MID-Marktanalyse Schwerpunkte und Chancen von MID

Bei der Entwicklung und Herstellung mechatronischer Produkte sind Unternehmen steigenden Anforderungen hinsichtlich Miniaturisierung, Funk-tionsintegration und Zuverlässigkeit ausgesetzt. Die MID-Technik (Molded Interconnect Devices) bietet sich als innovative Technik zur Begegnung dieser Anforderungen an. Durch die Weiterentwicklung der Technik lassen sich immer leistungsfähigere integrierte mechatronische Baugruppen (Mechatronic Integrated Devices) realisieren.

In den Studien „Chancen und Grenzen für den Einsatz der Technologie MID“ aus dem Jahr 2003 und „MID-Studie 2006 - MID-Markt: Deutschland - Analyse von MID-Projekten“ aus dem Jahr 2006, die der Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg [1] und das Heinz Nixdorf Institut [2] im Auftrag der Forschungsvereinigung 3-D MID e.V. [3] erstellt haben, erfolgte eine Technik- und Marktanalyse. Die MID-Studie 2006 hat ergeben, dass es viele Argumente für den Einsatz der MID-Technik gibt. Der „technology push“ ist vorhanden. Dennoch existieren zahlreiche technische und psychologische Barrieren, die eine Marktentwicklung, wie in der Studie aus 2003 prognostiziert, verhindert haben.

Bis 2010 hat die Anzahl an MID-Serienapplikationen signifikant zugenommen. Hinzu kommen mehrere neue MID-Anlagenhersteller und MID-Fertiger, die mittlerweile hohe Umsätze erzielen. Vor diesem Hintergrund gilt es in der weiterführenden MID-Studie 2011 zu klären, welche Gründe diese Entwicklung des MID-Geschäfts hat und wie dieses weiter zu forcieren ist.

Globaler MID-Markt

In den USA wurden sehr früh MID-Projekte mit großen Stückzahlen zielstrebig umgesetzt. Nach einer turbulenten Phase mit diversen Übernahmen folgte eine starke Konzentration auf dem Mobilfunkmarkt auf Basis von Zweikomponentenspritzguss und der Laserdirektstrukturierung (LDS). In der Zwischenzeit haben die großen MID-Fertiger Produktionskapazitäten verstärkt nach Asien verlagert
(siehe Kasten).

Die MID-Entwicklung in Europa ist geprägt von einer wachsenden Anzahl an Unternehmen, die sich an der Gemeinschaftsforschung beteiligen. Nahezu alle MID-Verfahrenstechniken sind verfügbar und das Laser-Direkt-Strukturier-Verfahren hat in den letzten Jahren für eine deutliche Belebung des MID-Marktes in Deutschland und Europa, vor dem Hintergrund einer sehr guten und breit gefächerten wissenschaftlichen Basis, geführt. Die Anzahl der anspruchsvollen MID-Projekte, die in den letzten Jahren in bestückter Ausführung, darunter auch für den Automobil-Bereich, in die Serienproduktion überführt werden konnte, belegt das hohe Niveau der MID-Entwicklung in Europa.

Ein Manko in der weiteren Verbreitung der MID-Technik ist in der Tatsache zu sehen, dass es bislang mit der Fa. Harting Mitronics [4] nur einen Komplettanbieter über die gesamte MID-Prozesskette gibt, der sowohl das Zweikomponentenspritzgießen als auch für das LDS-Verfahren inklusive der Aufbau- und Verbindungstechnik anbieten kann.

In Japan existieren nur wenige MID-Fertiger, die vorwiegend im Zweikomponentenspritzguss sowie der subtraktiven Laserstrukturierung produzieren. Der Fokus der japanischen MID-Entwicklung liegt vor allem auf der Funktionsintegration und Miniaturisierung von Produkten aus einheimischer Entwicklung. Das übrige Asien mit China, Taiwan und Korea profitiert vom Technologietransfer aus USA und Europa sowie der Risikobereitschaft der Unternehmer. Mit dieser Entwicklung geht eine Zunahme des Prozess-Know-Hows auch für komplexere Anwendungen einher.

Verlässliche Daten über die tatsächlichen Umsätze und die getätigten Investitionen der MID-Hersteller wurden von den Unternehmen für die MID-Studie 2011 leider nicht zur Verfügung gestellt. Einen guten Einblick in das Investitionsvolumen bietet jedoch die weltweite Verteilung der LDS-Anlagen von der LPKF Laser & Electronics AG [5] dar. Demnach haben innerhalb eines Zeitraums von ca. sechs Jahren weltweit die MID-Produzenten über 60 Millionen Euro allein in die Laseranlagentechnik investiert.

Der Hauptteil der Investitionen entfällt mit 134 Laseranlagen zur Strukturierung von MID-Teilen auf Asien. Insbesondere China dominiert mit 61 Lasersystemen des Typs „MicroLine 160i“ und 54 Systemen vom Typ „Fusion 3D“. Vor allem bei Neueinsteigern in die MID-Technik, speziell im Bereich der LDS-Technik, sind neben den Investitionen rund um das LDS-Verfahren aber weitere Investitionen (Spritzguss, Metallisierung, Bestückung, Qualitätssicherung, etc.) notwendig.

Chancen und Herausforderungen der MID-Technik

In der MID-Studie 2011 wurden, vor dem Hintergrund der allgemeinen Nutzenpotentiale und technischen Einschränkungen, in den Experteninterviews relevante Anwendungsfelder für MID analysiert. Dazu sollten die 51 befragten Experten sowohl aktuelle als auch zu erwartende Anwendungen berücksichtigen. Das Bild zeigt die Auswertung der Befragung hinsichtlich der MID-Anwendungspotentiale.

Die meistgenannten Potentiale waren die Sensortechnik, Antennen und die 3D-Verdrahtung. Ausgehend vom Aufbau und der Platzierung der jeweiligen Sensorapplikation, werden die Integration weiterer Funktionen und die Miniaturisierung gefordert. Eine Vielzahl an MID-Sensoranwendungen, wie z.B. Stromsensoren, Lichtsensoren oder Drucksensoren, haben sich etabliert und zeigen die Stärken der MID-Technik.

In den letzten Jahren haben MID-Antennen insbesondere im Mobilfunksektor einen hohen Marktanteil erreicht. Sie werden in Asien in sehr hohen Stückzahlen gefertigt. Hinzu kommen RFID-Antennen, beispielsweise für Anwendungen in der Luftfahrt sowie allgemein in der Logistik.