Fachtagung „Electronics Goes 3D“ in Nürnberg mit mehr als 80 Teilnehmern

„Layer-/ Via-less Circuit Carrier Design“, „Printed Electronics“ oder auch „3D Wiring“ sind Schlagworte neuer Technologien. Die Aufbau- und Verbindungstechnik ist getrieben von fortschreitender Miniaturisierung, Erhöhung der Funktionalität und Verringerung der Kosten. Im Zuge dieser Entwicklung fällt der 3D-Elektronik eine immer größer werdende Rolle zu. Komplexe Geometrien, maßgeschneiderte Teile und neue Verfahren: dies sind Eigenschaften, die mit additiven Herstellungsverfahren in Verbindung gebracht werden. Gleichzeitig werden damit häufig hohe Hürden in Bezug auf die Massenfertigung, Serientauglichkeit und Zuverlässigkeit assoziiert. In Branchen wie dem Maschinenbau, der Luft- und Raumfahrt, dem Automobilbau und der Medizintechnik ist der Einsatz von Additive Manufacturing bereits heute verbreitet. Zur Klassifizierung der unterschiedlichen Verfahren hat der FED-Arbeitskreis 3D-Elektronik erst kürzlich ein White Paper veröffentlicht, das zum Download zur Verfügung steht.

Markus Biener (Zollner Elektronik) von der FED-Regionalgruppe Nürnberg und Hanno Platz (GED), Leiter des FED-AK 3D-Elektronik, konnten bei der ausgebuchten Veranstaltung mehr als 80 Fach- und Führungskräfte aus der Branche begrüßen. Unter dem Motto „Electronics Goes 3D“ standen acht Fachvorträge und eine begleitende Ausstellung auf der Agenda. Die Fachtagung gab Gelegenheit zum Networking, aber auch zur Weiterbildung.

Prof. Dr.-Ing Marcus Reichenberger und Prof Dr. Tilman Botsch, die Gastgeber der Veranstaltung, stellten die Hochschule und das Institut für Chemie, Material- und Produktentwicklung, sowie aktuell laufende Forschungsprojekte vor.

Mit dem Titel „Von der gedruckten Elektronik zur 3D Strukturelektronik“ beschäftigte sich Wolfgang Mildner (MSW Tech) in seinem Vortrag. Nach möglichen Produktionsverfahren und einem aktuellen Auszug aus der OE-A Roadmap wurden zahlreiche Applikationsbeispiele vorgestellt. Gedruckte Elektronik ist eine wichtige Voraussetzung für eine einfache Integration von dünnen, flexiblen und Leichtbau Lösungen.

Julian Schirmer (Carl Zeiss SMT GmbH) berichtete in seinem Vortrag über das Forschungsprojekt „MecDruForm – gedruckte Elektronik mit Potenial“. Darin wurde eine Kombination von Druck-, Umform- und Spritztechnologien untersucht. Nach dem drucken der Strukturen auf flache Folien wurden anschließend SMD-Bauteile bestückt und verklebt. Diese Substrate wurden mittels Hochdruckumformen in eine 3D-Form überführt und mittels Spritzguss geschützt. Dabei ergaben sich besondere Herausforderungen für die eingesetzten Materialien und das Schaltungslayout, da beim Umformen und Umspritzen thermische / mechanische Belastungen auftreten.

Die Additively Manufacturing Electronics (AME) stellte Dr.-Ing. Rolf Baltes (JAMES) vor. Das Aufkommen von 3D-Druckern, die in der Lage sind, gleichzeitig leitende und nichtleitende Materialien zu verarbeiten, bietet das Potenzial, die Art und Weise der Entwicklung von Elektronik vollständig zu verändern. Der Vortrag zeigte die Vorteile, die sich aus diesem neuen Design-Paradigma ergeben, aber auch die Herausforderungen, denen sich diese neue Technologie noch stellen muss.

Michael Schleicher (Semikron Danfoss, FED AK 3D) präsentierte die vom Arbeitskreis erstellte und mit Instituten und Industriepartnern abgestimmte „Klassifizierung 3D Elektronik“. Das Ziel einer Klassifizierung sollte es sein, Anwender, Designer, Hard- und Softwarehersteller dabei zu unterstützen, die Vorteile der Technologie zu nutzen. Ein Nebeneffekt kann die Optimierung von Prozessen oder die Identifizierung von Lücken im Arbeitsablauf sein, um diese zu schließen.

Mit dem Vortrag „Scalable 3D Printed Electronics - High Volume to Fully Additive” gab Dr. Martin Hedges (Neotech AMT) einen Überblick über den Stand der Technik in der additiven Technik und stellte die Skalierung der Prozesse in allen Phasen vor, vom einmaligen Prototyping bis zur Großserienfertigung. Abgerundet wurde der Beitrag mit vielen 3D Applikationen aus den Bereichen Antennen-, Sensor- und Heizungsanwendungen.

Jewgeni Roudenko (TH Nürnberg) präsentierte das Forschungsprojekt „Gedruckte resistive Sensorik auf 2D- und 3D-Objekten“. Hierbei wurde der Einsatz innovativer Druckverfahren und Prozesse zur Erzeugung funktionaler Strukturen auf einzelnen Bauteilen untersucht. Die Integration von resistiver Sensorik in industrielle Baugruppen wie etwa Getriebe, Maschinenelemente, Tragstrukturen etc., ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung von mechanischen oder thermischen Belastungen während des Betriebs und kann somit im Bereich der Predictive Maintenance eingesetzt werden.

Das Europäische Projekt “TINKER EU - Sensor package fabrication via additive manufacturing for automotive sector” beleuchtete Dr. Pavel Kuhla (Profaktor). Im TINKER Projekt wurde ein neuer zuverlässiger, präziser, funktionaler, kosten- und ressourceneffizienter Weg für die Herstellung von RADAR- und LiDAR-Sensorpaketen entwickelt. Der Ansatz von TINKER besteht darin, Schlüsseltechnologien, insbesondere den Tintenstrahldruck und die Nanoimprint-Lithographie (NIL), als bahnbrechende und flexible Fertigungstechniken für die Montage von Mikroteilen einzusetzen.

Den Schlusspunkt setzte Valentin Storz (Nano Dimension) mit der Vorstellung der Maschinen- und Anlagentechnik zur Herstellung von 3D gedruckter Elektronik. Mit der AME Technologie können komplexe und innovative Designs konstruiert werden, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden nicht möglich wären. Dadurch werden neue Produkte geschaffen und bestehende Produkte durch die Integration von Funktionen und Komponenten verbessert.

Kontakt:
Christoph Bornhorn
Geschäftsführer
Tel. +49(0)30 340 6030-60
c.bornhorn@fed.de

Der Fachverband Elektronikdesign und -fertigung (FED) e. V.
Der FED vertritt die Interessen von 700 Mitgliedern. Die Mitglieder des Verbandes sind Leiterplattendesigner und -hersteller, EDA- und EMS-Firmen, Anbieter von Fertigungsausrüstung, Software und Verbrauchsmaterialien, Prozess- und Technologiedienstleister. Der FED gibt seinen Mitgliedern Orientierung und Unterstützung bei den technischen Unternehmensprozessen und Entscheidungen. Schwerpunkt der Verbandsarbeit sind das Aufbereiten und Weitergeben von Fachwissen sowie die berufsbegleitende Qualifikation von Elektronikdesignern und Elektronikfachkräften.