EP3387887A1 - Verfahren zum abdichten und/oder elektrischen verbinden von komponenten für ein kraftfahrzeug und vorrichtung für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum abdichten und/oder elektrischen verbinden von komponenten für ein kraftfahrzeug und vorrichtung für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number
EP3387887A1
EP3387887A1 EP16797521.8A EP16797521A EP3387887A1 EP 3387887 A1 EP3387887 A1 EP 3387887A1 EP 16797521 A EP16797521 A EP 16797521A EP 3387887 A1 EP3387887 A1 EP 3387887A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
region
electrically conductive
interface
layer
additives
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16797521.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian Frank
Björn Pucher
Peter Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vitesco Technologies GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102015225026.1A external-priority patent/DE102015225026A1/de
Priority claimed from DE102016202589.9A external-priority patent/DE102016202589A1/de
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP3387887A1 publication Critical patent/EP3387887A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/181—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
    • H05K3/182—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method
    • H05K3/185—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method by making a catalytic pattern by photo-imaging
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0284—Details of three-dimensional rigid printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/02—Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
    • H05K2201/0203—Fillers and particles
    • H05K2201/0206—Materials
    • H05K2201/0236—Plating catalyst as filler in insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09009—Substrate related
    • H05K2201/09118—Moulded substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10295—Metallic connector elements partly mounted in a hole of the PCB
    • H05K2201/10303—Pin-in-hole mounted pins
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/10—Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
    • H05K2203/107—Using laser light
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/14—Related to the order of processing steps
    • H05K2203/1461—Applying or finishing the circuit pattern after another process, e.g. after filling of vias with conductive paste, after making printed resistors
    • H05K2203/1469—Circuit made after mounting or encapsulation of the components

Definitions

  • the invention relates to a method for sealing and / or electrical connection of components for a motor vehicle and a device for a motor vehicle, which is adapted to an interface between two components for a
  • Plastic and the conductor and / or for electrically connecting the plurality of interconnects of the so-called MID (molded interconnected device) with the metallic conductor In applications with high temperature requirements, the problem may arise that due to the different thermal expansion coefficients of the Plastic and the metallic conductor thermal stresses are generated, which affect the tightness of the interface between the plastic and the metallic conductor and must also be compensated by the electrical connections.
  • interconnect structures are known from WO 2003/005784 A2 and WO 1999/005895 A1. It is therefore an object of the invention to provide a method for sealing and / or electrical connection of components for a motor vehicle and a device for a motor vehicle, which are suitable for a
  • a method for sealing and / or electrically connecting components for a motor vehicle comprises providing a first element having a recess and a second element, which is arranged in the recess of the first element.
  • the first and second members each have an outer wall having a first area and a second area, the first area being in contact with the other first area, respectively, and the second area being exposed, respectively.
  • the respective second region of the two elements is exposed and thus is not in contact with the respective other element.
  • a circuit region is preferably arranged on the outer wall of the first element.
  • the method further comprises introducing electrically conductive additives into the first element in a region of an interface formed as a transition of the adjacent second regions of the first and second elements.
  • the method further includes exposing the electrically conductive additives of the first element in the region of the interface.
  • the method comprises chemically depositing a given material and thereby forming a sealing layer and / or an electrically conductive bonding layer on the first element and the second element and thereby sealing the interface between the two elements and / or electrically connecting the two elements.
  • the cooperating components in this context are the first and second elements which are at least partially in contact with each other.
  • sealing and / or electrical connection by chemical deposition of a given material, the interface between the two elements can be reliably sealed and / or the two elements can be reliably electrically connected to one another, thus achieving a sealed and reliable condition of the interacting elements.
  • the inventive method is based on known art ⁇ material techniques, in particular the galvanization of
  • the chemical deposition is further used to reliably seal two interacting components by means of a sealing layer produced by the chemical deposition and / or by means of an electrical connection layer produced by the chemical deposition, the two components together electrically connect.
  • the sealing layer produced by chemical deposition electrically conductive compound layer
  • electrically conductive connection layer solder layer
  • the interface is protected by the method described from damage, such as the formation of cracks or cracks, and it is made a contribution to an increased life of the ready state.
  • the chemically deposited sealing layer and / or electrically conductive connection layer has a function of pre ⁇ added material a reliable chemical resistance and, in comparison with alternative methods of sealing and / or electrically connecting high mechanical stresses, in particular stresses which expansion coefficient by unequal pressure- of the first and second elements.
  • the sealing layer and / or electrically conductive connecting layer thus reliably counteracts unwanted distancing of the two elements, a so-called delamination, as well as rupture of one or both elements and can simultaneously serve the integrated circuit layout with the second element in the first element electrically connect.
  • a sealing element and / or electrically conductive connecting element is re ⁇ alised, which forms one or more sealing and / or connecting material layers between the elements to be sealed and / or connected, due to Attach molecular binding forces to the first and second element.
  • alternative methods of sealing on adhesion adheresive, impregnation, encapsulation
  • as an elastic interference fit based on the formation of a positive connection O-ring, sealing lip
  • alternative methods of bonding may be based on adhesion (conductive bonding, bonding).
  • the sealing layer and / or electrically conductive connection ⁇ layer composed for example of metal particles, such as copper, or comprises such, and forms a continuous Materi- al Wein a reliable seal between the two elements and / or reliable electrical connection of the two elements.
  • the first element and / or the second element has electrically conductive additives in the region of the interface and / or in the circuit region and the second Element comprises an alloy that must be accessible for deposition of the chemically depositing material.
  • the electrically conductive additives or the alloy act as carrier particles and act as germ cells for the sealing layer to be formed and / or electrically conductive connection layer and are advantageously formed of the same material as the material to be chemically deposited. They act as mechanical anchors for the chemical deposition of the given material and may, for example, be directly constituents of an alloy or of the first element or of both elements.
  • the first element is preferably formed as a plastic component and has electrically conductive additives in the form of metal particles, while the second element is designed as a metal ⁇ component and is partially disposed in the first element or this completely penetrates.
  • the additives are introduced into the first element and / or into the second element in the region of the interface and / or in the circuit region or are admixed, for example, with a substance from which the plastic component is formed and thus realized the first element.
  • the chemical deposition can be carried out in a controlled manner.
  • the exposure may be performed, for example, by mechanically or laser-removing a plastic pellicle on the surface of the first member about the penetrating second member.
  • the method comprises introducing electrically conductive additives into the second element in the area of the interface and exposing the electrically conductive additives of the first element and the second element at the interface.
  • the method is extended to the effect that the second element, which is arranged at least partially in the recess of the first element, is provided with electrically conductive additives in order to chemically deposit the given material and form the sealing layer or electrical connection layer to enable both elements.
  • the first and second elements are made of a material which alone does not allow any or no sufficient chemical deposition.
  • the first element and the second element are plastic components having metal particles as additives which, after exposure, enable chemical deposition.
  • the additives are beneficially designed such that a ⁇ verfactes to chemical deposition, and forming the sealing layer and / or the electrically conductive connection layer is also possible.
  • Metal particles and a metallic one are beneficially designed such that a ⁇ verfactes to chemical deposition, and forming the sealing layer and / or the electrically conductive connection layer is also possible.
  • sealing layer and / or electrically conductive compound ⁇ layer are advantageous, inter alia, due to an associated coefficient of thermal expansion to thermal To be able to compensate for stresses and to counteract the tendency to cracking.
  • the deposition of the sealing layer and / or the electrically conductive connection layer on the first element and / or the second element comprises a galvanic deposition of the sealing layer and / or electrically conductive connection layer and thereby sealing the interface between the first element and the second Element and / or electrically connecting the first element to the second element.
  • additives are introduced into the first element and / or into the second element in the area of the interface and / or in the circuit area prior to providing the first element and / or the second element such that the first element and / or the second element can be provided with additives.
  • the additives gal for the chemical and / or vanish deposition can already be arranged or incorporated in or on the first element and / or second element.
  • the first element is made of plastic, so that in the production of the first element the raw material already admixed with the desired additives, from which the first element is made.
  • the second element is formed as already Me ⁇ tallkomponente and is partially encapsulated by a substance comprising the additives and forming the first element in a final state.
  • the exposure of the additives at the interface and / or in the circuit region of the first and second elements comprises a thermal and / or mechanical processing of a surface of the first and / or second element in the region of the interface and / or in the circuit ⁇ area of the first element.
  • the additives are exposed by means of grinding, milling or laser processing, so that a part of the surface of the first element is roughened and removed, in order to enable a chemical and / or galvanic deposition .
  • the provision of the first and second elements comprises a previous transfer or injection of the second element and thereby forming the first element and arranging the second element in the recess of the first element.
  • the second element is partially encapsulated with a raw material from which the first element is formed
  • the second element is necessarily arranged in the recess of the first element.
  • the first element has a recess due to the on or overmolding, which is due to the geometric configuration of a part of the second element, which is overmolded.
  • the second element is realized as a metallic conductor which penetrates a plastic feedthrough which produces the first element by means of injection molding.
  • the first and second element can be produced separately, so that, for example, the metallic conductor is subsequently introduced into the already configured plastic leadthrough.
  • the method described also makes it possible in such a case to reliably and reliably seal and / or electrically connect the interface between the two elements by means of chemical and / or galvanic deposition and formation of the sealing layer and / or electrically conductive connection layer.
  • the introduction of electrically conductive additives into the first element or into the first and second element in the region of the interface and / or in the circuit region comprises an introduction of metal particles.
  • a device for a motor vehicle comprises a first element having a recess and an outer wall having a first region and a second region.
  • the device further comprises a second element which is arranged in the recess of the first element and which likewise has an outer wall with a first region and a second region.
  • the respective first regions of the first and second elements are respectively in contact with the other first region while the respective second regions are exposed.
  • the device comprises a sealing layer and / or an electrically conductive compound ⁇ binding layer, which is applied by means of chemical and / or galvanic deposition on the first and second element and an interface, as the transition of the adjacent second regions of the first and second elements is formed, seals and / or electrically connects the first element with the second element.
  • a circuit area is arranged on the outer wall of the first element, which is designed to produce a circuit layout.
  • the electrically conductive Verbin ⁇ dung layer is adapted to connect the circuit portion with the region of the interface electrically, so that the Circuit area of the first element is electrically connected to the second element.
  • Such a device realizes a reliable and safe sealed with each other and / or electrically connected component for a motor vehicle, which prevents undesired entry and / or exit of a surrounding medium, or at least more difficult, or prevents an unintentional separation of the elekt ⁇ step compound or at least partially difficult.
  • a device can in particular be produced by means of one of the methods described above, so that all the properties and features described for the method are also disclosed for the device and vice versa.
  • the first element and / or second element has additives which are arranged in the region of the interface and / or in the circuit region respectively in or on the first and / or second element and on which the sealing layer and / or electrically conductive Compound layer is deposited.
  • the sealing layer and / or electrically conductive bonding layer is material and / or positively coupled to the first element and the second element.
  • the chemical and / or electrolytic deposition of a substance and / or form-locking connection of the sealing layer and / or electri- cally conductive connecting layer with the respective acti ⁇ fourth and roughened surface of the first or the first and second members implemented.
  • the area of the interface is sealed reliably and ⁇ bordering media are prevented from entering through the interface between the material pairing.
  • the circuit area can be reliably electrically connected to the second element.
  • the additives are formed as metal particles.
  • the sealing layer and / or electrically conductive connection layer comprises a metal layer.
  • the sealing layer and / or electrically conductive Verbin ⁇ dung layer is for example formed by means of chemical deposition as a copper layer and optionally additionally sealed by means of galvanic deposition of a gold layer.
  • the sealing layer and / or electrically conductive connection layer can thus be formed as a single layer or as a multilayer of identical or different materials.
  • the second element penetrates the first element.
  • the first element plastic and the second element metal are formed from the first element plastic and the second element metal.
  • the second element can preferably be realized as an electrical conductor or connector pin and completely penetrate the first element made of plastic.
  • interfaces are formed on an upper and lower side of the first and second members, which are respectively formed as boundary regions of the respective second exposed portions of the first and second members. The one or more interfaces thus represent the area where the contacting first regions of the two elements terminate and the exposed second regions begin.
  • Circuit region a arranged in or on an element and by the area of the interface separate region which is adapted to generate a circuit layout.
  • a scarf ⁇ tung layout may be preformed, which by ansch manendes Ap Pliers of electrical components, such as resistors, diodes, capacitors, transistors, ASICS, bare dies, leads to an integrated circuit in the respective element. Consequently, separate methods for mounting printed conductors can be dispensed with, since they are already present through the circuit region and the formation of the electrically conductive connecting layer on the respective element.
  • the method disclosed herein and the apparatus disclosed herein are suitable for any electrical components having a plug connection, such as sensors, actuators, controllers.
  • the method according to the invention and the device according to the invention find useful application in elements, of which at least one is electrically conductive (eg a metallic element) and at least one of which is rendered electrically conductive at least in regions by the chemical deposition, for example a provided with electrically conductive additives plastic.
  • Fig. 3 is a flowchart for a method for
  • an electrically conductive connection layer 3 which can also act as a sealing layer 3 at the same time.
  • the electrically conductive connecting layer 3 is a pure sealing layer 3, which is designed to only reliably seal the interface between two elements and not to electrically connect the two elements. For simplicity, therefore, only the electrically conductive connection layer 3 will be ⁇ written , wherein the sealing layer 3 can be generated in the same way.
  • FIG. 1A to IC show an embodiment of steps of a method for manufacturing a device 1 for a motor vehicle, comprising an electrically conductive connection ⁇ layer 3 which is formed by means of chemical and / or galvanic deposition and a reliable and secure electrical connection of allows two interacting components.
  • the electrically conductive connection layer 3 is a sealing layer which is formed by chemical and / or galvanic deposition and can allow a reliable and secure sealing of two interacting components.
  • the electrically conductive connection layer 3 also acts as a sealing layer, that is, by forming the electrically conductive connection layer 3, an electrical connection of the two components takes place and At the same time the interface between the two components can be reliably sealed.
  • FIG. Fig. 1A shows in perspective view different position in the context of a manufacturing process of the device 1.
  • Fig. 1B illustrates cross sections corresponding to the positions shown in Fig. 1A.
  • FIG. 1C shows, corresponding to FIG. 1B, enlarged views of marked regions A, B and C.
  • FIG. 1A shows in perspective view different position in the context of a manufacturing process of the device 1.
  • Fig. 1B illustrates cross sections corresponding to the positions shown in Fig. 1A.
  • FIG. 1C shows, corresponding to FIG. 1B, enlarged views of marked regions A, B and C.
  • a second element 20 is provided, which is designed as a metallic conductor.
  • the metallic conductor is formed from copper.
  • the second element 20 is arranged in a recess 14 of a first element 10, which is formed in this embodiment as a plastic component.
  • the second element 20 is partially disposed in the recess 14 of the first element 10 and thus partially enclosed by this.
  • the first and second elements 10 and 20 can be provided prefabricated or the first element 10 is injected, for example, in the context of an injection molding process or around the second element 20.
  • the first and second elements 10 and 20 each have a first region 11 and 21 and a second region 12 and 22.
  • the respective first region 11 and 21 is in contact with the respective other first region 21 and 11, so that the first regions 11 and 21 realize a contact region between the two elements 10 and 20.
  • the respective second regions 12 and 22 are exposed so that these second regions 12 and 22 are not in contact with the other element 20 and 10, respectively.
  • the device 1 further comprises one or more interfaces 5, which is formed as a transition between the first and second elements 10 and 20. In other words, the
  • Interface 5 a range of surfaces of the first and second member 10 and 20 at which the contacting first portions 11 and 21 of the two elements 10 and 20 terminate and the exposed second portions 12 and 22 begin.
  • the interface 5 represents an area which may be sensitive to penetration of a surrounding medium and which accordingly must be reliably sealed.
  • the interface may constitute a region where a reliable electrical connection between the first element 10 and the second element 20 is to be provided.
  • the electrically conductive connection layer 3 can also act as a sealing layer and damage such as cracking or cracking and an undesirable input and / or
  • the device 1, more particularly the first element 10, further comprises a circuit portion 16 which is spaced from the region of the interface 5, but connected to the region of the interface 5.
  • the circuit region 16 is formed for example in the form of interconnects and is therefore intended to produce a circuit layout on which electrical components, such as resistors, capacitors,
  • Diodes, etc. can be attached, which can bridge the tracks.
  • the circuit region 16 must therefore be electrically connected to the second element 10 designed as an electrical conductor.
  • the circuit region 16 is arranged, for example, on a side surface of the substantially cuboid-shaped first element 10. However, in other embodiments, the circuit portion 16 may be provided at any suitable position in or on the second member 16.
  • electrically conductive Additives are introduced into the region of the interface 5 and / or into the circuit region 16 in the first element 10, which allow a chemical and / or galvanic deposition of a given material and forming the electrically conductive connection layer 3 and / or sealing layer.
  • electrically conductive additives can take place in a further step of the method or the electrically conductive additives have already been introduced in the embodiment of the first element 10.
  • the first element 10 is produced by means of an injection molding process, so that the desired additives have already been admixed with the raw material to be sprayed on.
  • the additives on the surface of the first element 10 are thermally and / or mechanically, for
  • the additives are preferably exposed in the circuit area 16 such that the shape of a desired and suitable circuit layout is formed.
  • a plurality of elongated strips may be produced in the form of recesses that are not directly in communication with one another.
  • at least one of the plurality of strips is connected to the exposed portion of the interface 5, so that in a later step, the electrically conductive connection layer 3 can be formed.
  • the exposed additives act as carrier particles and act as seed cells for the trainee electrically conductive connection layer 3 and are advantageously but not necessarily formed of the same material as that from ⁇ zuscheidende material.
  • the additives Kup ⁇ ferpitate that the raw material of the first element 10 prior to Training were mixed as a plastic component. They act as mechanical anchors for the chemical and / or galvanic deposition of the given material.
  • the formed electrically conductive connection layer 3 can be further reinforced, for example, by means of electrodeposition, a further metal layer in the region of the interface 5 and / or in the
  • Circuit area 16 is applied.
  • the electrically conductive connection layer 3 can thus be of multilayer construction and can comprise, for example, a copper and a gold layer. Alternatively or additionally, other materials such as silver and / or copper can also be applied by means of chemical and / or galvanic deposition.
  • FIGS. 2A to 2C show a further exemplary embodiment of steps of a method for producing a device 1 for a motor vehicle, which comprises one or more electrically conductive connecting layers 3 and / or sealing layers 3, which are formed by chemical and / or galvanic deposition.
  • a method for producing a device 1 for a motor vehicle which comprises one or more electrically conductive connecting layers 3 and / or sealing layers 3, which are formed by chemical and / or galvanic deposition.
  • FIG. 2A shows a perspective view of various positions in the context of a manufacturing process of the device 1.
  • FIG. 2B illustrates cross sections corresponding to the positions shown in FIG. 2A.
  • FIG. 2C, corresponding to FIG. 2B shows enlarged views of marked regions X, Y and Z.
  • FIG. In contrast to the exemplary embodiment of the device 1 illustrated in FIGS.
  • the second element 20 does not completely penetrate the first element in this exemplary embodiment.
  • a device 1 is realized in which the second element 20 only partially penetrates the first element 10 and an interface 5 is formed on an upper or lower side of the first and second elements 10 and 20, respectively.
  • the interface can be sealed by forming a respective bonding layer 3 and / or sealing layer.
  • this embodiment represents a reli ⁇ permeable sealing of penetrating into a plastic component and / or teilumspritzte metallic conductors, which have, in particular in relation to motor vehicles, a need for a reli ⁇ transmitting electrical connection and / or sealing, in the alternative joining and / or sealing methods often show no sufficient and / or long-lasting effect.
  • copper-containing conductor guides second element 20
  • first element 10 a plastic housing
  • the method described realizes a sealing method and / or connection method in which, for example, an arbitrarily shaped conductor (second element 20) with a significant copper content is injection-molded by an injection molding process with a thermoplastic material (first element 10). In this way, the first element 10 is formed around the second element 20, wherein prior to the injection molding process
  • Plastic raw material, such as granules, for ⁇ from the first element 10 is predetermined offset with copper particles, which distribute evenly in the injection molding during the injection molding (first element 10). Due to the injection molding, the additives are üb ⁇ SHORT- not found on the surface of the formed first element 10, so that the surface of the first Elements 10 is thermally and / or mechanically treated in the region of the interface 5 and the scarf ⁇ area 16 and the copper particles are exposed. Subsequently, for example, copper is chemically deposited and it forms on the plastic component (first element 10) in the region of the interface 5 and in the circuit region 16 on or on the exposed metal particles, the connecting layer 3, which may alternatively be a sealing layer or additionally as a sealing layer can work.
  • the connecting layer 3 which may alternatively be a sealing layer or additionally as a sealing layer can work.
  • the connecting layer 3 also deposits on the metallic conductor (second element 20) and covers it completely, provided that the exposed second region 22 of the second element 20 is arranged in the area of influence of the chemical and / or galvanic deposition.
  • the chemically from ⁇ divorced compound layer 3 can be further coated by galvanic ⁇ African depositing and forming a further metal layer, so that a stable compound layer is realized 3, then an additionally comprises corrosion protection, for example, and a particularly reliable From ⁇ seal is forming.
  • a sealing of plastic ⁇ coated metal bushings, in which the metallic connection partner may appear in its ur- or reshaped shape or non-chipping processing and a plastic blank subsequently penetrates by mechanical and / or thermal influence or by a further forming process, such as encapsulation or encapsulation of Plastic is enclosed.
  • the plastic (first element 10) is at least locally in the region of the interface 5.
  • the plastic (first element 10) is preferably at least locally in the region of the interface 5 and in the circuit region 16 with additives of the same material of the enclosed metallic connection partner (second element 20). doped, which subsequently be chemically deposited in a galvanic bath. Examples of such metal-plastic composites are injection-molded lead frames, wires or milled parts as electrical feedthrough and insulated cables.
  • prefabricated material connections can be sealed, so that a reliable seal and secure attachment of prefixed material partners, for example inserted plastic bodies (first element 10) on metal ⁇ bodies (second element 20) or vice versa, by means of be ⁇ written method is achieved.
  • predetermined material pairings can be reliably electrically connected to each other by means of chemical and / or galvanic deposition of corresponding material particles and / or sealed resistant to resistance.
  • the connecting layer 3 by forming the connecting layer 3, a complex positive connection is created between the activated, microrough surfaces of the first element 10 and the additives embedded and enclosed therein.
  • a material connection of the one or more applied layers of the electrically conductive connection layer 3 and the first or even both elements 10 and 20 is created.
  • adjacent media can be prevented from entering through the interface 5 between the material pairing of first and second elements 10 and 20 and the two elements 10 and 20 are efficiently electrically connected to each other, with no limit to the configuration of the shape of the circuit portion 16.
  • the electrically conductive connection layer 3 may compensate com- due to their training higher mechanical and thermal stresses and also has a higher chemical Bestän ⁇ speed, as an alternative connection methods, such as routing ⁇ adhesive, bonding, and elastic connection elements and / or sealing methods.
  • connection methods such as routing ⁇ adhesive, bonding, and elastic connection elements and / or sealing methods.
  • the material partners optionally have the same material properties, but have not been produced in the same original forming process, such as the molding or spraying of the second member 20 with the first element 10.
  • such material pairings have been made in the context of a two-stage casting or a press fit ,

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Abdichten und/oder elektrischen Verbinden von Komponenten für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Bereitstellen eines ersten Elements (10) und eines zweiten Elements (20), das in einer Ausnehmung (14) des ersten Elements (10) angeordnet ist. Das Verfahren umfasst weiter ein Einbringen von elektrisch leitenden Additiven in das erste Element (10) in einem Bereich einer Grenzfläche (5), die als Übergang zwischen dem des ersten und zweiten Element (10, 20) ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst weiter ein Freilegen der einer Grenzfläche (5) des ersten Elements (10) und des zweiten Elements (20). Außerdem umfasst das Verfahren ein chemisches Abscheiden eines vorgegebenen Materials und dadurch Ausbilden einer Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungsschicht (3) an dem ersten Element (10) und dem zweiten Element (20) und dadurch Abdichten der Grenzfläche (5) und/oder elektrisches Verbinden des ersten Elements (10) mit dem zweiten Element (20).

Description

I
Beschreibung
Verfahren zum Abdichten und/oder elektrischen Verbinden von Komponenten für ein Kraftfahrzeug und Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten und/oder elektrischen Verbinden von Komponenten für ein Kraftfahrzeug sowie eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die dazu geeignet ist, eine Grenzfläche zwischen zwei Komponenten für ein
Kraftfahrzeug zuverlässig abzudichten und/oder zwei Komponenten für ein Kraftfahrzeug zuverlässig elektrisch zu verbinden.
Bei einer Konstruktion von Kraftfahrzeugen ist es unter anderem erforderlich, zusammenwirkende Bauteile und Bereiche des Kraftfahrzeugs zuverlässig abzudichten, um beispielsweise ein unerwünschtes Ein- oder Austreten von Feuchtigkeit zu vermeiden und die Bauteile gegen Beschädigung zu schützen. Außerdem kann es erforderlich sein, zusammenwirkende Bauteile und Bereiche des Kraftfahrzeugs elektrisch zu verbinden. Dies betrifft zum Beispiel Baugruppen mit zwei Komponenten, die einen Kontaktbereich aufweisen, welcher vor Einwirkungen von umgebenden Medien geschützt werden soll. Zumeist weist ein solcher Kon¬ taktbereich eine Grenzfläche auf, die sich im Wirkungsbereich eines umgebenden Mediums befindet und die anfällig für ein unerwünschtes Eintreten des Mediums ist.
Nach dem Umspritzen eines metallischen Leiters mit einem dotierten Kunststoff, auf den mittels Laserdirektstrukturierung mehrere Leiterbahnen aktiviert und anschließend durch verschiede Galvanisierungsprozesse und/oder chemische Abscheidungen me¬ tallisiert werden, bestehen bislang lediglich aufwendige Verfahren zum Abdichten einer Grenzfläche zwischen dem
Kunststoff und dem Leiter und/oder zum elektrischen Verbinden der mehreren Leiterbahnen des sogenannten MID (molded interconnected device) mit dem metallischen Leiter. In Anwendungen mit hohen Temperaturanforderungen kann das Problem auftreten, dass durch die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Kunststoffs und des metallischen Leiters thermische Spannungen erzeugt werden, die die Dichtheit der Grenzfläche zwischen dem Kunststoff und dem metallischen Leiter beeinträchtigen und ferner von den elektrischen Verbindungen kompensiert werden müssen.
Beispielsweise sind aus der WO 2003/005784 A2 und der WO 1999/005895 AI Leiterbahnstrukturen bekannt. Es ist daher eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Verfahren zum Abdichten und/oder elektrischen Verbinden von Komponenten für ein Kraftfahrzeug und eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die dazu geeignet sind, eine
Grenzfläche zwischen zusammenwirkenden Komponenten zuverlässig abzudichten und/oder zusammenwirkende Komponenten effizient miteinander elektrisch zu verbinden.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patent¬ ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Abdichten und/oder elektrischen Verbinden von Komponenten für ein Kraftfahrzeug ein Bereitstellen eines ersten Elements mit einer Ausnehmung und eines zweiten Elements, das in der Ausnehmung des ersten Elements angeordnet ist. Das erste und zweite Element weisen jeweils eine Außenwand mit einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich auf, wobei der erste Bereich jeweils in Kontakt mit dem anderen ersten Bereich ist, und der zweite Bereich jeweils freiliegend ausgebildet ist. Der jeweilige zweite Bereich der beiden Elemente ist freiliegend ausgebildet und steht somit nicht in Kontakt mit dem jeweiligen anderen Element. An der Außenwand des ersten Elements ist vorzugsweise ein Schaltungsbereich angeordnet. Das Verfahren umfasst weiter ein Einbringen von elektrisch leitenden Additiven in das erste Element in einem Bereich einer Grenzfläche, die als Übergang der zueinander angrenzenden zweiten Bereiche deszwischen dem ersten und zweiten Element ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst weiter ein Freilegen der elektrisch leitenden Additive des ersten Elements im Bereich der Grenzfläche. Außerdem umfasst das Verfahren ein chemisches Abscheiden eines vorgegebenen Materials und dadurch Ausbilden einer Dichtungsschicht und/oder einer elektrisch leitenden Verbindungsschicht an dem ersten Element und dem zweiten Element und dadurch Abdichten der Grenzfläche zwischen den beiden Elementen und/oder elektrisches Verbinden der beiden Elemente.
Mittels des beschriebenen Verfahrens ist es möglich, Grenzflächen zwischen zwei zusammenwirkenden und/oder zwei zusammenwirkende Komponenten für ein Kraftfahrzeug zuverlässig abzudichten und/oder elektrisch miteinander zu verbinden und somit ein unerwünschtes Ein- und/oder Austreten eines Mediums zu verhindern oder zumindest teilweise zu erschweren und/oder ein anschließendes aufwendiges Verbindungsverfahren zu vermeiden. Die zusammenwirkenden Komponenten sind in diesem Zusammenhang das erste und zweite Element, welche zumindest teilweise in Kontakt miteinander sind. Mittels Abdichten und/oder elektrischen Verbinden durch chemisches Abscheiden eines vorgegebenen Materials können die Grenzfläche zwischen den beiden Elementen verlässlich abgedichtet und/oder die beiden Elemente zuverlässig miteinander elektrisch verbunden werden und somit ein abgedichteter und betriebssicherer Zustand der zusammenwirkenden Elemente erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren geht von bekannten Kunst¬ stofftechniken aus, insbesondere dem Galvanisieren von
Kunststoffen. Dabei wird in Ergänzung zum Aufbringen von Leiterbahnstrukturen auf Kunststoffelementen durch chemisches Abscheiden die chemische Abscheidung ferner dazu benutzt, zwei miteinander zusammenwirkende Komponenten mittels einer durch die chemische Abscheidung erzeugten Dichtungsschicht zuverlässig abzudichten und/oder mittels einer durch die chemische Abscheidung erzeugten elektrischen Verbindungsschicht die beiden Komponenten miteinander elektrisch zu verbinden. Dabei kann die mittels chemischen Abscheidens erzeugte Dichtungsschicht (elektrisch leitende Verbindungsschicht) gleichzeitig als elektrisch leitende Verbindungsschicht (Dichtungsschicht) wirken .
Als Nebeneffekt wird die Grenzfläche mittels des beschriebenen Verfahrens vor Beschädigungen, wie das Entstehen von Spalten oder Rissen geschützt, und es wird ein Beitrag für eine erhöhte Lebensdauer des betriebsfertigen Zustands geleistet.
Die chemisch abgeschiedene Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungsschicht weist in Abhängigkeit des vorge¬ gebenen Materials eine zuverlässige chemische Beständigkeit auf und kann im Vergleich zu alternativen Methoden des Abdichtens und/oder elektrischen Verbindens hohe mechanische Spannungen, insbesondere Spannungen, die durch ungleiche Wärmeausdeh- nungskoeffizienten des ersten und zweiten Elements hervorgerufen werden, kompensieren. Die Dichtungsschicht und/oder elektrsich leitende Verbindungsschicht wirkt somit einer unerwünschten Distanzierung der beiden Elemente, einer sogenannten Delami- nation, sowie einem Aufreißen eines oder beider Elemente zu- verlässig entgegen und kann gleichzeitig dazu dienen, das im ersten Element integrierte Schaltungslayout mit dem zweiten Element elektrisch zu verbinden. Somit ist es auch nicht erforderlich, die Grenzfläche zwischen den beiden Elementen mittels separate Vergüsse, Kleber, Imprägnationen oder elas- tischer Dichtungselemente, wie O-Ringe oder Dichtungslippen, abzudichten, welche üblicherweise eine geringere Beständigkeit gegen mechanische Spannungen und chemische Reaktionen aufweisen. Ferner können aufwendige und komplexe Verbindungstechniken, wie beispielsweise Drahtbonden, Löten, Kleben oder das Anbringen von Kontaktfedern oder -Steckern entfallen, die das zweite Element mit den Sensorelementen verbinden.
Mittels der chemisch abgeschiedenen Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitenden Verbindungsschicht wird ein Dichtungs- element und/oder elektrisch leitendes Verbindungselement re¬ alisiert, das zwischen den abzudichtenden und/oder zu verbindenden Elementen eine oder mehrere abdichtende und/oder verbindende Materialschichten ausbildet, die aufgrund von molekularen Bindungskräften an dem ersten und zweiten Element anhaften. Im Unterschied dazu beruhen alternative Methoden des Abdichtens auf Adhäsion (Kleber, Imprägnation, Vergüsse) oder als elastischer Pressverband auf der Bildung eines Formschlusses (O-Ring, Dichtungslippe) . Außerdem können alternative Methoden des Verbindens auf Adhäsion (Leitkleben, Bonden) beruhen. Die Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungs¬ schicht besteht beispielsweise aus Metallpartikeln, wie Kupfer, oder weist solche auf und bildet als kontinuierliche Materi- alschicht eine zuverlässige Abdichtung zwischen den beiden Elementen und/oder zuverlässige elektrische Verbindung der beiden Elemente.
Um das chemische Abscheiden des vorgegebenen Materials und das Ausbilden und Anhaften der Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungsschicht zu ermöglichen, weist das erste Element und/oder das zweite Element elektrisch leitende Additive in dem Bereich der Grenzfläche und/oder im Schaltungsbereich auf und das zweite Element weist eine Legierung auf, die für ein Ablagern des chemisch abscheidenden Materials zugänglich sein müssen. Die elektrisch leitenden Additive bzw. die Legierung wirken als Trägerpartikel und fungieren als Keimzellen für die auszubildende Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungsschicht und sind vorteilhaft aus demselben Material ausgebildet wie das chemisch abzuscheidende Material. Sie fungieren als mechanische Verankerungen für das chemische Abscheiden des vorgegebenen Materials und können zum Beispiel direkt Bestandteile einer Legierung oder des ersten Elements oder beider Element sein.
Das erste Element ist bevorzugt als Kunststoffkomponente ausgebildet und weist elektrisch leitende Additive in Form von Metallpartikeln auf, während das zweite Element als Metall¬ komponente ausgebildet ist und teilweise in dem ersten Element angeordnet ist oder dieses vollständig durchdringt. Die Additive werden in das erste Element und/oder in das zweite Element im Bereich der Grenzfläche und/oder im Schaltungsbereich eingebracht oder sind zum Beispiel einer Substanz beigemischt, aus der die Kunststoffkomponente ausgeformt wird und somit das erste Element realisiert. Nach Freilegen der Metallpartikel an einer Oberfläche des ersten Elements und/oder zweiten Elements im Bereich der Grenzfläche und/oder im Schaltungsbereich kann das chemische Abscheiden kontrolliert erfolgen. Das Freilegen kann zum Beispiel mittels mechanischen oder lasertechnischen Entfernens eines Kunststoffhäutchens an der Oberfläche des ersten Elements um das eindringende zweite Element durchgeführt werden. Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Einbringen von elektrisch leitenden Additiven in das zweite Element im Bereich der Grenzfläche und ein Freilegen der elektrisch leitenden Additive des ersten Elements und des zweiten Elements an der Grenzfläche.
Auf diese Weise wird das Verfahren dahingehend erweitert, dass auch das zweite Element, welches zumindest teilweise in der Ausnehmung des ersten Elements angeordnet ist, mit elektrisch leitenden Additiven versehen wird, um ein chemisches Abscheiden des vorgegebenen Materials und Ausbilden der Dichtungsschicht bzw. elektrischen Verbindungsschicht an beiden Elementen zu ermöglichen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das erste und zweite Element aus einem Material gefertigt sind, welches alleine kein oder kein hinreichendes chemisches Abscheiden ermöglicht. Beispielsweise sind das erste Element und das zweite Element Kunststoffkomponenten, die Metallpartikel als Additive aufweisen, welche nach Freilegen das chemische Abscheiden ermöglichen. Somit ist mittels des beschriebenen Verfahrens auch ein zuverlässiges Abdichten von zueinander angrenzenden
Kunststoffkomponenten möglich.
Die Additive sind nutzbringend so ausgestaltet, dass ein zu¬ verlässiges chemisches Abscheiden und Ausbilden der Dichtungsschicht und/oder der elektrisch leitenden Verbindungs- schicht möglich ist. Metallpartikel und eine metallische
Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungs¬ schicht sind aber unter anderem aufgrund eines zugehörigen Wärmeausdehnungskoeffizienten vorteilhaft, um thermische Spannungen kompensieren zu können und der Neigung zu Rissbildung entgegenzuwirken .
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Abscheiden der Dichtungsschicht und/oder der elektrisch leitenden Verbindungsschicht an dem ersten Element und/oder dem zweiten Element ein galvanisches Abscheiden der Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitenden Verbindungsschicht und dadurch Abdichten der Grenzfläche zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element und/oder ein elektrisches Verbinden des ersten Elements mit dem zweiten Element.
Diese Weiterbildung des Verfahrens ermöglicht es, die ausge¬ bildete Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Ver- bindungsschicht zu verstärken und/oder zu versiegeln, um die Zuverlässigkeit der Abdichtung und/oder elektrischen Verbindung weiter zu erhöhen. Mittels galvanischen Abscheidens ist es unter anderem möglich, eine Schichtdicke der Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungsschicht zu vergrößern und beispielsweise nach dem chemischen Abscheiden und Ausbilden der Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitenden Verbindungs¬ schicht ferner einen Korrosionsschutz für die Grenzfläche und/oder den Schaltungsbereich auszubilden. Beispielhafte Materialien, die für einen solchen Zweck geeignet sind, sind Edelmetalle, wie Silber, Gold und Kupfer.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens erfolgt das Einbringen von Additiven in das erste Element und/oder in das zweite Element im Bereich der Grenzfläche und/oder im Schaltungsbereich vor dem Bereitstellen des ersten Elements und/oder des zweiten Elements, derart, dass das erste Element und/oder das zweite Element mit Additiven bereitgestellt werden. Durch geeignete Auswahl der Legierung des ersten und/oder zweiten Elements kann die Abdichtung und/oder elektrische Verbindung effektiv ausgebildet werden.
Mittels dieser Weiterbildung des Verfahrens wird darauf hin¬ gewiesen, dass die Additive für das chemische und/oder gal- vanische Abscheiden bereits in oder an dem ersten Element und/oder zweiten Element angeordnet beziehungsweise eingebracht sein können. Dies ist insbesondere nutzbringend, wenn das erste Element aus Kunststoff gefertigt ist, so dass bei der Herstellung des ersten Elements dem Rohmaterial bereits die gewünschten Additive beigemischt werden, aus dem das erste Element gefertigt wird. Beispielsweise ist das zweite Element bereits als Me¬ tallkomponente ausgebildet und wird teilweise von einer Substanz umspritzt, die Additive aufweist und die in einem Endzustand das erste Element ausbildet.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Freilegen der Additive an der Grenzfläche und/oder im Schaltungsbereich des ersten und zweiten Elements ein thermisches und/oder mecha- nisches Bearbeiten einer Oberfläche des ersten und/oder zweiten Elements im Bereich der Grenzfläche und/oder im Schaltungs¬ bereich des ersten Elements. Beispielsweise werden die Additive mittels Schleifen, Fräsen oder Laserbearbeitung freigelegt, so dass ein Teil der Oberfläche des ersten Elements aufgeraut und abgetragen wird, um ein chemisches und/oder galvanisches Ab¬ scheiden zu ermöglichen.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Bereit¬ stellen des ersten und zweiten Elements ein vorheriges Um- oder Anspritzen des zweiten Elements und dadurch Ausbilden des ersten Elements und Anordnen des zweiten Elements in der Ausnehmung des ersten Elements.
Dadurch, dass das zweite Element teilweise mit einem Rohmaterial umspritzt wird, aus welchem das erste Element ausgebildet wird, ist das zweite Element zwangsläufig in der Ausnehmung des ersten Elements angeordnet. Anders formuliert weist das erste Element aufgrund des An- oder Umspritzens eine Ausnehmung auf, die durch die geometrische Ausgestaltung eines Teils des zweiten Elements begründet ist, welches umspritzt wird. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn das zweite Element als metallischer Leiter realisiert ist, welcher eine Kunststoffdurchführung durchdringt, die mittels Spritzguss hergestellt das erste Element ausbildet. Alternativ können aber das erste und zweite Element separat hergestellt werden, sodass zum Beispiel der metallische Leiter nachträglich in die bereits ausgestaltete Kunststoffdurch- führung eingeführt wird. Das beschriebene Verfahren ermöglicht auch in einem solchen Fall ein zuverlässiges und sicheres Abdichten und/oder elektrisches Verbinden der Grenzfläche zwischen den beiden Elementen mittels chemischen und/oder galvanischen Abscheidens und Ausbilden der Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitenden Verbindungsschicht.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Einbringen von elektrisch leitenden Additiven in das erste Element oder in das erste und zweite Element im Bereich der Grenzfläche und/oder in den Schaltungsbereich ein Einbringen von Metallpartikeln.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug ein erstes Element, das eine Ausnehmung und eine Außenwand mit einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich aufweist. Die Vorrichtung umfasst zudem ein zweites Element, das in der Ausnehmung des ersten Elements angeordnet ist und das ebenfalls eine Außenwand mit einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich aufweist. Die jeweiligen ersten Bereiche des ersten und zweiten Elements sind jeweils in Kontakt mit dem anderen ersten Bereich, während die jeweiligen zweiten Bereiche freiliegend ausgebildet sind. Außerdem umfasst die Vorrichtung eine Dichtungsschicht und/oder eine elektrisch leitende Ver¬ bindungsschicht, die jeweils mittels chemischen und/oder galvanischen Abscheidens an dem ersten und zweiten Element aufgebracht ist und eine Grenzfläche, die als Übergang der zueinander angrenzenden zweiten Bereiche des ersten und zweiten Elements ausgebildet ist, abdichtet und/oder das erste Element mit dem zweiten Element elektrisch verbindet. Vorzugsweise ist auf der Außenwand des ersten Elements ein Schaltungsbereich angeordnet, der dazu ausgebildet ist, ein Schaltungslayout zu erzeugen. Insbesondere ist die elektrisch leitende Verbin¬ dungsschicht dazu ausgebildet, den Schaltungsbereich mit dem Bereich der Grenzfläche elektrisch zu verbinden, so dass der Schaltungsbereich des ersten Elements mit dem zweiten Element elektrisch verbunden ist.
Eine solche Vorrichtung realisiert ein zuverlässig und mit- einander sicher abgedichtetes und/oder elektrisch verbundenes Bauteil für ein Kraftfahrzeug, das ein unerwünschtes Ein- und/oder Austreten eines umgebenden Mediums verhindert oder zumindest erschwert bzw. ein ungewolltes Trennen der elekt¬ rischen Verbindung verhindert oder zumindest teilweise er- schwert. Eine solche Vorrichtung kann insbesondere mittels eines der zuvor beschriebenen Verfahrens hergestellt werden, so dass sämtliche für das Verfahren beschriebenen Eigenschaften und Merkmale auch für die Vorrichtung offenbart sind und umgekehrt. Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung weist das erste Element und/oder zweite Element Additive auf, die im Bereich der Grenzfläche und/oder im Schaltungsbereich jeweils in oder an dem ersten und/oder zweiten Element angeordnet sind und an denen die Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungs- schicht abgeschieden ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung ist die Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungsschicht stoff- und/oder formschlüssig mit dem ersten Element und dem zweiten Element gekoppelt.
Mittels dieser Weiterbildungen wird darauf hingewiesen, dass das chemische und/oder galvanische Abscheiden einen stoff- und/oder formschlüssigen Verbund der Dichtungsschicht und/oder elekt- risch leitenden Verbindungsschicht mit der jeweiligen akti¬ vierten beziehungsweise aufgerauten Oberfläche des ersten oder des ersten und zweiten Elements realisiert. Auf diese Weise ist der Bereich der Grenzfläche zuverlässig abgedichtet und an¬ grenzende Medien werden am Eintreten durch die Grenzfläche zwischen der Materialpaarung gehindert. Außerdem kann damit der Schaltungsbereich mit dem zweiten Element zuverlässig elektrisch verbunden werden. Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung sind die Additive als Metallpartikel ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung umfasst die Dich- tungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungsschicht eine Metallschicht.
Die Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbin¬ dungsschicht ist beispielsweise mittels chemischen Abscheidens als Kupferschicht ausgebildet und gegebenenfalls mittels galvanischen Abscheidens einer Goldschicht zusätzlich versiegelt. Die Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungsschicht kann somit einschichtig oder mehrschichtig aus gleichen oder verschiedenen Materialien ausgebildet sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung durchdringt das zweite Element das erste Element.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung weisen das erste Element Kunststoff und das zweite Element Metall auf.
Das zweite Element kann bevorzugt als elektrischer Leiter bzw. Steckerpin realisiert sein und das aus Kunststoff gefertigte erste Element vollständig durchdringen. Somit sind an einer Ober- und Unterseite des ersten und zweiten Elements Grenzflächen ausgebildet, die jeweils als Grenzbereiche der jeweiligen zweiten freiliegenden Bereiche des ersten und zweiten Elements ausgebildet sind. Die eine oder mehrere Grenzflächen stellen somit den Bereich dar, an dem die kontaktierenden ersten Bereiche der beiden Elemente enden und die freiliegenden zweiten Bereiche anfangen .
Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung beschreibt ein
„Schaltungsbereich" einen in oder an einem Element angeordneten und vom Bereich der Grenzfläche separaten Bereich, der dazu ausgebildet ist, ein Schaltungslayout zu erzeugen. Durch ge¬ eignetes Ausformend des Schaltungsbereichs kann ein Schal¬ tungslayout vorgeformt werden, das durch anschießendes Ap- plizieren von elektrischen Komponenten, wie beispielsweise Widerständen, Dioden, Kondensatoren, Transistoren, ASICS, bare dies, zu einer in dem jeweiligen Element integrierten elektrischen Schaltung führt. Folglich können separate Verfahren zum Anbringen von Leiterbahnen entfallen, da diese bereits durch den Schaltungsbereich und dem Ausbilden der elektrisch leitenden Verbindungsschicht an dem jeweiligen Element vorhanden sind.
Das hierin offenbarte Verfahren und die hierin offenbarte Vorrichtung sind für jegliche elektrische Komponenten geeignet, die einen Steckeranschluss aufweisen, wie beispielsweise Sensoren, Aktuatoren, Steuergeräte. Insbesondere findet das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung Anwendung bei Elementen eine nutzbringende Anwendung, von denen zumindest eines elektrisch leitend ist (z. B. ein metallisches Element) und von denen zumindest eines erst durch die chemische Abscheidung zumindest bereichsweise elektrisch leitend gemacht wird, beispielsweise ein mit elektrisch leitenden Additiven versehener Kunststoff.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A bis IC ein Ausführungsbeispiel von Schritten
Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung mit einer Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitenden Verbindungsschicht für ein Kraftfahrzeug,
Fig. 2A bis 2C ein weiteres Ausführungsbeispiel von
Schritten eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung mit einer Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitenden Verbindungsschicht für ein Kraftfahrzeug, und Fig. 3 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum
Abdichten und/oder elektrischen Verbinden von Komponenten für ein Kraftfahrzeug. Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gegebenenfalls nicht allen illustrierten Figuren sämtliche dargestellten Elemente mit Bezugszeichen gekennzeichnet.
In den Zeichnungen sind jeweils Ausführungsbeispiele be¬ schrieben, bei denen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zwei Elemente abgedichtet und/oder elektrisch miteinander verbunden werden. Dabei wird auf eine elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 Bezug genommen, die gleichzeitig auch als Dichtungsschicht 3 wirken kann. Alternativ ist die elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 eine reine Dichtungsschicht 3, die dazu ausgebildet ist, die Grenzfläche zwischen zwei Elementen lediglich zuverlässig abzudichten und nicht die beiden Elemente elektrisch zu verbinden. Der Einfachheit halber wird somit lediglich die elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 be¬ schrieben, wobei die Dichtungsschicht 3 in gleicher Weise erzeugt werden kann. Die Fig. 1A bis IC zeigen ein Ausführungsbeispiel für Schritte eines Verfahrens zum Herstellen einer Vorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug, welche eine elektrisch leitende Verbindungs¬ schicht 3 aufweist, die mittels chemischen und/oder galvanischen Abscheidens ausgebildet ist und ein zuverlässiges und sicheres elektrisches Verbinden von zwei zusammenwirkenden Komponenten ermöglicht. Alternativ ist die elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 eine Dichtungsschicht, die mittels chemischen und/oder galvanischen Abscheidens ausgebildet ist und ein zuverlässiges und sicheres Abdichten zweier zusammenwirkender Komponenten ermöglichen kann. Vorzugsweise wirkt die elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 auch als Dichtschicht, d.h. dass durch Ausbilden der elektrisch leitenden Verbindungsschicht 3 eine elektrische Verbindung der beiden Komponenten erfolgt und gleichzeitig die Grenzfläche zwischen den beiden Komponenten zuverlässig abgedichtet werden kann.
Ein solches Verfahren kann beispielsweise gemäß dem in Fig. 3 dargestellten Ablaufdiagramm erfolgen. Fig. 1A zeigt in perspektiver Ansicht verschiedene Position im Rahmen eines Herstellungsprozesses der Vorrichtung 1. Fig. 1B illustriert Querschnitte korrespondierend zu den in Fig. 1A dargestellten Positionen. Fig. IC stellt korrespondierend zu Fig. 1B ver- größerte Ansichten gekennzeichneter Bereiche A, B und C dar.
In einem Schritt Sl wird ein zweites Element 20 bereitgestellt, welches als metallischer Leiter ausgebildet ist. In einer beispielhaften Ausgestaltung der Vorrichtung 1 ist der me- tallische Leiter aus Kupfer gebildet. In einem weiteren Schritt S3 wird das zweite Element 20 in einer Ausnehmung 14 eines ersten Elements 10 angeordnet, welches in diesem Ausführungsbeispiel als Kunststoffkomponente ausgebildet ist. Das zweite Element 20 ist teilweise in der Ausnehmung 14 des ersten Elements 10 angeordnet und somit teilweise von diesem umschlossen. Das erste und zweite Element 10 und 20 können vorgefertigt bereitgestellt werden oder das erste Element 10 wird beispielsweise im Rahmen eines Spritzgussverfahrens an- oder um das zweite Element 20 gespritzt .
Das erste und zweite Element 10 und 20 weisen jeweils einen ersten Bereich 11 und 21 und einen zweiten Bereich 12 und 22 auf. Der jeweilige erste Bereich 11 und 21 ist in Kontakt mit dem jeweils anderen ersten Bereich 21 und 11, so dass die ersten Bereiche 11 und 21 einen Kontaktbereich zwischen den beiden Elementen 10 und 20 realisieren. Die jeweiligen zweiten Bereiche 12 und 22 sind freiliegend ausgebildet, sodass diese zweiten Bereiche 12 und 22 nicht in Kontakt mit dem jeweils anderen Element 20 und 10 sind. Die Vorrichtung 1 weist weiter eine oder mehrere Grenzflächen 5 auf, die als Übergang zwischen dem ersten und zweiten Element 10 und 20 ausgebildet ist. Anders formuliert stellt die
Grenzfläche 5 einen Bereich der Oberflächen des ersten und zweiten Elements 10 und 20 dar, an dem die kontaktierenden ersten Bereiche 11 und 21 der beiden Elemente 10 und 20 enden und die freiliegenden zweiten Bereiche 12 und 22 anfangen. Somit stellt die Grenzfläche 5 einen Bereich dar, der gegebenenfalls sensibel für ein Eindringen eines umgebenden Mediums ist und der dementsprechend zuverlässig abzudichten ist. Ferner kann die Grenzfläche einen Bereich darstellen, an dem eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem ersten Element 10 und dem zweiten Element 20 vorzusehen ist. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung 1 im Bereich der Grenzfläche 5 die elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 auf, welche eine elektrische Verbindung des ersten Elements 10 mit dem zweiten Element 20 realisiert. Die elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 kann auch als Dichtungsschicht wirken und Beschädigungen wie Spalten- oder Rissbildung sowie einem unerwünschten Ein- und/oder
Austreten von Fremdpartikeln oder eines umgebenden Mediums zuverlässig entgegenwirken.
Die Vorrichtung 1, genauer gesagt das erste Element 10, weist ferner einen Schaltungsbereich 16 auf, der vom Bereich der Grenzfläche 5 beabstandet ist, jedoch mit dem Bereich der Grenzfläche 5 verbunden ist. Der Schaltungsbereich 16 ist beispielsweise in der Form von Leiterbahnen gebildet und soll demzufolge ein Schaltungslayout erzeugen, an dem elektrische Komponenten, wie beispielweise Widerstände, Kondensatoren,
Dioden, etc., angebracht werden können, die die Leiterbahnen überbrücken können. Der Schaltungsbereich 16 muss daher mit dem als elektrischer Leiter ausgebildeten zweiten Element 10 elektrisch verbunden werden.
In der Fig. 1A ist der Schaltungsbereich 16 exemplarisch an einer Seitenfläche des im Wesentlichen quaderförmigen ersten Elements 10 angeordnet. In weiteren Ausführungsformen kann der Schaltungsbereich 16 jedoch an jeder geeigneten Position in oder an dem zweiten Element 16 vorgesehen werden.
Bevor die elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 und/oder Dichtungsschicht ausgebildet wird, werden elektrisch leitende Additive in dem Bereich der Grenzfläche 5 und/oder in den Schaltungsbereich 16 in das erste Element 10 eingebracht, die ein chemisches und/oder galvanisches Abscheiden eines vorgegebenen Materials und ein Ausbilden der elektrisch leitenden Verbin- dungsschicht 3 und/oder Dichtungsschicht ermöglichen. Ein solches Einbringen von elektrisch leitenden Additiven kann in einem weiteren Schritt des Verfahrens erfolgen oder die elektrisch leitenden Additive sind bereits bei der Ausgestaltung des ersten Elements 10 eingebracht worden. Beispielsweise ist das erste Element 10 mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt, so dass dem aufzuspritzenden Rohmaterial die gewünschten Additive bereits beigemischt worden sind.
In einem weiteren Schritt S5 werden die Additive an der Oberfläche des ersten Elements 10 thermisch und/oder mechanisch, zum
Beispiel mittels Schleifen, Fräsen und/oder Laserbearbeiten, im Bereich der Grenzfläche 5 sowie im Schaltungsbereich 16 freigelegt, um die Additive für das chemisch und/oder galvanisch abzuscheidende Material zugänglich zu machen und ein zuver- lässiges und kontrolliertes Ausbilden der elektrisch leitenden Verbindungsschicht 3 und/oder Dichtungsschicht zu ermöglichen. Dabei ist zu beachten, dass die Additive vorzugsweise im Schaltungsbereich 16 derart freigelegt werden, dass die Form eines gewünschten und geeigneten Schaltungslayouts entsteht. Folglich können beispielsweise mehrere längliche Streifen in der Form von Vertiefungen erzeugt werden, die nicht unmittelbar miteinander in Verbindung stehen. Es ist jedoch angedacht, dass zumindest einer der mehreren Streifen mit dem freigelegten Bereich der Grenzfläche 5 verbunden ist, so dass in einem späteren Schritt die elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 ausgebildet werden kann.
Die freigelegten Additive wirken dabei als Trägerpartikel und fungieren als Keimzellen für die auszubildende elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 und sind vorteilhaft aber nicht zwangsläufig aus demselben Material ausgebildet, wie das ab¬ zuscheidende Material. Beispielsweise sind die Additive Kup¬ ferpartikel, die dem Rohmaterial des ersten Elements 10 vor der Ausbildung als Kunststoffkomponente beigemischt wurden. Sie fungieren als mechanische Verankerungen für das chemische und/oder galvanische Abscheiden des vorgegebenen Materials. In einem weiteren Schritt S7 kann die ausgebildete elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 weiter verstärkt werden, indem beispielsweise mittels galvanischen Abscheidens eine weitere Metallschicht im Bereich der Grenzfläche 5 und/oder im
Schaltungsbereich 16 aufgetragen wird.
Auf diese Weise ist es möglich, die ausgebildete elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 zu versiegeln, um zusätzlich eine Abdichtung der Ausnehmung 14 zu erzielen und/oder einen Korrosionsschutz für die Grenzfläche 5 ausbilden zu können.
Beispielsweise wird eine weitere Metallschicht aus Gold mittels galvanischen Abscheidens auf der Verbindungsschicht 3 aufge¬ bracht. Die elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 kann somit mehrschichtig aufgebaut sein und kann zum Beispiel eine Kupfer- und eine Goldschicht umfassen. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Materialien wie Silber und/oder Kupfer mittels chemischen und/oder galvanischen Abscheidens aufgetragen werden .
In den Figuren 2A bis 2C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für Schritte eines Verfahrens zum Herstellen einer Vorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug dargestellt, welche eine oder mehrere elektrisch leitende Verbindungsschichten 3 und/oder Dichtungsschichten 3 aufweist, die mittels chemischen und/oder galvanischen Abscheidens ausgebildet sind. Ein solches Verfahren kann gemäß dem in Figur 3 dargestellten Ablaufdiagramm erfolgen. Figur 2A zeigt in perspektiver Ansicht verschiedene Position im Rahmen eines Herstellungsprozesses der Vorrichtung 1. Figur 2B illustriert Querschnitte korrespondierend zu den in Figur 2A dargestellten Positionen. Figur 2C stellt korrespondierend zu Figur 2B vergrößerte Ansichten gekennzeichneter Bereiche X, Y und Z dar . Im Unterschied zu den in den Figuren 1A bis IC dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 durchdringt das zweite Element 20 in diesem Ausführungsbeispiel das erste Element nicht vollständig. Somit ist eine Vorrichtung 1 realisiert, bei der das zweite Element 20 das erste Element 10 nur teilweise durchdringt und an einer Ober- oder Unterseite des ersten und zweiten Elements 10 und 20 jeweils eine Grenzfläche 5 ausgebildet ist. Mittels des beschriebenen Verfahrens kann folglich die Grenzfläche durch Ausbilden einer jeweiligen Verbindungsschicht 3 und/oder Dichtungsschicht abgedichtet werden.
Somit repräsentiert dieses Ausführungsbeispiel eine zuver¬ lässige Abdichtung von in eine Kunststoffkomponente eindringende und/oder teilumspritzte metallische Leiter, welche insbesondere in Bezug auf Kraftfahrzeuge eine Notwendigkeit einer zuver¬ lässigen elektrischen Verbindung und/oder Abdichtung aufweisen, bei der alternative Verbindungs- und/oder Abdichtungsverfahren häufig keine ausreichende und/oder langanhaltende Wirkung zeigen. So können mittels des beschriebenen Verfahrens ins- besondere kupferhaltige Leiterführungen ( zweites Element 20 ) mit einem mit Additiven versehenen Kunststoff elektrisch verbunden und/oder abgedichtet werden, die durch von ein Kunststoffgehäuse (erstes Element 10) umgeben sind. Das beschriebene Verfahren realisiert eine Abdichtungsmethode und/oder Verbindungsmethode, bei dem beispielsweise ein beliebig geformter Leiter (zweites Element 20) mit signifikantem Kupferanteil durch ein Spritzgussverfahren mit einem thermoplastischen Kunststoff (erstes Element 10) umspritzt wird. Auf diese Weise wird das erste Element 10 um das zweite Element 20 herum ausgebildet, wobei vor dem Spritzgussprozess das
Kunststoffrohmaterial , beispielsweise ein Granulat, zum Aus¬ bilden des ersten Elements 10 vorgegeben mit Kupferpartikeln versetzt wird, die sich während des Spritzgussprozesses gleichmäßig in der Spritzgusskomponente (erstes Element 10) verteilen. Aufgrund des Spritzgießens sind die Additive üb¬ licherweise nicht an der Oberfläche des ausgebildeten ersten Elements 10 anzutreffen, so dass die Oberfläche des ersten Elements 10 in dem Bereich der Grenzfläche 5 und dem Schal¬ tungsbereich 16 thermisch und/oder mechanisch behandelt wird und die Kupferpartikel freigelegt werden. Anschließend wird zum Beispiel Kupfer chemisch abgeschieden und es bildet sich auf der Kunststoffkomponente (erstes Element 10) in dem Bereich der Grenzfläche 5 sowie im Schaltungsbereich 16 auf oder an den freiliegenden Metallpartikeln die Verbindungsschicht 3 aus, die alternativ eine Dichtungsschicht sein kann oder zusätzlich als Dichtungsschicht wirken kann. Dabei lagert sich die Verbindungsschicht 3 auch auf dem metallischen Leiter (zweites Element 20) ab und überzieht diesen vollständig, sofern der freiliegende zweite Bereich 22 des zweiten Elements 20 im Einflussbereich des chemischen und/oder galvanischen Abscheidens angeordnet ist. Bei Bedarf kann die chemisch ab¬ geschiedene Verbindungsschicht 3 noch weiter mittels galva¬ nischen Abscheidens und Ausbilden einer weiteren Metallschicht überzogen werden, so dass eine stabile Verbindungsschicht 3 realisiert wird, die dann zum Beispiel einen zusätzlich Kor- rosionsschutz aufweist und eine besonders zuverlässige Ab¬ dichtung ausbildet.
Auf diese Weise können unterschiedliche Materialparameter zuverlässig abgedichtet werden, so dass insbesondere Durch- kontaktierungen gegen ein unerwünschtes Ein- und/oder Austreten eines Mediums geschützt sind. Ein Abdichten von kunststoff¬ ummantelten Metalldurchführungen, bei dem der metallische Verbindungspartner in seiner ur- oder umgeformten Gestalt oder nach nichtspanender Bearbeitung erscheinen kann und einen Kunststoffrohling nachträglich durch mechanischen und/oder thermischen Einfluss durchdringt oder durch einen weiteren Umformprozess , wie Umspritzen oder Umgießen, von Kunststoff umschlossen wird. Dabei ist der Kunststoff (erstes Element 10) zumindest lokal im Bereich der Grenzfläche 5. Der Kunststoff (erstes Element 10) ist vorzugsweise zumindest lokal im Bereich der Grenzfläche 5 und im Schaltungsbereich 16 mit Additiven desselben Materials des umschlossenen metallischen Verbindungspartners (zweites Element 20) dotiert, welche anschließend in einem Galvanikbad chemisch abgeschieden werden. Beispiele für solche Metall-Kunststoff-Verbünde sind umspritzte Stanzgitter, Drähte oder Frästeile als elektrische Durchkontaktierung sowie isolierte Kabel.
Darüber hinaus können mittels des beschriebenen Verfahrens zusätzlich auch vorgefertigte Materialanbindungen abgedichtet werden, so dass eine zuverlässige Abdichtung und eine sichere Befestigung von vorfixierten Materialpartnern, zum Beispiel gesteckten Kunststoffkörpern (erstes Element 10) auf Metall¬ körpern (zweites Element 20) oder umgekehrt, mittels des be¬ schriebenen Verfahrens erreicht wird.
Mittels der beschriebenen Vorrichtung 1 für Kraftfahrzeuge und einem korrespondierenden Verfahren zum Herstellen einer Ausgestaltung der Vorrichtung 1 können vorgegebene Materialpaarungen mittels chemischen und/oder galvanischen Abscheidens entsprechender Materialpartikel zuverlässig miteinander elektrisch verbunden und/oder widerstandsbeständig abgedichtet werden. Dabei entsteht durch Ausbilden der Verbindungsschicht 3 ein komplexer Formschluss zwischen den aktivierten, mikrorauen Oberflächen des ersten Elements 10 und den darin eingelagerten und umschlossenen Additiven. Zusätzlich entsteht ein Stoff- schluss der einen oder mehreren aufgebrachten Schichten der elektrisch leitenden Verbindungsschicht 3 und dem ersten oder auch beiden Elementen 10 und 20. Somit können angrenzende Medien am Eintreten durch die Grenzfläche 5 zwischen der Materialpaarung aus erstem und zweitem Element 10 und 20 gehindert und die beiden Elemente 10 und 20 effizient miteinander elektrisch verbunden werden, wobei der Ausgestaltung der Form des Schaltungsbereichs 16 keinerlei Grenzen gesetzt ist.
Die elektrisch leitende Verbindungsschicht 3 kann aufgrund ihrer Ausbildung höhere mechanische und thermische Spannungen kom- pensieren und weist zudem auch eine höhere chemische Bestän¬ digkeit auf, als alternative Verbindungsmethoden, wie Leit¬ kleber, Bonden und elastische Verbindungselemente, und/oder Abdichtungsmethoden. Somit wird mittels der beschriebenen Vorrichtung 1 und dem Verfahren neben dem Abdichten und/oder elektrischen Verbinden beider Elemente 10 und 20 dem Risiko einer Distanzierung der beiden Elemente 10 und 20 sowie einer Spalten- und Rissbildung, insbesondere bei Kunststoff- und/oder Me- tallkomponenten, zuverlässig entgegengewirkt.
Ein Abdichten gleicher Materialpartner ist mittels des beschriebenen Verfahrens ebenfalls möglich. Dabei weisen die Materialpartner gegebenenfalls gleiche Materialeigenschaften auf, sind aber nicht im selben urformenden Prozess hergestellt worden, wie beispielsweise das Um- oder Anspritzen des zweiten Elements 20 mit dem ersten Element 10. Beispielsweise sind solche Materialpaarungen im Rahmen eines zweistufigen Vergießen oder eines Pressverbands gefertigt worden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Abdichten und/oder elektrischen Verbinden von Komponenten für ein Kraftfahrzeug, umfassend
- Bereitstellen eines ersten Elements (10) mit einer Ausnehmung (14) und eines zweiten Elements (20), das in der Ausnehmung (14) des ersten Elements (10) angeordnet ist, wobei das erste und zweite Element (10, 20) eine jeweilige Außenwand (13, 23) mit einem ersten Bereich
(11, 21) aufweisen, der j eweils in Kontakt mit dem anderen ersten Bereich (11, 21) ist, und einem zweiten Bereich
(12, 22) aufweisen, der freiliegend ausgebildet ist,
- Einbringen von elektrisch leitenden Additiven in das erste Element (10) in einem Bereich einer Grenzfläche (5) , die als Übergang der zueinander angrenzenden zweiten Bereiche (12, 22) des ersten und zweiten Elements (10, 20) ausgebildet ist,
- Freilegen der Additive des ersten Elements (10) im Bereich der Grenzfläche (5) , und
- chemisches Abscheiden eines vorgegebenen Materials und dadurch Ausbilden einer Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitenden Verbindungsschicht (3) an dem ersten Element (10) und dem zweiten Element (20) und dadurch Abdichten der Grenzfläche (5) zwischen dem ersten Element (10) und dem zweiten Element (20) und/oder dadurch elektrisches Verbinden des ersten Elements (10) mit dem zweiten Element (20) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend:
Einbringen von elektrisch leitenden Additiven in das zweite Element (20) im Bereich der Grenzfläche (5), und Freilegen der Additive des ersten Elements (10) und des zweiten Elements an der Grenzfläche (5) .
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einer Außenwand des ersten Elements (10) ein Schaltungsbereich (16) angeordnet ist, wobei ferner elektrisch leitende Additive im Schaltungsbereich (16) eingebracht sind und wobei bei dem chemischen Abscheiden des vorgegebenen Materials der Schaltungsbereich (16) mit dem zweiten Element (20) elektrisch verbunden wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abscheiden eines vorgegebenen Materials und dadurch Ausbilden der Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitenden Verbindungsschicht (3) an dem ersten Element (10) und dem zweiten Element (20) umfasst:
- galvanisches Abscheiden der Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitenden Verbindungsschicht (3) und dadurch Ab¬ dichten der Grenzfläche (5) zwischen dem ersten Element (10) und dem zweiten Element (20) und/oder dadurch elektrisches Verbinden des ersten Elements (10) mit dem zweiten Element (20) .
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einbringen von Additiven in das erste Element (10) im Bereich der Grenzfläche (5) und/oder in den Schaltungsbereich (16) des ersten Elements (10) vor dem Bereitstellen des ersten Elements (10) und des zweiten Elements (20) derart durchgeführt wird, dass das Verfahren ferner umfasst:
- Bereitstellen des ersten Elements (10) mit Additiven oder Bereitstellen des ersten Elements (10) und zweiten Elements (20) mit elektrisch leitenden Additiven im Bereich der Grenzfläche (5) und/oder Bereitstellen des mit der Grenzfläche (5) verbundenen Schaltungsbereichs (16) mit elektrisch leitenden Additiven.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Freilegen der Additive an der Grenzfläche (5) zwischen dem ersten Element (10) und dem zweiten Element (20) und/oder am Schaltungsbereich (16) des ersten Elements (10) umfasst:
thermisches und/oder mechanisches Bearbeiten einer Oberfläche des ersten Elements (10) oder der Oberfläche des ersten Elements (10) und einer Oberfläche des zweiten Elements (20) m Bereich der Grenzfläche (5) und/oder am Schaltungsbereich (16) des ersten Elements (10) zum Erzeugen eines Schaltungs¬ layouts .
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bereitstellen des ersten Elements (10) und des zweiten Elements (20) umfasst:
Bereitstellen des ersten Elements (10) mittels Um- oder Anspritzen des zweiten Elements (20) und dadurch Anordnen des zweiten Elements (20) in der Ausnehmung (14) des ersten Elements (10) .
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einbringen von Additiven in das erste Element (10) im Bereich der Grenzfläche (5) und/oder in den Schaltungsbereich (16) des ersten Elements (10) umfasst:
Einbringen von Metallpartikeln in das erste Element (10) oder in das erste Element (10) und das zweite Element (20) im Bereich einer Grenzfläche (5) und/oder in den Schaltungsbereich (16) des ersten Elements (10) .
9. Vorrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend
- ein erstes Element (10), das eine Ausnehmung (14) und eine Außenwand (13) mit einem ersten Bereich (11) und einem zweiten Bereich (12) aufweist,
- ein zweites Element (20), das in der Ausnehmung (14) des ersten Elements (10) angeordnet ist und das eine Au¬ ßenwand (23) mit einem ersten Bereich (21) und einem zweiten Bereich (22) aufweist, wobei die ersten Bereiche (11, 21) des ersten und zweiten Elements (10, 20) jeweils in Kontakt mit dem anderen ersten Bereich (11, 21) sind und die jeweiligen zweiten Bereiche (12, 22) freiliegend ausgebildet sind, und
- eine Dichtungsschicht und/oder eine elektrisch leitende Verbindungsschicht (3), die mittels chemischen und/oder galvanischen Abscheidens an dem ersten und zweiten Element (10, 20) aufgebracht ist und eine Grenzfläche
(5) , die als Übergang der zueinander angrenzenden zweiten Bereiche (12, 22) des ersten und zweiten Elements (10, 20) ausgebildet ist, abdichtet und/oder das erste Element
(10) mit dem zweiten Element (20) elektrisch verbindet.
10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, wobei an einer Außenwand des ersten Elements (10) ein Schaltungsbereich (16) angeordnet ist, wobei ferner elektrisch leitende Additive im Schal- tungsbereich (16) eingebracht sind und bei dem chemischen
Abscheiden des vorgegebenen Materials der Schaltungsbereich (16) mit dem zweiten Element (20) elektrisch verbunden wird.
11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 und 10, wobei das erste Element (10) oder/oder und das zweite Element (20) elektrisch leitende Additive aufweist, die im Bereich der Grenzfläche (5) jeweils in oder an dem ersten oder dem ersten Element (10) und dem zweiten Element (20) angeordnet sind und an denen die Dichtungsschicht (3) und/oder elektrisch leitende Verbindungsschicht (3) abgeschieden ist.
12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungs¬ schicht (3) Stoff- und/oder formschlüssig mit dem ersten Element (10) und dem zweiten Element (20) gekoppelt ist.
13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die elektrisch leitenden Additive Metallpartikel aufweisen.
14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Dichtungsschicht und/oder elektrisch leitende Verbindungs¬ schicht (3) eine Metallschicht umfasst.
15. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das erste Element (10) Kunststoff und das zweite Element (20) Kunststoff und/oder Metall aufweist.
EP16797521.8A 2015-12-11 2016-11-15 Verfahren zum abdichten und/oder elektrischen verbinden von komponenten für ein kraftfahrzeug und vorrichtung für ein kraftfahrzeug Withdrawn EP3387887A1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015225026.1A DE102015225026A1 (de) 2015-12-11 2015-12-11 Verfahren zum Abdichten von Komponenten für ein Kraftfahrzeug und Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102016202589.9A DE102016202589A1 (de) 2016-02-19 2016-02-19 Verfahren zum elektrischen Verbinden von Komponenten für ein Kraftfahrzeug und Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug
PCT/EP2016/077674 WO2017097547A1 (de) 2015-12-11 2016-11-15 Verfahren zum abdichten und/oder elektrischen verbinden von komponenten für ein kraftfahrzeug und vorrichtung für ein kraftfahrzeug

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3387887A1 true EP3387887A1 (de) 2018-10-17

Family

ID=57326386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16797521.8A Withdrawn EP3387887A1 (de) 2015-12-11 2016-11-15 Verfahren zum abdichten und/oder elektrischen verbinden von komponenten für ein kraftfahrzeug und vorrichtung für ein kraftfahrzeug

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3387887A1 (de)
WO (1) WO2017097547A1 (de)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19731346C2 (de) 1997-06-06 2003-09-25 Lpkf Laser & Electronics Ag Leiterbahnstrukturen und ein Verfahren zu deren Herstellung
WO2003005784A2 (de) 2001-07-05 2003-01-16 Lpkf Laser & Electronics Ag Leiterbahnstrukturen und verfahren zu ihrer herstellung
TWI505552B (zh) * 2012-06-01 2015-10-21 Wistron Neweb Corp 天線結構之製造方法
WO2014204494A1 (en) * 2013-06-21 2014-12-24 Laird Technologies, Inc. Multiband mimo vehicular antenna assemblies

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017097547A1 (de) 2017-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015006047B4 (de) Herstellungsverfahren für eine räumliche leiterplatte, räumliche leiterplatte und substrat für eine räumliche leiterplatte
EP2819492B1 (de) MID-Bauteil, Verfahren zur Herstellung
DE102010039146A1 (de) Verfahren zum elektrisch leitenden Verbinden von Leiterbahnen in Leitungsträgern und System umfassend solche Leitungsträger
EP2499314B1 (de) Verfahren zur herstellung eines kraftfahrzeugtürschlosses und zugehöriges kraftfahrzeugtürschloss
EP3222125B1 (de) Getriebesteuermodul für den einsatz in einem kontaminierenden medium und verfahren zur herstellung eines solchen getriebesteuermodules
EP3155701A1 (de) Kunststoffumspritzte leiterbahnstruktur sowie verfahren zur herstellung der kunstoffumspritzen leiterbahnstruktur
EP1734621B1 (de) Anordnung und Verfahren zum elektrischen Anschluss einer elektronischen Schaltung in einem Gehäuse
WO2018041595A1 (de) Leiterplatte und verfahren zu deren herstellung
WO2013037698A1 (de) Leiterplatte und elektrische bauteile zum einsatz in aggressiver umgebung und verfahren zur herstellung einer solchen leiterplatte
EP3387887A1 (de) Verfahren zum abdichten und/oder elektrischen verbinden von komponenten für ein kraftfahrzeug und vorrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102017206217A1 (de) Elektrische Kontaktanordnung
DE102010041121A1 (de) Schaltungsträger sowie Verfahren zur Herstellung eines Schaltungsträgers
EP1501341B1 (de) Anordnung zum Führen von elektrischen Leiterbahnen
DE102016202589A1 (de) Verfahren zum elektrischen Verbinden von Komponenten für ein Kraftfahrzeug und Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102013201417A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines MID-Bauteils, MID-Bauteil
EP3466224B1 (de) Stanzgitteranordnung für ein getriebesteuermodul mit durch eine gekapselte drahtbondverbindung verbundenen cu- und al-stanzgittern
DE102008003372B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines mehrlagigen zwei- oder dreidimensionalen Schaltungsträgers
DE102006052459A1 (de) Elektronikgehäuse mit Standardinterface
DE102015225026A1 (de) Verfahren zum Abdichten von Komponenten für ein Kraftfahrzeug und Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102016208928A1 (de) Verfahren zur elektrischen Kontaktierung eines MID-Bauteils
EP2463900A2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsanordnung
DE3040676A1 (de) Verfahren zum herstellen von halbleiteranordnugen
EP2845456B1 (de) Elektrische durchkontaktierung mit mechanischer dämpfung
WO2013079059A1 (de) Isolierkörper eines steckverbinders
EP4342268A1 (de) MEDIENDICHTES UMSPRITZEN VON ELEKTRONIKPLATINEN MIT AUßENKONTAKTIERUNG

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20180711

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: FISCHER, PETER

Inventor name: PUCHER, BJOERN

Inventor name: FRANK, SEBASTIAN

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20210617

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20211028