DE3518569A1

DE3518569A1 - Verfahren zur herstellung eines elektrischen bauteils aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE3518569A1
Application number: DE19853518569
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl.-Ing. 7111 Friedrichsruhe Lehmann
Original assignee: Hohenloher Spulenkoerperfabrik GmbH and Co
Current assignee: Hohenloher Spulenkoerperfabrik GmbH and Co
Priority date: 1985-05-23
Filing date: 1985-05-23
Publication date: 1986-11-27

Description

~Verfahren zur Herstellung eines elektrischen
Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff mit wenigstens einem aus dem Bauteilkörper ragenden, elektrisch leitenden Stift, der mit seinem Verankerungsende von einem duroplastischen Kunststoffteil umgeben ist und in den Bauteilkörper eingegossen ist.
Bauteile aus thermoplastischem Kunststoff sind regelmit mäßig mit Anschlußstiften versehen,/denen beispielsweise die Kontaktierung zu elektrischen Schaltungsplatten o. ä. vorgenommen wird. Bei der Herstellung des Bauteilkörpers werden die Anschlußstifte in der Spritzgußform gehalten und somit mit einem Verankerungsende in den Bauteilkörper eingegossen.
In zahlreichen Anwendungsfällen müssen die elektrischen Bauteile, biespielsweise bei der Verlötung der Anschlußstifte, einer länger währenden hohen thermischen Belastung unterworfen werden. An diese Bauteile wird daher die Forderung gestellt, daß sie einer thermimischen Belastung an den Anschlußstiften von ca. 400 bis 450 0C bis zu 5 Sekunden standhalten müssen. Da thermoplastische Bauteilkörper bei dieser thermischen Belastung an den Anschlußstiften in dem Bereich der Anschlußstifte schmelzen, führt jede auf die Anschlußstifte wirkende mechanische Kraft zu einer Verformung des Bauteilkörpers bzw. Lockerung der Anschlußstifte. Da die Anschlußstifte vom Bauteilkörper sehr präzise ausgerichtet sein müssen, damit sie beispielsweise in vorgefertigte Bohrungen einer Schaltungsplatte einsetzbar sind, ist die Verwendung von Thermoplasten zur Herstellung der Bauteilkörper in diesen Fällen nicht möglich. Diese Bauteilkörper werden daher regelmäßig aus duroplastischem Material gebildet. Duroplastisches Material ist nach dem Aushärten nicht durch Wiedererwärmung verformbar und kann daher den geforderten Temperaturbelastungen problemlos standhalten. Die Verwendung von duroplastischem Material hat jedoch eine Vielzahl von Nachteilen bei der Herstellung. Während thermoplastisches Material sehr schnell aushärtet und daher Spritzgußmaschinen für thermoplastisches Material beispielsweise mit 6 Schüssen pro Minute arbeiten können, bedingt die höhere Aushärtezeit für Duroplaste eine wesentlich geringere Taktzeit (beispielsweise zwei Schuß pro Minute) und somit eine geringere Auslastung des Werkzeugs. Darüber hinaus entstehen bei der Herstellung von duroplastischen Körpern Abfallteile (Angüsse etc.), die - im Gegensatz zu thermoplastischen Abfällen - nicht wiederverwertet werden können, so daß für duroplastische Teile ein höherer Materialbedarf erforderlich ist.
Die Bearbeitung von duroplastischen Materialien ist darüber hinaus nicht problemfrei, da sie Späne bilden, die beispielsweise feine Bohrungen leicht zusetzen.
Es ist beispielsweise durch die FR-PS 1 351 583 bekannt, bei einem derartigen Bauteil das Verankerungsende der Stifte mit einem duroplastischen Formteil zu umgeben und anschließend zu umspritzen. Hierzu ist es erforderlich, das duroplastische Bauteil vorzufertigen und auf den Anschlußstift aufzubringen, beispielsweise aufzupressen. Der mit dem duroplastischen Formteil versehene Anschlußstift muß dann der Spritzgußform zugeführt werden, wo er mit dem thermoplastischen Material umspritzt wird. Eine rationelle Fertigung dieser Bauteile ist daher nicht möglich. So können die Drahtstifte beispielsweise nicht von einer endlosen Rolle erst beim Zuführen in die Spritzgußform abgelängt werden. Bei sehr dicht liegenden Anschlußstiften, wie sie im Zuge der Miniaturisierung von elektrischen Schaltungen immer häufiger anzutreffen sind, stößt das bekannte Verfahren darüber hinaus auf räumliche Schwierigkeiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei dem im Rahmen einer rationellen Fertigung das gewünschte Bauteil erstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte gelöst: - Einbringen des wenigstens einen Stiftes in die Gießform für den Bauteilkörper; - Aufbringen einer dünnen Schicht aus dem duroplastischen Material auf einen Bereich des Verankerungsendes des Stiftes; - Einspritzen des thermoplastischen Materials für den Bauteilkörper, bevor das duroplastische Material vollständig ausgehärtet ist; - nach Aushärtung des thermoplastischen Materials Auswerfen des Bauteils.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird an demselben Ort innerhalb der Spritzgießform zunächst der Stift mit dem duroplastischen Material umhüllt, vorzugsweise mit dem duroplastischen Material im Bereich des Verankerungsendes dünn beschichtet. Erfindungsgemäß wird nun die normale Aushärtungszeit für das duroplastische Material nicht abgewartet, sondern das thermoplastische Material eingespritzt, bevor das duroplastische Material vollständig ausgehärtet ist. Das duroplastische Material ist zu diesem Zeitpunkt lediglich angehärtet. Der durch den Kontakt des thermoplastischen Materials mit dem duroplastischen Material auf das duroplast#sche Material ausgeübte Temperaturschub bewirkt eine mikroporöse Ausbildung der Oberfläche des duroplastischen Materials. Diese entsteht durch eine Art Temperung, bei der aus dem Duroplasten austretende Gase Bläschen bilden und zu der Mikroporosität der Oberfläche führen. Die mikroporöse Oberfläche erlaubt eine gute Verzahnung mit dem in die Mikroporen eindringenden thermoplastischen Material. Der durch das thermoplastische Material am Duroplasten erzeugte Wärmeschub beschleunigt darüber hinaus die Aushärtung des duroplastischen Materials.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine rationelle Herstellung von elektrischen Bauteilen, deren Anschlußstifte sich unproblematisch verlöten lassen, da auch bei längeren Vorgängen wegen der thermischen Isolierung des thermoplastischen Materials durch das den Anschlußstift umgebende duroplastische Material keine entscheidende mechanische Schwächung auftritt.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine kurze Taktzeit erreicht, weil das vollständige Aushärten des duroplastischen Materials nicht abgewartet wird. Vielmehr ist es ausreichend, das duroplastische Material nur wenige Sekunden anhärten zu lassen und dann das thermoplastische Material einzuspritzen, wodurch das Aushärten des duroplastischen Materials wegen der damit verbundenen Temperaturerhöhung beschleunigt wird.
Durch die beschriebene Verzahnung des thermoplastischen und duroplastischen Materials entsteht eine hohe mechanische Stabilität, die mit vorgefertigten duroplastischen Kunststoffteilen, die anschließend umspritzt werden, nicht erzielbar wäre.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das gesamte Verankerungsende des Stiftes mit dem duroplastischen Material beschichtet, so daß an keiner Stelle ein direkter Kontakt zwischen dem Anschlußstift und dem thermoplastischen Material besteht.
Da auf den Anschlußstift nur eine dünne Schicht aus duroplastischem Material aufgebracht werden muß, ist eine vollständige Aushärtung des duroplastischen Materials erreichbar, wenn das thermoplastische Material ausgehärtet ist und das Bauteil aus der Spritzgußmaschine ausgeworfen wird.
Das erfindungsgemäß hergestellte Bauteil zeichnet sich daher durch eine dünne Umschichtung der Anschlußstifte im Bereich deren Verankerungsendrnund durch die Verzahnung von duroplastischem und thermoplastischem Material aufgrund der porösen Ausbildung der Oberfläche der duroplastischen Schicht aus.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauteils aus thermoplastischem Kunststoff mit wenigstens einem aus dem Bauteilkörper ragenden, elektrisch leitenden Stift, der mit seinem Verankerungsende von einem duroplastischen Kunststoffteil umgeben und in den Bauteilkörper eingegossen ist, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Verfahrensschritte: - Einbringen des wenigstens einen Stiftes in die Gießform für den Bauteilkörper; - Aufbringen einer dünnen Schicht aus duroplastischem Material auf einen Bereich des Verankerungsendes des Stiftes; - Einspritzen des thermoplastischen Materials für den Bauteilkörper, bevor das duroplastische Material vollständig ausgehärtet ist; - nach Aushärtung des thermoplastischen Materials Ausweiden des Bauteils.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Schicht aus duroplastischem Material auf das gesamte Verankerungsende des Stiftes aufgebracht wird.
3. Elektrisches Bauteil aus Kunststoff mit wenigstens einem aus dem Bauteilkörper ragenden elektrisch leitenden Stift, der mit einem von einem duroplastischen Material umgebenden Verankerungsteil in den thermoplastischen Bauteilkörper eingegossen ist, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Verankerungsteil nur eine dünne duroplastische Beschichtung des Anschlußstiftes bildet, daß die von dem thermoplastischen Material des Bauteilkörpers umgebende Oberfläche des duroplastischen Materialsmikroporös ist und daß thermoplastisches Material in die Poren des duroplastischen Materials eingedrungen ist.
4. Elektrisches Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußende des Stiftes vollständig mit duroplastischem Material beschichtet ist.