Gitterstruktur statt Leiterplatte: Die Umsetzung wird gerade in der LED-Beleuchtungstechnik erprobt.

Gitterstruktur statt Leiterplatte: Die Umsetzung wird gerade in der LED-Beleuchtungstechnik erprobt.

Rechtzeitig zur Messe Sensor und Test, die vom 07.06. bis zum 09.06.2011 in Nürnberg stattfindet, präsentieren die Firmen Kleiner und Electronic-Service Willms das Ergebnis ihrer Zusammenarbeit: Bestückbare Stanzgitter als Leiterplattenersatz.

„Wer braucht den Raum zwischen den Leiterbahnen?“ Mit dieser Fragestellung beschäftigten sich Stefan Großkopf, Leiter Entwicklung bei der Kleiner Stanztechnik und Heinz Willms, Geschäftsführer der electronic service willms seit geraumer Zeit. Das Ergebnis: Niemand.

Aus diesem Grundgedanken entstanden die Stanzgitter mit automatischer Bestückung von elektronischen Bauelementen. Stanzgitter sind Platinen, welche mit einem Stanzwerkzeug aus einem Materialband ausgetrennt werden. Diese können je nach Einsatzzweck aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt sein. Die Entscheidung des Materials ist vom Einsatzzweck abhängig. Die Anlieferung und weitere Verarbeitung werden endlos am Band oder in Teilabschnitten durchgeführt.

Für die Bestückung mit elektronischen Bauteilen in der SM – Technologie (SMT) muss das Stanzgitter mit einer Zinnoberfläche beschichtet werden. Für SMD – Bauteile der Baugröße 0603 oder Fine Pitch Elemente kann das Stanzgitter mit geringsten Gitterstrukturen ausgelegt werden. Hier sind Stegbreiten beziehungsweise Schlitzbreiten von 0,1mm möglich. Der Vorteil des Stanzgitters ist, dass hier dreidimensionale Strukturen und Gebilde umgesetzt werden können. Für die Sensortechnik ist es möglich, die unterschiedlichsten Bauelemente aufzubringen. Möglich sind von einem DMS über einen Hallsensor bis zu einer Piezokeramik vielfältige Bauteile. Die jeweilige elektronische Schaltung wird auf den Sensor angepasst. Eine Temperaturrelaxation kann mit integriert werden. Die Empfindlichkeit bzw. die Verstärkung der Signale ist über den Einsatz programmierbarer Logik konfigurier- bzw. einstellbar.

Eine weitere Umsetzung dieser Technologie wird von beiden Partnern derzeit in der Beleuchtungstechnik erprobt. High Power LEDs und Schaltelemente können direkt auf das Stanzgitter aufgebracht und die entstehende Wärme über die Gitterstruktur abgeführt werden.

Das bestückte Stanzgitter kann in weiteren Arbeitsschritten wie z.B. Umspritzung, Montage in einem Gehäuse oder durch Klebetechnik weiter veredelt werden. Es ist als eigenständiges Bauteil weiter verarbeitbar.

Die Vorteile dieser Technik auf einen Blick:

  • Die Anschlusstechnik wird direkt im Stanzgitter integriert und benötigt dadurch keine zusätzliche elektrische Schnittstelle. (Stoffschlüssige Verbindung).
  • Einsatz für Temperaturen bis 200°C.
  • Bei Leistungsbauteilen wird die entstehende Wärme direkt über das Stanzgitter abgeführt. Kühlkörper werden aus dem Stanzgitter direkt mit angeformt.
  • 3D – Formen können nach der Bestückung umgesetzt werden.
  • Die Strombelastung kann wesentlich höher ausgelegt werden.
  • Eine mehrlagige Ausführung ist möglich.
  • Ein EMV – Schutz wird direkt durch die Stanztechnik mit angebracht.
  • Kunststoffgehäuse durch Umspritzung sind möglich.
  • Unterschiedliche Materialdicken werden verarbeitet.
  • Besseres Recycling als bei Ätzschlamm.
  • Robuster Fertigungsprozess.

Das Ganze ist auf der SMT zu besichtigen am Stand 12-383 in der Halle 12.