Elektronikbaugruppen ohne Leiterplatten

Die Laserdirektstrukturierung (LDS) ist eine besondere Erfolgsgeschichte. Seit knapp 20 Jahren können elektronische Leiterbahnen in der Serienherstellung direkt auf Kunststoffteile aufgebracht werden.

(Bild: Harting)

LDS ermöglicht Elektronikbaugruppen mit flexiblen geometrischen Formen. Dank dieses Verfahrens werden elektronische Produkte wie Smartphones, Sensoren oder medizinische Geräte immer kleiner und leistungsfähiger. Automatisierte Herstellungsprozesse machen das Verfahren zudem wirtschaftlich immer attraktiver.

Für elektronische Baugruppen bleibt immer weniger Platz, so dass nach Lösungen gesucht wird, um konventionelle Leiterplatten zu ersetzen. LDS ermöglicht die weitere Miniaturisierung und immer komplexere geometrische Bauformen. Das Verfahren ist prozessstabil und zuverlässig und hat sich auch in besonders qualitätskritischen Bereichen wie der Medizintechnik oder bei sicherheitsrelevanten Komponenten für die Automobilindustrie durchgesetzt.

Die Laserdirektstrukturierung macht 3D-MID-Baugruppen (Mechatronic Integrated Devices) möglich. Durch 3D-MID können elektronische Bauteile direkt auf einen dreidimensionalen Grundkörper bestückt werden, ohne Leiterplatten und Verbindungskabel. Der Grundkörper wird im Spritzgussverfahren hergestellt, wobei der thermoplastische Kunststoff mit einem nicht leitenden, anorganischen Additiv versehen wird.

Damit das Kunststoffmaterial elektrische Leiterbahnen aufnehmen kann, werden die Additive im Material durch die Laserdirektstrukturierung „aktiviert“. Dabei beschreibt der Laserstrahl die für die Leiterbahnen vorgesehenen Flächen und es entsteht eine mikroraue Struktur. Die freigesetzten Metallpartikel bilden die Kerne für die anschließende chemische Metallisierung.

Auf diese Weise werden auf den vom Laser markierten Flächen elektrische Leiterbahnen aufgebracht. Die anderen Bereiche des dreidimensionalen Grundkörpers bleiben unverändert. Das Kunststoffbauteil kann anschließend wie eine herkömmliche Leiterplatte in Standard-SMD-Prozessen bestückt werden und ist auch für den Lötprozess im Reflow-Ofen geeignet.

harting.com

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