MID Schaltungsträger

3D MID
3D MID

Mechatronic Integrated Devices (MID) sind Kunststoffteile, die elektrische Leiterbahnen tragen und auf diese Weise als 3D-Leiterplatten fungieren. Zur Herstellung der MID-Bauteile wird das patentierte Verfahren der Laser-Direkt-Strukturierung (LDS) eingesetzt. Bei bestimmten Anwendungen z.B. im Automotivebereich und in der Medizintechnik stellen MID-Bauteile eine kostengünstige Alternative zur herkömmlichen Konstruktion mit der Leiterplatte dar.

Vorteile:

  • Verringerung der Anzahl der Komponenten
  • platzsparender Aufbau
  • Verringerung der Prozessschritte
  • Verkürzung der Montagezeiten

In Abhängigkeit von Stückzahlen und Leiterbahngeometrien werden u.a. die Verfahren Zweikomponentenspritzguss (Two Shot Moulding) und Laserdirektstrukturierung (LDS) eingesetzt.

Der Zweikomponentenspritzguss ist besonders geeignet für die Fertigung hoher Stückzahlen mit groben Leiterstrukturen. Die Laserdirektstrukturierung eignet sich sowohl für die Fertigung kleiner als auch großer Stückzahlen mit feinen Leiterstrukturen von komplexeren Elektroniken.

Two Shot Molding

MID Two Shot
MID Two Shot

Die gebräuchlichsten Varianten des Two Shot Moulding sind das PCK (Printed Circuit Board Kollmorgen) und das SKW (Sankyo Kasei Wiring Board)-Verfahren.

PCK-Verfahren: Für den ersten Schuss wird ein metallisierbarer, nicht elektrisch leitender Kunststoff verwendet. Dabei wird die Leiterbahngeometrie des MID erhaben abgebildet. Im zweiten Schuss werden die Bereiche zwischen den Leiterbahnen mit einem nicht metallisierbaren Kunststoff aufgefüllt.

SKW-Verfahren: Im ersten Schuss wird die Leiterbahnstruktur als Vertiefung aus der nicht-metallisierbaren Komponente gespritzt. Im zweiten Schuss werden diese Bereiche mit der metallisierbaren Komponente aufgefüllt.

Nach dem zweiten Schuss wird bei beiden Verfahren zunächst die Oberfläche des metallisierbaren Kunststoffs aktiviert und anschließend galvanisch Kupfer bis zur gewünschten Stärke aufgebracht. Anschließend wird die metallisierte Struktur mit Nickel und Gold veredelt.

Laserdirektstrukturierung (LDS)

Bei dem von der Firma LPKF patentierten LDS-Verfahren erfolgt die Strukturierung mittels Laserstrahl durch Freilegen und Aktivieren spezieller Wirkstoffsubstanzen (Additive) in einem thermoplastischen Kunststoff. Die Additive enthalten chemisch inaktive Metallkeime, die nur durch Laserstrahlung aktivierbar sind. Nach der Aktivierung der Metallkeime findet die Metallisierung in einem Kupferbad statt. Die metallisierte Struktur wird danach mit Nickel und Gold veredelt.