Seminar „Additive Technologies“ – Europäische IMAPS Plattform für digitale Veranstaltungen erfolgreich getestet

Als erstes Event auf der europäischen IMAPS Plattform für digitale Veranstaltungen fand am 27. April 2021 das Seminar „Additive Technologies“ statt. Die Veranstaltungsplattform wurde im Auftrag des IMAPS-Europe Board (ELC) von der Berliner mcc Agentur für Kommunikation aufgebaut und steht jetzt für die Seminare und Konferenzen aller europäischen Cluster zu Verfügung. Die Plattform basiert auf etablierten Videokonferen-Tools wie Zoom und bildet dabei eine Schnittstelle zu der Konferenz-Administrationssoftware ConfTool. IMAPS Deutschland kooperiert schon länger mit mcc und übernimmt die Federführung bei der Abstimmung und Realisierung der Aufgaben.

Das Seminar „Additive Technologies“ wurde von IMAPS Italy mit einer starken deutschen Beteiligung an Vortagenden und Sponsoren organisiert. Acht interessante Vorträge füllten das Nachmittagsprogramm der Live-Veranstaltung mit mehr als 60 Teilnehmenden aus diversen IMAPS Chaptern (darunter Italien, Deutschland, Polen, Nordic und UK). Die Vorträge beleuchteten besonders die Anwendung der aktuellen additiven Technologien in den Themenfeldern der IMAPS Mitgliederorganisationen und das Potential der kommenden Technologien.

Karl-Friedrich Becker aus Fraunhofer IZM berichtete über die Erfahrungen aus aktuellen Projekten, welche unter anderem den Einsatz von Ink-Jet Druck für die Kontaktierung der eingebetteten Chips und für die Substratmetallisierung untersuchten. Im Vortrag wurde außerdem die Erzeugung von dreidimensionalen Strukturen mittels Thermoformen und die damit verbundenen technologischen Herausforderungen adressiert.

Florian Roick (LPKF) referierte über die etablierte Technologie der Firma – LDS (3D Laser Direct Structuring) sowie über ihre Weiterentwicklung, die als AMP (2.5D Active Mold Packaging) getauft wurde. Die AMP ermöglicht es, mehrere Leiterbahnebenen im Verguss der Baugruppen unterzubringen. Der Aufbau der einzelnen Dielektrikum-Schichten erfolgt dabei mittels Schablonendruck und ihre selektive Metallisierung mit bis zu 25 µm/25 µm (line/space) Auflösung wird – ähnlich wie bei LDS – laserunterstützt durchgeführt.

Wouter Brok (Süss MicroTec) präsentierte eine Übersicht zu der breiten Palette an Funktionsmaterialien und Strukturen, die in Ink-Jet Technologie aufgebaut werden können, sowie die notwendigen Gerätelösungen, angefangen von Entwicklung bis hin zu Serienproduktion. Unter den diskutierten Anwendungsmöglichkeiten waren außer der Herstellung von leitenden Strukturen auch der selektive Aufbau vom Lötstopplack, die Erstellung der Ätzmasken und Vergusskonturen für Dam & Fill aufgeführt.

David Keicher von Fa. IDS stellte einen neuen Aerosol-Druckkopf vor, der Strukturen mit bis zu 10 µm Auflösung erzeugen kann und dabei den Abstandsbereich von 1 mm bis 10 mm zum Substrat abdeckt. Die mehrstündigen Drucktests (>8 h) zeigten, dass die Druckergebnisse langzeitstabil sind und der sonst für den Aerosol-Druck typische „Overspray“-Effekt nicht in Erscheinung tritt. Wegen des hohen möglichen Abstandsbereiches kann das Bedrucken von dreidimensionalen Substraten problemlos erfolgen; gute Ergebnisse wurden auch beim Druck von hochtemperaturstabiler Tinte auf keramischen Substraten erzielt.

Uwe Scheithauer aus dem Fraunhofer IKTS in Dresden berichtete in seiner Präsentation über den 3D-Druck der keramischen Körper, der im Institut mit einer Auflösung von 40 µm x 40 µm (horizontal) in Schichten von 100 µm Dicke realisiert werden kann. Die Oberflächen der so erzeugten dreidimensionalen keramischen Teile können mittels Sieb- oder Aerosol-Druck oder auch Mikrodispensen elektrisch funktionalisiert werden. Als mögliche Anwendungen wurden beispielsweise keramische Heiz- und Kühlkörper mit integrierten Kanälen oder Sensoreinheiten genannt. Dank der am Institut entwickelten Multimaterial Jetting Technologie werden weitere Gestaltungsmöglichkeiten geschaffen: So sind z.B. Kombinationen aus keramischen und leitenden Materialien herstellbar.

Der Vortrag von Stefania Minnella (HP Italy) wurde der HP Multijet Fusion Technologie gewidmet, die sowohl für das Prototyping als auch für die Serienproduktion geeignet ist. Bei diesem Verfahren werden im ersten Schritt Polymerpulver mit sogenannten „Fusing Agents“ gedruckt. Im nachfolgenden Schritt der thermischen Aushärtung („fusing“) werden Polymerkörper hoher mechanischer Qualität erzeugt. Aktuell lassen sich damit unterschiedlich gefärbte Strukturen erstellen, in der Zukunft soll die Technologie auch das Drucken von elektrischen Leiterbahnen sowie lumineszierenden oder transparenten Bereichen erlauben.

Der R&D Leiter der israelischen Firma NanoDimensions Ziv Cohen berichtete über den aktuellen Stand der AME Technologie (Additively Manufactured Electronics). Diese Technologie erlaubt die Herstellung von Multilayer-Leiterplatten durch den gleichzeitigen Ink-Jet-Druck von Dielektrikum und Leiterbahnen. Dreidimensionale Bauteilträger mit integrierten Spulen und Kondensatoren können so aufgebaut werden, die sogar bessere HF-Eigenschaften als die herkömmlichen Leiterplatten aufweisen.

Enrico Galbiati (Gestlabs) analysierte die Zuverlässigkeitsaspekte der additiven Technologien in der Elektronik. In seiner Präsentation wurden unter anderem die Möglichkeiten der Testbeschleunigung zusammengefasst und ihre Auswirkungen auf die Fehlermechanismen dargestellt. Anhand mehrerer Praxisbeispiele wurden die Schwierigkeiten bei der korrekten Identifizierung der Hauptfaktoren sowie eine begrenzte Anwendbarkeit der Ergebnisse aufgezeigt.

Während der Präsentationen hatten die Teilnehmenden die Möglichkeit, über die Chat-Funktion Fragen an die Vortragenden zu stellen, die in der anschließenden Diskussion live beantwortet wurden. Es kann festgehalten werden, dass die neue IMAPS Veranstaltungsplattform ausreichend gereift ist und einen reibungslosen Ablauf von Seminaren erlaubt.