Neues Forschungsprojekt zum Design und Engineering von MID

Das Ziel des Forschungsprojektes besteht darin, die robuste algorithmische Basis für interaktive, teilautomatisierte 3D-Routing-Funktionen für MID-Produkte zu entwickeln und diese in Anbindung an zwei MCAD-Systeme für den MID-Layout-Entwurf umzusetzen. Grundlegenden Design- und Manufacturing-Richtlinien für 3D-MID sind zu identifizieren, zu formalisieren und zu digitalisieren, um in den jeweiligen CAD-Systemen und in den Routing-Funktionen automatisch überprüft werden zu können.

Am Ende des Projektes sollen stabile Algorithmen für wichtige 3D-Routing-Funktionen auf den Oberflächen räumlicher Schaltungsträger angewendet werden können. Die Platzierung der elektrischen und elektronischen Bauteile wird vorausgesetzt. Die grundsätzliche Strategie der zu entwickelnden 3D-Routing-Funktionen besteht aus einer geeigneten Planarisierung der Oberfläche des Schaltungsträgers, der Durchführung eines 2D-Routings und aus dem anschließende Zurück-Mappen der Routing-Resultate auf die 3D-Oberfläche. Dies erscheint angesichts der Erfahrungen aus den bisherigen Vorarbeiten sinnvoller, als 2D Algorithmen für 3D-MID zu erweitern. Das Routing soll wahlweise interaktiv für den Konstrukteur gestaltet werden.

Zudem ist eine Integration von Design-Rule-Checks für MID-typische Fertigungsverfahren vorgesehen. Zu unterscheiden sind in diesem Zusammenhang Strukturierungsverfahren und Metallisierungsprozesse. Die Richtlinien für die Produktentwicklung von 3D-MID werden im Rahmen des Projektes formuliert und in geeigneter Weise formalisiert, um beim 3D-Routing eingebunden werden zu können.

Um flexibel gegenüber proprietärer MCAD-Software mit regelmäßigen Versionswechseln zu sein, soll eine Abstraktionsebene in Form eines erweiterten MID-Produktmodells entwickelt werden. Diese Abstraktionsebene hat die Aufgabe, geometrische Informationen über eine funktionale Schnittstelle in ein geeignetes Datenformat für den jeweiligen Algorithmus zu übersetzen. Die Transformation wird im Produktmodell bereits vor dem Layout gespeichert, um ein echtzeitfähiges Routing zu ermöglichen. Das Schichtenmodell dient somit der Anbindung der Algorithmen an mehrere relevante 3D-MCAD-Systeme wie Inventor und NX. Ziel ist die Unabhängigkeit der implementierten Routing-Funktionen von CAD-Systemen.

Angestrebt wird die Konzipierung eines Konstruktionstools für 3D-MID gemeinsam mit den Unternehmen im projektbegleitenden Ausschuss. Die Firmen LPKF Laser & Electronics AG und Neotech Services MTP sind als Anlagenhersteller prädestiniert, Vorgaben für die Fertigungsparameter der von ihnen angebotenen Verfahren zu machen. Die beteiligten MID-Hersteller wiederum sind als potenzielle Anwender dazu geeignet, Anforderungen an die bereitzustellenden Konstruktionsfunktionen zu formulieren. Somit werden die wissenschaftlich-technischen Ergebnisse in Programme gefasst, die später durch professionelle Unterstützung z. B. eines Systemhauses auch vermarktet werden können. Da der Bedarf für eine solche MID-spezifische Software gegeben ist, wird die wirtschaftliche Umsetzung als realistisch eingeschätzt.

Das IGF-Vorhaben 463 ZN der Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID e.V. wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. Die Bearbeitung des Projektes erfolgt durch die Forschungsstellen FAPS (Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik, Prof. Dr. Jörg Franke) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg sowie der GFaI (Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V., Prof. Dr. Alfred Iwainsky und Dr. Frank Weckend). Die Anzahl von elf Unternehmen im projektbegleitenden Ausschuss zeigt das große Interesse der Industrie.