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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Herstellung klebstofffreier Flachleiter-Bandkabel sowie auf
diese Weise hergestellte Flachleiter-Bandkabel.
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Flachleiter-Bandkabel werden in großem Umfang
in der Elektro- und Elektronikindustrie eingesetzt. Sie können beispielsweise
zur Verbindung elektrischer Bauteile, als Steuersignal- oder Energietransportleitungen
oder als flexible Heizelemente verwendet werden.
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Flachleiter-Bandkabel weisen mehrere,
parallel angeordnete Leiterbahnen zur Übertragung elektrischer Energie
und/oder von Daten in Form elektrischer Signale auf. Die Leiterbahnen
sind in ein Polymer eingebettet, das die Leiterbahnen voneinander
und gegen die Umgebung isoliert und gleichzeitig gegen Beschädigung schützt.
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Die Einsatzmöglichkeiten eines Flachleiter-Bandkabels
werden wesentlich durch die Eigenschaften des zur Isolierung verwendeten
Polymers und durch das Verfahren bestimmt, mit dem die Leiterbahnen
in das Polymer eingebettet werden. An die Eigenschaften des Polymers,
insbesondere an seine Temperaturbeständigkeit, dynamische Biegewechselfestigkeit,
sein Knickverhalten, seine Einreiß- und Weiterreißfestigkeit,
sein Brennverhalten, seine Medien- und Hydrolysebeständigkeit
und seine elektrische Durchschlagsfestigkeit sind des halb in Abhängigkeit
vom jeweiligen Anwendungszweck des Kabels spezielle Anforderungen
zu stellen. Darüber
hinaus beeinflußt
das zur Herstellung der Flachleiter-Bandkabel verwendete Verfahren
dessen Eigenschaften wesentlich. Beispielsweise wird die elektrische
Spannungsfestigkeit des Flachleiter-Bandkabels nicht nur durch die
elektrische Durchschlagsfestigkeit des Polymers, sondern eben auch
durch das eingesetzte Verfahren maßgeblich bestimmt.
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Flachleiter-Bandkabel werden in der
Regel hergestellt, indem die parallelen Leiterbahnen in das Polymer,
beispielsweise Polyethylenterephthalat, mit Hilfe eines Klebstoffs
eingesiegelt werden. Zur Herstellung sogenannter Flexible Flat Cabels
(FFC) werden die parallel angeordneten Leiterbahnen mit Polymerfolien
derart laminiert, daß sich
die Leiterbahnen zwischen den Polymerfolien befinden. Zur Herstellung
eines Flexible Printed Circuit (FPC) werden die Leiterbahnen auf
eine Polymerfolie aufgedampft oder durch ein galvanisches Verfahren
aufgebracht. Auf die so erhaltene erste Polymerfolie wird eine zweite
Polymerfolie geschichtet, wobei beide Polymerfolien mit einem Klebstoff
miteinander verbunden werden, der zuvor zwischen die beiden Polymerfolien
eingebracht wurde.
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Die Verwendung eines Klebstoffs schränkt jedoch
die Einsatzmöglichkeiten
so gefertigter Kabel ein, da die Kleber in der Regel nur über einen
begrenzten Bereich temperaturbeständig sind. Überdies weisen die Kleber nur
eine geringe Alterungsbeständigkeit
und geringe Flexibilität
auf.
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Aus
DE
42 00 311 sind klebstofffreie Flachleiter-Bandkabel bekannt.
Diese Flachleiter-Bandkabel werden durch Heißpressen von Polymerfolien
auf die parallelen Leiterbahnen hergestellt. Die so hergestellten Flachleiter-Bandkabel
sind aufgrund der Verwendung spezieller Polymere mit hoher Temperaturbeständigkeit und
dem Fehlen von Klebstoffen, auch bei höheren Umgebungstemperaturen
verwendbar.
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Die in
DE
42 00 311 offenbarten Thermoplaste bestehen aus Monomeren,
die aromatische oder heteroaromatische Gruppen enthalten. Flachleiter-Bandkabel
wurden nach den Beispielen lediglich mit Isolierungen aus Polyethersulfon,
Polysulfon und Polyetheretherketon hergestellt. Diese Polymere wurden
in Form von Folien eingesetzt. Dazu wird beispielsweise ein Granulat
in einem Extruder aufgeschmolzen, die Schmelze durch eine Düse extrudiert
und die Schmelze anschließend
im Wasserbad oder auf einer Gießwalze
abgekühlt. Zwei
der so erhaltenen Folien werden dann zur Herstellung von Flachleiter-Bandkabeln
mit den Leiterbahnen verpreßt.
Allerdings kann auf diese Weise keine vollständige und gleichmäßige Umhüllung der
Leitbahnen sichergestellt werden, da die Bildung von Hohlräumen nicht
vollständig
ausgeschlossen werden kann. Ein schwerwiegendes Problem dieses Verfahrens
besteht darin, daß zum
Heißpressen
benötigte
Wärme im
Bereich der Leiterbahnen von diesen abgeführt wird, so daß in der
unmittelbaren Umgebung der Leiterbahnen keine optimale Bindung der
Folien zu den Leiterbahnen erreichbar ist. Durch Kapillarkräfte können somit
Medien in das Kabel eindringen und die Leiterbahnen beschädigen. Die
mit diesem Verfahren hergestellten Flachleiter-Bandkabel bestehen
demzufolge den sogenannten Kapillartest nicht.
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EP
0 938 099 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Flachkabeln.
Dabei werden parallel angeordnete Leiter mit rechtwinkligem Querschnitt
zu einem Kreuzkopf eines Extruders geführt und dort mit einem thermoplastischen
Harz mit einem Biegemodul von 800 bis 2400 MPa extrusionsbeschichtet.
Als geeignete thermoplastische Harze werden Polyamidharze, Polyolefinharze
und Polymere mit See-Insel-Struktur angegeben. Dieses Verfahren
ist jedoch nicht geeignet, um Flachleiter-Bandkabel herzustellen,
deren polymere Isolierung hohen Anforderungen an die elektrische
Spannungsfestigkeit und Maßhaltigkeit
gerecht wird.
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Nach dem in
EP 0 938 099 beschriebenen Verfahren
bestehen in der Extrusionsdüse
(siehe beispielsweise
7 in
EP 0 938 099 ) ungleichmäßige Druckverhältnisse,
unter denen das plastifizierte Polymer auf die Leiterbahnen trifft.
Das hat zur Folge, daß die
Isolationsschichten auf und zwischen den Leiterbahnen ungleichmäßig ausgeformt
werden. Demzufolge ist die Maßhaltigkeit
der Polymerisolierung unzureichend, was unter anderem eine geringere
elektrische Spannungsfestigkeit bedingt. Eine relativ geringe Spannungsfestigkeit
führt im
Fall eines elektrischen Überschlags
zwischen den Leiterbahnen und/oder zu den das Flachleiter-Bandkabel
umgebenden Medien zu einer Zerstörung
des polymeren Isolationsmaterials.
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Die klebstofffreien Flachleiter-Bandkabel
nach dem Stand der Technik genügen
somit nicht den hohen Anforderungen, die insbesondere in den letzten
Jahren an Flachleiter-Bandkabel in der Industrie, beispielsweise
in der Automobilindustrie, gestellt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die
Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere
ein Verfahren zur Herstellung klebstofffreier Flachleiter-Bandkabel
mit hoher Maßhaltigkeit
und somit hoher elektrischer Spannungsfestigkeit angegeben werden.
Darüber
hinaus soll eine Vorrichtung zur Herstellung eines solchen Flachleiter-Bandkabels und ein
Flachleiter-Bandkabel mit hoher Maßhaltigkeit und somit hoher
elektrischer Spannungsfestigkeit angegeben werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
der Ansprüche
1, 9, 16 und 17 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen
der Erfindungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis
8, 1.0 bis 15 und 18.
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Nach Maßgabe der Erfindung ist ein
Verfahren zur Herstellung von Flachleiter-Bandkabeln, bestehend im
wesentlichen aus mehreren parallelen Flachleitern, die in ein Polymer
eingebettet sind, vorgesehen, daß die Schritte
- (a) Bereitstellen eines extrudierbaren Polymers;
- (b) Plastifizieren des in Schritt (a) bereitgestellten extrudierbaren
Polymers;
- (c) Einstellen eines konstanten Volumenstroms des in Schritt
(b) erhaltenen plastifizierten Polymers und
- (d) Zusammenführen
des konstanten Volumenstroms des plastifizierten Polymers mit den
parallelen Flachleitern in einem Werkzeug unter Bildung von Flachleiter-Bandkabeln
umfaßt.
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Die Erfindung beruht somit auf der
Erkenntnis, daß die;
Herstellung eines konstanten Volumenstromes, mit dem das plastifizierte
Polymer dem Werkzeug zugeführt
wird, zu einer polymeren Isolierung der Flachleiter führt, die
im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich maßhaltiger ist. Die höhere Maßhaltigkeit, die
bereits für
sich ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, führt darüber hinaus
zu besseren Eigenschaften des Flachleiter-Bandkabels, insbesondere
zu einer besseren elektrischen Spannungsfestigkeit. Die auf diese
Weise hergestellten Flachleiter-Bandkabel. werden somit den in den
letzten beiden Jahren erheblich verschärften Anforderungen gerecht,
die beispielsweise die Automobilindustrie an die von ihr verwendeten
Flachleiter-Bandkabel
stellt.
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Die verwendeten Flachleiter sollten
einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Die Flachleiter können metallische
Leiterbahnen sein, die beispielsweise aus Kupfer gebildet sind.
Im folgenden werden die Begriffe „Leiterbahn" und „Flachleiter"
synonym verwendet.
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Zweckmäßigerweise umfaßt das Bereitstellen
des extrudierbaren Polymers das Trocknen des Polymers. In Abhängigkeit
von dem gewählten
Polymer kann die Trocknungszeit zwischen 30 min und 4 h und die Trocknungstemperatur
zwischen 50 und 160 °C
liegen.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren
kann jedes Polymer eingesetzt werden, daß extrudierbar ist. Aufgrund
ihrer Eigenschaften werden jedoch die Polymere Polyethersulfon,
Polyetherimid, Polyethylennaphthalat, Polypropylen sowie Derivate
dieser Polymere oder Gemische, die diese Polymere und/oder Derivate dieser
Polymere enthalten, bevorzugt. Besonders bevorzugt wird als Polymer
Polyethersulfon verwendet.
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Der konstante Volumenstrom des plastifizierten
Polymers kann mit einer Schmelzepumpe eingestellt werden. Mit Hilfe
dieser Schmelzepumpe wird der diskontinuierliche („pulsierende")
Volumenstrom in einen konstanten Volumenstrom umgewandelt. Die Konstanz
des Volumenstroms kann mittels Druckmessungen geprüft werden.
Bei einem Druck des Volumenstroms des plastifizierten Polymers,
das den Extruder verläßt, von 50
MPa betragen die pulsierenden Druckdifferenzen ± 5 MPa. Würde dieser Volumenstrom direkt
verwendet, um die Leiterbahnen zu ummanteln, würde eine Isolierung mit geringer
Maßhaltigkeit,
bei Polymeren wie Polyethersulfon sogar eine Isolierungsoberfläche mit
schuppigem Charakter (sogenannter Schmelzebruch), erhalten. Die
elektrische Spannungsfestigkeit dieser Flachleiter-Bandkabel ist
demgemäß gering.
Nach der Schmelzepumpe ist der Volumenstrom konstant, wobei die
genauen Parameter von der verwendeten Schmelzepumpe abhängen. „Konstant"
bedeutet in diesem Zusammenhang, daß das Volumen des kontinuierlichen Volumenstroms,
der dem Werkzeug zugeführt
wird, pro Zeiteinheit höchstens
um ± 2,5
% variiert.
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Überdies
kann die Leistung des Extruders durch eine geeignete Druckregelung,
die einen Meßfühler zwischen
dem Ausgang des Extruders und der Schmelzepumpe aufweist, geregelt
werden.
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Das Zusammenführen des konstanten Volumenstroms
des plastifizierten Polymers mit den parallelen Flachleitern in
Schritt (d) sollte das Einstellen der Lage der Leiterbahnen in dem
Polymer umfassen. Vorzugsweise werden die Leiterbahnen in dem Werkzeug
vertikal geführt.
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Die in Schritt (d) erhaltenen Flachleiter-Bandkabel
sollten nach dem Verlassen des Werkzeuges, in dem das plastifizierte
Polymer und die Leiterbahnen zusammengeführt werden, abgekühlt werden.
Das kann beispielsweise geschehen, indem das Flachleiter-Bandkabel
durch ein temperiertes Wasserbad und/oder ein Kühlmedium geführt wird.
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Nach Maßgabe der Erfindung ist weiterhin
eine Vorrichtung zur Herstellung von Flachleiter-Bandkabeln vorgesehen,
die
- (a) eine Einrichtung zum Bereitstellen
eines extrudierbaren Polymers;
- (b) einen Extruder zum Plastifizieren des bereitgestellten extrudierbaren
Polymers;
- (c) eine Schmelzepumpe zum Einstellen eines konstanten Volumenstroms
des plastifizierten Polymers und
- (d) ein Werkzeug zum Zusammenführen des konstanten Volumenstroms
des plastifizierten Polymers mit den paraalelen Flachleitern unter
Bildung von Flachleiter-Bandkabeln
umfaßt.
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Diese Vorrichtung ist insbesondere
zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeignet.
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Zweckmäßigerweise umfaßt die Einrichtung
zum Bereitstellen eines extrudierbaren Polymers einen Trockner zum
Trocknen des extrudierbaren Polymers.
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Sie sollte weiterhin eine Druckregelung
aufweisen, die die Menge des plastifizierten Polymers, das der Schmelzepumpe
zugeführt
wird, einstellt.
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Das Werkzeug zum Zusammenführen des
konstanten Volumenstroms des plastifizierten Polymers mit den parallelen
Flachleitern besteht zweckmäßigerweise
aus
- (a) einer Drahtführung für die parallelen Flachleiter;
- (b) einer Umlenkeinrichtung für den konstanten Volumenstrom
des plastifizierten Polymers;
- (c) einer Polymerführung
und
- (d) einer Austrittsdüse
für das
Flachleiter-Bandkabel.
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Die Drahtführung führt die parallelen Flachleiter
vorzugsweise vertikal durch das Werkzeug. Die vertikale Führung der
Flachleiter bietet den besonderen Vorteil, daß Einflüsse der Schwerkraft auf das
Isoliermaterial vermieden werden, die bei horizontaler Führung, wie
sie im angegebenen Stand der Technik beschrieben ist, zu unterschiedlicher
Stärke
der Isolierung auf der Oberseite und der Unterseite des Flachleiter-Bandkabels führt.
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Die Vorrichtung umfaßt zweckmäßigerweise
eine Einrichtung zum Abkühlen
des in dem Werkzeug erhaltenen Flachleiter-Bandkabels. Bei dieser Einrichtung kann
es sich um ein temperiertes Wasserbad und/oder ein Kühlmedium
handeln.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
von Ausführungsbeispielen
mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen
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1a eine
schematische Darstellung der Draufsicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Herstellung eines Flachleiter-Bandkabels,
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1b eine
schematische Darstellung der Seitenansicht der in 1a gezeigten Ausführungsform,
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2a eine
schematische Schnittdarstellung eines Werkzeuges der in 1a und 1b gezeigten Ausführungsform mit Drahtführung, Umlenkung
und Austrittsdüse,
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2b eine
andere schematische Schnittdarstellung des in 2a gezeigten Werkzeuges,
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3 eine
schematische Schnittdarstellung eines Flachleiter-Bandkabels und
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4 eine
Darstellung von Meßwerten,
die aus der Auswertung von Schliffbildern eines gemäß der Erfindung
hergestellten Flachleiter-Bandkabels hervorgegangen sind.
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Nach 1a und 1b weist die Vorrichtung
zur kontinuierlichen Herstellung von Flachleiter-Bandkabeln mit
hoher Maßhaltigkeit
einen Extruder 5 auf, in dem das extrudierbare Polymer
plastifiziert wird. Das auf diese Weise erhaltene plastifizierte
Polymer wird mit einem Volumenstrom über einen Siebwechsler 7 zu
einer Schmelzepumpe 8 geführt. Im Siebwechsler 7 werden
Verunreinigungen aus dem plastifizierten Polymer entfernt. Mit der
Schmelzepumpe 8 wird aus dem pulsierenden Volumenstrom
des plastifizierten Polymers, der den Extruder 5 verläßt, ein
konstanter Volumenstrom hergestellt. Dieser konstante Volumenstrom
des plastifizierten Polymers trifft in dem Werkzeug 9 auf
die parallel zueinander geführten
Leiterbahnen 2, die das Werkzeug 9 vertikal durchlaufen
(1b). Die vertikale
Laufrichtung der Flachleiter wird mittels Umlenkrolle 8,
die über
dem Werkzeug 9 angeordnet ist, erreicht.
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Durch das Werkzeug 9 werden
die Leiterbahnen 2 in Drahtführung 11 geführt (2a). Das plastifizierte
Polymer tritt in das Werkzeug 9 über den Materialeinlauf 15 ein
(2b). Von dort wird
das plastifizierte Polymer über
eine Materialumlenkung 14 (sogenannte Umlenkeinrichtung)
in die Polymer führung 16 geleitet und
trifft dort auf die Leiterbahnen, wie in Ausschnitt A von 2b dargestellt ist. Anschließend verlassen
die mit dem Polymer ummantelten Leiterbahnen das Werkzeug 9 über Austrittsdüse 12 (1b, 2b) und werden durch ein Wasserbad 10 geführt.
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Ein mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens
erhaltenes Flachleiter-Bandkabel 1 ist in 3 im Querschnitt schematisch und stark
vergrößert dargestellt.
Das Bandkabel 1 weist Leiterbahnen 2 auf, die
in eine Isolierschicht 3 eingebettet sind. Zwischen den
Leiterbahnen 2 verjüngt
sich. die Höhe
des Kabels 1 (Bezugszeichen 4). Die Breite und
Höhe der
Leiterbahnen 2, deren Abstand voneinander, die Dicke der
polymeren Isolationsschicht 3 auf den Leiterbahnen 2 und
zwischen den Leiterbahnen 2 können je nach Verwendungszweck
des Flachleiter-Bandkabels verändert
werden.
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Die in den Beispielen hergestellten
Flachleiter-Bandkabel wurden unter Verwendung folgender Tests geprüft:
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Maßhaltigkeit:
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Zur Prüfung der Maßhaltigkeit wurden Schliffbilder
vom Querschnitt des Flachleiter-Bandkabels angefertigt. Die Schliffbilder
wurden mittels einer optischen Meßvorrichtung (DE MEET 220,
NL) ausgemessen. Die Maßhaltigkeit
der polymeren Ummantelung wurde mit sehr gut bewertet, wenn die
gemessenen Maße
innerhalb der in 4 gezeigten
Bereiche lagen.
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Elektrische
Spannungsfestigkeit
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Aus den in den Beispielen 1 bis 4
hergestellten Flachleiter-Bandkabeln
wurde ein Probekörper
mit 700 mm Länge
hergestellt. An beiden Enden des Probekörpers wurden jeweils 10 mm
abisoliert.
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Der Probekörper wurde in eine 5%ige NaCl-Lösung so
getaucht, daß die
abisolierten Enden des Probekörpers
aus der NaCl-Lösung herausragten.
Zwischen allen Leiterbahnen und Der NaCl-Lösung wurde eine Spannung von
1,5 kV Wechselstrom, 50Hz, angelegt, wobei sichergestellt wurde,
daß kein
Spannungsüberschlag über die
Luft erfolgen konnte. Anschließend
mußten
die Proben der angelegten Spannung 1 min lang widerstehen. Nach
Ablauf dieser Zeit wurde die Spannung bis zum Durchschlag erhöht.
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Der Test wurde für jeweils drei Probekörper durchgeführt.
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Biegewechselfestigkeit
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Aus den in den Beispielen 1 bis 4
hergestellten Flachleiter-Bandkabeln
wurde ein Probekörper
mit 700 mm Länge
hergestellt. An beiden Enden des Probekörpers wurden jeweils 10 mm
abisoliert.
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Der Probekörper wurde in die eine Vorrichtung
zur Testung der Biegewechselfestigkeit gespannt. Anschließend wurde
der Belastungstest unter folgenden Bedingungen durchgeführt:
- – Temperatur: –40 °C
- – Einlagerungszeit:
4 h
- – Biegezyklen:
1000
- – Zykluszeit:
30 s
- – Biegewinkel
beidseitig: 105°
- – Einspannlänge: 128
mm
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Dieser Test wurde für jeweils
drei Probekörper
durchgeführt.
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Im Anschluß daran wurde die Spannungsfestigkeit
der Probekörper,
wie oben angegeben, getestet. Außerdem wurden alle Leiterbahnen
auf Durchgang geprüft.
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Kapillartest
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Aus den in den Beispielen 1 bis 4
hergestellten Flachleiter-Bandkabeln
wurde ein Probekörper
mit 50 mm Länge
hergestellt.
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Der Probekörper wurde senkrecht in ein
Prüfmedium
(70 % Wasser, 30 % Ethanol und Farbstoff) gestellt. Die Eintauchtiefe
betrug 10 mm. Nach einer Verweilzeit von 5 min wurde der Probekörper entnommen und
die Aufstiegshöhe
des Mediums mittels einer optischen Meßeinrichtung gemessen. Das
Probestück
wurde mit „bestanden"
bewertet, wenn kein Prüfmedium
in das Probestück
eingedrungen war.
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Dieser Test wurde mit jeweils zwei
Probekörpern
durchgeführt.
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Beispiel 1
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Flachleiter-Bandkabel mit
Isolierung aus Polyethersulfon (PES)
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Beispiel 1 beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren
zur Herstellung eines extrudierten dreiadrigen Flachleiter-Bandkabels.
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Granuliertes Polyethersulfon (BASF,
DE) wurde in einem Trockner (Bierther, DE) 2 h bei 150 °C getrocknet.
Das getrocknete Granulat wurde in einen Extruder (Esde, DE) eingeführt und
während
des Plastifizierens auf eine Verarbeitungstemperatur von 360 °C erwärmt. Anschließend wurde
ein konstanter Volumenstrom des plastifizierten PES von 21,32 cm3/min ± 0,05
cm3/min mittels einer Schmelzepumpe (Esde,
DE; 2,2 U/min) erzeugt. Der Druck zwischen dem Extruder und der
Schmelzepumpe wurde auf 50 MPa eingestellt. Mit dem konstanten Volumenstrom
wurde das plastifizierte PES bei der Verarbeitungstemperatur zu
einem Werkzeug geführt.
Gleichzeitig wurden Kupferflachleiterbahnen (1,5 mm breit, 0,1 mm
dick) in das Werkzeug mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min eingeführt. In
dem Werkzeug wurden die Leiterbahnen durch die Drahtführung so
ausgerichtet, daß der
Mittenabstand zwischen den Leiterbahnen 2,54 mm betrug. Über die
Umlenkeinrichtung wurde das plastifizierte PES zu den Leiterbahnen
geführt,
so daß an
der Austrittsdüse
des Werkzeugs ein Flachleiter-Bandkabel
erhalten wurde, dessen polymere Ummantelung mindestens 0,08 mm betrug. Anschließend wurde
das Flachleiter--Bandkabel
mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min abgezogen und durch ein Wasserbad
mit einer Temperatur von 50 °C
geführt.
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Die Maßhaltigkeit, die elektrische
Spannungsfestigkeit, die Biegewechselfestigkeit und die Kapillarwirkung
wurden, wie oben angegeben, gemessen. Die Meßwerte sind in Tabelle 1 angegeben.
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Beispiel 2
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Flachleiter-Bandkabel mit
Isolierung aus Polyethersulfon (PES)
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Beispiel 2 beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren
zur Herstellung eines extrudierten dreiadrigen Flachleiter-Bandkabels.
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Granuliertes Polyethersulfon (BASF,
DE) wurde in einem Trockner (Bierther, DE) 2 h bei 150 °C getrocknet.
Das getrocknete Granulat wurde in einen Extruder (Esde, DE) eingeführt und
während
des Plastifizierens auf eine Verarbeitungstemperatur von 360 °C erwärmt. Anschließend wurde
ein konstanter Volumenstrom des plastifizierten PES von 21,32 cm3/min ± 0,05
cm3/min mittels einer Schmelzepumpe (Esde,
DE; 2,2 U/min) erzeugt. Der Druck zwischen dem Extruder und der
Schmelzepumpe wurde auf 50 MPa eingestellt. Mit dem konstanten Volumenstrom
wurde das plastifizierte PES bei der Verarbeitungstemperatur zu
einem Werkzeug geführt.
Gleichzeitig wurden Kupferflachleiterbahnen (1,5 mm breit, 0,127
mm dick) in das Werkzeug mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min
eingeführt.
In dem Werkzeug wurden die Leiterbahnen durch die Drahtführung so
ausgerichtet, daß der
Mittenabstand zwischen den Leiterbahnen 2,54 mm betrug. Über die
Umlenkeinrichtung wurde das plastifizierte PES zu den Leiterbahnen
geführt,
daß an
der Austrittsdüse
des Werkzeugs ein Flachleiter-Bandkabel
erhalten wurde, dessen polymere Ummantelung mindestens 0,08 mm betragen
soll. Anschließend
wurde das Flachleiter-Bandkabel mit einer Geschwindigkeit von 30
m/min abgezogen und durch ein Wasserbad mit einer Temperatur von
50 °C geführt.
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Die Maßhaltigkeit, die elektrische
Spannungsfestigkeit, die Biegewechselfestigkeit und die Kapillarwirkung
wurden, wie oben angegeben, gemessen. Die Meßwerte sind in Tabelle 1 angegeben.
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Beispiel 3
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Flachleiter-Bandkabel mit
Isolierung aus Polyethylennaphthalat (PEN)
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Beispiel 3 beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren
zur Herstellung eines extrudierten dreiadrigen Flachleiter-Bandkabels.
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Granuliertes Polyethylennaphthalat
(DuPont, US) wurde in einem Trockner (Bierther, DE) 2 h bei 130 °C getrocknet.
Das getrocknete Granulat wurde in einen Extruder (Esde, DE) eingeführt und
während
des Plastifizierens auf eine Verarbeitungstemperatur von 290 °C erwärmt. Anschließend wurde
ein konstanter Volumenstrom des plastifizierten PEN von 21,32 cm3/min ± 0,05
cm3/min mittels einer Schmelzepumpe (Esde,
DE; 2,2 U/min) erzeugt. Der zwischen Druck zwischen dem Extruder
und der Schmelzepumpe wurde auf 50 MPa eingestellt. Mit dem konstanten
Volumenstrom wurde das plastifizierte PEN bei der Verarbeitungstemperatur zu
einem Werkzeug geführt.
Gleichzeitig wurden Kupferflachleiterbahnen (1,5 mm breit, 0,127
mm dick) in das Werkzeug mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min
eingeführt.
In dem Werkzeug wurden die Leiterbahnen durch die Drahtführung so
ausgerichtet, daß der
Mittenabstand zwischen den Leiterbahnen 2,54 mm betrug. Über die
Umlenkeinrichtung wurden das plastifizierte PEN zu den Leiterbahnen
geführt,
daß an
der Austrittsdüse
des Werkzeugs ein Flachleiter-Bandkabel erhalten wurde, dessen polymere
Ummantelung mindestens 0.08 mm betragen soll. Anschließend wurde
das Flachleiter-Bandkabel mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min
abgezogen und durch ein Wasserbad mit einer Temperatur von 50 °C geführt.
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Die Maßhaltigkeit, die elektrische
Spannungsfestigkeit, die Biegewechselfestigkeit und die Kapillarwirkung
wurden, wie oben angegeben, gemessen. Die Meßwerte sind in Tabelle 1 angegeben.
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Beispiel 4
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Flachleiter-Bandkabel mit
Isolierung aus Polypropylen (PP)
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Beispiel 4 beschreibt ein erfindungsgemäßes Verfahren
zur Herstellung eines extrudierten dreiadrigen Flachleiter-Bandkabels.
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Granuliertes Polypropylen (Resinex,
DE) wurde in einem Trockner (Bierther, DE) 2 h bei 80 °C getrocknet.
Das getrocknete Granulat wurde in einen Extruder (Esde, DE) eingeführt und
während
des Plastifizierens auf eine Verarbei tungstemperatur von 260 °C erwärmt. Anschließend wurde
ein konstanter Volumenstrom des plastifizierten PP von 21,32 cm3/min ± 0,05
cm3/min mittels einer Schmelzepumpe (Esde,
DES 2,2 U/min) erzeugt. Der Druck zwischen dem Extruder und der
Schmelzepumpe wurde auf 50 MPa eingestellt. Mit dem konstanten Volumenstrom
wurde das plastifizierte PP bei der Verarbeitungstemperatur zu einem
Werkzeug geführt.
Gleichzeitig wurden Kupferflachleiterbahnen (1,5 mm breit, 0,127
mm dick) in das Werkzeug mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min
eingeführt.
In dem Werkzeug wurden die Leiterbahnen durch die Drahtführung so
ausgerichtet, daß der
Mittenabstand zwischen den Leiterbahnen 2,54 mm betrug. Über die
Umlenkeinrichtung wurden das plastifizierte PP zu den Leiterbahnen
geführt,
daß an
der Austrittsdüse
des Werkzeugs ein Flachleiter-Bandkabel erhalten wurde, dessen polymere
Ummantelung mindestens 0.08 mm betragen soll. Anschließend wurde
das Flachleiter-Bandkabel mit einer Geschwindigkeit von 30 m/min
abgezogen und durch ein Wasserbad mit einer Temperatur von 20 °C geführt.
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Die Maßhaltigkeit, die elektrische
Spannungsfestigkeit, die Biegewechselfestigkeit und die Kapillarwirkung
wurden, wie oben angegeben, gemessen. Die Meßwerte sind in Tabelle 1 angegeben.
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Tabelle
1 Physikalische Eigenschaften der hergestellten Flachleiter-Bandkabel
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- 1
- Flachleiter-Bandkabel
- 2
- Cu-Leiterbahnen
mit rechteckigem Querschnitt
- 3
- Isolierschicht
- 4
- Verjüngungen
der Isolierschicht 3
- 5
- Extruder
- 6
- Siebwechsler
- 7
- Schmelzepumpe
- 8
- Umlenkrolle
für vertikale
Drahtführung
- 9
- Werkzeug
- 10
- Wasserbad
- 11
- Drahtführung
- 12
- Austrittsdüse
- 13
- Bohrungen
für Temperaturfühler
- 14
- Materialumlenkung
- 15
- Materialeinlauf
- 16
- Polymerführung im
Werkzeug
