Fortschritte in der 3D-Elektronik

14.12.2020, 13:30 Uhr FED Conference Talks

Online-Event

Thema:              Fortschritte in der 3D-Elektronik
Vortragender:    Mitglieder des AK3D
Dauer:                1 Stunde

Der Begriff der 3D-Elektronik beschreibt die unterschiedlichen mehrdimensionalen Aufbau- und Verbindungslösungen, die durch unterschiedliche Materialien und Fertigungsverfahren umgesetzt werden können. Neben den klassischen Lösungen gibt es in den letzten Jahren zusätzlich eine Reihe von neuen Ansätzen in den Bereichen:

  • Starr flex- und Flex Leiterplatte, Hybridflex
  • MID-Spritzguss mit Leiterstrukturen (Moulded Interconnection Device)
  • Leiterplatten mit integrierten Bauteilen (Embedded PCB)
  • Leiterplatten oder Folien mit integrierten Sensoren oder Aktoren
  • 3D-Druck
  • Aerosol Druck, Jet Printing
  • Verschiedene Materialien wie Keramik oder Gewebe mit Elektronik integriert
  • Wearable, Stretchable Elektronik
  • In Mold Elektronik (IME)
  • Organische Elektronik
  • Funktionale Leiterplatten, z.B. Kombination von Elektronik und Fluidtechnik, oder Optik

Generative Fertigung

Besonders interessant sind die sogenannten „Generativen Herstellungsverfahren“, da sie keine Werkzeuge benötigen und die Elektronik praktisch direkt aus dem CAD-System gefertigt werden kann. Mit dem 3D-Drucker lassen sich sehr einfach Änderungen ohne neue Werkzeuge oder Variantenproduktion mit Seriengröße 1 Stück ermöglichen. Hybride 3D-Drucker bieten die Möglichkeit, dielektrische Materialien (Kunststoff, Keramik) und leitfähige Materialien in einem Gerät und Durchlauf herzustellen. In Kombination mit SMD-Bauteilen oder Silizium Dice, lassen sich komplexe Mehrschichtaufbauten realisieren (Embedded Components). Das 3D-Druckverfahren bietet dazu noch den Vorteil, dass man mehrdimensionale Formen realisieren kann.

Eine neue Generation von 3D-Drucker ist in der Lage, mehrlagige Leiterplatten in 2,5D Technologie zu drucken. Damit lassen sich Aufbauten mit Strukturen von bis zu 75µm drucken. Weiterhin gibt es Systeme mit Multijetdüsen, die dielektrische und leitende Schichten in noch feinerer Auflösung und mit hoher Druckgeschwindigkeit herstellen können. Das bietet neue Möglichkeiten, z.B. für Leiterbahnen mit Impedanz Anforderungen oder Antennen Geometrien. Diese Drucksysteme werden bereits bei mehreren deutschen Leiterplattenhersteller in der Serienfertigung genutzt, um Lötstopplackschichten z.B. an feinen BGA-Pitch Anschlüssen zu drucken.

Organische Elektronik / In Mold Technologie (IME)

Unter dem Begriff der „Organischen Elektronik“ hat sich in den letzten Jahren eine Technologie etabliert, die mittels Rollenproduktion auf Folie besonders für Massenanwendungen eingesetzt wird und bereits in der Automobilindustrie in die neuen Fahrzeugmodelle einfließt. Ähnlich ist auch die In-Mold-Elektronik (IME), die Elektronik in Spritzgussteile integriert. Die Kunststoffteile werden mit SMD-Bauteilen bestückt und mittels Thermoformung in die gewünschte Form gebracht.

Der Vortrag

Was ist 3D-Elektronik? Wie wird sie entwickelt, hergestellt und getestet?  Wofür wird sie eingesetzt?

Das sind die Fragen mit denen sich der FED-Arbeitskreis 3D-Elektronik in den letzten 3 Jahren befasst hat. Ein Team aus 8 Spezialisten von Firmen aus verschiedenen Elektronikbranchen erarbeitet Grundlagen und hat verschiedene eigene Demonstrator Projekte aufgestellt. Ein Technologienetzwerk wurde initiiert, um in Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen und Hochschulen Forschungs- und Entwicklungsprojekte mit staatl. Förderung zu starten. Inzwischen hat der Arbeitskreis 3D-Elekrtonik 4 Untergruppen gegründet, mit den Technologiebereichen: Embedding PCB, Hybrid-Flex, 3D-Druck und Keramik-Hybrid.

Mitglieder des Arbeitskreises berichten über die „Fortschritte in der 3D-Elektronik mit 3D-Technologiebeispielen von den Firmen und Instituten des Arbeitskreises.

Einsatzgebiete

Die erweiterten Anforderungen und neue Technologien kommen insbesondere aus Branchen wie:

  • Robotik
  • Medizinelektronik
  • Luftfahrt
  • Telekommunikation, 5g, Antennen
  • Automotive, Autonomes Fahren, eMobility, Safety
  • Sensorik, Aktoren
  • Wearable, Komfort- und Sicherheitskleidung
  • U.v.a.m.

 

Hinweise für alle Teilnehmer:

  • Das Online-Event wird aufgezeichnet
  • Zur Durchführung des Online-Events verwenden wir "GoToWebinar". Hinweise zur Datenverarbeitung finden Sie insoweit unter www.fed.de/datenschutz-webinare/
  • Kosten: 0,- €