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Im Kunststoff integrierte Kontaktpins

IP.com Disclosure Number: IPCOM000035544D
Published in the IP.com Journal: Volume 5 Issue 2 (2005-02-25)
Included in the Prior Art Database: 2005-Feb-25
Document File: 2 page(s) / 131K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Elektronische Bauteile werden gewoehnlicherweise von einem Plastikgehaeuse umhuellt. Diese werden in Spritzgiessmaschinen aus geschmolzenem Kunststoff geformt. In weiteren Produktionsschritten werden auf der Innenseite des Gehaeuses duenne Metallschichten aufgetragen, die als Leiterbahnen fungieren. Es werden zudem auch Widerstaende, elektrische Spulen oder Steckanschluesse festgeloetet, und zum Schluss werden Kabel angeschraubt. Dies erfordert einen oftmals grossen Montageaufwand fuer das Befestigen der Steckverbinder, gerade bei Verbindungen mit Dichtung (z.B. Schutzklasse IP65). Zudem limitiert der Einsatz herkoemmlicher Stecker die Moeglichkeiten im Design und verursacht u.U. hohe Kosten. Eine Loesung des Problems bietet die Verwendung eines neuartigen Materials, einem Hybrid aus Kunststoff und Metall. Mit diesem leitfaehigen Kunststoff (auch als „Plastik-Metall-Hybrid“ bezeichnet) ist es moeglich, Steckerpins oder Steckkontakte direkt beispielsweise im Spritzgussverfahren in ein beliebiges Kunststoffteil zu integrieren (vgl. Abb. 1, Abb. 2).

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S

Im Kunststoff integrierte Kontaktpins

Idee: Dr. Dieter Eckardt, DE-Erlangen; Juergen Wagner, DE-Erlangen

Elektronische Bauteile werden gewoehnlicherweise von einem Plastikgehaeuse umhuellt. Diese werden in Spritzgiessmaschinen aus geschmolzenem Kunststoff geformt. In weiteren Produktionsschritten werden auf der Innenseite des Gehaeuses duenne Metallschichten aufgetragen, die als Leiterbahnen fungieren. Es werden zudem auch Widerstaende, elektrische Spulen oder Steckanschluesse festgeloetet, und zum Schluss werden Kabel angeschraubt. Dies erfordert einen oftmals grossen Montageaufwand fuer das Befestigen der Steckverbinder, gerade bei Verbindungen mit Dichtung (z.B. Schutzklasse IP65). Zudem limitiert der Einsatz herkoemmlicher Stecker die Moeglichkeiten im Design und verursacht u.U. hohe Kosten.

Eine Loesung des Problems bietet die Verwendung eines neuartigen Materials, einem Hybrid aus Kunststoff und Metall. Mit diesem leitfaehigen Kunststoff (auch als "Plastik-Metall-Hybrid" bezeichnet) ist es moeglich, Steckerpins oder Steckkontakte direkt beispielsweise im Spritzgussverfahren in ein beliebiges Kunststoffteil zu integrieren (vgl. Abb. 1, Abb. 2).

Der Verbundwerkstoff aus Kunststoff und Metall laesst sich wie Plastik verarbeiten, besitzt aber die elektrischen und elektromagnetischen Eigenschaften von Metall. Das Material besteht zu etwa 10 bis 20 Prozent aus Kunststoff und zu etwa 50 Prozent aus Kupfer. Den Rest macht ein Lot aus, das bei relativ niedrigen Temperaturen schmilzt, so dass das Material waehrend der Verarbeitung trotz grossem Fuellstoffanteil fluessig ist. Es laesst sich daher mit herkoemmlichen Spritzgiessmaschinen verarbeiten und ueber Duesen in eine Form einspritzen. Dank des Kupferanteils liegt die Leitfaehigkeit des Materials deutlich ueber derjenigen herkoemmlich leitender Verbundmaterialien. Zudem bleibt sie auch bei hohen Temperaturen erhalten, da das Kupfer im Plastik ein eng verzweigtes Netzwerk bildet.

Da das Geraetegehaeuse selbst aus Kunststoff besteht, sorgt der Kunststoff des Verbundwerkstoffs fuer eine gute Haftung am/im Gehaeuse. Der Vorteil liegt insbesondere darin, dass die Leiterbahnen und Kontakte bereits beim Spritzgiessen entstehen und nicht erst in anschliessenden Schritten. Ist das Plastikgehaeuse abgekuehlt, drue...