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Title:
PLASTIC COMPONENT HAVING AT LEAST ONE ELECTRICAL CONDUCTOR TRACK AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/162331
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a plastic component, comprising at least one electrical conductor track which is made of a metal material and is arranged on a supporting part made of plastic. According to the invention, the supporting part made of plastic and the at least one electrical conductor track are produced sequentially, the supporting part by means of an injection molding process and the at least one electrical conductor track by means of a metal casting or metal spraying process, wherein the component formed last is injection-molded onto the previously formed component. In addition, a sprayed-on envelope of an electrically insulating material is provided, which preferably fully encloses the supporting part and the conductor tracks. In this case, a plurality of supporting parts are provided, wherein at least some of said supporting parts have in each case at least one conductor track, wherein the supporting parts are stacked on top of each other in a predetermined relative position and are fixed and enclosed by the envelope. Furthermore, a method for the production of a corresponding plastic component is described.

Inventors:
KLEPPSCH MATTHIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/000354
Publication Date:
September 28, 2017
Filing Date:
March 20, 2017
Export Citation:
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Assignee:
GEBR KRALLMANN GMBH (DE)
International Classes:
H05K1/14; B29C45/16; H05K1/02; H05K3/00; H05K3/10
Foreign References:
DE102014010628A12016-01-21
DE102012214721A12014-02-20
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
LASCH, Hartmut (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Bauteils (10), das zumindest eine elektrische Leiterbahn (12) aufweist, die' auf einem Trägerteil (11) aus Kunststoff angeordnet ist, wobei das Trägerteil (11) mittels eines Spritzgussverfahrens und die zumindest eine Leiterbahn (12) mittels eines Metallguss- oder Metallspritzverfahrens nacheinander hergestellt werden, wobei die später ausgebildete Komponente an die zuvor ausgebildete Komponente angespritzt wird und wobei das die Leiterbahn (12) tragende Trägerteil (11) in einem nachfolgenden Verfahrensschritt mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung (16) aus Kunststoff so umspritzt wird, dass Anschlusselemente (20) der Leiterbahn (12) von der Außenseite des Kunststoff- Bauteils (10) zugänglich sind, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Trägerteile (11) hergestellt werden, von denen zumindest einige Trägerteile (11) jeweils zumindest eine Leiterbahn (12) aufweisen, und dass die Trägerteile (11) vor Aufbringung der Umhül¬ lung (16) in einer vorbestimmten Relativposition auf- einander gestapelt und dann mit der Umhüllung (16) fixiert und umhüllt werden.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerteile (11) über Verbindungselemente (17) miteinander verbunden werden, die Gelenke bilden .

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (17) von einstückig angeformten Stegen oder Scharnieren gebildet werden.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Trägerteile (11) aus Kunststoff hergestellt und die elektrischen Leiterbahnen (12) anschließend an die Trägerteile (11) angespritzt werden.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die elektrischen Leiterbahnen (12) hergestellt und die Trägerteile (11) aus Kunststoff anschließend an die Leiterbahnen (12) angespritzt werden.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem der Trägerteile (11) auf zumindest einer Seite zumindest eine Nut (13) ausgebildet wird, die mit einem die Leiterbahn (12) bildenden metallischen Material gefüllt wird .

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (11) auf entgegengesetzten Seiten jeweils zumindest eine Nut (13) aufweist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerteil (11) als ebene oder räumlich gekrümmte oder räumlich abgestufte Platte ausgebildet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die nachträglich ausgebildete Komponente formschlüssig an der zuvor ausgebildeten Komponente befestigt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden nacheinander hergestellten Komponenten oberflächlich aneinander haften.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (16) aus dem gleichen Kunststoff wie die Trägerteile (11) besteht.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (16) mit den Trägerteilen (12) formschlüssig und/oder sto fschlüssig verbunden wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Leiterbahnen (12) tragenden Trägerteile (11) vor Aufbringung der Umhüllung (16) zwischengelagert werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vorgefertigte elektrische Anschlusselemente (20) an die Leiterbahnen (12) ange- schlössen werden.

Kunststoff-Bauteil mit zumindest einer elektrischen Leiterbahn (12) aus einem metallischen Material, die auf einem Trägerteil (11) aus Kunststoff angeordnet ist, wobei das Trägerteil (11) aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens und die zumindest eine elektrische Leiterbahn (12) mittels eines Metallgussoder Metallspritzverfahrens nacheinander hergestellt sind, wobei die zuletzt ausgebildete Komponente an die zuvor ausgebildete Komponente angespritzt ist, und mit einer aufgespritzten Umhüllung (16) aus einem elektrisch isolierenden Material, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Trägerteile (11) vorgesehen sind, von denen zumindest einige Trägerteile (11) jeweils zumindest eine Leiterbahn (12) aufweisen, wobei die Trägerteile (11) in einer vorbestimmten Relativposition aufeinander gestapelt und von der Umhüllung (16) fixiert und eingeschlossen sind.

Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerteile (11) über Verbindungselemente (17) miteinander verbunden sind, die Gelenke bilden .

Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (17) von einstückig angeformten Stegen oder Scharnieren gebildet sind .

Kunststoff-Bauteil nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Trägerteile (11) zumindest auf einer seiner Seiten eine kanalartige Nut (13) aufweist, in der die Leiterbahn (12) angeordnet ist.

19. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (11) in der Nut (13) zumindest in Teilbereichen formschlüssig gehalten ist .

20. Kunststoff-Bauteil nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (16) aus Kunststoff besteht und mit den Trägerteilen (11) formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden ist.

21. Kunststoff-Bauteil nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerteile (11) als ebene oder räumlich gekrümmte oder räumlich abgestufte Platte ausgebildet sind.

Description:
Kunststoff-Bauteil mit zumindest einer elektrischen Leiterbahn und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Bauteils , das zumindest eine elektrische Leiterbahn aufweist, die auf einem Trägerteil aus Kunststoff an- geordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kunststoff- Bauteil mit zumindest einer elektrischen Leiterbahn aus einem metallischen Material, die auf einem Trägerteil aus Kunststoff angeordnet ist. Zur Übertragung von elektrischen Signalen, beispielsweise Signalströmen werden als Alternative zu einem Kabel häufig Kunststoff-Bauteile verwendet, in die vorgefertigte Leiterbahnen, die aus einem Blech gestanzt sind, eingelegt und fixiert sind. Diese vorgefertigten gestanzten Leiterbahnen weisen häufig komplexe geometrische Konfigurationen auf. Ein Verzweigungspunkt wird dadurch ausgebildet, dass zwei vorgefertigte gestanzte Leiterbahnen aufeinandergelegt und an dem Kontaktpunkt in einem zusätzlichen Arbeitsschritt verbunden werden. Der Ausgestaltung der vorgefertigten Lei- terbahnen sind durch die Art der Herstellung und den dafür notwendigen hohen Materialverbrauch enge Grenzen gesetzt.

Die Handhabung der vorgefertigten Leiterbahnen ist umständlich und macht die Herstellung des KunstStoff-Bauteils auf- wendig und teuer. Darüber hinaus müssen die Leiterbahnen zur Stabilisierung Haltepunkte aufweisen, die in einem spä-

BESTÄTIGUNGSKOPIE teren Abschnitt des Verfahrens wieder gelöst werden müssen. Insgesamt ist diese Art der Herstellung eines Kunststoff- Bauteils mit elektrischen Leiterbahnen aufgrund der vielen aufeinanderfolgenden, grundsätzlich unterschiedlichen Verfahrensschritte aufwendig und kostenintensiv.

Es ist bekannt, zuerst ein Trägerteil aus Kunststoff zu spritzen und anschließend eine Metallkomponente aufzuspritzen oder aufzugießen. Anschließend wird das Trägerteil zusammen mit der metallenen Komponente mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung aus Kunststoff umspritzt. Mit diesem Verfahren sind jedoch nur geometrisch einfache Konfigurationen von Leiterbahnen zu erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoff-Bauteils , das zumindest eine elektrische Leiterbahn aufweist, zu schaffen, mit dem auch komplizierte räumliche Konfigurationen von Leiterbahnen ausbildbar sind.

Darüber hinaus soll ein entsprechendes Kunststoff-Bauteil mit zumindest einer Leiterbahn geschaffen werden, das einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in verfahrenstechnischer Hinsicht durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei ist in bekannter Weise vorgesehen, dass das Trägerteil mittels eines Spritzgussverfahrens und die zumindest eine Leiterbahn mittels eines Metallguss- o- der Metallspritzverfahrens nacheinander hergestellt werden, wobei die später ausgebildete Komponente an die zuvor ausgebildete Komponente angespritzt wird, und wobei das die Leiterbahn tragende Trägerteil in einem nachfolgenden Ver- fahrensschritt mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung aus Kunststoff so umspritzt wird, dass Anschlusselemente der Leiterbahn von der Außenseite des Kunststoff-Bauteils zugänglich sind.

Die Herstellung des Trägerteils und der zumindest einen Leiterbahn erfolgt vorzugsweise nacheinander in einem kombinierten Spritzgusswerkzeug, mit dem sowohl ein Kunststoff-Material und unabhängig davon auch ein flüssiges Metall- bzw. eine Metall-Legierung verarbeitet und gespritzt werden können. Auf diese Weise ist es möglich, das Trägerteil zusammen mit der Leiterbahn in einem einheitlichen Verfahren schnell und kostengünstig herzustellen.

Um räumlich komplizierte Konfigurationen von Leiterbahnen und eine mehrschichtige Leiterbahn-Architektur zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mehrere, vorzugsweise unterschiedliche Trägerteile hergestellt werden, von denen zumindest einige Trägerteile und vorzugsweise alle Trägerteile jeweils zumindest eine Leiterbahn aufweisen. Die Trägerteile werden dann vor Aufbringung der Umhüllung in einer vorbestimmten Relativposition ausgerichtet und insbesondere aufeinander geschichtet oder aufeinander gestapelt. Abschließend werden die Trägerteile bzw. der Trägerteil-Stapel mit der Umhüllung umspritzt und dadurch fixiert und eingekapselt.

In einzelne oder alle Trägerteile können vorgefertigte elektronische Bauteile eingesetzt werden, die über die Leiterbahnen mit den außenliegenden Anschlusselementen verbunden sind. Der Verlauf der Leiterbahnen in den einzelnen Trägerteilen ist vorzugsweise so, dass zumindest einige Leiterbahnen bei der Anordnung der Trägerteile in der vorbestimmten Relativposition miteinander in Kontakt treten, so dass eine elektrische Verbindung zwischen Leiterbahnen unterschiedlicher Trägerteile gegeben ist.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trägerteile über Verbindungselemente miteinander verbunden werden, die Gelenke bilden. Bei den Verbindungselementen kann es sich um einstückig angeformte Stege oder Scharniere handeln, die bei der Herstellung der Trägerteile ausgebildet werden. Nachdem die Trägerteile mit den Leiterbahnen versehen sind, werden die Trägerteile relativ zueinander um die Stege oder Scharniere geschwenkt und miteinander in Anlage gebracht, wobei durch die Stege und Scharniere eine gewünschte Relativposition zwischen den Trägerteilen zuverlässig erreicht wird.

Vorzugsweise wird in einem ersten Schritt das Trägerteil aus Kunststoff gespritzt, an das anschließend die elektrische Leiterbahn angespritzt wird. Diese Reihenfolge kann jedoch auch umgekehrt werden, wenn es die Bauteilgeometrie erlaubt, d.h. dass zunächst die elektrische Leiterbahn hergestellt und anschließend das Trägerteil an die Leiterbahn angespritzt wird.

Im nachfolgenden wird beispielhaft davon ausgegangen, dass zunächst das aus Kunststoff bestehende Trägerteil gespritzt und anschließend eine oder mehrere Leiterbahnen aus dem metallenen Material auf das Trägerteil aufgespritzt werden. Die Erfindung ist darauf jedoch nicht beschränkt. Damit die Leiterbahn einen vorbestimmten geometrischen Ver lauf exakt einhält, können in dem Trägerteil auf zumindest einer Seite eine oder mehrere Nuten ausgebildet werden, di anschließend mit einem die Leiterbahn bildenden metallischen Material gefüllt werden. Vorzugsweise ist vorgesehen dass das Trägerteil auf mehreren Seiten und insbesondere auf entgegengesetzten Seiten entsprechende Nuten aufweist, so dass sich auch komplizierte geometrische Verläufe für die Leiterbahnen erzielen lassen, bei denen die Leiterbahn beispielsweise durch das Trägerteil verläuft.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Trägerteil als ebene oder räumlich ge krümmte oder räumlich abgestufte Platte ausgebildet wird. In diesem Fall können sowohl auf der Oberseite der Platte als auch auf der Unterseite der Platte entsprechende kanal artige Nuten zur Aufnahme des die Leiterbahnen bildenden metallenen Materials vorgesehen sein.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das metallene Material bzw. die nachträglich ausgebil dete Komponente formschlüssig an dem Trägerteil oder an de zuvor ausgebildeten Komponente befestigt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass in der zuvor ausgebildeten Komponente, beispielsweise dem Trägerteil, Hinterschneidungen ausgebildet sind, die von der später ausgebildeten Komponente, beispielsweise der Leiterbahn, hintergriffen werden.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass die nachträglich ausgebildete Komponente, beispielsweise die Leiterbahn, stoffschlüssig an der zuvor ausgebildeten Komponente, beispielsweise dem Trägerteil, befestigt wird. Zu diesem Zweck können die Materialeigenschaften und die Verfahrensparameter so aufeinander abgestimmt sein, dass die beiden Komponenten miteinander verschweißen, d.h. eine molekulare Bindung eingehen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann zwischen den beiden Komponenten zumindest eine Oberflächenhaftung vorgesehen sein, die beispielsweise dadurch erreicht wird, dass es beim Anspritzen der nachträglich ausgebildeten Komponente, beispielsweise dem metallenen Material der Leiterbahn, zu einem oberflächlichen Anschmelzen des Materials der zuvor ausgebildeten Komponente, beispielsweise dem Kunststoff des Trägerteils, kommt.

Als Material für das Trägerteil kann jeder spritzfähige Kunststoff, beispielsweise Polypropylen oder Polyamid verwendet werden. Als Metall-Komponente für die Leiterbahn kann eine Metall-Legierung verwendet werden, die ab einer Temperatur von 180°C bis ca. 500°C fließfähig ist und wobei es sich beispielsweise um eine Sn-Legierung handeln kann.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das die Leiterbahn tragende Trägerteil in einem nachfolgenden Verfahrensschritt mit einer elektrisch isolierenden Umhüllung aus Kunststoff umspritzt wird. Als Material für die Umhüllung kann das gleiche Kunststoff-Material wie für das Trägerteil verwendet werden, wobei dann das Trägerteil und die Umhüllung eine stoffschlüssige Verbindung und gegebenenfalls zusätzlich auch eine formschlüssige Verbindung eingehen können. Auch wenn für die Umhüllung ein anderes Kunststoff- Material als für das Trägerteil verwendet wird, kann vorgesehen sein, dass die Umhüllung und das Trägerteil formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden . Die Umhüllung wird so angeordnet, dass sie das Trägerteil vorzugsweise vollständig umschließt und einkapselt. Die Leiterbahn wird mit vorgefertigten Anschlusselementen, beispielsweise Steckern oder Buchsen verbunden, die insbesondere während des Spritzvorgangs des metallenen Materials der Leiterbahn in diese integriert werden. Die Umhüllung umschließt das Trägerteil und die Leiterbahnen vorzugsweise so weit, dass lediglich die Anschlusselemente der Leiterbahnen auf der Außenseite des Kunststoff-Bauteils hervorstehen und von dieser Außenseite zugänglich sind.

Das Trägerteil und die Leiterbahnen werden vorzugsweise in einer gemeinsamen mehrstufigen Spritzvorrichtung in kurzer zeitlicher Folge ausgebildet. Die Spritzvorrichtung kann so ausgestaltest sein, dass unmittelbar nach Ausbildung der Leiterbahnen und einer eventuell dazwischengeschalteten Kühlphase die Umhüllung ebenfalls direkt in der Spritzvorrichtung aufgespritzt wird. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass das die Leiterbahnen tragende Trägerteil als Vorformling zwischengelagert wird. Nach einer Zwischenlagerzeit von mehreren Stunden, mehreren Tagen oder auch mehreren Monaten kann dann bei Bedarf in einer einfachen Spritzgussmaschine die Umhüllung aufgespritzt werden. Dies bringt den wesentlichen Vorteil mit sich, dass die geometrische Formgebung des Kunststoff- Bauteils, die durch die geometrische Formgebung der Umhüllung bestimmt ist, je nach Bedarfsfall angepasst werden kann, d.h. für Kunststoff-Bauteile der genannten Art, die unterschiedliche geometrische Formen und Konfigurationen aufweisen, kann immer das gleiche innere Trägerteil mit aufgespritzten Leiterbahnen verwendet werden, wodurch die Herstellung des Kunststoff-Bauteils einfach und kostengünstig wird. Es ist lediglich notwendig, eine entsprechende große Anzahl von vorgefertigten Trägerteilen mit aufgebrachten Leiterbahnen vorzuhalten und dann im Bedarfsfall eine Umhüllung mit gewünschter geometrischer Form anzuspritzen .

Um die Leiterbahn an eine weiterführende elektrische Leitung oder ein elektrische Stromquelle anzuschließen, wird die Leiterbahn mit vorgefertigten Anschlusselementen insbesondere in Form von Steckern oder Buchsen versehen. Die Anschlusselemente können vor dem Einspritzen des metallischen Materials der Leiterbahn in der Spritzgussform positioniert und dann in das metallische Material eingebettet werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Anschlusselemente nachträglich zu montieren, was beispielsweise dadurch geschehen kann, dass vorgefertigte Anschlusselemente in das metallische Material der Leiterbahn hineingedrückt werden.

In vorrichtungstechnischer Hinsicht wird die obenstehende Aufgabe durch ein Kunststoff-Bauteil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 15 gelöst. Das Kunststoff-Bauteil besitzt zumindest eine elektrische Leiterbahn aus einem metallischen Material, die auf einem Trägerteil aus Kunststoff angeordnet ist. Dabei sind das Trägerteil aus Kunststoff mittels eines Spritzgussverfahrens und die zumindest eine elektrische Leiterbahn mittels eines Metallguss- oder Metallspritzverfahrens nacheinander hergestellt, wobei die zuletzt ausgebildete Komponente an die zuvor ausgebildete Komponente angespritzt ist. Darüber hinaus ist eine aufgespritzte Umhüllung aus einem elektrisch isolierenden Material vorgesehen, die das Trägerteil und die Leiterbahnen vorzugsweise vollständig einkapselt. Erfindungsgemäß sind mehrere Trägerteile vorgesehen, von denen zumindest einige Trägerteile und insbesondere alle Trägerteile jeweils zumindest eine Leiterbahn aufweisen. Die Trägerteile sind in einer vorbestimmten Relativposition zueinander angeordnet und von der Umhüllung fixiert und eingeschlossen bzw. eingekapselt.

In einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Trägerteile aufeinandergelegt oder gestapelt sind.

Vorzugweise sind die Trägerteile über Verbindungselemente miteinander verbunden, die Gelenke bilden. Bei den Verbindungselementen kann es sich um einstückig angeformte Stege oder Scharniere handeln.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trägerteil zumindest auf einer Seite und insbesondere auf entgegengesetzten Seiten zumindest jeweils eine kanalartige Nut aufweist, in der die Leiterbahn angeordnet ist. Nachdem das Trägerteil mit der kanalförmigen Nut oder den Nuten ausgebildet ist, kann das flüssige Metall direkt in die kanalförmige Nut oder Nuten eingebracht werden, wobei es durch die Nutwandungen geführt ist. Das flüssige Metall fließt durch die kanalförmigen Nuten und füllt diese vollständig aus, wodurch die Leiterbahn gebildet ist. Die Einbringung des flüssigen Metalls in die kanalförmige Nut oder Nuten kann durch direktes Eingießen oder vorzugsweise durch direktes Einspritzen der Metallschmelze in die Nut erfolgen .

Um die Leiterbahnen zuverlässig in der Nut zu halten, kann diese zumindest in Teilbereichen formschlüssig in der Nut bzw. an dem Trägerteil gehalten sein. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass in oder an der Nut Hinterschneidungen ausgebildet sind, in die die Leiterbahn zumindest teilweise eingreift. Wenn das flüssige Metall in die Nut eingebracht wird, hinterströmt es die Hinterschneidungen, so dass es im verfestigten Zustand sicher und unlösbar in der Nut gehalten ist.

Die aus Kunststoff bestehende Umhüllung kann mit dem Trägerteil formschlüssig und/oder Stoffschlüssig verbunden sein .

Bei dem Trägerteil kann es sich beispielsweise um eine ebene, um eine räumlich gekrümmte oder auch um eine räumlich abgestufte Platte handeln.

Weitere vorrichtungstechnische Merkmale des Kunststoff- Bauteils sind bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren oben erläutert worden, worauf zwecks Vermeidung von Wiederholungen verwiesen werden soll.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich.

Es zeigen:

Fig. 1 Eine perspektivische Explosionsdarstellung der

Teile eines erfindungsgemäßen Kunststoff- Bauteils, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Bauteils ,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Unterseite de

Kunststoff-Bauteils gemäß Figur 2, wobei das eingekapselte Trägerteil gestrichelt dargestellt ist,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht mehrerer nebeneinander angeordneter Trägerteile,

Fig. 5 die Trägerteile gemäß Figur 4 bei der Ausbildung eines Trägerteil-Stapels,

Fig. 6 einen aus den Trägerteilen gemäß Figur 4 gebil deten Trägerteil-Stapel,

Fig. 7 den Trägerteil-Stapel gemäß Figur 6 mit aufgebrachter Umhüllung,

Fig. 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung der

Teile eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Bauteils gemäß einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung des Trägerteils gemäß Figur 8 mit Leiterbahnen und Anschlusselementen und

Fig. 10 das Kunststoff-Bauteil mit aufgebrachter Umhül lung . Figur 1 zeigt die Bestandteile eines erfindungsgemäßen Kunststoff-Bauteils 10 in einer auseinandergezogenen, perspektivischen Explosionsdarstellung . Das Kunststoff-Bauteil 10 weist ein Trägerteil 11 auf, das im dargestellten Beispiel als räumlich gekrümmte Platte ausgebildet ist, so dass für die Oberfläche des Trägerteils 11 eine dreidimensionale Geometrie erreicht ist. Das Trägerteil 11 besteht aus Kunststoff und besitzt auf seiner Oberseite mehrere kanalartige Nuten 13, die jeweils entgegengesetzte Endbereiche des Trägerteils 11 miteinander verbinden. Auch auf der Unterseite des Trägerteils 11 ist zumindest eine Nut 13 ausgebildet, von der in Figur 1 nur das linksseitige Ende an der linken Stirnseite des Trägerteils 11 dargestellt ist.

Auf der Oberseite und der Unterseite des Trägerteils 11 sind noppenartige Vorsprünge 15 angeformt, die als Abstandshalter für einen nachfolgenden Bearbeitungsprozess dienen.

In dem Trägerteil 11 ist eine taschenartige Ausnehmung 14 ausgebildet, in die ein vorgefertigtes elektronisches Bauteil, beispielsweise ein Chip 19 eingesetzt werden kann.

Das Trägerteil 11 wird in einem 1. Verfahrensschritt in einer Spritzgussvorrichtung aus Kunststoff hergestellt. So ¬ bald das Trägerteil 11 eine ausreichende Festigkeit besitzt, wird in die Nuten 13 ein flüssiges Metall einge- spritzt oder eingegossen. Das flüssige Metall füllt die Nuten 13 vollständig aus und bildet Leiterbahnen 12, die in Figur 1 herausgehoben dargestellt sind. Das elektronische Bauteil 19 kann entweder nachträglich in der taschenartigen Ausnehmung 14 montiert oder bereits vorab positioniert wer den .

Das Trägerteil 11 mit den Leiterbahnen 12 und gegebenenfalls dem elektronischen Bauteil 19 wird dann vorzugsweise auf Halde gelegt und zwischengelagert. Bei Bedarf wird es in einer üblichen Spritzgussmaschine positioniert, wobei die noppenartigen Vorsprünge 15 sicherstellen, dass das Trägerteil 11 in der Spritzgussmaschine auf Abstand in der dortigen Kavität gehalten ist und mit einem Kunststoffmate rial umspritzt werden kann. Das Kunststoffmaterial bildet eine elektrisch isolierende Umhüllung 16, die das Trägerteil 11 vollständig einkapselt und vorzugsweise aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie das Trägerteil 11 besteht, so dass zwischen der Umhüllung 16 und dem Trägerteil 11 ei ne feste vorzugsweise stoffschlüssige Verbindung gegeben ist. Wie Figur 2 zeigt, besteht auf der Außenseite des Kunststoff-Bauteils 10 lediglich Anschlusselemente 20 in Form von Steckern oder Buchsen hervor, die eine elektrisch Verbindung zwischen der Leiterbahn und einer weiterführenden Leitung ermöglichen.

Figur 3 zeigt das Kunststoff-Bauteil gemäß Figur 2 in um 180° gedrehter, auf den Kopf gestellter Darstellung, wobei gestrichelt das im Inneren der Umhüllung 16 angeordnete Trägerteil 11 dargestellt ist, das von der Umhüllung 16 vollständig umschlossen wird.

Die Figuren 4 bis 7 zeigen die Herstellung eines alternativen Kunststoff-Bauteils 10, das aus drei Trägerteilen 11 aufgebaut ist. In einem 1. Verfahrensschritt werden die drei Trägerteile 11 gemeinsam in nebeneinander angeordnete] Ausrichtung aus einem KunstStoffmaterial gespritzt, wobei benachbarte Trägerteile 11 jeweils über ein steg- oder scharnierartiges Verbindungselement 17 gelenkig miteinander verbunden sind. Die Trägerteile 11 weisen jeweils auf zumindest einer Seite und vorzugsweise auf entgegengesetzten Seiten jeweils die Nuten 13 auf, die in einem nachfolgenden Verfahrensschritt mit einem metallenen Material zur Bildung der Leiterbahnen 12 gefüllt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das gemäß Figur 4 mittlere Trägerteil 11 eine taschenartige Ausnehmung 14 zur Aufnahme eines elektronischen Bauteils 19.

Nach Herstellung der Trägerteile 11 und der Leiterbahnen 12 sowie der Montage des elektronischen Bauteils 19 werden die Trägerteile 11 um ihre Verbindungselemente 17 relativ zum benachbarten Trägerteil 11 geschwenkt und somit aufeinan ¬ dergelegt und gestapelt. Wie Figur 5 zeigt, wird das gemäß Figur 4 rechte Trägerteil um das scharnierartige Verbindungselement 17 in Richtung des Pfeils Pi geschwenkt und somit auf die Oberseite des mittleren Trägerteils 11 gelegt. Das linke Trägerteil 11 wird um sein scharnierartiges Verbindungselement 17 in Richtung des Pfeils P2 geschwenkt und auf die Unterseite des mittleren Trägerteils 11 gelegt. Es ist somit ein in Figur 6 dargestellter Trägerteil-Stapel 18 gebildet, wodurch eine räumliche Leiterbahn-Architektur ermöglicht ist, bei der die Leiterbahnen übereinander liegender Trägerteile 11 miteinander in Kontakt kommen können.

Anschlusselemente in Form von Steckern oder Buchsen können in nicht dargestellter Weise an den Leiterbahnen ausgebildet sein, indem vorgefertigte Anschlusselemente entweder bei Ausbildung der Leiterbahnen 12 in diese eingegossen und eingebettet oder nachträglich in die Leiterbahnen 12 eingebracht werden. Der Trägerteil-Stapel 18 wird in einem nachfolgenden Verfahrensschritt mit der Umhüllung 16 umspritzt, die in Figur 7 nur gestrichelt dargestellt ist. Die Umhüllung 16 umschließt den Trägerteil-Stapel 18 vollständig und stellt sicher, dass die Trägerteile 11 in ihrer vorbestimmten Relativposition gehalten werden.

Die Figuren 8 bis 10 zeigen ein erfindungsgemäßes Kunststoff-Bauteil nach Art eines Kabels. Als Trägerteil 11 wird ein leistenartiges Kunststoffprofil mit einem Kreuz- bzw. H— Querschnitt verwendet (siehe Detail B) , so dass vier in Längsrichtung des Trägerteils 11 verlaufende kanalartige Nuten 14 gebildet sind, die über den Umfang des Trägerteils 11 verteilt angeordnet sind. Die Nuten 14 werden in einem nachfolgenden Verfahrensschritt mit einem flüssigen metallenen Material aufgefüllt, das in die Nuten 14 eingespritzt wird, so dass in Längsrichtung des Trägerteils 11 verlau ¬ fende Leiterbahnen 12 gebildet sind (siehe Detail A) . Vorgefertigte stiftartige Anschlusselemente 20 werden entweder in das metallene Material der Leiterbahnen 12 eingegossen oder nachträglich in diese eingebracht. Es sind somit vier über den Umfang verteilte, aufeinander getrennte Leiterbahnen 12 gebildet. Das Trägerteil 11 mit den Leiterbahnen 12 und den Anschlusselementen 20 ist in Figur 9 dargestellt. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden das Trägerteil 11 und die Leiterbahnen 12 mit der Umhüllung 16 aus Kunststoff umspritzt, so dass das Trägerteil 11 und die Leiterbahnen 12 vollständig eingekapselt sind und lediglich die Anschlusselemente 20 auf der Oberseite des Kunststoff- Bauteils 10 hervorstehen, wie es in Figur 10 dargestellt ist .