Mikroformteile in der Mikroelektronik

Mikroelektronische Komponenten zur Messung, Steuerung und Regelung werden in der Automobiltechnik, aber auch bei vielen industriellen Anwendungen immer häufiger eingesetzt. Dabei zeichnet sich ein Trend zum Vor-Ort-Einsatz ab. Dadurch wird einerseits aufwändige, schwere und anfällige Verdrahtung erspart, andererseits wird der Betriebstemperaturbereich der Bauelemente stark erweitert. Diese kann zur thermomechanischen Ermüdung der Lötverbindungen infolge unterschiedlicher thermischer Ausdehnung der beteiligten Komponenten, und damit zu Zuverlässigkeitsproblemen führen. So bietet es sich an, die dabei in die einzelnen Lotkontakte induzierten mechanischen Spannungen durch eine Polymerummantelung in Form von Polymerzylinder(bump)matten zu minimieren.

Projektpartner (SAB gefördertes Forschungsvorhaben):

• MPD GmbH, Dresden (technologisches Gesamtkonzept, Assemblierung)
• Fraunhofer IZM, Berlin (Lösungen zur Durchkontaktierung)
• Institut AVT an der TU Dresden (Simulationsrechnungen zur Optimierung des Mattenlayouts)
• Dr. Teschauer AG, Chemnitz (Laserstrahlstrukturierung)
• Kunststoff-Zentrum in Leipzig gGmbH (Mikrospritzgießen)

Der Weg der Realisierung der Bumpmatten erfolgte von den theoretischen Ansätzen über die Formteiloptimierung bis hin zu einer optimierten Fertigungsmethode: Gestaltungsansätze werden mit FEM-Simulationen hinsichtlich ihrer mechanischen Belastung geprüft fertigungsgerecht gestaltet und durch Spritzgieß-Füllsimulation optimiert. Das Ergebnis wurde wiederholt durch mechanische FEM-Simulation überprüft. Als Folge des kleinen gewählten Abstandes der Lötkontakte von 1,27 mm entstand eine sehr filigrane Bumpmatte (s. Abb). Das Formteil wird mit einem Punktanschnitt in einem Dreiplatten-Werkzeug hergestellt. . Die Fertigung erfolgt an der für kleinste Schussgewichte optimierten Kolben-Mikrospritzgießmaschine formicaPlast in Verbindung mit einem Dreiplatten-Werkzeugkonzept.

Unser Leistungsangebot in der Mikrotechnik:

• Konstruktion
• Füllsimulation
• Werkzeugentwicklung
• Musterung
• Kleinserienproduktion für Mikroformteile
• Sonderverfahren des Mikrospritzgießens: PIM, LIM, 2K
• Komplexe Entwicklungen für Mikrosysteme