IGF-Projekt 21780 N - 3D-MLD - Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID e.V.

3D-Mehrlagendruck von Mechatronic Integrated Devices [3D-MLD]

Laufzeit: 01.04.2021 – 31.03.2023

Forschungsziele

Im beantragten Forschungsvorhaben wird für eine Steigerung der Integrationsdichte von 3D-Mechatronic Integrated Devices (3D-MID) der generative Druck von mehrlagigen Leiterbahnlagen mit Durchkontaktierungen auf räumlichen Freiformflächen erforscht. Der verfolgte Ansatz basiert auf einem Druckverfahren, bei dem eine alternierende Beschichtung der Bauteiloberfläche, mit metallhaltigen Lacken für Leiterbahnen und dielektrischen Lagen für die Isolation, mit der Laserbearbeitung kombiniert wird. Neben der photothermischen Lasersinterung von Leiterbahnpfaden, ermöglicht die abtragende Laserbearbeitung der dielektrischen Schichten auch elektrische Durchkontaktierungen in dem mehrlagigen Schichtaufbau.

Durch die neuartige Prozesstechnik sollen die folgenden Ziele erreicht werden:

Hohe Vielfalt an möglichen Substratmaterialien, da der Schichtprozess unabhängig von dem verwendeten Substratmaterial anwendbar wird.
Hohe Variabilität der Produkte (Stückzahl 1) durch die Laserbearbeitung und Vermeidung der Lagerhaltung (Losgröße 1) durch die Untersuchung des Prozesses auf additiv gefertigten (3D-Druck) Bauteilen.
Substituierung von Bauelementen und Leiterplattensubstraten durch die direkte Fertigung von elektronischen Funktionselementen (z.B. Spulen, Kapazitäten) und hochintegrierte Kontaktierung von fine pitch Ball Grid Array (BGA) Chips direkt auf der Bauteiloberfläche.