Klassifizierung für die Additive Elektronikfertigung von 3D-Elektronik
FED Austrian Electronics Day bei TU Graz am 20.06.2024
Klassifizierung für die Additive Elektronikfertigung von 3D-Elektronik
Die zunehmende Digitalisierung in allen Industriebereichen, treibt die Notwendigkeit zu immer höherer Leistungs- und Funktionsdichte von elektronischen Geräten . In diesem Zusammenhang spielt die Elektromobilität und Industrie 4.0 Internet of Things (IoT) eine tragende Rolle. So geht der Trend dahin, alle möglichen physischen Objekte zu funktionalisieren und mit dem Internet zu verbinden. (Cyberphysische Systeme) Zur Herstellung werden neue, sogenannte „Generative“ oder auch „Additive Fertigungsmethoden“ eingesetzt, die keine Werkzeuge benötigen.
Im Zuge dieser Entwicklung fällt der dreidimensionalen Elektronik eine immer größer werdende Rolle zu. In mobilen Geräten wird sie bereits in Form von Antennen eingesetzt, aber auch in der Automobilelektronik oder in medizinischen Geräten. Dreidimensionale Elektronik wird dort benötigt, wo die klassische 2D-Elektronik an ihre Grenzen gerät, oder Anforderungen wie Gewichtseinsparung oder eine funktionale Integration Vorteile bringt.
Die additive Fertigung hat auch in der Elektronikindustrie Einzug gehalten, dass große Potential wurde in diesem Industriezweig bisher noch nicht ausgeschöpft. Die Vorteile dieser Technologie, sie in teiladditiven- oder volladditiven Verfahren anzuwenden, ermöglicht einen flexiblen Einsatz entlang der Prozesskette.
Es gibt eine Vielzahl von neuen sowie bekannten additiven Fertigungstechnologien, mit denen räumliche Körper aus verschiedenen Materialien funktionalisiert werden können. Es ist dabei denkbar mechanische, elektrische, thermische, optische sowie sensorische und aktorische Funktionen zu integrieren. Teiladditive Verfahren sind bereits in Serienproduktion mit vergleichbaren Kosten zu herkömmlichen Verfahren im Einsatz. Bei volladditiven Verfahren ist die derzeitige Kostenstruktur und Verfügbarkeit für große Serien noch nicht abbildbar. Ein weiterer Aspekt ist die diverse Technologieentwicklung in diesem Feld. Es gibt viele Technologien mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen sowie unterschiedlichen Reifegraden für die derzeit keine aktuelle und umfassende Übersicht besteht.
Der FED Fachverband Elektronikdesign und Fertigung hat unter der Leitung von Hanno Platz GED einen Arbeitskreis „3D-Elektronik“ initiiert, der es sich zur Aufgabe gemacht hat, eine Übersicht in Form einer fünfstufigen Klassifizierung für die „Additive Elektronik Fertigung“ (AFE) vorzunehmen. Im Vortrag werden anhand von Beispielen die fünf Klassen gezeigt und näher erläutert.
Hanno Platz ist Inhaber und Geschäftsführer der Firma GED Gesellschaft für Elektronik und Design mbH mit Sitz in Ruppichteroth bei Köln/Bonn. Die GED zählt in Deutschland zu den führenden Serviceunternehmen, dass seit 1986 interdisziplinär mit der Beratung und dem Design im Bereich der Aufbau- und Verbindungs-technik für anspruchsvolle Elektronik, in den Branchen Automotive, Luftfahrt und Medizintechnik arbeitet.
Hanno Platz leitet die Forschungsprojekte in der GED, die sich schwerpunktmäßig mit der IoT-Multisensorik befassen. In 2018 hat GED ein Akustisches Biofeedbacksystem zur Schwindeltherapie entwickelt, das als Medizinprodukt zugelassen ist und zwei internationale Patente hält. Aus verschiedenen Forschungsprojekten der GED wurden neue Technologien u.a. für Hochstromleiterplatten und Verbindungstechniken erfunden, die zum Patent angemeldet wurden.
Im FED Fachverband Elektronik Design e.V. ist Hanno Platz ehrenamtlich als Fachbeirat und als Leiter der Regionalgruppe Düsseldorf tätig, hatte u.a. Positionen im FED-Vorstand und war Referent und Berater in den Themenbereichen HDI-Microviatechnologie, Flex- Starrflex Leiterplatten, Hochstromleiterplatten und Kostenoptimierung in der Elektronik.
Die Erfahrungen aus einer Reihe von Forschungsprojekten der GED mit verschiedenen Instituten wie Fraunhofer oder dem KIT, hat H.Platz in 2018 den FED-Arbeitskreis 3D-Elektronik initiiert, wo in den letzten 2 Jahren die Klassifizierung für Additive Elektronik Fertigung AME entwickelt wurde.
