Leitfähige Siedruckfarben für In-Mold Elektronik

Mit In-Mold Elektronik (IME), oder auch Smart Surface, wird ein neuer Bereich der Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Maschine Interface = HMI) bezeichnet. 

Dabei kombiniert die In-Mold Elektronik die auf Folien gedruckte Elektronik mit der In-Mold Dekoration (IMD) Technologie. Dabei werden zuerst mit dem Siebdruckverfahren in 2-D auf z.B. Polycarbonat Folien Leiterbahnen als Zuleitungen für LEDs oder Sensoren gedruckt. Anschließend werden diese bedruckten Folien verformt und zum Schluss mit z.B. Polycarbonat hinterspritzt. 

Die folgende Abbildung veranschaulicht diesen IME Prozess: 
 

Der Vorteil dieser Technologie ist, dass z.B. mechanische Drucktaster bestehend aus vielen kleinen Bauteilen durch in Folien integrierte Touchsensoren ersetzt werden können. Hierdurch können bis zu 30% der Kosten durch vereinfachte Prozessschritte und verringerter Bauteilkomplexität reduziert, und das Gewicht der Bauteile bis zu 70% verringert werden. Auch ermöglicht die Verformung der Oberflächen eine neue Designfreiheit. Ein weiterer Vorteil ist die geschlossene Oberfläche, welche leichter zu reinigen und somit hygienischer als herkömmliche Bedienungselemente ist.

Für die In-Mold Elektronik hat ELANTAS Europe leitfähige Farben entwickelt, die speziell für den Thermoformungs-Prozess optimiert wurden. Die folgende Grafik vergleicht die thermoformbare leitfähige Silber-Siebdruckfarbe Bectron® CP 6680 (rechtes Bild), mit einer konventionellen leitfähigen Silber-Siebdruckfarbe (linkes Bild). Dabei ist ein deutlicher Unterschied hinsichtlich der Rissbilung der Farbschichten durch das Thermoformen zu sehen.

Für exzellente Thermoformergebnisse wie mit der Silber-Siebdruckfarbe Bectron® CP 6680 müssen für die Farbe die Pigmente sorgfältig ausgewählt (Morphologie und Beschichtung), ein sehr gut thermoformbares Bindemittel verwendet werden und die Silberfarbe vor dem Thermoformen auf dem Substrat hervorragend verdruckbar sein.
Neben der exzellent thermoformbaren Silber-Siebdruckfarbe Bectron® CP 6680 hat ELANTAS auch eine exzellent thermoformbare Graphit-Siebdruckfarbe Bectron® GP 9580 für den Druck von Widerständen oder zum Schutz auf der Silberfarbe an Stellen mit mechanischer Belastung z.B. an Kontaktierungspunkten, sowie eine hochleitfähige aber nur gering verformbare Silber-Siebdruckfarbe Bectron® CP 6681 für den Druck von Zuleitung, im nicht oder nur gering verformten Bereich, im Portfolio.