Dr.-Ing. Nils Kopp, Tamura Elsold

Das Integrierte Metall-/Kunststoff-Spritzgießen (IMKS) ermöglicht die Herstellung komplexer Kunststoffbauteile mit integrierten metallischen Leiterbahnen in einem einstufigen Prozess. Dazu wird das Spritzgießen von Kunststoffen mit dem Metallspritzgießen von niedrig schmelzenden Metalllegierungen für die elektrischen Verbindungen kombiniert.

Das maßgeblich vom Experten für Kunststoffspritzgießen und Werkzeugbau Krallmann entwickelte Verfahren ermöglicht es, in Kunststoffbauteile Leiterbahnen zu integrieren und dabei elektronische Bauteile wie LEDs oder Widerstände zu kontaktieren – direkt innerhalb des Urformprozesses in einer einzigen Maschine. Kabel oder separate Leiterplatten aus Stanzgittern und Produktions-, Montage- und Verbindungsprozesse sowie der erforderliche Platz und die damit verbundenen Einschränkungen in der Designfreiheit entfallen.

Als metallischer Werkstoff für die elektroische Verbindung eignen sich Weichlote wie Sn99.3Cu0.7 oder Sn96.5Ag3.0Cu0.5. Beim Spritzguss ist das Fließverhalten eine elementare Materialeigenschaft. Das Fließverhalten, charakterisiert durch die sogenannte Fließlänge, wird durch die Mikrolegierung, besonders bei einem speziell auf die Anforderungen des IMKS-Prozesses optimierten Nickel- und Germaniumgehalt, sowie durch den speziellen Herstellprozess gegenüber üblichem Sn99.3Cu0.7 Lot signifikant verbessert. Weitere Eigenschaften der optimierten Legierung sind geringe Krätzebildung,  geringe Aggressivität gegenüber den Maschinenkomponenten.

Bauteil mit integrierter Leiterbahn und zusätzlicher Tastenfunktion

Prinzip des IMKS-Prozess Integriertes Metall-/Kunststoff-Spritzgießen

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