WO2008113304A1 - Elektrische leiterbahnen enthaltende paneel-vorrichtungen sowie verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Elektrische leiterbahnen enthaltende paneel-vorrichtungen sowie verfahren zu deren herstellung Download PDF

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WO2008113304A1
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electrically insulating
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carrier layer
carrier
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Jochen Wieschermann
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Buhmann, Robert
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Definitions

  • the invention relates to a panel device with at least one carrier layer having a top and a bottom surface and a layer of a porous electrically insulating material adjoining the bottom surface of the carrier layer.
  • the invention further relates to a method for producing panels containing electrical interconnects with at least one carrier layer having a top and a bottom surface and a layer of an electrically insulating material adjacent to the bottom surface of the carrier layer and having a top and bottom surface.
  • Panel devices of the type mentioned are used in the prior art for a variety of purposes.
  • the known panel devices are either solid made of a refractory and non-outgassing even at high temperatures of up to 1000 ° C material such as a metal that is relatively heavy, or they are massively made of a plastic material that is relatively lightweight but is either non-fireproof and / or deforms at high temperatures of up to 1000 ° Celsius or releases toxic gases.
  • panel devices made of compound materials which are comparatively lightweight, but at high temperatures combine the disadvantages of the two, the former massive materials.
  • the known panel devices are therefore not suitable for use as support elements and / or as protective sheaths for electrical cables which are to be laid.
  • the object of the invention is therefore a panel -
  • this object is achieved in that between the at least one carrier layer and the layer of a porous electrically insulating material one or more electrical
  • Conductor tracks are arranged, wherein the layer of porous material has an anisotropic honeycomb structure with long-narrow tubular honeycomb, wherein the longitudinal axis of the honeycomb in Is oriented substantially perpendicular to the lower surface of the carrier layer.
  • Preferred embodiments of the panel device according to the invention are the subject of the corresponding subclaims.
  • the object of the invention is furthermore to provide a method for producing the panel device according to the invention.
  • the layer of porous material is an anisotropic honeycomb structure with long-narrow tubular honeycomb with the longitudinal axis of the honeycomb oriented substantially perpendicular to the lower surface of the carrier layer, a particularly effective damping of heat conduction towards the interior of the panel device is achieved, whereby a comparison with the prior art improved, particularly effective temperature! pronounced mechanical stability and dimensional stability is given even at high temperatures. Because of these properties, the panel device according to the invention is highly suitable as carrier elements and / or as protective sheaths for electrical cables to be laid.
  • the carrier layer is connected to the layer of plastic material to a solid, extremely dimensionally stable and temperature-sensitive compound unit, wherein the steps for isolated embedding of electrical lines in the panel device according to the invention in the manufacturing method according to the invention are integrated.
  • a layer of polyurethane is provided as a bonding layer, in which the one or more electrical conductor tracks are introduced.
  • a layer of polyurethane is provided as a bonding layer, in which the one or more electrical conductor tracks are introduced.
  • a layer of porous electrically insulating material a layer of epoxy resin is provided as a bonding layer, in which are introduced one or more electrical conductors.
  • a carrier layer can be applied both to the surface and also to the lower surface of the layer of electrically insulating material.
  • Support layer may be made for example of a metal, in particular aluminum, or be made of an isotropic plastic material.
  • a carrier layer preferably has a thickness of about 0.3 mm to 2.0 mm.
  • the layer is made of a polyetherimide electrically insulating material having an anisotropic honeycomb structure with long-narrowed tubular honeycombs.
  • the layer of material having an anisotropic honeycomb structure with long narrow tubular honeycombs may be made of electrically insulating polyethersulfone material.
  • the tubes of the layer of an electrically insulating material with an anisotropic honeycomb structure have a length of 2 mm to 20 mm with a diameter of 0.1 mm to 3.0 mm.
  • the thickness of the layer of electrically insulating material is sized to between 3.0 mm to 20 mm.
  • the viscous adhesive material is produced by liquefying polyurethane at a temperature of 120 0 C to 180 0 C.
  • the viscous adhesive material is formed of viscous epoxy resin, which is produced at room temperature by mixing together bisphenol A and epichlorohydrin with a hardener.
  • the viscous adhesive material can be applied to the lower surface of the carrier layer or to the surface of the layer of electrically insulating material, or alternatively to the lower surface of the carrier layer as well as to the surface of the layer of electrically insulating material. According to an important preferred embodiment of the method according to the invention, it is always provided that the viscous adhesive material is applied by means of a roller to the respective layer or to the respective layers.
  • a carrier layer to be applied both to the surface and to the lower surface of the layer of electrically insulating material, wherein one or more conductor tracks are formed on both the surface and the lower surface of the layer an electrically insulating material can be applied.
  • the carrier layers used in connection with the method according to the invention can be made of a metal, in particular aluminum or alternatively be made of another isotropic material, in particular plastic material.
  • a carrier layer preferably has a thickness of about 0.3 mm to 2.0 mm.
  • the layer of an electrically insulating material used in connection with the method according to the invention preferably has an anisotropic honeycomb structure with long narrow tubular honeycombs whose respective longitudinal axes are oriented substantially perpendicular to their top and bottom surfaces, wherein a layer of liquefied polyurethane as a carrier layer of one or more traces is applied to the surface of the layer of material.
  • This layer is preferably made of polyetherimide or of polyethersulfone, wherein the tubes of this layer preferably have a length of 2 mm to 50 mm with a diameter of 0.1 mm to 3.0 mm.
  • the layer of electrically insulating material preferably has a thickness of 3.0 mm to 50 mm.
  • the layer can be formed from an electrically insulating material of balsa wood or of phenolic resin-lined paper honeycomb or else of a solid foam material.
  • the one or more strip conductors are applied to the surface of the plastic layer by applying powdered metal.
  • a corresponding method is known, for example, from WO 03/070524 A1.
  • the powdered metal preferably passes before a job under high contact pressure, a nozzle in which heat the powder particles by mutual friction.
  • the powder particles can be distributed in a conveying gas that passes under high pressure nozzle.
  • the pressure is chosen so high that the powder particles are heated to a temperature above their melting point and form droplets behind the nozzle, wherein the temperature of the droplets is preferably just chosen so that they meet when hitting the layer of a electrically insulating material to cool to a temperature below its melting point and thereby adhere to the layer of electrically insulating material.
  • the powder particles are preferably heated to about 800 ° Celsius.
  • the one or more conductor tracks may also be formed by one or more flat conductors, which are applied to the surface of the layer of an electrically insulating material.
  • a flat conductor may for example be formed by a prefabricated and assembled electrically insulated conductor, which is preferably incorporated in an electrically insulating film.
  • Fig. 1 shows a preferred embodiment of the device according to the invention in a view obliquely from above; 2 shows the preferred embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 1 in a cross-sectional view.
  • the panel device 100 according to the invention shown in FIGS. 1 to 2 contains a first 110 and a second 120 carrier layer made of aluminum, each having an upper 111; 121 and a lower surface 112; 122 and one to the respective lower surface 112; 122, a carrier layer 110; 120 adjacent layer 130 of a porous electrically insulating material, wherein between the first carrier layer 110 and the layer 130 of a porous electrically insulating material, a plurality of electrical conductor tracks 150 is provided.
  • the layer 130 of porous material in this case has an anisotropic honeycomb structure with long-narrow tubular honeycomb 131, and the longitudinal axes of the honeycomb 131 are substantially perpendicular to the lower surface 112; 122 of the carrier layer 110; 120 oriented.
  • a layer of polyurethane 140 is provided as a bonding layer, in which the plurality of electrical conductor tracks 150 is introduced.
  • the layer 130 of the electrically insulating material comprising an anisotropic honeycomb structure with long-narrowed tubular honeycombs 131 is made of polyetherimide, with the tubes 131 having a length of approximately 5 mm and having an average diameter of approximately 0.2 mm.
  • the carrier layers 110; 120 have a thickness of about 0.5 mm, and the layer 130 of electrically insulating material has a thickness of 1.2 mm.
  • the panel device 100 according to the invention shown in Figures 1 to 2 is prepared according to a method in which the viscous adhesive material is produced by liquefying polyurethane 140 at a temperature of 120 0 C to 180 0 C and then by means of a roller on the Lower surface 112; 122 of the carrier layer 110; 120 is applied. Subsequent thereto, a process of pressing the carrier layers 110 takes place; 120 with the layer 130 of electrically insulating material by the action of a technical vacuum.
  • the tracks 150 are deposited by applying powdered metal to the surface of the layer 130 of porous electrically insulating material.
  • the powdered metal passes before a job under high pressure, a nozzle in which heat the powder particles by mutual friction.
  • the pressure generated in the nozzle is so high that the powder particles heat to a temperature above their melting point and form droplets behind the nozzle.
  • the temperature of the droplets is selected so that they cool when they hit the layer 130 of an electrically insulating material to a temperature below their melting point and thereby adhere to the layer 130 of electrically insulating material.
  • the above panel device 100 according to the present invention is constructed by a method including the following steps:
  • the present in viscous form liquefied polyurethane 140 is thereby using a roller on the respective lower surfaces 112; 122 of the carrier layer 110; 120 applied.
  • the pressing of the carrier layers 110; 120 with the layer 130 of an electrically insulating material is effected by the action of a technical vacuum.
  • the conductive traces 150 are deposited by applying powdered metal to the surface of the layer 130 of porous electrically insulating material, wherein the powdered metal, prior to application under high pressure, passes through a nozzle in which the powder particles are heated by mutual friction.
  • the powder particles are distributed in a conveying gas whose pressure is chosen so high that the nozzle passing Powder particles heat to a temperature above their melting point and form droplets behind the nozzle.
  • the temperature of the droplets is just chosen so that these cool when hitting the layer 130 of an electrically insulating material to a temperature below its melting point and thereby adhere to the layer 130 of electrically insulating material.

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Abstract

Bei einer Paneel-Vorrichtung (100) mit mindestens einer Trägerschicht (110; 120) mit einer Ober- (111; 121) und einer Unterfläche (112; 122) und einer an die Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht (110; 120) angrenzenden Schicht (130) aus einem porösen elektrisch isolierendem Material, wird eine Verwendbarkeit als Trägerelement und/oder als Schutzumhüllung für zu verlegene elektrische Leitungen dadurch erreicht, dass zwischen der mindestens einen Trägerschicht (110; 120) und der Schicht (130) aus einem porösen elektrisch isolierendem Material eine oder mehr elektrische Leiterbahnen (150) angeordnet sind, wobei die Schicht (130) aus porösem Material eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben (131) aufweist, wobei die Längsachse der Waben (131) im wesentlichen senkrecht zur Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht (110; 120) orientiert ist.

Description

ELEKTRISCHE LEITERBAHNEN ENTHALTENDE PANEEL-VORRICHTUNGEN
SOWIE VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG
Die Erfindung betrifft eine Paneel -Vorrichtung mit mindestens einer Trägerschicht mit einer Ober- und einer Unterfläche und einer an die Unterfläche der Trägerschicht angrenzenden Schicht aus einem porösen elektrisch isolierenden Material.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Verfahren zum Herstellen von elektrische Leiterbahnen enthaltenden Paneelen mit mindestens einer Trägerschicht mit einer Ober- und einer Unterfläche und einer an die Unterfläche der Trägerschicht angrenzenden, eine Ober- und Unterfläche aufweisenden Schicht aus einem elektrisch isolierendem Material . Paneel-Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden im Stand der Technik zu unterschiedlichsten Zwecken verwendet. Die bekannten Paneel-Vorrichtungen sind dabei entweder massiv aus einem feuerfesten und auch bei hohen Temperaturen von bis zu 1000° Celsius nicht ausgasenden Material wie beispielsweise einem Metall hergestellt, das vergleichsweise schwer ist, oder sie sind massiv aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das vergleichsweise leicht ist, jedoch entweder nicht feuerfest ist und/oder sich bei hohen Temperaturen von bis zu 1000° Celsius verformt oder giftige Gase freisetzt. Des Weiteren sind Paneel- Vorrichtungen aus Kompound-Materialien bekannt, die vergleichsweise leicht sind, jedoch bei hohen Temperaturen die Nachteile der beiden, ersteren massiven Materialien in sich vereinen. Die bekannten Paneel -Vorrichtungen sind daher für eine Verwendung als Trägerelemente und/oder als Schutzumhüllungen für zu verlegene elektrische Leitungen nicht geeignet .
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Paneel -
Vorrichtung zu schaffen, die leicht ist und auch bei hohen Temperaturen von bis zu 1000° Celsius formstabil und nicht brennbar-feuerresistent ist und dabei als Trägerelement und/oder als Schutzumhüllung für zu verlegene elektrische Leitungen verwendbar ist.
Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zwischen der mindestens einen Trägerschicht und der Schicht aus einem porösen elektrisch isolierendem Material eine oder mehr elektrische
Leiterbahnen angeordnet sind, wobei die Schicht aus porösem Material eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben aufweist, wobei die Längsachse der Waben im Wesentlichen senkrecht zur Unterfläche der Trägerschicht orientiert ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Paneel - Vorrichtung sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche .
Aufgabe der Erfindung ist es des Weiteren, ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Paneel -Vorrichtung zu schaffen.
Für ein Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gelöst durch die folgenden Schritte :
• Aufbringen von einer oder mehr Leiterbahnen auf die Oberfläche der Schicht aus einem elektrisch isolierendem Material,
• Bereitstellen eines zähflüssigen Klebematerials,
• Auftragen des zähflüssigen Klebematerials auf mindestens eine der Flächen der Trägerschicht und/oder der Schicht aus elektrisch isolierendem Material,
• Verpressen der Trägerschicht mit der Schicht aus elektrisch isolierendem Material.
Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche .
Bei der erfindungsgemäßen Paneel -Vorrichtung wird durch die Merkmale, dass zwischen der mindestens einen Trägerschicht und der Schicht aus einem porösen elektrisch isolierendem
Material eine oder mehr elektrische Leiterbahnen angeordnet sind, wobei die Schicht aus porösem Material eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben aufweist, wobei die Längsachse der Waben im wesentlichen senkrecht zur Unterfläche der Trägerschicht orientiert ist, eine besonders effektive Dämpfung einer Wärmeleitung in Richtung ins Innere der Paneel-Vorrichtung erreicht, wodurch eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte, besonders wirksame Temperatur!solierung bei gleichzeitiger besonders ausgeprägter mechanischer Stabilität und Formbeständigkeit auch bei hohen Temperaturen gegeben ist . Aufgrund dieser Eigenschaften ist die erfindungsgemäße Paneel-Vorrichtung als Trägerelemente und/oder als Schutzumhüllungen für zu verlegene elektrische Leitungen hochgradig geeignet .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird durch die oben angegebenen Herstellungsschritte erreicht, dass die Trägerschicht mit der Schicht aus Kunststoffmaterial zu einer festen, extrem formstabilen und temperaturempfindlichen Kompound-Einheit verbunden wird, wobei die Schritte zum isolierten Einbetten von elektrische Leitungen in die erfindungsgemäße Paneel-Vorrichtung in das erfindungsgemäße Herstellungs-Verfahren integriert sind.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass zwischen der Unterfläche der Trägerschicht und der Schicht aus porösem elektrisch isolierendem Material eine Schicht aus Polyurethan als Bindeschicht vorgesehen ist, in die die eine oder mehr elektrische Leiterbahnen eingebracht sind. Alternativ zu dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass zwischen der Unterfläche der Trägerschicht und der
Schicht aus porösem elektrisch isolierendem Material eine Schicht aus Epoxitharz als Bindeschicht vorgesehen ist, in die die eine oder mehr elektrische Leiterbahnen eingebracht sind.
Prinzipiell kann eine Trägerschicht sowohl auf die Oberfläche aus auch auf die Unterfläche der Schicht aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht werden. Eine
Trägerschicht kann beispielsweise aus einem Metall, insbesondere Aluminium hergestellt sein, oder auch aus einem isotropen Kunststoffmaterial hergestellt sein. Eine Trägerschicht weist je nach Anwendungsfall vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,3 mm bis 2,0 mm auf.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Schicht aus einem eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben aufweisende elektrisch isolierendem Material aus Polyetherimid hergestellt ist. Alternativ dazu kann die Schicht aus einem eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben aufweisende Material elektrisch isolierendem aus Polyethersulfon hergestellt sein. Unabhängig davon weisen die Röhren der Schicht aus einem elektrisch isolierendem Material mit einer anisotropen Wabenstruktur eine Länge von 2 mm bis 20 mm bei einem Durchmesser von 0,1 mm bis 3,0 mm auf. Je nach Anwendungsfall ist die Dicke der Schicht aus elektrisch isolierendem Material auf zwischen 3,0 mm bis 20 mm bemessen.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das zähflüssige Klebematerial durch Verflüssigen von Polyurethan bei einer Temperatur von 1200C bis 1800C erzeugt wird. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das zähflüssige Klebematerial von zähflüssigem Epoxitharz gebildet ist, das bei Raum- Temperatur durch Zusammenmischen von Bisphenol A und Epichlorhydrin mit einem Härter erzeugt wird.
Das zähflüssige Klebematerial kann auf die Unterfläche der Trägerschicht oder auf die Oberfläche der Schicht aus elektrisch isolierendem Material, oder alternativ auf die Unterfläche der Trägerschicht sowie auf die Oberfläche der Schicht aus elektrisch isolierendem Material aufgetragen werden. Gemäß einer wichtigen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dabei stets vorgesehen, dass das zähflüssige Klebematerial mit Hilfe einer Walze auf die betreffende Schicht bzw. auf die betreffenden Schichten aufgetragen wird.
Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verpressen der Trägerschicht mit der Schicht aus elektrisch isolierendem Material durch Wirkung eines technischen
Vakuums erfolgt .
Gemäß einer besonderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Trägerschicht sowohl auf die Oberfläche aus auch auf die Unterfläche der Schicht aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht wird, wobei eine oder mehr Leiterbahnen auf sowohl auf der Oberfläche als auch auf der Unterfläche der Schicht aus einem elektrisch isolierendem Material aufgebracht werden können.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Trägerschichten können aus einem Metall, insbesondere Aluminium oder alternativ aus einem anderen isotropen Material, insbesondere Kunststoffmaterial hergestellt sein. Eine Trägerschicht weist dabei vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,3 mm bis 2,0 mm auf.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Schicht aus einem elektrisch isolierendem Material weist vorzugsweise eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben auf, deren jeweilige Längsachsen im wesentlichen senkrecht zu ihrer Ober- und Unterfläche ausgerichtet sind, wobei eine Schicht aus verflüssigtem Polyurethan als Trägerschicht der einen oder mehr Leiterbahnen auf die Oberfläche der Schicht aus Material aufgetragen ist. Diese Schicht ist vorzugsweise aus Polyetherimid oder aus Polyethersulfon hergestellt, wobei die Röhren dieser Schicht vorzugsweise eine Länge von 2 mm bis 50 mm bei einem Durchmesser von 0,1 mm bis 3,0 mm aufweisen. Die Schicht aus elektrisch isolierendem Material weist vorzugsweise eine Dicke von 3,0 mm bis 50 mm auf.
Alternativ zu einer Ausführung in Polyetherimid oder Polyethersulfon kann die Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material von Balsaholz oder von mit Phenolharz geträngten Papierwaben oder auch von einem festen Schaumstoffmaterial gebildet sein.
Gemäß einer weiteren wichtigen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die eine oder mehr Leiterbahnen durch Auftragen von pulverisiertem Metall auf die Oberfläche der Kunststoffschicht aufgebracht werden. Ein entsprechendes Verfahren ist beispielsweise aus der WO 03/070524 Al bekannt . Das pulverisierte Metall passiert dabei vorzugsweise vor einem Auftrag unter hohem Anpressdruck eine Düse, in der sich die Pulverpartikel durch mutuelle Friktion erwärmen. Die Pulverpartikel können dabei in einem Fördergas verteilt sein, das unter hohem Druck die Düse passiert. Wesentlich ist dabei, dass der Druck so hoch gewählt ist, dass sich die Pulverpartikel auf eine Temperatur oberhalb deren Schmelzpunktes erwärmen und hinter der Düse Tröpfchen bilden, wobei die Temperatur der Tröpfchen vorzugsweise gerade so gewählt ist, dass diese beim Auftreffen auf die Schicht aus einem elektrisch isolierendem Material sich auf eine Temperatur unterhalb deren Schmelzpunktes abkühlen und dabei auf der Schicht aus elektrisch isolierendem Material haften bleiben. Im Falle von Kupfer werden die Pulverpartikel vorzugsweise auf etwa 800° Celsius erwärmt.
Alternativ zu der oben angegebenen Ausführungsform können die eine oder mehr Leiterbahnen auch von einem oder mehr Flachleitern gebildet sein, die auf die Oberfläche der Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material aufgebracht werden. Ein Flachleiter kann dabei beispielsweise von einem vorgefertigten und konfektionierten elektrisch isolierten Leiter gebildet sein, der dabei vorzugsweise in eine elektrisch isolierende Folie eingebracht ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von schräg oben; Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungs- form der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Querschnittsansicht .
Die in den Figuren 1 bis 2 dargestellte erfindungsgemäße Paneel-Vorrichtung 100 enthält eine erste 110 und eine zweite 120 aus Aluminium gebildete Trägerschicht mit je einer Ober- 111; 121 und einer Unterfläche 112; 122 und einer an die jeweilige Unterfläche 112; 122 einer Trägerschicht 110; 120 angrenzenden Schicht 130 aus einem porösen elektrisch isolierendem Material, wobei zwischen der ersten Trägerschicht 110 und der Schicht 130 aus einem porösen elektrisch isolierendem Material eine Mehrzahl von elektrischen Leiterbahnen 150 vorgesehen ist. Die Schicht 130 aus porösem Material weist dabei eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben 131 auf, und die Längsachsen der Waben 131 sind im Wesentlichen senkrecht zur Unterfläche 112; 122 der Trägerschicht 110; 120 orientiert .
Zwischen der Unterfläche 112 der ersten Trägerschicht 110 und der Schicht 130 aus „porösem elektrisch isolierendem Material ist eine Schicht aus Polyurethan 140 als Bindeschicht vorgesehen, in die die Mehrzahl von elektrischen Leiterbahnen 150 eingebracht ist.
Die Schicht 130 aus dem eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben 131 aufweisende elektrisch isolierendem Material ist aus Polyetherimid hergestellt, wobei die Röhren 131 mittlere eine Länge etwa von 5 mm aufweisen und dabei einen mittleren Durchmesser etwa von 0,2 mm aufweisen. Die Trägerschichten 110; 120 weisen eine Dicke von etwa 0,5 mm auf, und die Schicht 130 aus elektrisch isolierendem Material weist eine Dicke von 1,2 mm auf.
Die in den Figuren 1 bis 2 dargestellte erfindungsgemäße Paneel-Vorrichtung 100 ist hergestellt gemäß einem Verfahren, bei dem das zähflüssige Klebematerial durch Verflüssigen von Polyurethan 140 bei einer Temperatur von 1200C bis 1800C erzeugt wird und anschließend mit Hilfe einer Walze auf die Unterfläche 112; 122 der Trägerschicht 110; 120 aufgetragen wird. Im Nachgang dazu erfolgt ein Vorgang des Verpressens der Trägerschichten 110; 120 mit der Schicht 130 aus elektrisch isolierendem Material durch Wirkung eines technischen Vakuums.
Die Leiterbahnen 150 werden durch Auftragen von pulverisiertem Metall auf die Oberfläche der Schicht 130 aus porösem elektrisch isolierendem Material aufgebracht. Das pulverisierte Metall passiert dabei vor einem Auftrag unter hohem Druck eine Düse, in der sich die Pulverpartikel durch mutuelle Friktion erwärmen. Der in der Düse erzeugte Druck ist so hoch gewählt ist, dass sich die Pulverpartikel auf eine Temperatur oberhalb deren Schmelzpunktes erwärmen und hinter der Düse Tröpfchen bilden.
Die Temperatur der Tröpfchen ist dabei so gewählt, dass diese beim Auftreffen auf die Schicht 130 aus einem elektrisch isolierenden Material sich auf eine Temperatur unterhalb deren Schmelzpunktes abkühlen und dabei auf der Schicht 130 aus elektrisch isolierendem Material haften bleiben. Die obige erfindungsgemäße Paneel -Vorrichtung 100 ist erstellt mittels eines Verfahrens, das die folgenden Schritte enthält:
• Aufbringen von Leiterbahnen 150 auf die Oberfläche der Schicht 130 aus einem elektrisch isolierendem
Material,
• Verflüssigen von Polyurethan 140 bei einer Temperatur von 12O0C bis 1800C,
• Auftragen des verflüssigten Polyurethans auf die jeweiligen Unterflächen 112; 122 der Trägerschicht
110; 120,
• Verpressen der Trägerschichten 110; 120 mit der Schicht 130 aus einem elektrisch isolierenden Material .
Das in zähflüssiger Form vorliegende verflüssigte Polyurethan 140 wird dabei mit Hilfe einer Walze auf die jeweiligen Unterflächen 112; 122 der Trägerschicht 110; 120 aufgetragen.
Das Verpressen der Trägerschichten 110; 120 mit der Schicht 130 aus einem elektrisch isolierenden Material erfolgt durch Wirkung eines technischen Vakuums.
Die Leiterbahnen 150 werden durch Auftragen von pulverisiertem Metall auf die Oberfläche der Schicht 130 aus porösen elektrisch isolierendem Material aufgebracht, wobei das pulverisiertem Metall vor einem Auftrag unter hohem Druck eine Düse passiert, in der sich die Pulverpartikel durch mutuelle Friktion erwärmen.
Die Pulverpartikel sind in einem Fördergas verteilt, dessen Druck so hoch gewählt ist, dass die die Düse passierenden Pulverpartikel sich auf eine Temperatur oberhalb deren Schmelzpunktes erwärmen und hinter der Düse Tröpfchen bilden. Die Temperatur der Tröpfchen ist dabei gerade so gewählt, dass diese beim Auftreffen auf die Schicht 130 aus einem elektrisch isolierenden Material sich auf eine Temperatur unterhalb deren Schmelzpunktes abkühlen und dabei auf der Schicht 130 aus elektrisch isolierendem Material haften bleiben.
Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche definierten erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.
* *** *

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von elektrische Leiterbahnen (150) enthaltenden Paneelen (100) mit mindestens einer Trägerschicht (110; 120) mit einer Ober- (111; 121) und einer Unterfläche (112; 122) und einer an die Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht (110; 120) angrenzenden, eine Ober- und Unterfläche aufweisenden Schicht (130) aus einem elektrisch isolierendem Material, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
• Aufbringen von einer oder mehr Leiterbahnen (150) auf die Oberfläche der Schicht (130) aus einem elektrisch isolierendem Material,
• Bereitstellen eines zähflüssigen Klebematerials (140) , • Auftragen des zähflüssigen Klebematerials (140) auf mindestens eine der Flächen der Trägerschicht (110; 120) und/oder der Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material,
• Verpressen der Trägerschicht (110; 120) mit der Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zähflüssige Klebematerial (140) durch Verflüssigen von Polyurethan bei einer Temperatur von 12O0C bis 1800C erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zähflüssige Klebematerial (140) von zähflüssigem Epoxitharz gebildet ist, das bei Raum-Temperatur durch Zusammenmischen von Bisphenol A und Epichlorhydrin mit einem Härter erzeugt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zähflüssige Klebematerial (140) auf die Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht (110; 120) aufgetragen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zähflüssige Klebematerial (140) auf die Oberfläche der Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material aufgetragen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zähflüssige Klebematerial (140) auf die Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht (110; 120) sowie auf die Oberfläche der Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material aufgetragen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zähflüssige Klebematerial (140) mit Hilfe einer Walze auf die Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht (110; 120) aufgetragen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zähflüssige Klebematerial (140) mit Hilfe einer Walze auf die Oberfläche der Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material aufgetragen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zähflüssige Klebematerial (140) mit Hilfe einer Walze auf die Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht (110; 120) und auf die Oberfläche der Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material aufgetragen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verpressen der Trägerschicht (110; 120) mit der Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material durch Wirkung eines technischen Vakuums erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerschicht (110; 120) sowohl auf die Oberfläche aus auch auf die Unterfläche der Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht wird, wobei einer oder mehr Leiterbahnen (150) auf sowohl auf der Oberfläche als auch auf der Unterfläche der Schicht (130) aus einem elektrisch isolierendem Material aufgebracht werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerschicht (110; 120) aus einem Metall hergestellt ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall von Aluminium gebildet ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerschicht (110; 120) aus einem isotropen Material hergestellt ist.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerschicht (110; 120) eine Dicke von etwa 0,3 mm bis 2,0 mm aufweist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (130) aus einem elektrisch isolierendem Material eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben (131) aufweist, deren jeweilige
Längsachsen im wesentlichen senkrecht zu ihrer Ober- und
Unterfläche ausgerichtet sind, wobei eine Schicht aus verflüssigtem Polyurethan (140) als Trägerschicht der einen oder mehr Leiterbahnen (150) auf die Oberfläche der Schicht
(130) aus Material aufgetragen ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (130) aus einem eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben (131) aufweisende Material aus Polyetherimid hergestellt ist.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (130) aus einem eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben (131) aufweisende Material aus Polyethersulfon hergestellt ist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhren (131) der Schicht (130) aus einem elektrisch isolierenden Material mit einer anisotropen Wabenstruktur eine Länge von 2 mm bis 50 mm aufweisen.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhren (131) der Schicht (130) aus einem elektrisch isolierenden Material mit einer anisotropen Wabenstruktur einen Durchmesser von 0,1 mm bis 3,0 mm aufweisen.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material eine Dicke von 3,0 mm bis 50 mm aufweist .
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (130) aus einem elektrisch isolierenden Material von Balsaholz gebildet ist.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (130) aus einem elektrisch isolierenden Material von mit Phenolharz geträngten Papierwaben gebildet ist.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (130) aus einem elektrisch isolierenden Material von einem festen Schaumstoffmaterial gebildet ist.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehr Leiterbahnen (150) durch Auftragen von pulverisiertem Metall auf die Oberfläche der Schicht (130) aus porösem elektrisch isolierenden Material aufgebracht werden.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverisierte Metall vor einem Auftrag unter hohem Anpressdruck eine Düse passiert, in der sich die Pulverpartikel durch mutuelle Friktion erwärmen.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverpartikel in einem Fördergas verteilt sind, das unter hohem Druck die Düse passiert.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck so hoch gewählt ist, dass sich die Pulverpartikel auf eine Temperatur oberhalb deren Schmelzpunktes erwärmen und hinter der Düse Tröpfchen bilden.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Tröpfchen so gewählt ist, dass diese beim Auftreffen auf die Schicht (130) aus einem elektrisch isolierendem Material sich auf eine Temperatur unterhalb deren Schmelzpunktes abkühlen und dabei auf der Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material haften bleiben.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverpartikel im Falle von Kupfer auf etwa 800° Celsius erwärmt werden.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die eine oder mehr Leiterbahnen (150) von einem oder mehr Flachleitern gebildet sind, die auf die Oberfläche der Schicht (130) aus einem elektrisch isolierendem Material aufgebracht werden.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flachleiter von einem vorgefertigten und konfektionierten elektrisch isolierten Leiter gebildet ist.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flachleiter in eine elektrisch isolierende Folie eingebracht ist.
34. Paneel-Vorrichtung (100) mit mindestens einer Trägerschicht (110; 120) mit einer Ober- (111; 121) und einer Unterfläche (112; 122) und einer an die Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht (110; 120) angrenzenden Schicht (130) aus einem porösen elektrisch isolierendem
Material, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der mindestens einen Trägerschicht (110; 120) und der Schicht
(130) aus einem porösen elektrisch isolierendem Material eine oder mehr elektrische Leiterbahnen (150) angeordnet sind, wobei die Schicht (130) aus porösem Material eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben (131) aufweist, wobei die Längsachse der Waben (131) im wesentlichen senkrecht zur Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht (110; 120) orientiert ist.
35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht
(110; 120) und der Schicht (130) aus porösem elektrisch isolierendem Material eine Schicht (140) aus Polyurethan als Bindeschicht vorgesehen ist, in die die eine oder mehr elektrische Leiterbahnen (150) eingebracht sind.
36. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Unterfläche (112; 122) der Trägerschicht
(110; 120) und der Schicht (130) aus porösem elektrisch isolierendem Material eine Schicht (140) aus Epoxitharz als Bindeschicht vorgesehen ist, in die die eine oder mehr elektrische Leiterbahnen (150) eingebracht sind.
37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerschicht (110; 120) sowohl auf die Oberfläche aus auch auf die Unterfläche der Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht wird.
38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerschicht (110; 120) aus einem Metall hergestellt ist.
39. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall von Aluminium gebildet ist.
40. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerschicht (110; 120) aus einem isotropen Kunststoffmaterial hergestellt ist.
41. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerschicht (110; 120) eine Dicke von etwa 0,3 mm bis 2,0 mm aufweist.
42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (130) aus einem eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben (131) aufweisende elektrisch isolierendem Material aus Polyetherimid hergestellt ist.
43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (130) aus einem eine anisotrope Wabenstruktur mit langschmalen Röhrenwaben (131) aufweisende Material elektrisch isolierendem aus Polyethersulfon hergestellt ist.
44. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhren (131) der Schicht (130) aμs einem elektrisch isolierendem Material mit einer anisotropen Wabenstruktur eine Länge von 2 mm bis 20 mm aufweisen.
45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Röhren (131) der Schicht (130) aus einem elektrisch isolierendem Material mit einer anisotropen Wabenstruktur einen Durchmesser von 0,1 mm bis 3,0 mm aufweisen.
46. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 34 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schicht (130) aus elektrisch isolierendem Material eine Dicke von 3,0 mm bis 20 mm aufweist.
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