Zwei spannende Vorträge aus Industrie und Forschung erwarten Sie auf dem 9. MID Day am 8. Februar 2023. Die Online-Veranstaltung beginnt um 16 Uhr (CET) und ist für alle Personen kostenfrei zugänglich. Zunächst wird Dr.-Ing. Timo Kordass den Vortrag „Lasergestütztes Verfahren zur selektiven Metallisierung von epoxidharzbasierten Duromeren zur Steigerung der Integrationsdichte für dreidimensionale mechatronische Package-Baugruppen“ halten.
Bild 1: MIDster; Quelle: FAPS
Die Miniaturisierung der Schaltungsgeometrien auf dreidimensionalen mechatronischen integrierten Komponenten (3D-MID) stellt aufgrund der thermomechanischen Spannungen zwischen Polymersubstraten und den chemisch abgeschiedenen Metallschichten eine Herausforderung dar.
Der Vortrag beschreibt Forschungsergebnisse zum Einsatz von alternativen Duroplasten auf Epoxidharzbasis, die im Transfer- und Spritzgussverfahren verarbeitet werden können. Im Vergleich zu thermoplastischen Werkstoffen wie Polycarbonaten, Polyamiden und flüssigkristallinen Polymeren weisen Duroplaste einen deutlich geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) auf. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung eines Aktivierungsverfahrens für die lasergestützte, selektiv-additive Metallisierung von Fine-Pitch-Schaltungslayouts auf nichtleitenden Substraten. Durch die Erweiterung des Spektrums an verfügbaren Substratmaterialien können MID-Anwendungen im Bereich der Aufbaugruppen mit hohem Miniaturisierungsgrad eingesetzt werden.
Anschließend stellt Michael Hümmer von der TH Nürnberg das Forschungsprojekt „PrInterfaces“ – Technologien für das hochwertige Kontaktieren von gedruckten Strukturen für den Aufbau von Level 3-Verbindungen zwischen elektronischen Baugruppen – vor.
Bild 2: Mittels Inkjet-Druck hergestellte und via Durchdring-Crimp kontaktierte Leiterstrukturen auf PI- und PET-Substrat; Quelle: TH Nürnberg
Die technisch-wirtschaftliche Leistungsfähigkeit der Technologie „Gedruckte Elektronik“ ist für manche Aspekte des Aufbaus eines elektronischen Systems unter gewissen Rahmenbedingungen denen der etablierten Produktionstechniken überlegen. Ein Beispiel hierfür ist die Herstellung des Leiterbildes. Das vollständige, drucktechnische Realisieren eines elektronischen Systems ist jedoch entweder technisch noch nicht machbar oder wirtschaftlich nicht sinnvoll. Insofern kann es erforderlich sein, ein drucktechnisch realisiertes Leiterbild mit weiteren Komponenten, hergestellt etwa durch etablierte Produktionstechniken, zu verbinden, um die Gesamtfunktionalität des elektronischen Systems zu gewährleisten. Dies kann auch eine Verbindung auf Baugruppenebene, also von Board zu Board (Level 3), erfordern. Für das Verbinden stehen bekannte Fügetechnologien der etablierten Elektronikproduktion zur Verfügung. Unbekannt ist jedoch deren Eignung für das hochwertige Kontaktieren von drucktechnisch realisierten Leiterstrukturen. Denn derartige Strukturen weisen im Vergleich zu herkömmlichen Kupferschichten auf Leiterplatten andere Bestandteile und Eigenschaften auf. Folglich verändert dies das Kontaktierungs- / Fügesystem. Den Effekt der Veränderungen auf die Verbindungstechnik und deren Produktionsparameter gilt es im Kontext zuverlässiger Verbindungen zu erforschen. Zu diesem Zweck wird die Eignung des Bügellötens, ACF-Heißsiegelns, Crimpens und Einpressens in Kombination mit Aerosol-Jet, Piezo-Jet, Inkjet sowie per Siebdruck gedruckten Strukturen verifiziert. Es werden die Auswirkungen der Materialkombination (Substrat, Leiterbahn, Verbindungstechnik), Prozessparameter (Sintern / Härten, Kontaktierung) sowie der Leiterbahneigenschaften auf die Verbindungen umfassend charakterisiert. Ebenso erfolgt die Ermittlung des Langzeitverhaltens der Verbindungen.
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