IST
MID-Technologie  
Technologie
MID-Herstellungsverfahren
Technisch-wirtschaftliche
Bewertung

Die MID-Technologie wird in den nächsten Jahren von immer grösserem Interesse sein. Dies zeigt auch die wachsende Anzahl an Unternehmen und Forschungsstellen, die sich an der Forschungsvereinigung 3-D MID e.V. beteiligen. Das Fraun-
hofer IST befaßt sich mit den Teilbereichen Aktivierung und strukturierte Metallisierung zur MID-Herstellung, die im Punkt »Stand der Technik« beschrieben werden. Die hier aufgeführten Techniken und Bewertungen zur MID-Technologie wurden hauptsächlich dem Artikel »Spritzgegossene Formteile mit strukturiertem Leiterbild« von G.W. Ehrenstein und S. Stampfer (metalloberfläche 54 (2000) 8) entnommen.

Technologie

MID-Stecker
Steckerbereich eines
strukturiert metallisierten
MID-Bauteils
Die MID-Technologie (Molded Interconnect Devices) ist eine neuartige Methode, bei der auf dreidimensional geformten spritzgegossenen Schaltungsträgern ein Leiterbild in Form einer strukturierten Metallschicht aufgebracht ist. Im Vergleich zum konventionellen Aufbau elektronischer Geräte mit ebenen Leiterplatten auf Epoxidharzbasis bietet Sie eine Reihe von technologischen und wirtschaftlichen Vorteilen. Ein wesent-
licher Punkt ist dabei die Zusammenführung mechanischer und elektrischer Funktionen in einem Bauteil, zum Beispiel durch die Kombination der Gehäuse- und Schaltungsträgerfunktion oder die Integration von mechanischen Verbindungs- und Fixierungselementen wie Batteriehalterungen und Schnapp-
haken. Dies hat eine Reduzierung des Materialeinsatzes und der Anzahl der Einzelteile zur Folge. Zusätzlich kann der Mon-
tageaufwand für die unterschiedlichen Komponenten gesenkt und eine Verkürzung der Prozesskette erreicht werden. Dies führt zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit, Verringerung der Fertigungskosten und zu einer weiteren Verkleinerung elektro-
nischer Baugruppen. Als Substrat werden überwiegend ther-
moplastische Kunststoffe eingesetzt, aber auch spritzgegosse-
nen Elastomere, Duroplaste oder Keramiken sind verwendbar.


MID-Herstellungsverfahren Im Bereich der strukturierten Metallisierung von Kunststoffbau-
teilen für die Telekommunikation, Elektronik- und Automobil-
industrie (EMK-Abschirmung, MID-Technologie) werden spritz-
gegossenen Schaltungsträger eingesetzt. Bei der Herstellung dieser Schaltungsträger gibt es unterschiedliche Varianten, die sich grundsätzlich hinsichtlich der Formgebung des Spritzgieß-
teils sowie der Art der Aktivierung, Metallisierung und Strukturie-
rung
unterscheiden. Dies ist in der folgenden Tabelle wiederge-
geben, die allerdings nicht die Reihenfolge der einzelnen Pro-
zessschritte berücksichtigt.

Formgebung Metallisierung Strukturierung
1-Komponenten-
Spritzgießen
PVD
chemisch /
galvanisch
Laser + Ätzen
Photomasken
+ Ätzen
Heißprägen Heißprägestempel
 
2-Komponenten-
Spritzgießen
chemisch Spritzgießwerkzeug
 
Folienhinterspritzen metallisierte
Trägerfolie
Photomasken
+ Ätzen

Die Strukturierung erfolgt beim Laser- und Maskenverfahren so-
wie beim Heißprägen nach dem Spritzgießen, während beim 2-Komponenten-Spritzgießen die spätere Leiterbahnstruktur im Spritzgießwerkzeug festgelegt wird. Beim Folienhinterspritzen findet die Leiterstrukturierung auf den Folien vor dem Spritz-
gießen statt.


Technisch-wirtschaftliche
Bedeutung
Die einzelnen Herstellungsverfahren von strukturierten metalli-
sierten MID-Bauteilen weisen spezifische Merkmale auf, die für jede Anwendung neu bewertet werden müssen. In der folgen-
den Tabelle ist eine qualitative Bewertung der einzelnen Verfah-
ren angegeben.

  Laser-
struktu-
rierung
Masken-
struktu-
rierung
2-K-
Spritz-
gießen
Heiß-
prägen
 Gestaltungsfreiheit 0 0 +
 Kunststoffauswahl 0 0 0/– +
 Flexibilität bei
 Layoutänderungen
+ 0 0
 Flexibilität bei
 Schichtaufbau
+ + + 0
 Eignung für
 EMV-Abschirmung
+ + 0
 Eignung für dekora-
 tive Oberflächen
0 0 0 +
 Investitionskosten 0 0 +
 + = sehr gut   0 = mittel    = schwach

So lässt das 2-Komponenten-Spritzgießen die höchste Freiheit in Bezug auf die dreidimensionale Gestaltung zu, ist aber mit hohen Werkzeugkosten bei der Layoutänderung verknüpft. Das Laserstrukturieren und das Maskenbelichtungsverfahren zeigen in diesem Bereich eine höhere Flexibilität, da von einem vollflä-
chig metallisierten Formteil ausgegangen wird. Geringe Investi-
tionskosten fallen beim Heißprägeverfahren an, welches aber auf einfache Geometrien beschränkt bleibt. Die Problematik der Verfahren in der MID-Technologie besteht zur Zeit darin, dass eine Reihe von Verfahrensvarianten vorliegen und damit jedes Bauteil die Entwicklung eines eigenen speziellen Verfahrens benötigt, es also nur kundenspezifische Lösungen gibt.


    © 12/2001
Fraunhofer-Gesellschaft