Verbinderlose 3D-Elektronikbaugruppen auf FR4-Basis

Hintergrund und Motivation:

Dreidimensional aufgebaute Leiterplatten auf MID-Basis sind in der Produktion teuer und in der Regel erst in großen Stückzahlen wirtschaftlich. Um auch für geringere Stückzahlen die Produktion von dreidimensionalen Leiterplatten wirtschaftlich zu machen, sind alternative Herstellungsverfahren dieser Komponenten notwendig.

Projektziele:

Innerhalb des Projekts wird deshalb ein Verfahren entwickelt, um auf Basis von einfachen FR4-Leiterplatten dreidimensionale elektronische Komponenten herstellen zu können.

Das Verfahren soll eine kostengünstige Alternative zu teureren Herstellungsprozessen von dreidimensionalen Komponenten darstellen, weshalb das Verfahren möglichst einfach und kostengünstig sein sollte. Deshalb soll weitestgehend auf Standardverfahren gesetzt werden, wie etwa beim Fräsen, Löten und Bestücken der Leiterplatten. Anstatt von Steckverbindungen sollen die Platinen zudem direkt verlötet werden.

Zusätzlich sollen im Rahmen des Projekts innovative Bearbeitungsprozesse erprobt werden, zum Beispiel die Anbringung von Komponenten an den Kanten der Leiterplatten oder zwischen Leiterplatten. Dies soll eine kompaktere Bauweise ermöglichen, die ebenfalls Rohstoffe einspart. Die notwendige Metallisierung dieser Flächen ist technisch mit den Standardverfahren umsetzbar und erfordert lediglich den Entwurf spezieller Footprints in der CAD-Umgebung.

Die Erprobung des Verfahrens geschieht am Beispiel einer Referenzbaugruppe, die bisher nach herkömmlichen Verfahren hergestellt wird. Im Rahmen des Projekts wird diese Baugruppe auf Basis des oben geschilderten Verfahrens hergestellt.

Abschließend wird der Fertigungsdurchlauf der Baugruppe evaluiert und durch Optimierung des Verfahrens Einsparpotenziale erschlossen.

Bearbeitung: M.Sc. Patrick Spanier

Laufzeit: September 2023 – März 2024

Kontakt

Ansprechpartner:innen

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M.Sc. Patrick Spanier, patrick.spanier@th-owl.de