Integrierte Elektronik durch günstige Prozesse

Anbieter zum Thema

SAB Bröckskes GmbH & Co KG

GGB Heilbronn GmbH

trivid GmbH

Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der Rheinisch-Westf. TH Aachen

An der dritten, letzten Station, wird die Leiterbahn mit einer zweiten Kunststoffkomponente überspritzt und auf diese Weise gekapselt und geschützt, um sie elektrisch sicher zu isolieren. In das Bauteil muss anschließend noch eine Knopfzelle eingelegt werden, welche die Leuchte betreibt. Um möglichst komplexe Leiterbahnstrukturen abbilden zu können und um die Menge an vergleichsweise teurer Metalllegierung zu sparen, sollen möglichst filigrane Leiterbahnen gefertigt werden, die bei einem Querschnitt von unter 1,5 mm² aber Fließwege von mehreren Hundert Millimetern benötigen. Damit dieses Anwendungsfeld auch für das IMKS begehbar wird, ist der Einsatz einer variothermen Temperierung zielführend, wie Untersuchungen am IKV belegen (Bild 5). Mit einer externen Induktionsheizung wird dabei die Oberfläche der Kavität im Leiterbahnbereich auf die Schmelztemperatur des Metalls gebracht, bevor es eingespritzt wird. Das verzögert die Erstarrung desselben und bei Querschnitten unter 1 mm² werden die erzielbaren Fließweglängen mehr als verdoppelt. Die elektrische Leitfähigkeit wird durch die geänderte Temperaturführung fast nicht beeinflusst und liegt für alle Querschnitte bei über 6 × 10⁶ S/m.

Im Hochlohnland noch wirtschaftlich fertigen

Durch die Kombination unterschiedlicher Verfahren, immer mit Blick auf Einstufenprozesse und auf die Nutzung diverser Materialien, lässt sich die Funktionalität solcher elektronischer Bauteile deutlich steigern. Das erhöht die Wertschöpfung bei gleichzeitiger Rationalisierung der Fertigung und hilft Unternehmen an Hochlohnstandorten wie Deutschland zukünftig dabei, weiter wettbewerbsfähig zu bleiben. Die vom IKV im Rahmen des Exzellenzclusters „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ an der RWTH Aachen gemeinsam mit dem Industriepartner Krallmann entwickelte Anlagentechnik für das IMKS erlaubt jetzt die Herstellung komplexer Kunststoffbauteile mit integrierten metallischen Leiterbahnen in einer bisher unerreicht kurzen, großserientauglichen Prozesskette. Die IMKS-Technik bietet neue Perspektiven, um Produkte mit maßgeschneidertem Eigenschaftsprofil günstiger zu fertigen, und kann sich zwischen den bekannten Verfahren zur Herstellung von Elektro- und Elektronikbauteilen etablieren (Bild 6). Aktuelle Projekte sollen das IMKS durch Krallmann und das IKV in industrielle Anwendungen überführen.

Diese Arbeiten wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Exzellenzclusters „Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer“ an der RWTH Aachen finanziell gefördert. Der DFG gilt unser Dank. MM

(ID:42397599)