Die Kunst räumlicher Schaltungsträger
Kunststoffbauteile haben oft eine schützende oder tragende Funktion: Ein Gehäuse beherbergt die elektronische Schaltung, ein Kunststoffbügel hält den Sensor. Bosch-Forscher satteln nun noch eine elektronische Funktion drauf: Das Gehäuse ist zugleich Schaltungsträger, in den Sensorhalter sind elektrische Leitungen integriert.
Fast jedes Kunststoffbauteil entstammt einem Spritzgießprozess – Computertastatur, Telefonhörer oder Gehäuse von Elektrowerkzeugen. Elektronische Schaltungsträger werden als eigenständige Baugruppen durch Montage hinzugefügt. Dies soll sich nun für einige Bauteile im Fahrzeug nach den Vorstellungen der Bosch-Forscher ändern. Mit der neuen MID-Technologie (MID = Molded Interconnect Device) wird Getrenntes geeint: Leiterbahnen können direkt auf Kunststoffe aufgebracht werden. Es entstehen dreidimensionale spritzgegossene Schaltungsträger. Die Vorteile liegen auf der Hand: In der Konstruktion sind weniger Einzelteile für eine Komponente zu berücksichtigen. Folglich gibt es Spielraum für weitere Miniaturisierungen, Fertigungsschritte entfallen und auch der Materialverbrauch wird geringer.
Bosch favorisiert zwei Techniken für die Strukturierung von Schaltkreisen auf Kunststoffen. Bei der 2-Komponententechnik werden zwei verschiedene Kunststoffe im Spritzgießprozess zu einem Bauteil verarbeitet. Eines der beiden Materialien ist durch Struktur oder Oberflächenbeschaffenheit metallisierbar. Nur dort können Leiterbahnen aufgebaut werden. Die zweite Methode verwendet Laserstrahlen, um entweder eine metallisch beschichtete Fläche zu strukturieren, oder die Kunststoffoberfläche lokal zu aktivieren, so dass dort eine Metallisierung zur Bildung von Leiterbahnen erfolgen kann.
Anschließend können die Schaltungsträger mit elektronischen Bauteilen bestückt und z.B. mittels Leitkleben kontaktiert werden. Sensorchips, Kondensatoren und Integrierte Schaltkreise können so komplett in einen 3D-Kunststoffträger integriert werden. Bei der Auswahl der Kunststoffe achten die Forscher sowohl auf eine optimale Prozesstauglichkeit in der Herstellung als auch auf spezielle Prüfbedingungen für Bosch-Produkte. Die MID-Bauteile müssen Temperaturen bis zu 150 Grad Celsius und harte Beanspruchung durch Vibrationen schadlos überstehen.
Bosch favorisiert zwei Techniken für die Strukturierung von Schaltkreisen auf Kunststoffen. Bei der 2-Komponententechnik werden zwei verschiedene Kunststoffe im Spritzgießprozess zu einem Bauteil verarbeitet. Eines der beiden Materialien ist durch Struktur oder Oberflächenbeschaffenheit metallisierbar. Nur dort können Leiterbahnen aufgebaut werden. Die zweite Methode verwendet Laserstrahlen, um entweder eine metallisch beschichtete Fläche zu strukturieren, oder die Kunststoffoberfläche lokal zu aktivieren, so dass dort eine Metallisierung zur Bildung von Leiterbahnen erfolgen kann.
Anschließend können die Schaltungsträger mit elektronischen Bauteilen bestückt und z.B. mittels Leitkleben kontaktiert werden. Sensorchips, Kondensatoren und Integrierte Schaltkreise können so komplett in einen 3D-Kunststoffträger integriert werden. Bei der Auswahl der Kunststoffe achten die Forscher sowohl auf eine optimale Prozesstauglichkeit in der Herstellung als auch auf spezielle Prüfbedingungen für Bosch-Produkte. Die MID-Bauteile müssen Temperaturen bis zu 150 Grad Celsius und harte Beanspruchung durch Vibrationen schadlos überstehen.
Mit dem Laser werden die Leiterbahnen auf Kunststoffschaltungsträger strukturiert.
