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14. Europäischer Elektroniktechnologie-Kolleg

Elektronik: gestickt, gedruckt oder laminiert?

6. Mai 2011, 13:06 Uhr | Karin Zühlke

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Eine glasklare Verbindung

Wie schafft sich heutzutage ein deutscher Leiterplattenhersteller im hart umkämpften Wettbewerb ein Alleinstellungsmerkmal? Diese Frage führte Fela Leiterplattentechnik dazu, sich mit dem Thema »Elektronik auf Glas« zu beschäftigen: Das Ergebnis heißt »Felam Glasline« und ist die Kombination einer Glasoberfläche mit einer darunter befindlichen Leiterplattenstruktur. Zum Einsatz kommen solche Systeme auf Glassubstraten beispielsweise als Eingabesysteme mit Touch-Funktion oder als Beleuchtungsapplikationen.

Im Unterschied zu bislang bekannten Methoden, ein Flachglas mit einer Leiterplatte zu verkleben, sind in diesem Fall die Leiterplatte und das Glas keine getrennten Komponenten, sondern ein homogenes Verbundsystem. »Ein wichtiger Vorteil dabei ist, dass es keine Lufteinschlüsse über den Herstellungsprozess gibt, die die Funktion des Systems beeinträchtigen könnten«, schildert Markus Karbach, Bereichsleiter von Felam Leiterplattentechnik. »Beim Einsatz von Leiterplatten oder flexiblen Folien wirken die Materialien hygroskopisch«, erklärt Karbach, »das heißt sie nehmen Wasser auf. Unsere Felam Glasline-Technologie hingehen erlaubt Dielektrika von maximal 40 µm zwischen Glasplatte und Bauteilen und baut so eine gegen Temperatur und Feuchtigkeit unempfindliche Schaltung auf.« Für die Leiterbahnen setzt Fela auf bewährtes Kupfer, die Schaltung selbst wird durch Photolithographie erstellt. So sind feine Leiterbahnstrukturen von 150 µm möglich. Gerade bei anspruchsvollen Schaltungen, so Karbach, können breitere Leiterbahnstrukturen - wie sie etwa bei der Siebdrucktechnik mit leitfähigen Pasten Standard sind - zu unerwünschtem Antennen- und Übersprechverhalten und daraus resultierenden Fehlfunktionen führen. Hochkomplexe Prozessoren haben außerdem so kleine Padabstände, dass nur feinste Leiterbahnstrukturen es ermöglichen, die Bauteile direkt auf dem Glas zu platzieren. Hohe Ansprüche an die Fertigung hat das Glassubstrat nicht. Hier verhalte sich das Glassubstrat wie eine klassische Leiterplatte, betont der Bereichsleiter. Bestückt wird also ganz konventionell. Als Komponenten kommen handelsübliche Bauteile zum Einsatz. Auch zum Löten benötigt man außer einem Reflow-Ofen, wie er in der SMT-Linie zum Einsatz kommt, kein Extra-Equipment. Die Angst davor, das Glas könne im Reflow-Ofen durch das Transportsystem zu Bruch gehen, ist nach Aussage von Karbach unbegründet. Unterschiede zur klassischen Leiterplatte gibt es lediglich beim Lötprofil.

Zum Einsatz kommen die Leiterplatten aus Glas vor allem dort, wo die Elektronik als repräsentatives Element sichtbar ist, zum Beispiel in hochwertigen Eingabesystemen für Geräte und Maschinen - von der Zutrittskontrolle bis hin zur Medizinelektronik. Überall dort, wo entweder das Design, die Haptik oder die Hygiene beim Eingabesystem eine große Rolle spielt, kommen die Felam-Glasline-Produkte in Frage. Die Strategie von Fela, sich mit Glas-basierten Systemen ein Alleinstellungsmerkmal und damit ein zweites Standbein zu schaffen, ist aufgegangen: Den Kinderschuhen ist »Felam Glasline« längst entwachsen, denn die Nachfrage und der Auftragseingang steigen laut Karbach rasant.