Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

3D-MID-Technologie: Die Zukunft heißt Laserstrukturierung

01.08.2003


Dreidimensionale spritzgegossene Schaltungsträger, 3D-MIDs (= Moulded Interconnect Devices), eröffnen im wahrsten Sinn des Worts eine neue Dimension gegenüber herkömmlichen zweidimensionalen Leiterplatten, denn sie bieten ein hohes Maß an Gestaltungsfreiheit. Ein neues lasergestütztes Strukturierungsverfahren für 3D-MIDs trägt zudem zu einer deutlichen Vereinfachung des Herstellprozesses bei. Auf diese Weise können beispielsweise Antennenstrukturen direkt und kostengünstig in die Gehäuse von Mobiltelefonen integriert werden. Überdies lassen sich damit anspruchsvolle Mechatroniksysteme für Anwendungen im Automobilbau und in der Medizintechnik verwirklichen, die mechanische und elektrische Eigenschaften integrieren.

Die LPKF Laser & Electronics AG in Garbsen bei Hannover hat eine als Laser-Direkt-Strukturierungsverfahren (LDS) bezeichnete Technologie entwickelt, mit der dreidimensionale Spritzgussteile aus thermoplastischen Kunststoffen mit einem kompletten Schaltungslayout ausgestattet werden können. Bayer Polymers, ein Unternehmensbereich der Bayer AG, wird künftig Polybutylen-Terephthalate (PBT) und Polyethylen-Terephthalate (PET) aus dem Pocan® Sortiment so ausrüsten, dass sie nach dem LDS-Verfahren von LPKF mit metallisierten Strukturen versehen werden können. Beide Unternehmen haben jetzt einen Know-how- und Lizenzvertrag unterzeichnet, mit dem Bayer Polymers von LPKF das Know-how zum benötigten Wirkadditiv für die Anwendbarkeit des LDS-Verfahrens erwirbt. Der Vertrag dient gleichzeitig zur Sicherstellung der Lieferverfügbarkeit der dotierten Kunststoffe für den stark wachsenden Markt dreidimensionaler Schaltungsträger.

Nach einem einfachen Einkomponenten-Spritzguss wird in einem ersten Schritt mittels Laserstrahl ein hoch aufgelöstes Schaltungsbild auf die Oberfläche des dreidimensionalen Formteils "geschrieben". Der Laser überträgt dabei direkt die CAD-Daten aus dem Rechner auf das Werkstück - aufwändige Maskierungsschritte entfallen. Bei diesem Vorgang verdampft die oberste Polymerschicht, und darunter liegende Metallisierungskeime einer metallorganischen Komplexverbindung werden aktiviert. Zugleich entsteht eine Oberflächenstruktur, die bei der nachfolgenden Metallisierung für eine sehr gute Haftung der entstehenden Leiterbahnen sorgt. Leiterstrukturen mit hoher Auflösung lassen sich problemlos erzeugen.

"Dies ist nicht nur dem lasergestützten Strukturierungsverfahren zu verdanken, sondern auch dem bekannten guten Isolationsverhalten der verwendeten Pocan® Typen, die sich in Elektro-/Elektronikanwendungen bereits bestens bewährt haben", erläutert dazu Alexander Radeck, der das Projekt bei Bayer Polymers im Bereich Industry Innovation betreut. Die Folge: Nach dem Metallisierungsbad liegen die unveränderten Kunststoffoberflächen der elektrisch isolierenden Bereiche konturenscharf neben den metallischen Flächen des Schaltungslayouts. Erfolgreiche Vorversuche verhalfen dem Projekt zum Durchbruch und führten schließlich zum Vertragsabschluss. Basierend auf dem umfangreichen Compoundier-Know-How wurde bei Bayer Polymers in kürzester Zeit eine produktionsfähige Compoundrezeptur mit der metallorganischen Wirksubstanz entwickelt. Die Haftung der mittels LDS-Verfahren erzeugten Leiterbahnen auf diesem Material wurde bei LPKF ausgeprüft und liegt weit über den geforderten Werten.

Im Vergleich zu den marktgängigen Herstellungsverfahren für dreidimensionale Schaltungsträger - Zweikomponentenspritzgießen, Heißprägen und Folienhinterspritzen - überzeugt das lasergestützte Strukturierungsverfahren durch die Einfachheit der Prozessführung, nicht zuletzt unter Kostenaspekten. Auch die ökologischen Vorteile liegen auf der Hand, da es auf umweltbelastende Oberflächenaktivierungs- und Waschprozesse verzichtet.

Noch bis unmittelbar vor der Laserstrukturierung kann das Layout der Schaltung im CAD-Programm variiert werden. Dank dieser Flexibilität erweist sich das LPKF-LDS-Verfahren als sehr entwicklerfreundlich. Die Aktivierung der polymeren Schaltungsträger erfolgt innerhalb weniger Sekunden mit dafür speziell ausgelegten Lasersystemen von LPKF. Dank eines ausgeklügelten Systems optischer und mechanischer Achsen wird der Laser nahezu trägheitslos über die dreidimensionale Oberfläche des Werkstücks geführt.

"Durch Verkürzung der Prozessketten bieten MIDs ein enormes Rationalisierungspotenzial", erklärt Dr. Jörg Kickelhain, Forschungsvorstand bei LPKF. Der Weltmarkt für MIDs entwickelt sich seit dem Jahr 2000 überproportional. Der gegenwärtige Trend und die Prognosen lassen darauf schließen, dass sich diese Entwicklung so fortsetzen wird. Wichtige Industriebranchen für diese Anwendung sind die Verkehrs- und Automobiltechnik, Flugzeugindustrie, die Telekommunikation, Konsum-, Geräte-, Computer- und Industrieelektronik. Die neue Kooperation beider Unternehmen leistet einen wichtigen Beitrag zur zielgerichteten Miniaturisierung elektronischer Baugruppen. Hotline: Fax 0221-9902-160

| BayNews
Weitere Informationen:
http://www.bayer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Elektrodenmaterialien aus der Mikrowelle
18.10.2017 | Technische Universität München

nachricht Metallisches Fused Filament Fabrication - Neues Verfahren zum metallischen 3D-Druck
12.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise