Flexible, digitale Fertigungsprozessketten zur Herstellung zuverlässiger 3D-Schaltungsträger auf Basis keramischer Substrate

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung flexibler Fertigungsprozessketten zur wirtschaftlichen Herstellung von keramischen Schaltungsträger ab Losgröße 1, welche eine vergleichbare Performance und Zuverlässigkeit aufweisen wie ihr spritzgegossenes Pendant aus AiF-IGF Prokeram3D.

Das vorangegangene Projekt „Prokeram3D“ fokussierte die Herstellung keramischer Schaltungsträger aus dotierten Aluminiumoxidkeramiken mittels Pulverspritzgussverfahren. Dies ermöglicht eine reproduzierbare Prozessführung, welche entscheidend für die Akzeptanz der Technologie sowie für den Technologietransfer in die industrielle Praxis ist. Ein wesentlicher Nachteil des Spritzgusses sind jedoch die hohen Initialkosten, z.B. durch die Konstruktion und Fertigung von Spritzgusswerkzeugen, sodass dieses Herstellungsverfahren nur für große Stückzahlen wirtschaftlich ist.

Die Motivation für FlexiKer3D ist die Erarbeitung von digitalisierten und somit flexiblen Fertigungsprozessketten, die es ermöglichen, keramische 3D-Schaltungsträger individualisiert und bereits ab Losgröße 1 wirtschaftlich herzustellen. Untersucht wird einerseits die Herstellung von 3D Substraten über Grünzerspanung, andererseits über die additive Fertigung. Die selektive Metallisierung soll hierbei analog den zuvor erarbeiteten spritzgegossenen Schaltungsträgern mittels laserinduzierter Direktmetallisierung realisiert werden, sodass eine vergleichbare Performance und Zuverlässigkeit erzielt werden kann.