Flamecon
Bei der Flamecon-Technologie handelt es sich um ein seit etwa 2000 von dem internationalen Automobilzulieferer Leoni entwickeltes Verfahren zur automatisierten Aufbringung von metallischen Strukturen wie Leiterbahnen auf unterschiedliche Trägermaterialien, wie z. B. Kunststoff, Metalloxide, Holz und Keramiken.<ref name="EP1363811" /> Flamecon wird unter anderem in der MID-Technologie (Moulded Interconnect Devices) eingesetzt.<ref name="fischeretal">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Ein Vorteil liegt in der chemie- und maskenfreien Herstellung.<ref name="drahtmagazin">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Zudem können die benötigten Werkzeuge auf softwaregesteuerte Industrieroboter montiert werden, wodurch sich ein hohes Maß an Flexibilität der Herstellung (Losgröße 1) ergibt.<ref>3-D MID, <templatestyles src="Webarchiv/styles.css" />{{#if:20170424085719
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2017 wurde bekannt, dass es zwischen Leoni und mehreren ehemaligen Angestellten Auseinandersetzungen über die Vergütung der Patente gibt.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:|{{{autor}}}: }}{{#if:|{{#if:Leoni: Eine Pannenserie, die nicht abreißt|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Leoni: Eine Pannenserie, die nicht abreißt}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.wiwo.de/unternehmen/auto/leoni-eine-pannenserie-die-nicht-abreissen-will/20024514.html%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Leoni: Eine Pannenserie, die nicht abreißt}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.wiwo.de/unternehmen/auto/leoni-eine-pannenserie-die-nicht-abreissen-will/20024514.html}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Leoni: Eine Pannenserie, die nicht abreißt}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:{{#if: 2018-04-12 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Das Verfahren
Ausweislich der Publikationen wird die Oberfläche strukturiert und mittels eines thermisch-kinetischen Verfahrens gemäß der Struktur metallisiert.<ref name="EP1363811" /> Dabei kommen verschiedene Strukturierungsverfahren zum Einsatz, auch das thermisch-kinetische Auftragsverfahren selbst kann die Strutkturierungsfunktion übernehmen.<ref>{{#if:|{{#iferror: {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}| |}}}}{{#if:Di Su|Di Su: }}{{#if:|{{#if:Direct Structuring in Action|[{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|archivURL|1={{#invoke:URLutil|getNormalized|1={{{archiv-url}}}}}}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel=Direct Structuring in Action}}]{{#if:| ({{{format}}})}}{{#if:| {{{titelerg}}}{{#invoke:Vorlage:Internetquelle|Endpunkt|titel={{{titelerg}}}}}}}}}|{{#if:https://www.youtube.com/watch?v=6hk6BydAy2A%7C{{#if:{{#invoke:TemplUtl%7Cfaculty%7C}}%7C{{#invoke:Vorlage:Internetquelle%7CTitelFormat%7Ctitel={{#invoke:WLink%7CgetEscapedTitle%7C1=Direct Structuring in Action}}}}|[{{#invoke:URLutil|getNormalized|1=https://www.youtube.com/watch?v=6hk6BydAy2A}} {{#invoke:Vorlage:Internetquelle|TitelFormat|titel={{#invoke:WLink|getEscapedTitle|1=Direct Structuring in Action}}}}]}}{{#if:| ({{{format}}}{{#if:2014-01-30{{#if: 2017-04-21 | {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}||1}}}}
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Das aufzutragende Metall wird im Allgemeinen geschmolzen und durch Druck auf die Oberfläche aufgespritzt. Die Grundidee ist lange bekannt und wird z. B. beim Flammspritzen in der Beschichtungstechnik eingesetzt. Die Oberfläche wird jedoch lokal beispielsweise mittels Laser strukturiert, um unterschiedliche Haftbarkeit zu gewährleisten. Je nach Querschnitt und metallurgischer Zusammensetzung können die aufgebrachten Leitungen sowohl zur Signal- und Stromleitung als auch für Heizzwecke eingesetzt werden. Prozessbedingt ergibt sich eine gewisse Porosität. Diese reduziert zwar den Leitwert gegenüber dem Vollmaterial, verbessert aber die Eigenschaften bei Hochfrequenzanwendungen (Oberflächeneffekt). Der Leitwertverlust liegt im Allgemeinen unter 10 %, was entweder durch eine Schichtdickenerhöhung kompensiert werden kann oder bei nur kurzzeitig hohen Strömen aufgrund der besseren Wärmeableitung nicht relevant ist. Lediglich bei Kupfer kann es bei ungünstigen Prozessparametern zu einer Gesamtreduktion von bis zu 50 % IACS gegenüber Vollmaterial kommen. Dies entspricht im Ergebnis der gleichen Leitfähigkeitsklasse wie die der galvanisch erzeugten Schicht einer PCBs oder FPCBs, jedoch kann Flamecon einfacher dickere Schichten erzeugen und so den Verlust kompensieren. Die Ursache für den erhöhten IACS-Verlust liegt darin, dass mechanische Verspannungen, wie sie durch zu hohe Partikelgeschwindigkeiten entstehen, die gleiche Wirkung wie Oxide haben.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Durch gezielte Prozessführung wird weder der Kunststoff geschädigt noch entstehen Metallablagerungen an unerwünschten Stellen.
Einordnung
Verfahren
- Metallisierungsverfahren
- Leiterplattenstrukturierung
- Rapid Prototyping
- Rapid Manufacturing/Digital Manufacturing
Das Verfahren brückt die Grenze zwischen den klassischen MID-Verfahren wie TwoShotMolding, LDS u. a. und den kabel- oder stanzgittergebundenen Metallisierungsverfahren.
Substratmaterialien: PS, ABS, PA, ... PEEK, Keramik, Glas, Metalloxid
Ablauf und Prozessfenster (beispielhaft)
- Das Substrat wird durch Laser, Sandstrahl, Metallpulverstrahl o. ä. strukturiert aufgeraut. Im einfachsten Fall geht ein Filzstift. Üblicherweise wird positiv gearbeitet, d. h., die so angelegte Struktur entspricht dem Positiv des Schaltungsbildes. Bei glasierter Keramik wird üblicherweise negativ strukturiert. So entsteht eine Keimschicht.
- Ein thermisch-kinetischer Strahl aus Metallpulver, -tröpfchen, -plasma etc. wird auf das Substrat gelenkt. Dieser muss nicht auf die Struktur fokussiert sein, sondern kann globflächig auftragen. Der Auftrag geschieht aber nur an der Keimschicht.
Datei:Thermisches-Spritzen.jpg Prinzip des thermisch-kinetischen Auftragsverfahren
Die beiden Schritte können ineinander integriert sein. So kann die Front eines Teilchenstrahls bereits als Keimbildner ausreichen. Entsprechendes beschreibt das Patent.<ref name="EP1363811">{{#if:{{#ifexpr:{{#if:EP|0|1}} or {{#if:1363811|0|1}}|1}}|Fehlender Parameter {{#if:EP||„Land“{{#if:1363811|| und }}}}{{#if:1363811||„V-Nr“}}|}}{{#if: {{#invoke:Expr|TemplateBooland}}|{{#ifeq:|Patentanmeldung|Patentanmeldung|{{#ifeq:|Gebrauchsmuster|Gebrauchsmuster|Patent}}}} {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|EP1363811B1|{{#switch: {{{DB}}} | DEPATIS =EP1363811B1 | WIPO = EP1363811 | Google = EP1363811B1 | #default =EP1363811B1 }}}}{{#if:Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeug-Formbauteils mit einer integrierten Leiterbahn und Kraftfahrzeug-Formbauteil2002-02-222004-12-22Leoni AGFranz Zahradnik et al|:|.}}{{#if:Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeug-Formbauteils mit einer integrierten Leiterbahn und Kraftfahrzeug-Formbauteil| Verfahren zum Herstellen eines Kraftfahrzeug-Formbauteils mit einer integrierten Leiterbahn und Kraftfahrzeug-Formbauteil.}}{{#if:2002-02-22| Angemeldet am {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:2004-12-22Leoni AGFranz Zahradnik et al|,}}}}{{#if:2004-12-22|{{#if:2002-02-22| veröffentlicht am | Veröffentlicht am }}{{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:Leoni AGFranz Zahradnik et al|,}}}}{{#if:Leoni AG| Anmelder: Leoni AG{{#if:Franz Zahradnik et al|,}}}}{{#if:Franz Zahradnik et al| Erfinder: Franz Zahradnik et al}}{{#if:| ({{{Kommentar}}})}}{{#if:2002-02-222004-12-22Leoni AGFranz Zahradnik et al|.}}}}{{#invoke:TemplatePar|match |template= Vorlage:Patent |cat= {{#ifeq: 0 | 0 | Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Patent}} |format= |preview=@@@ |1=Land= ABC+ |2=V-Nr= /^[0-9A-Z]+$/ |3=Titel= * |4=Erfinder= * |5=Anmelder= * |6=A-Datum= * |7=V-Datum= * |8=Typ= ASCII |9=Code= ASCII |10=Kommentar= * |11=KeinLink= ASCII |12=DB=ASCII }}</ref>
Einsatz
Flamecon-Produkte werden als Weg gesehen, potenziell klassische Leiterplatten (PCB wie FPCB), Stanzgitter<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> und Kabel<ref name="drahtmagazin" /> abzulösen. Da sie elektrische Strukturen integrieren können sie sowohl als Antennen (Brose<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>), Heizelemente z. B. von Dräxlmaier,<ref name="fischeretal" /> Sensoren bis hin zu Kameras (Magna<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>), Magnetventile (Bosch<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>), Türschaltern<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> oder ähnliches verwendet werden als auch als Träger für LEDs wie in Tagfahrlichtern (Sylumis,<ref>plasma-innovations.com</ref> Osram<ref name=":1">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>).
Quellen
- G. Reichinger, K. Götz: Spritzen von Leiterzügen auf Kunststoffen. In: VDI-Z. Band 147, Nr. 1/2, 2005, S. 73–74. {{#invoke:URIutil|{{#ifeq:1|1|linkISSN|targetISSN}}|0042-1766|0}}{{#ifeq:1|0|[!]
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- Bildmaterial LEONI, Versuchsanlage Makro-MID
- Flamecon auf IAA, LEONI-Stand
- Report auf materialsgate
- EFFIZIENZ IN 3-D
- Leoni Flamecon® -ein neues Metallisierungsverfahren stellt sich vor
- Anwendungsvideo am Beispiel einer Porsche-Rückleuchte
- Dispensen und Bestücken von Flamecon-Trägern, Häcker Automation.
- Intelligenz für Verkehr und Logistik. http://www.drahtmagazin.de/
Einzelnachweise
<references />
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- Seiten mit defekten Dateilinks
- Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:ISSN
- Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik
- Thermisches Spritzen