Undenkbares fertig gedacht.

Klein, kleiner, CoB.

Die CoB-Technologie ist ein Bestückungs­verfahren mit vergleichsweise geringen Fertigungskosten, aber einem hohen Miniaturisierungs­potenzial und einer beträchtlichen Komplexität im Aufbau. Sie gewährleistet eine gute thermische Anbindung an das Trägermaterial. Wir bestücken ungehäuste Halbleiter-Chips „Dies“ genannt, in Reinräumen der Klassen 5 und 7 auf Keramik- oder herkömmlichen FR-Leiterplatten.

Anschließend kontaktieren wir sie mittels Drahtbonden oder durch Lot bzw. Kunststoff auf der Leiterplatte. Die Bonddrähte aus Gold oder Aluminium sind sehr filigran und weisen einen Durchmesser auf, der nur etwa einem Drittel des menschlichen Haares entspricht. Die bondierten Chips erhalten einen Globtop aus Kunststoff und sind damit sicher geschützt.

Chip-on-Board bietet eine große Flexibilität im Design sowie ein effizientes Wärmemanagement.

Keine Angst vor engen Räumen – die Mikro­system­integration.

Massive Verkleinerungen von Halbleitern bei gleichzeitig verbesserter Leistungs­fähigkeit integrierter Schaltungen – der Trend zur Miniaturisierung hält an. Die AVT verknüpft mikro­elektronische Bauelemente mit anderen Komponenten, wie etwa PCBs, zu einer elektronischen Systembaugruppe. Hybrid aufgebaute Mikrosysteme und Mikro­komponenten — beispielsweise gedruckte Schaltkreise, Elektroniken und Sensoren auf kleinstem Bauraum — bieten ein hohes Innovationspotenzial für neuartige und intelligente Produkte unterschiedlichster Branchen und Einsatzgebiete.

Die steigende Anwendungs­vielfalt der Sensor- und Mikro­system­technik stellt ständig neue Anforderungen an die AVT sowie das Packaging miniaturisierter Baugruppen. So ist eine gleichbleibend qualitativ hochwertige und kosteneffiziente Justage und Montage der Mikro­komponenten nur mit einer entsprechenden Automatisierung zu gewährleisten.

Um kundenspezifisch hochintegrierte und miniaturisierte Baugruppen zu fertigen, setzen wir folgende Verfahren ein:

• Dickschicht-Hybrid-Technologie
• Chip-on-Board-Verfahren (Die-Attach, Drahtbonden)
• ASIC-Entwicklungen
• modernste Löttechniken

In 200 Mikrometern auf die Trägerplatte.

Die Dickschicht-Hybridtechnik ist eine AVT, mit der sich elektronische Bauelemente und integrierte Schaltungen in der Mikroelektronik herstellen lassen. In der fabsolutions Elektronikfertigung nutzen wir die Dickschicht-Technik zur Herstellung von Mehrlagen­leiterplatten und Hybrid­schaltungen. Elektronische Strukturen oder Leiterbahnen werden im Siebdruck­verfahren direkt auf Keramik-, Aluminium- oder Glassubstrate aufgedruckt. Die aufgebrachten Strukturen sind winzig – nur 200 Mikrometer breit, das entspricht gerade einmal 0,2 Millimetern.

Mit der Dickschicht-Hybridfertigung können wir durch den Einsatz isolierender Schichten sogar sich kreuzende Leiterbahnen realisieren. Der Auftrag der verschiedenen Lagen erfolgt durch wiederholtes Bedrucken, Trocknen und Sintern für jedes der verwendeten Pastensysteme im 850 Grad heißen Durchlaufofen. Ebenfalls aufgedruckte Widerstände werden anschließend mit einem Laser auf den gewünschten Wert getrimmt.

Nach Abschluss aller Druckprozesse gleichen wir die erzeugte Schaltung mit dem Zielprodukt ab und montieren weitere Bauteile mittels SMD- oder THT-Bestückung samt anschließender Verlötung. Komplexere Schaltungen können wir mittels integrierter Halbleiter per CoB auf das Substrat aufbringen.

Die Dickschicht-Hybridtechnik unterstützt die Miniaturisierung von elektronischen Baugruppen, garantiert eine gute Wärmeleit­fähigkeit und ermöglicht deren Einsatz unter extremen Bedingungen.

Schlankes Design mit viel Funktion — Elektronik­druck auf Glas.

Das Drucken von Elektroniken auf Glas ist eine Technologie, die wir seit 2014 anbieten und seitdem kontinuierlich weiter­entwickeln. Komplexe Schaltungen lassen sich mit der Dickschicht-Hybridtechnik direkt auf Glas aufbringen. Der Elektronikdruck auf Glas ist nicht nur maximal funktional, er erfüllt auch höchste ästhetische Ansprüche.

Auf Glas gedruckte Elektroniken bieten zahlreiche Anwendungs­felder in der Licht- bzw. Gebäude- sowie in der Medizintechnik. Sie lassen sich als Touchpanel-Bedieneinheiten oder Basis Anwendungen wie LED-Leuchten einsetzen. Auch in der Möbelindustrie sind sie eine willkommene Bereicherung — etwa als auf Glas gesetzte LED-Lichter in Glasvitrinen. Elektroniken für Lichtquellen lassen sich direkt auf eine Glasscheibe aufdrucken und verwandeln auf diese Weise Möbelstücke zu innen­architektonischen Wohn­accessoires mit zeitgemäßer Designsprache.

Vorteile des Elektronikdrucks auf Glas:

• Bei Touchpanels keine zusätzliche Leiterplatte für die Sensorik erforderlich
• Mehrlagige Leiterbahnebenen für eine höhere Schaltungsdichte und Realisierung von zusätzlichen Schirmflächen
• Mögliche Integration von Beleuchtung sowie Bedien- und Anzeigeelementen auf Glaselement
• Farbdruck mit keramischen Farben für eine sehr gute Haftung auf dem Glas, hohe Farbdichte und sehr robust und UV-beständig

Überlebenszelle für Elektronik.

Die Direkt­umspritzung stellt innerhalb unserer fabsolutions Fertigungs­techniken ein besonderes Elektronik-Schutzverfahren dar. Nach Bestückung der Elektronik wird die Leiterplatte in eine Form eingelegt und mit einem Polymer — Hotmelt, Thermoplast, Duroplast — in einer Spritzguss­maschine direkt umspritzt. Durch geschickte Material­paarung lassen sich bei diesem Arbeitsschritt sogar Kabelmantel oder Kabellitze direkt mit dem Gehäuse verschmelzen. Der Vorteil: die Montage und das Einhausen finden in Sekunden­­schnelle statt, ein homogenes Kunststoff­­gehäuse legt sich in Form eines Monoblocks schützend um die Elektronik.

Wir entwickeln für Ihre Elektronik auch anwendungsspezifische Spritzgussformen.

Spezifisches Anwendungsfeld: die Medizintechnik

In der Medizintechnik finden sich immer mehr motorisierte oder batterie­betriebene Geräte. Sie kommen sowohl in der minimal­invasiven oder in der roboter­assistierten Chirurgie als auch in der Endoskopie zum Einsatz. Viele Geräte müssen wieder­verwendbar sein und sich für den nächsten Einsatz sterilisieren lassen. Das heißt konkret, dass die eingesetzten Elektroniken und Sensoriken den speziellen Bedingungen einer Autoklavierung – Temperatur bis 140° C, feuchte Umgebung und ein Waschgang mit chemischen Reinigungsmitteln – standhalten müssen. Zudem werden hohe Anforderungen an Sicherheit und Zuverlässigkeit gestellt. Der Schutz soll zudem ökonomisch kompetitiv sein.

Autoklavierbare Direktumspritzung

Die Verwendung chemisch und thermisch resistenter Kunststoffe beim Direkt­umspritzen macht die geschützten Baugruppen wasch- und sterilisierbar. Die Umspritzung weist eine hohe thermische Stabilität gegenüber Autoklavier­temperaturen zwischen 134° C und 137 °C auf. Sie besitzt zudem eine sehr gute Hydrolyse-Stabilität sowie eine gute chemische Beständigkeit gegenüber den gängigen, meist alkalischen Reinigungsmitteln. Bis zu 2.500 Auto­klavierzyklen sind möglich. Darüber hinaus ist auch die Verwendung biokompatibler Kunststoffe möglich.

Prozesse, die präzise passen.

Entwicklung

Die am besten geeignete AVT, ein funktionierendes Material­management sowie geeignete Testverfahren – die fabsolutions Prozess­entwicklung sorgt dafür, wettbewerbs­fähige und zuverlässige Produkte zu fertigen. Im Fokus stehen dabei die Optimierung von Produktions­zeiten und -kosten unter Einhaltung höchster Qualitäts­anforderungen. Darüber hinaus verfolgen wir den Anspruch, Prozesse genau an die Kunden­anforderungen und Bedürfnisse anzupassen.

Automatisierung

Ebenso wichtig ist die Überführung der Produkte in die Serien­fertigung. Diese realisieren wir unter Einsatz modernster Technologien, wie etwa Robotik, smarten Kamera­systemen, Sensorik und vielem mehr. Zusätzlich erstellen wir Automatisierungs­lösungen für Großserien und managen Änderungs­aufträge während des Projektablaufs. Bei noch komplexeren Anforderungen arbeiten wir eng mit einem externen System­integrator zusammen, der über 10 Jahre Erfahrung in der Prozess­entwicklung mitbringt. Dazu gehören das Maschinendesign, die Software­entwicklung zur Anlagen­steuerung sowie die Roboter­programmierung.

Serienüberführung der Musterclass.

Beim Musterbau und der Serienfertigung gilt es, die Anforderungen jedes Kunden exakt zu erfüllen. Gesagt, getan: Diese Sektion von fabsolutions ist so strukturiert und durchgetaktet, dass sie niedrige Kosten, schnelle Lieferzeiten und eine fixe Serien­überführung sicherstellt. Nun liegt es am Auftraggeber, anhand oben genannter Kriterien zu entscheiden, ob die Muster­herstellung voll­automatisch, halb­automatisiert oder gänzlich manuell erfolgt. Gleichzeitig gilt es in diesem Schritt auch festzulegen, ob das Design und die Konstruktion der Prototypen inhouse erfolgen- oder von uns übernommen werden sollen.

Neben unserer langjährigen Expertise im Musterbau und bei der Serien­überführung, verfügen wir auch über das Spezialwissen, um die bestmöglichen Materialien und Prozesse für das Ziel „Massenfertigung“ auszuwählen. Ohne Frage stehen dabei die Wünsche unserer Kunden über allem.

Kategorien im Musterbau — von A bis D:

• Funktionsmuster (A)
• Prototyp (B)
• Vorserienmuster (C)
• Nullserienmuster (D)

Ergänzend zu den aufgeführten Stadien bieten wir zusätzliche Tests und Messungen an. Falls gewünscht oder sogar notwendig, fassen wir die Ergebnisse und Resultate in einem übersichtlichen Bericht zusammen.