Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Hybride Aufbauprozesse für Thermoplastische Hochfrequenz-Schaltungsträger aus funktionalisierten Materialien (Thrust)

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Erarbeitung einer hinsichtlich thermischer, me-chanischer, thermomechanischer und insbesondere dielektrischer Eigenschaften so-wie Laserdirektstrukturierbarkeit flexiblen Materialbasis für die Herstellung von Hoch-frequenz (HF)-Schaltungsträgern aus Hochtemperaturthermoplasten mittels Spritz-guss, Fused-Filament-Fabrication (FFF) und Extrusion. Darüber hinaus sollen Pro-zesse zur Leiterbahnstrukturierung sowie Aufbauprozesse für hybride 3D-Schaltungsträger erarbeitet werden, um die jeweiligen Vorteile von leiterplattenbasier-ten, spritzgegossenen und additiv gefertigten Schaltungsträgern, d.h. Mehrlagenfähig-keit, 3D-Gestaltungsfreiheit und Individualisierbarkeit, zu nutzen. Durch die gemein-same thermoplastische Materialbasis ist bei den hybriden Aufbauten eine gute Ver-bundhaftung der Komponenten bei günstigem thermischen Ausdehnungsverhalten zu erwarten, was sich positiv auf die Zuverlässigkeit der neuartigen Schaltungsträger auswirkt.

Um die anwendungs- und verarbeitungsrelevanten Eigenschaften der Hochtempera-turthermoplaste zu optimieren wird zunächst ein Materialscreening von Compounds auf der Basis von Polyetheretherketon und Polyetherimid und geeigneten Füllstoffen durchgeführt. Mit den neuen Compounds werden dann mit unterschiedlichen Verar-beitungsverfahren Probekörper für die Erarbeitung der Strukturierungsprozesse her-gestellt. Durch die Kombination von Verarbeitungsverfahren werden hybride HF-Schaltungsträger aufgebaut und umfassend vor allem im Hinblick auf Prozesssicher-heit und Zuverlässigkeit charakterisiert. Dabei wird auch untersucht wie eine zuverläs-sige elektrische Verbindung der hybriden Aufbauten realisiert werden kann. Die Per-formance der hybriden Aufbauten wird anhand eines praxisnahen Demonstrators auf-gezeigt. Abschließend erfolgt die Aufbereitung der Ergebnisse in Form von Anwender-richtlinien.

Durch die erarbeiteten Materialien und Prozesse werden entlang der Wertschöpfungs-kette insbesondere für KMU neue Geschäftsfelder in unterschiedlichen Bereichen wie z.B. recyclingfähige Schaltungsträger, hochminiaturisierte elektronische und mechat-ronische Systeme insbesondere für Anwendungen in der Hochfrequenztechnik er-möglicht.