3D-Leiterbahnen auf Keramik

Selektive Metallisierung von Keramik erweitert das Materialportfolio für 3D-Schaltungsträger

Ein neuartiges laserbasiertes Verfahren erlaubt die selektive, außenstromlose Metallisierung von Keramik ähnlich dem für Thermoplaste vielseitig eingesetzten LPKF-LDS®-Verfahren. Für das neuartige Verfahren sind jedoch keine Werkstoffe mit speziellen Additiven erforderlich. Die Formgebung der keramischen Schaltungsträger erfolgt mittels konventionellem Keramikspritzguss. 

Für Bauteile mit hohen thermischen Anforderungen haben keramische Materialien gegenüber Kunststoffen deutliche Vorteile. Diese halten einerseits den thermischen Belastungen besser stand, andererseits sind sie aufgrund ihrer höheren Wärmeleitfähigkeit in der Lage, elektronische Komponenten vor Überhitzung zu schützen. Weiterhin haben keramische Materialien einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. So sind Substrate aus keramischen Materialien unter anderem für die Beleuchtungstechnik zum Aufbau von LED höchst interessant.

Um nun spritzgegossene keramische Substrate als 3D-Schaltungsträger zu nutzen, wird in einem ersten Schritt das Leiterbild mittels eines 3D-scannenden Lasersystems auf die Bauteiloberfläche strukturiert. Dadurch wird die Oberfläche selektiv für einen nachfolgenden außenstromlosen Metallisierungsprozess aktiviert. Nachfolgend können beispielsweise Leiterbahnen aus dem weit verbreiteten Schichtsystem Kupfer, Nickel und Gold abgeschieden werden, auf welchen elektronische Bauelemente aufgebaut werden können. 

Zusammen mit dem Institut für Fertigungstechnologie keramischer Bauteile der Universität Stuttgart (IFKB) arbeiten wir in einem aktuellen Forschungsprojekt an der Optimierung der Prozesse für Aluminiumoxid-Keramiken. 

Kontakt


Hagen Müller
Hahn-Schickard,
Stuttgart
Tel.: +49 711 685-84784
Hagen.Mueller@Hahn-Schickard.de
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