Von der Handy-Antenne zum Drucksensor MID-Technik wird reif für die Industrie

Als viel versprechende Anwendungsbereiche für MIDs schätzt eine 2011 durchgeführte Studie des 3D-MID Verbands vor allem die Sensor- und Antennentechnik ein.

Sicherere Prozesse, günstigere Systeme und ein unkompliziertes und verlässliches Prototyping ebnen der MID-Technik (MID: Molded Interconnect Devices) jetzt den Weg in Industrie- und Automotive-Anwendungen. Zu den Early Adoptern zählt z. B. Robert Bosch mit dem Drucksensor DS8, der in einem ESP-Bremsregelsystem eingesetzt wird. Die Mankos der MID-Technik sind derzeit noch die komplexe Prozesskette und fehlende Standards.

Bislang waren die dreidimensionalen Schaltungsträger vor allem als Handy-Antennen zu finden und damit – obwohl teils in Europa entwickelt – nur für asiatische Fertiger ein lukratives Geschäft. Aber das könnte sich laut Christian Goth, Mitarbeiter des Lehrstuhls für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik am FAPS Institut schon bald ändern: »Die Institute und Unternehmen in Deutschland und Europa forschen mehr und mehr anwendungsgetrieben«, erklärt der Wissenschaftler auf dem 1. MID/LDS-Technologietag von MID-Tronik Wiesauplast, LPKF und Essemtec.

So gab es im letzten Jahr wesentlich mehr Serien-Anwendungen als noch vor fünf Jahren: Derzeit schätzt Goth die Zahl der Anwendungen etwa auf  50. Zu den Early Adoptern zählt beispielsweise Robert Bosch mit dem Drucksensor DS8, der in einem ESP-Bremsregelsystem in der Automobilindustrie zum Einsatz kommt. Der Sensor wandelt den hydraulischen Bremsdruck in ein elektrisches Signal um und ist wesentlich kleiner als andere Sensoren mit ähnlichen Funktionen. Das MID dient hier als Träger für die Leiterplatte und als Schnittstelle zum Sensorelement. Vorgestellt hat Robert Bosch den Sensor bereits im letzten Jahr, produziert werden sollen künftig etwa 10 Mio. Stück per Anno. Auch Audi hat sich mittlerweile auf das Terrain »MID« vorgewagt: Der Automobilhersteller hat einen Träger von Kombiinstrumenten mittels Laser Direktstrukturierung zu einem MID »aufgewertet« und mit LEDs bestückt. Ob dieser Prototyp allerdings den Weg in die Praxis und damit in eine der nächsten Audi-Generationen finden wird, steht laut Lutz Diederichs, der das Projekt auf dem MID/LDS-Technologie Tag vorstellte, noch nicht fest. 

Als viel versprechende Anwendungsbereiche für MIDs schätzt eine 2011 durchgeführte Studie des 3D-MID Verbands vor allem die Sensor- und Antennentechnik ein. Angesichts zunehmender Komplexität der Bauteillayouts und immer besserer 3D-Verfahren tut sich hier laut Goth ein großes Marktpotential auf, von dem vor allem der Standort Europa profitieren könnte, wenn es gelingt, den Technologievorsprung hier zu halten. »Europa hat eine breite Wissensbasis, eine gute Forschungslandschaft in diesem Bereich und alle Technologien verfügbar.« Einziger Wehrmutstropfen: Es gibt nur wenig »MID-Komplettanbieter« - die Wertschöfpungskette für diese Technik ist sehr fragmentiert: Bislang hatten beispielsweise Kunststoffhersteller und Elektronik-Unternehmen nur wenig miteinander zu tun: In der MID-Technologie ändert sich das aber grundlegend: »Man muss den kompletten Prozess im Auge haben und nicht nur an den egenen bzw. nächsten Prozessschritt denken«, gibt Goth zu bedenken. Hinzu kommen die Herausforderungen bei der Qualitätssicherung - nicht zuletzt weil es bislang keine Standards gibt. 

Um die Strukturen auf den Kunststoff zu applizieren, hat sich inzwischen das LDS-Verfahren von LPKF durchgesetzt: Dabei erzeugt ein Laserstrahl die Strukturen auf den Kunststoffkörper. Die Strukturen werden anschließend in einem Metallisierungsverfahren zu Leiterbahnen metallisiert. Laut Dr. Wolfgang John, LPKF, nimmt die Laser-Direkt-Strukturierung weltweit mit ca. 50 Prozent Marktanteil eine Spitzenposition unter den MID-Herstellverfahren ein. Derzeit arbeitet LPKF zusammen mit Partnern unter anderem der Weiterentwicklung thermisch leitfähiger LDS-Materialien, besonders im Hinblick auf LED-Applikationen außerdem will der Laser-Spezialist die Leiterbahnbreite und die Isolationskanäle auf Werte < 50µm reduzieren. 

Auch wenn es darum geht, schnell Prototypen zu entwickeln, setzt LPKF neue Maßstäbe: Künftig solle das Rapid Prototyping mit Hilfe einfacher Laborgeräte so einfach funktionieren »wie Kaffee kochen«, erklärt ein Sprecher von LPKF. Auch finanziellen Einstiegshürden in die MID-Technik will LPKF mit neuen handlichen Prototyping-Geräten senken, die voraussichtlich für etwa 10.000 Euro zu haben sein werden.

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