Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

3D-Mehrlagendruck von Mechatronic Integrated Devices

Das Projekt hat zum Ziel, mehrlagige Leiterbahnebenen und Durchkontaktierungen auf räumlichen Schaltungsträgern für hochintegrierte elektro-mechanische Hybridbauteile zu erzeugen. Durch die neuartige Prozesstechnik werden elektronische Bauelemente und mehrlagige Leiterplatten durch Schaltungen direkt auf der Bauteiloberfläche substituiert, wodurch eine höhere elektrische Integrationsdichte ermöglicht wird. Dabei ist das Verfahren auf eine große Vielfalt an Substratmaterialien anwendbar und zeichnet sich durch eine besondere Variabilität aus. Der technische Ansatz basiert auf dem alternierenden Schichtauftrag metallhaltiger Lacke für lasergesinterte Leiterbahnen und dielektrischer Lacke für die Isolation auf 3D-Oberflächen. Durch die abtragende Laserbearbeitung der isolierenden Schichten wird es möglich Durchkontaktierungen in dem mehrlagigen Schichtaufbau zu erzeugen, welche ebenso wie die Leiterbahnen durch eine Sinterung kontaktiert werden. Im Projekt werden zunächst die verwendeten Materialien hinsichtlich der Anforderungen untersucht und der Schichtprozess realisiert. Daraufhin wird die Laserbearbeitung für die Sinterung von Leiterbahnen, die Reinigung von Lackresten und die Herstellung von Durchkontaktierungen evaluiert. Die Prozesse der Laserbearbeitung werden auf Labor- und Industrieanlagen durchgeführt und die erzeugten Schichtsysteme werden vergleichend zu bisherigen Technologien charakterisiert und im Hinblick auf die Anforderungen eines Lötprozesses optimiert. Durch die einfache Prozesstechnik ohne chemische Bäder für die Metallisierung werden insbesondere KMU in die Lage versetzt, mehrlagige Leiterbahnebenen und Durchkontaktierungen kostengünstig mit einer hohen Variabilität zu erzeugen. Dies soll an zwei Demonstratoren durch neuartige 3D-MLD Bauteilen veranschaulicht werden. Im projektbegleitenden Ausschuss sind KMU an allen wesentlichen Produktionsschritten beteiligt.