ES2712604T3 - Artículo polimérico de múltiples capas moldeado por inyección con un circuito eléctrico, procedimiento de producción del mismo - Google Patents
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Abstract
Artículo polimérico de múltiples capas moldeado por inyección, que comprende un circuito eléctrico, comprendiendo dicho artículo: una lámina laminada; una pieza moldeada por inyección (2), en el que la lámina laminada ha sido incrustada mediante moldeo por inyección, nivelada con una superficie de la pieza moldeada por inyección; en el que dicha lámina laminada comprende: una capa de soporte de circuito (5) compuesta por una lámina delgada flexible de material polimérico; una o más pistas de circuito eléctricamente conductoras (4) impresas en un lado de dicha capa de soporte (5); uno o más conectores de crimpado eléctricamente conductores (3), cada uno de los cuales está crimpado en la capa de soporte (5) y pistas de circuito conductoras (4); una capa de encapsulación (8) compuesta por una lámina delgada flexible de material polimérico, caracterizado por el hecho de que dicha capa de soporte (5), pistas de circuito (4), conectores de crimpado (3) y capa de encapsulación (8) se han laminado juntos en la lámina laminada; y en el que los conectores de crimpado (3) y la capa de encapsulación (8) se colocan de manera que los conectores de crimpado (3) sobresalen de la capa más externa del artículo moldeado por inyección, en el que la lámina laminada está incrustada en la pieza moldeada por inyección (2) con la capa de encapsulación (8) frente a la pieza moldeada por inyección (2) en el que la lámina laminada comprende adicionalmente un elemento de capa protectora extraíble (8') que cubre los conectores de crimpado (3) y la capa de soporte (5) en la zona donde sobresalen los conectores de crimpado (3), de manera que la lámina laminada no presenta ningún elemento conductor en su exterior.
Description
DESCRIPCION
Artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion con un circuito electrico, procedimiento de produccion del mismo
Campo tecnico
La presente descripcion se refiere a un artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion con un circuito electrico, en particular para funciones de iluminacion y deteccion para el interior de un automovil, el compartimiento interior de un automovil y/o para la identificacion de un posible obstaculo para un conductor. La presente descripcion tambien se refiere a un proceso para obtener un artfculo final - un artfculo de plastico inyectado y un plastico inyectado cubierto por una capa textil, y sus procedimientos de produccion.
Antecedentes
DE102011105190 A1 y DE102011117985 A1 se refieren a una pieza de plastico y un procedimiento para producirla para su uso en la industria automotriz. DE102011105190 A1 se refiere, en particular, a una piza de plastico transparente, mientras que DE102011117985 A1 se refiere a un dispositivo electronico con un sensor tactil de plastico parcialmente integrado.
US2010246146 se refiere a un procedimiento para producir un dispositivo electronico e incluye sujetar una placa de circuito y una lamina decorativa en una cavidad de un molde, y llenar y solidificar la resina termoestable en la cavidad.
US2006198128 se refiere a procedimientos y medios para incrustar componentes electronicos, tales como fuentes de luz a base de LEDs y circuitos de control asociados, en materiales de superficie moldeados o fundidos continuamente.
El documento DE102013101064 A1 se refiere a una pelfcula con por lo menos una capa de funcion electrica o electronica.
Los documentos mencionados anteriormente presentan varias deficiencias, las cuales se superan con la presente descripcion. Los documentos se refieren a una malla metalica impresa en un tereftalato de polietileno (PET) con un sistema de serigraffa rollo a rollo (R2R). La tecnologfa utilizada es el etiquetado en el molde al vacfo y el plastico utilizado es un termoplastico de ABS transparente. Ademas, la pieza fabricada esta realizada completamente en plastico e incluye un panel sensible al tacto con deteccion integrada.
Estos hechos se describen para ilustrar el problema tecnico abordado por la presente descripcion.
Descripcion general
Un aspecto de la presente invencion se refiere a un artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion que comprende un circuito electrico, comprendiendo dicho artfculo:
una lamina laminada;
una pieza moldeada por inyeccion, en la cual se ha incrustado la lamina laminada mediante moldeo por inyeccion, nivelada con una superficie de la pieza moldeada por inyeccion;
en el que dicha lamina laminada comprende:
una capa de soporte de circuito compuesta por una lamina delgada flexible de material polimerico;
una o mas pistas de circuito electricamente conductoras impresas en un lado de dicha capa de soporte;
uno o mas conectores de crimpado electricamente conductores, cada uno crimpado a la capa de soporte y una pista de circuito conductora;
una capa de encapsulacion compuesta por una lamina delgada flexible de material polimerico,
en el que dicha capa de soporte, pistas de circuito, conectores de crimpado y capa de encapsulacion se han laminado juntas en la lamina laminada; y
en el que los conectores de crimpado y la capa de encapsulacion se colocan de manera que los conectores de crimpado sobresalen de la capa mas externa del artfculo moldeado por inyeccion.
En la tecnica anterior, una etiqueta de circuito sobresale del molde de la pieza final, las conexiones seran fragiles y presentaran pistas conductoras desprotegidas, las cuales se deterioraran facilmente. El plastico inyectado de acuerdo con la descripcion aumenta la resistencia mecanica de la etiqueta del circuito al incrustarla.
En la tecnica anterior, el IML electrostatico no podia aplicarse a las etiquetas de circuito existentes. Estas presentaban contactos metalicos expuestos que podfan:
descargar la carga electrostatica del accesorio y evitar la union de la etiqueta al molde antes de la inyeccion;
producir chispas electrostaticas dentro del molde;
liberar la carga electrostatica de descarga y danar los componentes electronicos de la etiqueta del circuito.
En la presente descripcion, los conectores crimpados permiten una conexion directa a la superficie externa del articulo moldeado por inyeccion, por ejemplo, soldando cables conductores, prescindiendo de cavidades o raspando material de inyeccion para llegar a los contactos electricos del circuito.
Otra realizacion del articulo de la presente invencion se refiere a un articulo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion que puede comprender, ademas, uno o mas componentes electronicos dispuestos en el mismo lado de la capa de soporte que la pista o pistas del circuito, estando conectados electricamente dichos componentes a dicha pista o pistas del circuito y dichos componentes electronicos tambien se han laminado juntos en la lamina laminada.
En otra realizacion, la lamina laminada puede incrustarse en la pieza moldeada por inyeccion con la capa de encapsulacion orientada hacia la pieza moldeada por inyeccion.
En otra realizacion, la capa de encapsulacion puede ser transparente o translucida blanca o translucida de color. En otra realizacion del articulo de la presente invencion, la lamina laminada puede estar incrustada en la pieza moldeada por inyeccion con la capa de soporte frente a la pieza moldeada por inyeccion.
En otra realizacion, la lamina laminada de la capa de soporte puede ser transparente o translucida blanca o translucida de color.
En otra realizacion, la lamina laminada puede comprender, ademas, una capa de encapsulacion secundaria que cubra los conectores de crimpado en la zona de la capa de soporte donde sobresalen los conectores de crimpado. En otra realizacion del articulo de la presente invencion, la capa de encapsulacion puede extenderse a la zona de la capa de soporte donde sobresalen los conectores de crimpado.
En otra realizacion, la lamina laminada comprende, ademas, una capa de encapsulacion secundaria que cubre los conectores de crimpado en la zona de la capa de encapsulacion en la que sobresalen los conectores de crimpado. En otra realizacion, los componentes electronicos pueden ser diodos emisores de luz - LEDs, lamparas electroluminiscentes, resistencias o una combinacion de los mismos.
En otra realizacion, las pistas de circuito conductoras impresas pueden utilizar una pasta con base de plata.
En otra realizacion, los componentes electronicos estan conectados electricamente a dicha pista o pistas de circuito mediante una pasta a base de plata o mediante unos conectores de crimpado secundarios.
En otra realizacion, el articulo puede comprender, ademas, un material textil o no textil o mezclas de los mismos, que cubra la pieza moldeada por inyeccion (2), en particular en el lado opuesto del lado donde esta incrustada la lamina laminada. Concretamente, la pieza final podrfa comprender una estructura de una sola capa o varias capas. Las estructuras de multiples capas pueden implicar dos o tres capas, en particular: tejido decorativo, espuma (por ejemplo: PUR, coPA, co PES) y un material de soporte, que podrfa montarse mediante procesos de lecho plano, fusion en caliente o de adhesion a la llama. En otra realizacion, el material textil puede ser uno de los siguientes:
tejidos de punto (por ejemplo: jersey, piquet, doble cara, de punto, tejidos separadores), telas tejidas (por ejemplo: tejido liso, cruzado),
terciopelo, alcantara; cuero o cuero sintetico (por ejemplo: PVC, TPO, TEP).
telas no tejidas (por ejemplo: punzonadas, hiladas, termofundidas, unidas por hilatura, unidas por cosido).
En otra realizacion, el grosor de la capa de soporte puede variar entre 25 - 150 micras, preferiblemente entre 50 -125 micras, mas preferiblemente entre 75 - 105 micras.
En otra realizacion, el grosor de la lamina laminada puede variar entre 100 - 2000 micras, preferiblemente entre 100 - 1000 micras, mas preferiblemente entre 170 - 800 micras.
En otra realizacion, la capa de soporte puede estar provista de una capa adhesiva.
En otra realizacion, la capa de soporte puede ser un material polimerico seleccionado de una lista que consiste en: poliolefinas y poliesteres, mas preferible polietileno, polipropileno, y tereftalato de polietileno, tereftalato de polietileno con glicol, o mezclas de los mismos. Preferiblemente, la capa de soporte (5) es una de las siguientes Yupo® FPU 80, Yupo® AISE 105, Yupo® IHC 75, adhesivo PETG, PET Hostaphan y/o P e t Melinex.
En otra realizacion del artfculo de la presente invencion, el material de encapsulacion puede ser tereftalato de polietileno con glicol.
En otra realizacion del artfculo de la presente invencion, la capa de encapsulacion (8) puede estar provista de una capa adhesiva.
En otra realizacion del artfculo de la presente invencion, el artfculo puede ser una columna de un automovil, un panel de una puerta de un automovil, una puerta de un automovil, un reposabrazos de automovil, una consola de un automovil, un panel de instrumentos de un automovil, un compartimiento para una guantera de un automovil, una puerta del maletero de un automovil, un panel del maletero de un automovil, o un asiento para bebes de un automovil o un electrodomestico.
El artfculo polimerico moldeado por inyeccion de multiples capas de la presente invencion se obtiene mediante etiquetado en el molde, en algunas realizaciones, el artfculo moldeado por inyeccion puede comprender, ademas, un tejido.
Otro aspecto de la presente descripcion esta relacionado con un automovil que comprende uno o mas artfculos polimericos de multiples capas moldeados por inyeccion descritos en la presente invencion.
Un aspecto de la descripcion se refiere a un procedimiento para producir un artfculo moldeado por inyeccion polimerico de multiples capas que comprende un circuito electrico, comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:
colocar una lamina laminada tal como se describe en una cualquiera de las reivindicaciones 1-22 en un molde para moldear por inyeccion el artfculo, en el que la lamina laminada esta provista, ademas, de un elemento de capa protectora extrafble (8') que cubre los conectores de crimpado (3) en la zona donde sobresalen los conectores de crimpado (3), de manera que la lamina laminada no presenta ningun elemento conductor en su exterior;
aplicar una carga electrostatica en la lamina laminada para cargarla electrostaticamente y acoplar dicha lamina laminada al molde;
cerrar el molde e inyectar el material plastico para obtener una pieza moldeada por inyeccion (2), en el que la lamina laminada esta incrustada por la pieza moldeada por inyeccion, nivelada con una superficie de la pieza moldeada por inyeccion;
retirar el elemento de la capa protectora extrafble (8');
en el que los conectores de crimpado (3) y la capa de encapsulacion (8) se colocan de manera que los conectores de crimpado (3) sobresalen de la capa mas externa del artfculo moldeado por inyeccion. Una realizacion comprende, antes de cerrar el molde, colocar un material textil en el molde y unirlo al molde, en particular en una posicion opuesta respecto a la lamina laminada.
Una realizacion comprende las siguientes etapas antes de laminar la lamina laminada:
imprimir la pista o pistas del circuito (4) con una pasta a base de plata utilizando serigraffa rollo a rollo; secar la pista o pistas del circuito impresa(s) en un horno a 90° C -160° C;
colocar el componente o componentes electronicos (7) en la capa de soporte (5) con o sin adhesivo, aplicar pasta de plata para conectar electricamente el componente o componentes electronicos (7) a la pista o pistas del circuito (4);
secar en un horno a 90° C - 160° C, preferiblemente a 90° C - 140° C, mas preferiblemente a 100° C -130° C,
crimpar el conector o conectores de crimpado (3), cada uno de ellos crimpado en la capa de soporte (5) y una pista de circuito conductora (4);
encapsular con la capa adhesiva de encapsulacion (8) por medio de una etapa de laminado.
En una realizacion, el adhesivo es un adhesivo lfquido o semisolido.
En una realizacion, el encapsulado es a una presion de 1-5 bar y una temperatura de 20 a 120° C, mas preferiblemente de 3-4 bar.
En una realizacion, el artfculo es una columna de automovil, un panel de una puerta de un automovil, una puerta de un automovil, un reposabrazos de un automovil, una consola de un automovil, un panel de instrumentos de un automovil, una guantera de un automovil, una puerta de maletero de un automovil o un panel del maletero de un automovil, o un asiento para bebes de un automovil o un electrodomestico.
En una realizacion, el elemento de capa protectora extrafble (8') se obtiene a partir de la capa de soporte protectora de la capa de encapsulacion (8) o de la capa de soporte (5).
En una realizacion, una PCB esta acoplada a los conectores de crimpado, en particular mediante soldadura/union y/o soldadura y materiales conductores de union de estado solido, o mediante acoplamiento de conectores a los conectores de crimpado.
En una realizacion, se utiliza una pasta de plata para imprimir en sustratos adecuados, con un sistema de lamina a lamina o R2R y en el que la encapsulacion se realiza utilizando etiquetas adecuadas. La tecnologfa utilizada implica IML de descarga electrica, es posible escalar el proceso de inyeccion y los polfmeros pueden utilizarse con o sin carga/relleno, con y sin colorantes. Ademas, la pieza de plastico puede estar cubierta con un sustrato textil, al que ninguno de los documentos mencionados se refiere o tiene el proposito. La pieza de plastico puede utilizarse para deteccion e iluminacion.
El etiquetado en el molde (IML) implica el uso de etiquetas de papel o plastico que formaran parte del producto final moldeado. El IML elimina efectivamente la necesidad de un proceso de etiquetado separado despues de la fabricacion de la pieza, lo que reduce los costes de mano de obra y de equipo. Por lo tanto, el uso de iMl a escala industrial es altamente ventajoso.
Los productos IML comprenden una etiqueta, que puede ser una pelfcula polimerica, en la cual se imprime un patron decorativo. La adhesion de tales etiquetas a un artfculo polimerico puede mejorarse aplicando una capa termosellable (por ejemplo, una pelfcula o un recubrimiento) sobre el lado de soporte (es decir, la superficie no impresa) de la etiqueta en el molde que debe estar en contacto con el artfculo polimerico. La etiqueta en el molde puede cortarse a la forma y tamano deseados a partir de una lamina mas grande del material de la etiqueta, utilizando un aparato de corte de etiquetas.
La presente descripcion permite mejorar los rendimientos de iluminacion y deteccion para el interior de un automovil, el compartimiento interior de un automovil y/o para la identificacion de un posible obstaculo para un conductor utilizando artfculos obtenidos por IML.
Esta solucion presenta varias ventajas en comparacion con los documentos mencionados anteriormente, ya que se obtiene por integracion de sensores y en la presente solucion tambien puede incorporarse integracion de iluminacion tal como diodo emisor de luz (LED) y/o lampara electroluminiscente (EL); ademas, la cubierta visual podrfa ser de plastico inyectado o textil, ya que la presente solucion no esta restringida a decoracion en el molde (IMD) y el proceso de conexion es mas eficiente que los descritos en los documentos mencionados anteriormente.
Esta descripcion tiene una amplia gama de aplicaciones en el sector del automovil, ya que puede aplicarse en iluminacion decorativa, en aplicaciones de poca iluminacion, en aplicaciones de iluminacion normal y en aplicaciones de deteccion. Iluminacion decorativa y poca iluminacion se entienden como aplicaciones disenadas con el fin, por ejemplo, de indicar la presencia de objetos, captar la atencion del conductor y/o hacer que el entorno sea mas comodo. Aplicaciones de iluminacion se entienden todas las aplicaciones en las que la iluminacion se utiliza para iluminar las zonas oscuras determinadas de un automovil, por ejemplo, y para facilitar la busqueda de objetos. Aplicaciones de deteccion se entienden como aplicaciones en las que, en entornos con poca luz, un sensor de proximidad puede activar una luz que indique la posicion de un objeto determinado (tal como el estado de apertura/cierre de una ventana). Tambien las aplicaciones de deteccion son aplicaciones para abrir/cerrar la ventana de la puerta o abrir la guantera de un automovil, por ejemplo.
El termino "que comprende" siempre que se utilice en este documento pretende indicar la presencia de caracterfsticas, numeros enteros, etapas, componentes indicados, pero no excluye la presencia o adicion de una o mas de otras caracterfsticas, numeros enteros, etapas, componentes o grupos de los mismos.
Breve descripcion de los dibujos
Las siguientes figuras proporcionan realizaciones preferidas para la presente descripcion y no deben considerarse limitativas del alcance de la descripcion.
La figura 1 ilustra un artfculo de plastico en el que 1 representa la posicion donde se rompe la pista conductora de la etiqueta de plastico en el documento de la tecnica anterior citado.
La figura 2 ilustra una realizacion de una lamina laminada para un artfculo polimerico moldeado por inyeccion de multiples capas en el que 2 representa un EL.
figura 3 ilustra una realizacion de una lamina laminada para un artfculo polimerico moldeado por inyeccion de multiples capas que comprende un circuito electrico en el que:
3 representa un crimpado;
4 representa una pista conductora;
5 representa un sustrato de impresion tal como una capa de soporte.
La figura 4 ilustra una realizacion de un artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion en el que:
3 representa un conector de crimpado;
4 representa una pista conductora;
5 representa un sustrato de impresion como capa de soporte;
6 representa una resistencia;
7 representa un LED.
La figura 5 ilustra una realizacion de un artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion en el que:
2 representa una pieza moldeada por inyeccion;
3 representa un conector de crimpado;
4 representa una pista conductora;
5 representa un sustrato de impresion como capa de soporte;
7 representa un LED;
8 representa una capa de encapsulacion;
8' representa un elemento de capa protectora extrafble;
9 representa una capa de encapsulacion secundaria;
11 representa una conexion de pasta de plata;
12 representa una direccion de emision de luz;
13 etiqueta de multiples capas (lamina laminada).
La figura 6 ilustra una realizacion de un artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion en el que:
2 representa una pieza moldeada por inyeccion;
3 representa un conector de crimpado;
4 representa una pista conductora;
5 representa un sustrato de impresion como capa de soporte;
7 representa un LED;
8 representa una capa de encapsulacion;
8' representa un elemento de capa protectora extrafble;
11 representa unas conexiones de pasta de plata;
12 representa una direccion de emision de luz;
13 etiqueta de multiples capas (lamina laminada).
La figura 7: ilustra una realizacion de un artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion en el que 2 representa una pieza moldeada por inyeccion;
3 representa un conector de crimpado;
10 representa un cable conductor;
13 etiqueta de multiples capas (lamina laminada).
Descripcion detallada
En una realizacion se describen los elementos que forman parte de la pieza de papel o plastico final, que puede cubrirse con un material textil. Ademas, el proceso para obtener el artfculo final tambien se describe en detalle. En una realizacion del artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion, se describe dicho artfculo que comprende una lamina laminada; una pieza moldeada por inyeccion (2), en la que la lamina laminada ha sido incrustada mediante moldeo por inyeccion, nivelada con una superficie de la pieza moldeada por inyeccion; en el que dicha lamina laminada comprende: una capa de soporte de circuito (5) compuesta por una lamina delgada flexible de material polimerico; una o mas pistas de circuito electricamente conductoras (4) impresas en un lado de dicha capa de soporte; uno o mas conectores de crimpado electricamente conductores (3), cada uno de ellos crimpado en la capa de soporte y una pista de circuito conductor; una capa de encapsulacion (8) compuesta por una lamina delgada flexible de material polimerico, en el que dicha capa de soporte, pistas de circuito, conectores de crimpado y capa de encapsulacion se han laminado juntos en la lamina laminada; y en el que los conectores de crimpado y la capa de encapsulacion estan situados de manera que los conectores de crimpado son directamente la pieza moldeada por inyeccion.
En una realizacion del artfculo polimerico de moldeo por inyeccion de multiples capas se describe una capa de soporte de circuito (sustrato), la pasta de plata, el material electrico, el material electronico, y el sustrato de encapsulacion que estan montados correctamente; el proceso de inyeccion por IML puede llevarse a cabo y se obtenerse la pieza final.
En una realizacion del artfculo polimerico moldeado por inyeccion de multiples capas, se describen en la tabla 1 varios ejemplos de material de la capa de soporte de circuito. La capa de soporte de circuito puede comprender materiales de base polimericos, como poliolefina tal como polipropileno (PP) o polietileno (PE); o poliesteres, tales como tereftalato de polietileno (PET) y tereftalato de polietileno con glicol (PETG).
T l 1: E m l m ri l l r ir i r
En una realizacion, la capa de soporte del circuito (substratos) puede ser transparente, blanca o de color, segun la aplicacion final del producto final; transparente, blanco o de color cuando se tiene un tejido como capa decorativa; blanco o coloreado o transparente cuando el plastico inyectado es la capa decorativa, por ejemplo.
En una realizacion del artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion, en la tabla 1, varios ejemplos de la capa de soporte del circuito (sustrato) pueden ser uno de los siguientes: sustratos Yupo® AISE y Yupo® IHC son etiquetas ampliamente utilizadas en el proceso IML, y compatibles con este. El PETG no se utiliza en gran medida, aunque sigue siendo, sin embargo, compatible con el proceso IML.
Normalmente, los sustratos de PET (PET Hostaphan o PET Melinex) no se utilizan con el proceso IML ya que no se adhieren al plastico inyectado. Sin embargo, se utilizaron tambien sustratos de PET ya que presentan ventajas durante el proceso de impresion de la capa de soporte, es decir, durante la etapa de secado es posible utilizar temperaturas mas elevadas (140° C - 160° C) que cuando se utilizan otros sustratos. Algunos sustratos tales como Yupo y PETG pueden tener una limitacion de temperatura, tal como 130° C, que no debe superarse ya que las propiedades del sustrato utilizado podnan verse comprometidas. Ademas, los sustratos de PET son altamente transparentes, lo que, dependiendo de la aplicacion final, es una ventaja para el uso de PET en lugar de otros sustratos.
En la estructura de multiples capas, por lo menos un sustrato, la capa de soporte o el sustrato de encapsulacion, debe ser compatible con el proceso IML, ya que esto permitira que la estructura de multiples capas se adhiera al molde.
En una realizacion, el sustrato de encapsulacion utilizado en la solucion que se describe ahora era PETG adhesivo y todas las muestras se encapsularon. La encapsulacion se realiza mediante un proceso de laminacion bajo presion a temperatura ambiente. Pueden utilizarse otros tipos de sustrato de encapsulacion, tales como poliolefinas u otras pelfculas de poliesteres; sin embargo, estos deben tener una capa adhesiva (presion activada a temperatura
ambiente o mas elevada - hasta 140° C). La etapa de encapsulacion se realiza dado que las pistas de plata se oxidan en contacto con el aire, deshabilitando la senal de conduccion electrica.
En una realizacion, la capa de soporte (substratos) utilizada para la capa de encapsulacion puede ser transparente, blanca o de color.
La Tabla 2 ilustra los grosores individuales de la capa de soporte (75-125 pm), los materiales electricos o electronicos (5-838 pm, preferiblemente 50-212 pm), asf como la lamina laminada (174-790 pm) y algunos ejemplos del material utilizado.
T l 2: E m l m ri l in ivi l r r
En una realizacion, el proceso para integrar deteccion e iluminacion utilizando el proceso IML descrito aquf comprende las siguientes etapas:
imprimir las pistas conductoras (permitiendo conduccion electrica) con pasta de plata en el sustrato seleccionado utilizando un sistema de serigraffa rollo a rollo (R2R);
etapa de secado de las pistas conductoras con pasta de plata en un horno con temperaturas entre 90° C - 160° C;
disponer los componentes electronicos mediante un adhesivo,
colocar 0,1 - 10 pl del adhesivo lfquido en el sitio donde se colocaran los materiales electronicos; dispensar el adhesivo lfquido con un equipo dispensador en el lugar donde se colocaran los materiales electronicos;
secar el adhesivo lfquido a temperatura ambiente;
colocar LEDs, en particular, y resistencias utilizando un equipo adecuado, tal como un equipo de "recoger y colocar" de alto brillo miniaturizado;
dispensar 0,1 - 10 pL de pasta de plata con el equipo de dispensacion en los lugares requeridos para realizar conexiones entre LEDs, resistencias y pistas conductoras de plata;
se requiere una etapa de secado en un sistema de horno R2R de 90° C - 160° C;
corte de un extremo de las etiquetas impresas con un laser hasta la zona de pista de plata; crimpar el crimpado macho al final de todas las pistas de plata, permitiendo la conexion entre las pistas de plata y los componentes electronicos despues del proceso de inyeccion;
encapsular por medio de una etapa de laminado utilizando una capa de adhesivo con presion y temperatura;
colocar las etiquetas y lamparas EL en la zona del molde deseada (macho o hembra, segun la aplicacion requerida), que podrfa tener una reduccion de 2 a 3 veces el grosor de la etiqueta; descarga electrica en las etiquetas y/o las lamparas EL y una PCB semirrfgida para cargarlas electrostaticamente y unirlas al molde;
cierre del molde;
inicio del proceso de inyeccion;
cubrir la pieza final con tejido o con plastico inyectado, durante o despues del proceso de inyeccion, o incluso dejando el plastico inyectado sin capa textil.
En el proceso descrito anteriormente, el adhesivo utilizado puede ser lfquido para permitir el uso del equipo de dispensacion. El adhesivo puede ser transparente, translucido o coloreado si, por ejemplo, debe colocarse en la
direccion de la luz del LED o puede ser coloreado. Ademas, el adhesivo utilizado en el proceso descrito es un promotor de adhesion indicado para poliolefina (PP o PE). Tambien puede utilizarse una pelfcula adhesiva.
Cada pieza de plastico con etiqueta/lamparas EL incorporadas presenta una PCB (o un inserto) que controla todo el sistema.
En una realizacion, la pieza moldeada por inyeccion protegera la etiqueta/lamparas ELs, y PCB.
En una realizacion, dicho inserto puede incluir una pelfcula aislante, tal como cloruro de polivinilo (el grosor del material es generalmente de 600 pm; o entre 200-1300 pm) u otro material con propiedades dielectricas identicas (200-1300 pm).
En una realizacion, los crimpados macho se sueldan a la PCB. Dicho artfculo de insercion puede soldarse, unirse o sujetarse a la pieza moldeada por inyeccion.
La lamina laminada se corta a medida con un equipo laser, en el que las estructuras finales pueden estar formadas por:
- FPU / plata crimpado / PETG
- FPU / plata LEDs resistencias crimpado / PETG
- AISE / plata crimpado / PETG
- AISE / plata LEDs resistencias crimpado / PETG
- IHC / plata crimpado / PETG
- IHC / plata LEDs resistencias crimpado / PETG
- PETG / plata crimpado / PETG
- PETG / plata LEDs resistencias crimpado / PETG
- PET / plata crimpado / PETG
- PET / plata LEDs resistencias crimpado / PETG
En una realizacion, pueden inyectarse otras estructuras electronicas impresas, tales como lamparas electroluminiscentes (ELs), figura 2. Las ELs son estructuras impresas de multiples capas que pueden tener el diseno y el tamano indicados para cada aplicacion. En los contactos EL es crimpado macho. Esto permitira la conexion entre la lampara EL y los componentes electronicos despues del proceso de inyeccion.
En una realizacion, los artfculos descritos permiten obtener:
- estructuras sin LEDs y ELs (con pistas conductoras);
- estructuras con LEDs (con pistas conductoras);
- estructuras con lamparas ELs (sin pistas conductoras);
- estructuras con lamparas ELs (con pistas conductoras);
- estructuras con ELs y LEDs (con pistas conductoras).
En una realizacion, las estructuras sin LEDs y ELs tienen las funciones de pista conductora y de deteccion. Las estructuras con LEDs y ELs con pistas conductoras tienen las funciones de iluminacion, pistas conductoras y deteccion, mientras que las estructuras con ELs sin pistas conductoras tienen la funcion de iluminacion.
En una realizacion, otras posibilidades para substratos, materiales electricos y estructuras de multiples capas pueden tener diferentes grosores:
- substratos: (25-350) pm; preferiblemente (75-125 pm);
- capa de encapsulacion: (25-350) pm; preferiblemente (75-125 pm);
- materiales electricos: (100-1300212) pm; preferiblemente (212-1300) pm;
- estructura de multiples capas: (100-2000) pm; preferiblemente (100-790) pm.
En una realizacion, las condiciones de inyeccion industrial pueden incluirse dentro de las siguientes condiciones generales:
- Material termoplastico: cristalino, amorfo y elastomeros;
- Color termoplastico: natural o coloreado;
- Inyeccion a temperatura de masa fundida: 160 a 400° C;
- Temperatura del molde: 0 a 150° C.
La presente descripcion para plasticos inyectados puede tener varios usos en material decorativo, industrial automotriz: aplicaciones de iluminacion decorativa/baja iluminacion; deteccion de iluminacion.
Los artfculos de la presente descripcion en iluminacion decorativa y en aplicaciones de baja iluminacion pueden aplicarse en columnas, puertas de automoviles, reposabrazos, consolas, compartimentos de guanteras, maleteros de automoviles, paneles de instrumentos u otros artfculos inyectados de plastico con el fin de iluminar zonas oscuras de un automovil determinado y, por lo tanto, se facilita la busqueda de objetos en el automovil, la entrada del automovil, u otros. La funcionalidad de estos artfculos de plastico inyectado es indicar la presencia de un objeto, captar la atencion del conductor, hacer que el ambiente sea mas acogedor, u otros.
En cuanto a la deteccion, los desarrollos pueden aplicarse a columnas, puertas de automoviles, reposabrazos, consolas, paneles de instrumentos u otros artfculos moldeados por inyeccion de plastico con el fin de que un sensor de proximidad active una luz que indique la ubicacion del portavasos en ambientes de poca luz, abrir el compartimento de la guantera, accionamiento en la ventana del automovil, u otros.
Las realizaciones mencionadas anteriormente son combinables entre sL
Las siguientes reivindicaciones establecen realizaciones particulares de la descripcion.
Claims (17)
1. Artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion, que comprende un circuito electrico, comprendiendo dicho artfculo:
una lamina laminada;
una pieza moldeada por inyeccion (2), en el que la lamina laminada ha sido incrustada mediante moldeo por inyeccion, nivelada con una superficie de la pieza moldeada por inyeccion; en el que dicha lamina laminada comprende:
una capa de soporte de circuito (5) compuesta por una lamina delgada flexible de material polimerico;
una o mas pistas de circuito electricamente conductoras (4) impresas en un lado de dicha capa de soporte (5);
uno o mas conectores de crimpado electricamente conductores (3), cada uno de los cuales esta crimpado en la capa de soporte (5) y pistas de circuito conductoras (4); una capa de encapsulacion (8) compuesta por una lamina delgada flexible de material polimerico,
caracterizado por el hecho de que dicha capa de soporte (5), pistas de circuito (4), conectores de crimpado (3) y capa de encapsulacion (8) se han laminado juntos en la lamina laminada; y en el que los conectores de crimpado (3) y la capa de encapsulacion (8) se colocan de manera que los conectores de crimpado (3) sobresalen de la capa mas externa del artfculo moldeado por inyeccion, en el que la lamina laminada esta incrustada en la pieza moldeada por inyeccion (2) con la capa de encapsulacion (8) frente a la pieza moldeada por inyeccion (2)
en el que la lamina laminada comprende adicionalmente un elemento de capa protectora extrafble (8') que cubre los conectores de crimpado (3) y la capa de soporte (5) en la zona donde sobresalen los conectores de crimpado (3), de manera que la lamina laminada no presenta ningun elemento conductor en su exterior.
2. Artfculo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que comprende, ademas, uno o mas componentes electronicos (6, 7) dispuestos en el mismo lado de la capa de soporte (5) que la pista o pistas de circuito (4), estando conectados electricamente dichos componentes (6, 7) a dicha pista o pistas de circuito (4) y dichos componentes electronicos (6, 7) tambien se han laminado juntos en la lamina laminada.
3. Artfculo de acuerdo con la reivindicacion anterior, caracterizado por el hecho de que la capa de encapsulacion (8) es transparente o blanca translucida o de color translucida.
4. Artfculo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por el hecho de que la lamina laminada esta incrustada en la pieza moldeada por inyeccion (2) con la capa de soporte (5) frente a la pieza moldeada por inyeccion (2).
5. Artfculo de acuerdo con la reivindicacion, caracterizado por el hecho de que la lamina laminada comprende adicionalmente una capa de encapsulacion secundaria (9) que cubre los conectores de crimpado (3) y la capa de soporte (5) en la zona donde sobresalen los conectores de crimpado (3).
6. Artfculo segun cualquiera de las reivindicaciones 4 - 5, caracterizado por el hecho de que la lamina laminada comprende adicionalmente un elemento de capa protectora extrafble (8') que cubre los conectores de crimpado (3) y las pistas conductoras (4) en la zona donde sobresalen los conectores de crimpado (3), de manera que la lamina laminada no presenta ningun elemento conductor en su exterior.
7. Artfculo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los componentes electronicos son diodos emisores de luz - LEDs, lamparas electroluminiscentes, resistencias o una combinacion de los mismos.
8. Artfculo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que las pistas de circuito conductoras (4) se imprimen utilizando una pasta a base de plata.
9. Artfculo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que los componentes electronicos estan conectados electricamente a dicha pista o pistas de circuito mediante una pasta a base de plata o mediante conectores de crimpado secundarios.
10. Artfculo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende, ademas, un material textil o no textil o sus mezclas cubriendo la pieza moldeada por inyeccion (2).
11. Artfculo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el grosor de la capa de soporte (5) es entre 25 - 150 micras, preferiblemente entre 50 - 125 micras, mas preferiblemente entre 75 - 105 micras.
12. Artfculo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el grosor de la lamina laminada es entre 100 - 2000 micras, preferiblemente entre 150 - 1000 micras, mas preferiblemente entre 170 - 800 micras.
13. Artfculo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la capa de soporte (5) es un material polimerico seleccionado de una lista que consiste en: poliolefina, polietileno, polipropileno, poliesteres, tereftalato de polietileno, tereftalato de polietileno con glicol, o mezclas de los mismos.
14. Artfculo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el material de encapsulacion es tereftalato de polietileno con glicol.
15. Artfculo de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el artfculo es una columna de un automovil, un panel de puerta de un automovil, una puerta de un automovil, un reposabrazos de un automovil, una consola de un automovil, un panel de instrumentos de un automovil, una guantera de un automovil, una puerta de maletero de un automovil, o un asiento para bebes de un automovil asiento de bebe o un electrodomestico.
16. Automovil, que comprende un artfculo descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
17. Procedimiento para producir un artfculo polimerico de multiples capas moldeado por inyeccion, que comprende un circuito electrico, comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas:
colocar una lamina laminada tal como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1-16 en un molde para moldear por inyeccion el artfculo, en el que la lamina laminada esta provista, ademas, de un elemento de capa protectora extrafble (8') que cubre los conectores de crimpado (3) en la zona donde sobresalen los conectores de crimpado (3), de manera que la lamina laminada no presenta ningun elemento conductor en su exterior;
aplicar una carga electrostatica en la lamina laminada para cargar electrostaticamente dicha lamina y unir dicha lamina laminada al molde;
cerrar el molde e inyectar el material plastico para obtener una pieza moldeada por inyeccion (2), en el que la lamina laminada esta incrustada por la pieza moldeada por inyeccion, nivelada con una superficie de la pieza moldeada por inyeccion;
retirar el elemento de la capa protectora extrafble (8');
en el que los conectores de crimpado (3) y la capa de encapsulacion (8) se colocan de manera que los conectores de crimpado (3) sobresalen de la capa mas externa del artfculo moldeado por inyeccion.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PT15108266 | 2015-03-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2712604T3 true ES2712604T3 (es) | 2019-05-14 |
Family
ID=66424189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES15169245T Active ES2712604T3 (es) | 2015-03-03 | 2015-05-26 | Artículo polimérico de múltiples capas moldeado por inyección con un circuito eléctrico, procedimiento de producción del mismo |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2712604T3 (es) |
| PT (1) | PT3065516T (es) |
-
2015
- 2015-05-26 PT PT15169245T patent/PT3065516T/pt unknown
- 2015-05-26 ES ES15169245T patent/ES2712604T3/es active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT3065516T (pt) | 2019-04-29 |
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