9, together with an associated plug, forms splash water protection against the exposed pin sections 6 of the metal inserts 3. The embedding section 7 is completely embedded in the plastic layer 5 of the plastic housing 1 and preferably forms a positive contact with the plastic material of the plastic layer 5. In the in 3 In the embodiment shown, an optional bore 10 is provided in the embedding section 7, through which plastic material of the plastic layer 5 passes when the metal inserts 3 are encapsulated in order to ensure the positive connection of the embedding section 7 to the plastic layer 5. Alternatively, instead of the hole 10, a special pin geometry, for example with half-moons 10' or with sawtooth profiles 10", can be provided. Depending on the design of the surface of the embedding section 7, a boundary layer 11 is formed between the metal insert 3 and the plastic layer 5, which allows a passage of liquid, in particular water, allows or limits. The inner pin sections 8 are, as in 2 shown, on the inside of the plastic housing 1 and have contact areas 12 at the end for the electrical connection of the mechatronic components or electronic components 4, in particular printed circuit boards or printed circuits, positioned inside the plastic housing 1.

4a zeigt in einer Detailansicht einen in der Metall-Kunststoff-Durchführung 2 aus 3 eingesetzten Metalleinleger 3. Dieser Metalleinleger 3 weist auf der an den Einbettungsabschnitt 7 angrenzenden Oberfläche des freiliegenden Stiftabschnitts 6 eine fluidabweisende Oberflächenstruktur 13 auf, insbesondere eine hydrophobe, superhydrophobe oder lotusblütenartige Oberflächenstruktur auf. 4a shows a detailed view of one in the metal-plastic bushing 2 3 inserted metal insert 3. This metal insert 3 has a fluid-repellent surface structure 13 on the surface of the exposed pin section 6 adjacent to the embedding section 7, in particular a hydrophobic, superhydrophobic or lotus flower-like surface structure.

Wie in 4b gezeigt, kann in einer weiteren Ausführungsform des Metalleinlegers 3 eine fluidabweisende Oberflächenstruktur 13 auch auf der an den Einbettungsabschnitt 7 angrenzenden Oberfläche des Innenstiftabschnitts 8 vorgesehen sein. Die fluidabweisenden Oberflächenstrukturen 13 verhindern sowohl ein Benetzen oder Anliegen von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, auf der entsprechend strukturierten Oberfläche des freiliegenden Stiftabschnitts 6 als auch des Innenstiftabschnitts 8, d.h. alle am Umfang des freiliegenden Stiftabschnitt 6 und des Innenstiftabschnitts 8 vorgesehenen Flächen. Die fluidabweisende Oberflächenstruktur 13 verhindert dadurch insbesondere am Übergang zum Einbettungsabschnitt 7 ein Anliegen der Flüssigkeit an der Grenzschicht 11 zwischen der Oberfläche des Einbettungsabschnitts 7 und der Kunststoffschicht 5 und unterbricht die für eine Fluidübertragung durch die Metall-Kunststoff-Durchführung 2 hindurch erforderliche Fluidzufuhr zur Grenzschicht 11. Dieser Effekt wird verstärkt, wenn wie in 4b gezeigt, auch auf dem Innenstiftabschnitt 8 im Inneren des Kunststoffgehäuses 1 angrenzend an den Einbettungsabschnitt 7 eine fluidabweisende Oberflächenstruktur 13 vorgesehen ist, die auch ein Weiterleiten von Flüssigkeit aus der Grenzschicht 11 und damit auch ein Hindurchtreten von Flüssigkeit unterdrückt.As in 4b shown, in a further embodiment of the metal insert 3, a fluid-repellent surface structure 13 can also be provided on the surface of the inner pin section 8 adjacent to the embedding section 7. The fluid-repellent surface structures 13 prevent wetting or contact with liquid, in particular water, on the correspondingly structured surface of the exposed pin section 6 and the inner pin section 8, ie all surfaces provided on the circumference of the exposed pin section 6 and the inner pin section 8. The fluid-repellent surface structure 13 thereby prevents the liquid from touching the boundary layer 11 between the surface of the embedding section 7 and the plastic layer 5, particularly at the transition to the embedding section 7, and interrupts the fluid supply to the boundary layer 11 required for fluid transfer through the metal-plastic feedthrough 2 .This effect is enhanced when as in 4b shown, a fluid-repellent surface structure 13 is also provided on the inner pin section 8 in the interior of the plastic housing 1 adjacent to the embedding section 7, which also suppresses the forwarding of liquid from the boundary layer 11 and thus also the passage of liquid.

Eine alternative Ausgestaltung des Metalleinlegers 3 für eine fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung 2 ist in 4c gezeigt. In dieser Ausführungsform ist zusätzlich zu der fluidabweisenden Oberflächenstruktur 13 auf dem freiliegenden Stiftabschnitt 6 und/oder dem Innenstiftabschnitt 8 angrenzend an den Bereich des Einbettungsabschnitts 7 auf dem Einbettungsabschnitt 7 eine haftverbessernde Oberflächenstruktur 14 vorgesehen, insbesondere eine Mikrostrukturierung, die direkt oder in Verbindung mit einem geeigneten Primer eine dauerhaft sichere und stoffschlüssige Verbindung des Einbettungsabschnitts 7 mit der Kunststoffschicht 5 ermöglicht.An alternative embodiment of the metal insert 3 for a fluid-tight metal-plastic feedthrough 2 is in 4c shown. In this embodiment, in addition to the fluid-repellent surface structure 13 on the exposed pin section 6 and/or the inner pin section 8, an adhesion-improving surface structure 14 is provided adjacent to the area of the embedding section 7 on the embedding section 7, in particular a microstructuring, which can be used directly or in conjunction with a suitable one Primer enables a permanently secure and cohesive connection of the embedding section 7 with the plastic layer 5.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
KunststoffgehäusePlastic housing
22
Metall-Kunststoff-DurchführungMetal-plastic bushing
33
MetalleinlegerMetal inlay
44
elektronische Bauteileelectronic components
55
Kunststoffschichtplastic layer
66
freiliegender Stiftabschnittexposed pin section
77
EinbettungsabschnittEmbedding section
88th
InnenstiftabschnittInner pin section
99
BuchsenhülseBushing sleeve
1010
Bohrungdrilling
10`10`
HalbmondeCrescents
10"10"
SägezahnprofilSawtooth profile
1111
Grenzschichtboundary layer
1212
KontaktbereicheContact areas
1313
fluidabweisende Oberflächenstrukturfluid-repellent surface structure
1414
haftverbessernde Oberflächenstrukturadhesion-improving surface structure

Claims (14)

Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2), insbesondere für ein fluiddichtes Kunststoffgehäuse (1), mit einem elektrisch leitenden Metalleinleger (3) der zumindest einen freiliegenden Stiftabschnitt (6) für eine elektrische Verbindung und einen Einbettungsabschnitt (7), der in einer Kunststoffschicht (5) der Metall-Kunststoff-Durchführung (2) eingebettet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine an den Einbettungsabschnitt (7) des Metalleinlegers (3) angrenzende Oberfläche des freiliegenden Stiftabschnitts (6) mit einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur (13), insbesondere mit einer hydrophoben, superhydrophoben oder lotusblütenartigen Oberflächenstruktur, versehen ist.Fluid-tight metal-plastic bushing (2), in particular for a fluid-tight plastic housing (1), with an electrically conductive metal insert (3) which has at least one exposed pin section (6) for an electrical connection and an embedding section (7) which is in a plastic layer (5) is embedded in the metal-plastic bushing (2), characterized in that a surface of the exposed pin section (6) adjacent to the embedding section (7) of the metal insert (3) has a fluid-repellent surface structure (13), in particular with a hydrophobic, superhydrophobic or lotus flower-like surface structure. Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidabweisende Oberflächenstruktur (13) des freiliegenden Stiftabschnitts (6) direkt an eine in der Kunststoffschicht (5) eingebettete Oberfläche des Einbettungsabschnitts (7) angrenzt.Fluid-tight metal-plastic bushing (2). Claim 1 , characterized in that the fluid-repellent surface structure (13) of the exposed pin section (6) directly adjoins a surface of the embedding section (7) embedded in the plastic layer (5). Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidabweisende Oberflächenstruktur (13) des freiliegenden Stiftabschnitts (6) sich in den von der Kunststoffschicht (5) umgebenen Einbettungsabschnitts (7) hinein erstreckt, insbesondere um bis zu 10 %, bevorzugt um bis zu 5 %, der Gesamtdicke der Kunststoffschicht (5) hinein erstreckt.Fluid-tight metal-plastic bushing (2). Claim 1 or 2 , characterized in that the fluid-repellent surface structure (13) of the exposed pin section (6) extends into the embedding section (7) surrounded by the plastic layer (5), in particular by up to 10%, preferably by up to 5%, of the total thickness extends into the plastic layer (5). Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Metalleinleger (3) weiter einen Innenstiftabschnitt (8) aufweist, der auf einer dem freiliegenden Stiftabschnitt (6) abgewandten Oberfläche der Kunststoffschicht (5) vorsteht und der an den in der Kunststoffschicht (5) eingebetteten Einbettungsabschnitt (7) angrenzt, wobei eine an den Einbettungsabschnitt (7) angrenzende Oberfläche des Innenstiftabschnitt (8) mit einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur (13), insbesondere mit einer hydrophoben, superhydrophoben oder lotusblütenartigen Oberflächenstruktur, versehen ist.Fluid-tight metal-plastic bushing (2) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the electrically conductive metal insert (3) further has an inner pin section (8) which projects on a surface of the plastic layer (5) facing away from the exposed pin section (6) and which is attached to the embedding section (5) embedded in the plastic layer (5). 7), wherein a surface of the inner pin section (8) adjacent to the embedding section (7) is provided with a fluid-repellent surface structure (13), in particular with a hydrophobic, superhydrophobic or lotus flower-like surface structure. Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die fluidabweisende Oberflächenstruktur (13) des freiliegenden Stiftabschnitts (6) und/oder des Innenstiftabschnitt (8) eine Mikrostrukturierung der Oberfläche ist, bevorzugt eine mittels eines Laser-Strukturierungsverfahrens aufgebrachte Mikrostrukturierung, insbesondere eine mittels einer direkten Laserstrahlinterferenzstrukturierung aufgebrachte Mikrostrukturierung.Fluid-tight metal-plastic bushing (2) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the fluid-repellent surface structure (13) of the exposed pin section (6) and / or the inner pin section (8) is a microstructuring of the surface, preferably a microstructuring applied by means of a laser structuring method, in particular a microstructuring applied by means of a direct laser beam interference structuring. Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des freiliegenden Stiftabschnitts (6) und/oder des Einbettungsabschnitts (7) und/oder eines Innenstiftabschnitts (8) zusätzlich zum Oberflächenbereich mit einer fluidabweisenden Oberflächenstruktur (13) des freiliegenden Stiftabschnitts (6) und/oder des Innenstiftabschnitts (8), einen weiteren Oberflächenbereich mit einer weiteren Funktionsoberflächenstruktur aufweist, bevorzugt mit einer Mikrostrukturierung zur Verbesserung der Haftung oder zur Reduzierung der Reibung, des Verschleißes, des elektrischen Kontaktwiderstands oder der Steckkraft.Fluid-tight metal-plastic bushing (2) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the surface of the exposed pin section (6) and / or the embedding section (7) and / or an inner pin section (8) in addition to the surface area with a fluid-repellent surface structure (13) of the exposed pin section (6) and / or the inner pin section (8), has a further surface area with a further functional surface structure, preferably with a microstructuring to improve adhesion or to reduce friction, wear, electrical contact resistance or insertion force. Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbettungsabschnitt (7) des Metalleinlegers (3) zur Haftverbesserung gegenüber dem Material der Kunststoffschicht (5) zumindest bereichsweise eine gereinigte Oberfläche aufweist, insbesondere eine optisch, mechanisch, chemisch oder chemisch-mechanisch gereinigte Oberfläche aufweist.Fluid-tight metal-plastic bushing (2) according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the embedding section (7) of the metal insert (3) has a cleaned surface at least in areas to improve adhesion to the material of the plastic layer (5), in particular has an optically, mechanically, chemically or chemical-mechanically cleaned surface. Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gereinigte Oberfläche des Einbettungsabschnitts (7) als eine mittels Laser optisch gereinigte und strukturierte Oberfläche ausgebildet ist.Fluid-tight metal-plastic bushing (2). Claim 7 , characterized in that the cleaned surface of the embedding section (7) is designed as a surface optically cleaned and structured by means of a laser. Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gereinigte Oberfläche des Einbettungsabschnitts (7) zur Haftverbesserung gegenüber dem Material der Kunststoffschicht (5) mit einem Primer versehen ist.Fluid-tight metal-plastic bushing (2). Claim 7 or 8th , characterized in that the cleaned surface of the embedding section (7) is provided with a primer to improve adhesion to the material of the plastic layer (5). Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Kunststoffschicht (5) ein 1-Komponenten-Kunststoff ist, insbesondere ein Polyamid, ein PBT-Kunststoff oder ein PPS-Kunststoff, wobei die Kunststoffschicht (5) bevorzugt mittels eines Spritzgießverfahrens aus dem 1-Komponenten-Kunststoff hergestellt ist.Fluid-tight metal-plastic bushing (2) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the material of the plastic layer (5) is a 1-component plastic, in particular a polyamide, a PBT plastic or a PPS plastic, the plastic layer (5) preferably being made from the 1-component by means of an injection molding process. Plastic is made. Fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Metalleinleger (3) als ein Stanzteil ausgebildet ist, wobei das Stanzteil mittels eines einfachen Stanzverfahrens hergestellt ist.Fluid-tight metal-plastic bushing (2) according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the electrically conductive metal insert (3) is designed as a stamped part, the stamped part being produced using a simple stamping process. Verwendung eines Metalleinlegers (3) für eine fluiddichte Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Metalleinleger (3) insbesondere als ein elektrisch leitender Metalleinleger (3) ausgebildet ist und eine fluidabweisende Mikrostrukturierung (13) der Oberfläche aufweist, bevorzugt eine mittels eines Laser-Strukturierungsverfahrens oder eine mittels einer direkten Laserstrahlinterferenzstrukturierung aufgebrachte flüssigkeitsabweisende Mikrostrukturierung aufweist, und/oder ein als Stanzteil ausgebildeter Metalleinleger (3) ist.Use of a metal insert (3) for a fluid-tight metal-plastic bushing (2) according to one of Claims 1 until 11 , wherein the metal insert (3) is designed in particular as an electrically conductive metal insert (3) and a fluid-repellent microstructuring (13) of the surface, preferably has a fluid-repellent microstructuring applied by means of a laser structuring process or by means of direct laser beam interference structuring, and / or is a metal insert (3) designed as a stamped part. Verfahren zum Herstellen einer fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung (2), insbesondere für ein fluiddichtes Kunststoffgehäuse (1), mit den Schritten: - Aufbringen einer fluidabweisenden Mikrostrukturierung (13) auf die Oberfläche eines Bandmaterials zur Herstellung des Metalleinlegers (3), insbesondere eine hydrophobe, superhydrophobe oder lotusblütenartige Mikrostrukturierung, bevorzugt mittels eines Laser-Strukturierungsverfahrens oder einer direkten Laserstrahlinterferenzstrukturierung, - Herstellen eines elektrisch leitenden Metalleinlegers (3) für die Metall-Kunststoff-Durchführung (2), bevorzugt mittels eines Stanzverfahrens, wobei die fluidabweisende Mikrostrukturierung (13) auf der Oberfläche eines freiliegenden Stiftabschnitts (6) des Metalleinlegers (3) positioniert ist, - Einspritzen des Metalleinlegers (3) mittels eines Spritzgießverfahrens mit einem 1-Komponenten-Kunststoff, wobei die fluidabweisende Mikrostrukturierung (13) des freiliegenden Stiftabschnitts (6) direkt an einen vom 1-Komponenten-Kunststoff umgebenen Einbettungsabschnitt (7) des Metalleinlegers (3) angrenzt.Method for producing a fluid-tight metal-plastic bushing (2), in particular for a fluid-tight plastic housing (1), with the steps: - applying a fluid-repellent microstructuring (13) to the surface of a strip material for producing the metal insert (3), in particular a hydrophobic, superhydrophobic or lotus flower-like microstructuring, preferably by means of a laser structuring process or direct laser beam interference structuring, - producing an electrically conductive metal insert (3) for the metal-plastic feedthrough (2), preferably by means of a punching process, the fluid-repellent microstructuring (13) being positioned on the surface of an exposed pin section (6) of the metal insert (3), - Injecting the metal insert (3) by means of an injection molding process with a 1-component plastic, the fluid-repellent microstructuring (13) of the exposed pin section (6) being directly attached to an embedding section (7) of the metal insert (3) surrounded by the 1-component plastic. adjacent. Verwendung eines Metalleinlegers (3) für ein Verfahren zum Herstellen einer fluiddichten Metall-Kunststoff-Durchführung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Metalleinleger (3) insbesondere als ein elektrisch leitender Metalleinleger (3) ausgebildet ist, insbesondere als ein Stanzteil hergestellt ist, und insbesondere eine fluidabweisende Mikrostrukturierung (13) der Oberfläche aufweist, bevorzugt eine mittels eines Laser-Strukturierungsverfahrens oder eine mittels einer direkten Laserstrahlinterferenzstrukturierung aufgebrachte flüssigkeitsabweisende Mikrostrukturierung aufweist.Use of a metal insert (3) for a method for producing a fluid-tight metal-plastic bushing (2) according to one of Claims 1 until 11 , wherein the metal insert (3) is designed in particular as an electrically conductive metal insert (3), in particular is produced as a stamped part, and in particular has a fluid-repellent microstructuring (13) of the surface, preferably by means of a laser structuring process or by means of a direct one Has liquid-repellent microstructuring applied by laser beam interference structuring.
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