LDS-Filamente für 3D-Druck

MIDs rationell herstellen

Auf der K2019 wurden neu entwickelte Filamente für die Additive Fertigung von dreidimensionalen Schaltungsträgern gezeigt. Mit ihnen soll die Umstellung auf Laser-Direktstrukturierung leichter fallen.

Die thermoplastischen Hochleistungscompounds werden für die Herstellung von spritzgegossenen Schaltungsträgern eingesetzt, bei denen die Leiterbahnen durch Laser-Direktstrukturierung (LDS) und anschließende Metallisierung aufgebracht werden. Als Matrixpolymere fungieren PEEK oder LCP. © Ensinger

Die Nachfrage nach dreidimensionalen Schaltungsträgern (Molded Interconnect Devices, MID) steigt nicht nur in der Elektronikindustrie. Auch in der Industrieautomatisierung, der Telekommunikations- und Luftfahrtbranche oder der Medizintechnik sind individuell formbare, leitfähige Mikrobauteile mit hoher Wärmebeständigkeit gefragt. Die Technologie ermöglicht es Unternehmen, kleinere, leichtere und kostengünstigere Bauteile zu entwickeln, als es mit klassischen Leiterplatten möglich wäre. Ensinger entwickelt in Zusammenarbeit mit LPKF Laser & Electronics thermoplastische Compounds für die Laser-Direktstrukturierung (LDS). In mehreren Prozessschritten lassen sich auf dreidimensionalen Kunststoffbauteilen Leiterbahnen erzeugen: Polymere mit laseraktivierbaren Additiven werden, üblicherweise im Spritzguss, zu Kunststoffträgern geformt. Ein Laserstrahl belichtet die Strukturen der Leiterbahnen und aktiviert in diesen Bereichen das Additiv. In Metallisierungsbädern werden die Leiterbahnen haftfest und konturenscharf aufgebracht.

White Compounds, basierend auf dem Polyaryletherketon PEEK oder Flüssigkristallpolymer (LCP), ermöglichen mit weißen Additiven die Herstellung sehr heller Schaltungsträger sowie eine LDS-Strukturierung ohne Kupferbasis. © Ensinger

Auf der K2019 zeigte Ensinger neu entwickelte Filamente für die Additive Fertigung von MIDs. Die Filamente auf Basis von Polyetheretherketon (PEEK) mit LDS-Additiven zeigten in ersten Kundenprojekten mit einem Antennenhersteller gute Ergebnisse: Vom Hahn- Schickard-Institut für Mikrosystemtechnik wurden trotz technologiebedingt höherer Rautiefen vergleichbar gute Werte bei der Metallisierung sowie der Fine-Pitch-Performance wie beim Standardmaterial bestätigt. Oft würden Kunden den Aufwand scheuen, ihre Produktion auf das komplexe LDS-Verfahren Umzustellen, weiß man bei Ensinger. Mit den neuen Filamenten sei diese Hürde deutlich geringer. Mit einem 3D-Drucker ließen sich einfach und schnell Funktionsdemonstratoren herstellen, um die Funktion einzelner Bauteile zu überprüfen, ohne in ein Spritzgusswerkzeug investieren zu müssen. Ist der Produktionsprozess eingerichtet, könne man bis zu 50 Prozent der Produktionskosten einsparen.

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