HSG-IMAT

Jahresbericht 2007 mit IZFM – Universität Stuttgart



Kontakt

HSG-IMAT 

Adresse

Hahn-Schickard-Gesellschaft



Institut für Mikroaufbautechnik



Allmandring 9 B



70569 Stuttgart

 

Telefon



Fax

+49 711 685-83712 oder -83710 +49 711 685-83705 [email protected]



E-Mail



Internet

www.hsg-imat.de



Adresse

Universität Stuttgart

IZFM 

Institut für Zeitmesstechnik,



Fein- und Mikrotechnik



Allmandring 9 B 70569 Stuttgart



Telefon



Fax



E-Mail



Internet

+49 711 685-83711 oder -83710 +49 711 685-83705 [email protected] www.uni-stuttgart.de/izfm





Inhaltsverzeichnis Kontakt��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 3 Inhaltsverzeichnis����������������������������������������������������������������������������������������������������� 4 Die Hahn-Schickard-Gesellschaft��������������������������������������������������������������������������� 5 Organe & Organisation der HSG������������������������������������������������������������������ 6 Aufsichtsrat und Vorstand����������������������������������������������������������������������������� 7 Mitglieder������������������������������������������������������������������������������������������������������ 8 Das HSG-IMAT�������������������������������������������������������������������������������������������������������� 9 Struktur und Ansprechpartner�������������������������������������������������������������������� 10 Das Institut in Zahlen���������������������������������������������������������������������������������� 11 Die Abteilungen des HSG-IMAT���������������������������������������������������������������������������� 12 Technologie������������������������������������������������������������������������������������������������� 13 Bauelemente����������������������������������������������������������������������������������������������� 14 Projektberichte������������������������������������������������������������������������������������������������������� 15 Neue Möglichkeiten zur Metallisierung von MID im HSG-IMAT����������������� 16 Heißprägen von Kunststofffolien zum Aufbau von  Low Cost Flexschaltungen�������������������������������������������������������������������������� 18 Durchgängige Qualitätssicherung für den LPKF-LDS® -Prozess�������������� 20 M3D – Ein neues Verfahren zur 3D-Direktstrukturierung��������������������������� 22 Hochpräzise optische Bauelemente aus Kunststoff����������������������������������� 24 Mess- und Prüftechnik für die laserbasierte Fertigung  multifunktionaler 3D-Packages������������������������������������������������������������������ 26 Publikationen & Marketing������������������������������������������������������������������������������������� 29 Lehrveranstaltungen • Studienarbeiten & Diplomarbeiten������������������������� 30 Messebeteiligungen • Workshop • Mitwirkung in Gremien������������������������� 32 Vorträge & Veröffentlichungen�������������������������������������������������������������������� 33 Patente & Gebrauchsmuster���������������������������������������������������������������������� 34 Impressum�������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 35



Die Hahn-Schickard-Gesellschaft

Die Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. wurde im Jahr 1955 auf Initiative der Uhrenindustrie gegründet. Ihr Name lehnt an zwei historische Vorbilder an: Wilhelm Schickard (1592 bis 1635) und Philipp Matthäus Hahn (1739 bis 1790), beide Vorreiter in der Forschung sowie legendäre Mathematiker und Konstrukteure unserer Region. Als gemeinnützige Vereinigung zur Förderung angewandter Forschung mit der Aufgabe, die hiesige Industrie zu unterstützen, trägt sie heute zwei Institute: das Institut für Mikro- und Informationstechnik (HSG-IMIT) in Villingen-Schwenningen und das Institut für Mikroaufbautechnik (HSG-IMAT) in Stuttgart.





die hahn-schickard-gesellschaft

Organe & Organisation der HSG

aufsichtsrat Vorsitzender: MinDirig Günther Leßnerkraus

Mitgliederversammlung (etwa 60 Mitglieder)

(jeweils 4 Mitglieder aus Wirtschaft, Wissenschaft und Behörden)

HSG

Kontrolle

Strategische Kontrolle

vorstand Vorsitzender: Dr. Harald Stallforth Geschäftsführer: C. Pecha

Führung des Vereins

HSG-IMIT Leiter: Prof. Dr. H. Reinecke Prof. Dr. Y. Manoli Prof. Dr. R. Zengerle Sitz: Villingen-Schwenningen

HSG-IMAT Zentrale Dienste HSG C. Pecha

Leiter: Prof. Dr. H. Kück Sitz: Stuttgart

Stand: 03/2008



die hahn-schickard-gesellschaft

Aufsichtsrat und Vorstand Aufsichtsrat

Vorstand





Vorsitzender:

Professor Dr. Ulrich Mescheder

Vorsitzender:

Ministerialdirigent 

Hochschule Furtwangen

Dr. Harald Stallforth 

Günther Leßnerkraus Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg

AESCULAP AG & Co. KG Professor Dr. Wolfgang Osten ITO - Institut für Technische Optik,

Stellvertr. Vorsitzende:

Universität Stuttgart

Ernst Kellermann 

Dr. Norbert Fabricius  Karlsruher Institut für Technologie

Marquardt GmbH Dr.-Ing. Peter Post Festo AG & Co. KG

Dr. Stefan Finkbeiner Robert Bosch GmbH Eckehardt Keip

Uwe Remer 2E mechatronic GmbH & Co. KG

Professor Dr. Jürgen Rühe Institut für Mikrosystemtechnik

Hans Weiss

Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

GMS Gesellschaft für 

LITEF GmbH

Mikroelektronik und Sensorik mbH Ministerialrat 

(bis 22.11.2007)

Dr. Rupert Kubon

Hanno Schnarrenberger

Oberbürgermeister Große Kreisstadt

Ministerium für Wissenschaft, For-

Dr. Wolfgang Spreitzer

Villingen-Schwenningen

schung und Kunst Baden-Württemberg

GRUNER AG

(bis 22.11.2007)

(seit 22.11.2007)

Dr. rer. nat. Mirko Lehmann Ministerialrätin Susanne Ahmed

Schatzmeister:

Ministerium für Wissenschaft, For-

Thomas Albiez

Professor Dr. Johann Löhn 

schung und Kunst Baden-Württemberg

IHK Schwarzwald-Baar-Heuberg

Steinbeis-Stiftung

(seit 22.11.2007)

IST AG

Präsident der Steinbeis-Hochschule Berlin

Ständiger Gast: Ministerialrat Dr. Gerhard Finking Bundesministerium für Bildung und Forschung

Stand: 01/2008





die hahn-schickard-gesellschaft

Mitglieder AESCULAP AG & Co. KG Tuttlingen · coHex - Technische Beratung Donaueschingen · DAIMLER AG Stuttgart · Deutsche Bank AG Stuttgart · Deutsche Thomson OHG Villingen-Schwenningen · ECMTEC GmbH Holzgerlingen · Elbau Elektronik GmbH Berlin · ELMOS Semiconductor AG Dortmund · Eppendorf Instrumente GmbH Hamburg · Etp. Electronics trading and production Freiburg · Festo AG & Co. KG Esslingen · FORESTADENT Bernhard Förster GmbH Pforzheim · GMS Gesellschaft für Mikrotechnik und Sensorik mbH VillingenSchwenningen · GOS Gesellschaft für Organisation und Software mbH Villingen-Schwenningen · GRUNER AG Wehingen · Harman/Becker Automotive Systems (XSYS Division) GmbH Villingen-Schwenningen · Harting Mitronics AG CH-Biel · 2E mechatronic GmbH & Co. KG Wernau · HL-Planartechnik Dortmund · Hoerbiger-Origa Systems GmbH Altenstadt · HOPF ELEKTRONIK Lüdenscheid · Hopt + Schuler GmbH & Co. KG Rottweil · IHK SchwarzwaldBaar-Heuberg Villingen-Schwenningen · ISGUS J. Schlenker-Grusen GmbH Villingen-Schwenningen · KENDRION BINDER MAGNETE GmbH VillingenSchwenningen · KUNDO System-Technik GmbH St. Georgen · Erich Lacher Uhrenfabrik Pforzheim · LITEF GmbH Freiburg · Lotus Systems GmbH Gutmadingen · MADA Marx Datentechnik GmbH Villingen-Schwenningen · MARQUARDT GmbH Rietheim-Weilheim · Metec Ingenieur AG Stuttgart · Perpetuum Ebner GmbH & Co. KG St. Georgen · Physik Instrumente GmbH & Co. KG Karlsruhe-Palmbach · Robert Bosch GmbH Stuttgart · SCHMIDT Technology GmbH St. Georgen · Schölly Fiberoptic GmbH Denzlingen · Schwarzwälder-Service Industrie- u. Gebäudereinigung GmbH + Co. Villingen-Schwenningen · Sparkasse Villingen-Schwenningen Villingen-Schwenningen · Karl Storz GmbH & Co. Tuttlingen · Tobias Szokalo Werkzeugbau mit HSC-Bearbeitung Pforz- heim · Team Nanotec GmbH Villingen-Schwenningen · THEBEN AG Haiger- loch · Dr. Tillwich GmbH Horb · Vipem Hackert GmbH Grünbach · VDO Automotive AG - Ein Unternehmen des Continental Konzerns Villingen-Schwenningen· Volksbank Donau/Neckar Tuttlingen

Stand: 01/2008



Das HSG-IMAT

Das HSG-IMAT wurde im Jahr 1955 als von der Industrie getragenes Forschungsinstitut unter dem Namen Forschungsinstitut für Uhren- und Feingerätetechnik gegründet. Heute arbeitet das HSG-IMAT in enger Kooperation mit dem Institut für Zeitmesstechnik, Fein- und Mikrotechnik der Universität Stuttgart in der Gehäuse- und Verbindungstechnik für Mikrosysteme unter Einsatz von Kunststoffgehäusen und Molded Interconnect Devices (MID) sowie in der Entwicklung innovativer Sensorund Aktorsysteme in hybrider Aufbautechnik mit mikrostrukturierten MID.





das hsg-imAt

Struktur und Ansprechpartner

IZFM

HSG-IMAT

Institut für Zeitmesstechnik, Fein- und Mikrotechnik Prof. Dr. H. Kück

Zentrale Dienste 

INSTITUTSLEITUNG

HSG

Prof. Dr. H. Kück

C. Pecha

Technologie

Bauelemente

Dr. W. Eberhardt

Dipl.-Ing. V. Mayer



Institutsleitung

Prof. Dr. H. Kück Telefon +49 711 685-83710



Sekretariat

P. Hoffmann Telefon +49 711 685-83711



Lehre / IZFM

Dipl.-Ing. R. Mohr Telefon +49 711 685-83713



Administration HSG-IMAT

C. Bellezer Telefon +49 711 685-83712



Zentrale Dienste HSG

C. Pecha Telefon +49 7721 943-190



Abteilung Technologie

Dr. W. Eberhardt Telefon +49 711 685-83717



Abteilung Bauelemente

Dipl.-Ing. V. Mayer Telefon +49 711 685-84265

Stand: 01/2008

10

das hsg-imAt

Das Institut in Zahlen

Entwicklung des Haushalts in T Euro

Entwicklung der Investitionen in T Euro

Entwicklung der Personalstärke



11

Die Abteilungen des HSG-IMAT

• Technologie • Bauelemente

12

Die Abteilungen des HSG-IMAT

Technologie Die Abteilung Technologie ist für die

turierung in den letzten Jahren sehr

Neben modernsten Fertigungsein-

Strukturierung und Metallisierung von

an Attraktivität gewonnen, da hier eine

richtungen verfügen wir auch über

MID-Baugruppen sowie für die Monta-

breite Palette an Werkstoffen kommer-

umfangreiches Prüfequipment. Daher

ge- und Fügetechniken von SMD- und

ziell verfügbar ist und modernste La-

sind wir auch in der Lage, unseren

Nackt-Chip-Bauelementen zuständig.

seranlagen eingesetzt werden können.

Kunden die geeignete Prüfung der

Die Dienstleistungen, die wir anbie-

Ein großes Potential zur Feinstrukturie-

Baugruppen anzubieten. Dazu gehören

ten, reichen von Beratung im Hinblick

rung von Baugruppen sehen wir derzeit

die Funktionsprüfungen genauso wie

auf die Machbarkeit über Forschung

auch bei den Drucktechniken.

die einschlägigen Zuverlässigkeits- und

und Entwicklung von Verfahren und

Umweltprüfungen. Beim Spritzguss Durch die Möglichkeit, feinste Leiter-

und bei der Bereitstellung der Werk-

gung. Da wir im HSG-IMAT über eine

bahnen auf thermoplastischen Schal-

zeuge und Vorrichtungen arbeiten wir

komplette Linie zur Herstellung von

tungsträgern zu erzeugen, ist auch die

eng mit der Abteilung Bauelemente

Baugruppen bis zur Prototypenferti-

MID-Baugruppen mit den entspre-

Montage von Nacktchips auf MID rea-

zusammen. Daher können wir unsere

chenden Prozessen verfügen, können

lisierbar. Hierbei kommen Drahtbond-

Kunden während der gesamten Ent-

wir unsere Kunden ganzheitlich zu

techniken und Flip-Chip-Techniken zum

wicklungszyklen bei neuen Produkten

Fragen der gesamten Prozesskette

Einsatz. Bei den Flip-Chip-Techniken

beraten und unterstützen, angefangen

beraten. Unser interdisziplinäres Team

sind vor allem auf dem Kleben basierte

bei der Produktidee bis hin zur Bereit-

von Wissenschaftlern und Techni-

Verfahren von Interesse. Aber auch

stellung von qualifizierten Prototypen.

kern ist mit unserer modernen Gerä-

das bleifreie Löten von SMD-Bauele-

teausstattung in der Lage, für jeden

menten ist bei vielen Hochtemperatur-

Teilschritt in der MID-Fertigung eine

thermoplasten problemlos möglich. Bei

Lösung anzubieten.

der SMD-Montage stellt die Klebetechnik aber auch eine interessante

Unsere Kunden kommen bevorzugt

Alternative dar.

aus den Bereichen Automatisierungstechnik, Kfz-Technik, Medizintechnik

Bei einfacheren Geometrien von

und Life Sciences. Die Miniaturisierung

Bauteil und Leiterbild können wir die

komplexer 3D-Baugruppen steht dabei

Heißprägetechnik einsetzen. Hier steht

im Vordergrund. Hierzu erzeugen wir

mittlerweile eine breite Palette von

feinste Leiterbahnen auf mikrospritz-

geeigneten Folien zur Verfügung, mit

gießtechnisch hergestellten Kunststoff-

denen Leiterbahnen auf einer Viel-

bauteilen, indem wir die Lasertechnik

zahl von Thermoplasten hergestellt

mit der chemischen Abscheidung

werden können. Durch den Wegfall

von Metallschichten kombinieren.

der chemischen Metallisierung beim

Mit subtraktiven, semiadditiven und

MID-Hersteller ergibt sich eine kurze

volladditiven Verfahren und verschie-

Prozesskette. Heißpräge-MID-Bau-

denen Werkstoffen können wir für viele

gruppen eignen sich besonders für die

Kontakt: Dr. Wolfgang Eberhardt

Anwendungen eine Lösung anbieten.

SMD-Montage von Bauelementen.

Telefon: +49 711 685-83717

Insbesondere hat die Laserdirektstruk-

E-Mail: [email protected]



13

Die Abteilungen des HSG-IMAT

Bauelemente In der Abteilung Bauelemente befassen

durchführen und umsetzen konnten.

chen. Für Funktionstests und Charak-

wir uns mit Sensoren und Aktoren so-

Beispielsweise konnten wir in Zusam-

terisierung wurden spezielle Mess- und

wie der Fertigung von Präzisionsteilen

menarbeit mit dem HSG-IMIT ver-

Prüfplätze aufgebaut, die auch in den

insbesondere mit Mikrospritzgießtech-

schiedenste mikrofluidische Kanal- und

Klima- und Feuchte-Prüfschränken des

nik einschließlich der Herstellung hoch

Düsensysteme für die Mikrodosierung

HSG-IMAT eingesetzt werden können.

präziser Werkzeuge.

erfolgreich mit Spritzgießtechnik

Um beim Spritzguss bestmögliche

herstellen. Als neue Herausforderung

Für die Auslegung unserer Systeme

Kunststoffformteile mit feinsten Struk-

werden wir demnächst gemeinsam

greifen wir verstärkt auf Simulations-

turabmessungen und Strukturdetails

anspruchsvolle Mikronadel-Arrays aus

werkzeuge zurück, um statische und

anzufertigen, arbeiten Simulation,

Kunststoff angehen.

dynamische mechanische Eigen-

Konstruktion, Muster-Werkzeugbau

In enger Zusammenarbeit mit unserer

schaften genauso wie elektrische oder

und Spritzguss sehr eng zusammen.

Abteilung Technologie entstehen bei

magnetische Eigenschaften vorab zu

Mit unserer neuen hochgenauen

uns zudem viele Mikrospritzgießbau-

ermitteln.

Spritzgusssimulations-Software von

teile für neueste Aufbau-, Gehäuse- 

Mit Miniaturschaltventilen und -pumpen

3D-Sigma bestimmen wir z. B. vorab

und Verbindungstechniken. Hier

befassen wir uns in der Aktorik. Hier

das Füllverhalten, den Verzug oder die

werden komplexe 3D-Geometrien für

stehen völlig neue Aufbaukonzepte mit

Werkzeugbelastung. Bei der anschlie-

die Integration und Miniaturisierung in

strikter Trennung zwischen Fluid und

ßenden Konstruktion profitieren wir von

drei Dimensionen benötigt, um durch

Antrieb im Mittelpunkt. Daher können

unserer langjährigen Erfahrung und

Aufbringen von feinsten Leiterbahnen

wir hochinteressante Lösungen bieten,

setzen modernste CAD/CAM-Tech-

und Bestückung mit elektronischen und

wenn eine gute Medientrennung erfor-

niken ein. Zur Anfertigung der Werk-

mikrotechnischen Bauteilen hoch-

derlich ist.

zeuge und für die mechanische Bear-

wertige mechatronische Baugruppen

Ob es sich um Mikrospritzgießbauteile,

beitung hochgenauer filigraner Bauteile

herzustellen.

um komplexe 3D-Packages für Mikro-

stehen uns zwei Hochpräzisions-HSC-

Bei den Sensoren stehen Neigungs-,

systeme, um FEM-Simulationen oder

Fräsmaschinen, die Mikrofunkenerosi-

Abstands-, Weg- und Drehwinkelsen-

um Sensoren und Aktoren handelt, die

on und das elektrochemische Fräsen

soren im Vordergrund. Beispielsweise

Abteilung Bauelemente des HSG-

zur Verfügung. Ist allerhöchste Präzi-

arbeiten wir derzeit verstärkt an einem

IMAT unterstützt Sie gerne bei allen

sion und Oberflächenqualität gefragt,

hochauflösenden flüssigkeitsbasierten

wichtigen Schritten zur Lösung Ihrer

können wir neuerdings mit unserer

kapazitiven einachsigen Neigungssen-

Problemstellung. Zögern Sie nicht, uns

6-Achsen-Ultrapräzisionsbearbeitungs-

sor mit einem Messbereich von echten

anzusprechen.

maschine auch optische Bauelemente

360 Grad. Daneben arbeiten wir an

oder entsprechende Werkzeug-

neuen hochauflösenden optischen

Formeinsätze anfertigen.

Drehgebern. Durch die Verwendung

Automatisierungstechnik, Kfz-Tech-

von mikrostrukturierten Kodierscheiben

nik, Medizintechnik und Life Sciences

aus Kunststoff mit integrierten diffrak-

sind nur einige Bereiche, wo wir mit

tiven optischen Elementen können

zahlreichen Partnern aus Industrie

wir hohe Auflösungen bei kleinster

Kontakt: Dipl.-Ing Volker Mayer

und Forschung eine Reihe von he-

Baugröße und einem einfachen monta-

Telefon: +49 711 685-84265

rausfordernden Projekten erfolgreich

gefreundlichen Sensoraufbau errei-

E-Mail: [email protected]

14

Projektberichte

• Neue Möglichkeiten zur Metallisierung von MID im HSG-IMAT

• Heißprägen von Kunststofffolien zum Aufbau von Low Cost Flexschaltungen

• Durchgängige Qualitätssicherung für den LPKF-LDS®-Prozess

• M3D - Ein neues Verfahren zur  3D-Direktstrukturierung

• Hochpräzise optische Bauelemente aus Kunststoff

• Mess- und Prüftechnik für die laserbasierte Fertigung multifunktionaler 3D-Packages



15

Projektberichte

Neue Möglichkeiten zur Metallisierung von MID im HSG-IMAT Mit dem Einzug in das neue Institutsge-

schieden. Beim Semiadditiv-Prozess

Daneben bieten die Anlagen auch eine

bäude am Allmandring konnten wir im

werden die Kunststoffbauteile im ersten

Möglichkeit zur galvanischen Verstär-

HSG-IMAT eine Galvanik- und Vorbe-

Schritt nach einer nasschemischen

kung von außenstromlos abgeschie-

handlungsanlage sowie eine außen-

Vorbehandlung komplett verkupfert.

denen Metallschichten, die immer dann

stromlose Metallabscheidungsanlage

Anschließend erfolgt die Laserstruktu-

von Vorteil sein kann, wenn eine hohe

in Betrieb nehmen. Diese Anlagen

rierung des Leiterbilds mit einem UV-

Stromtragfähigkeit oder Wärmeleit-

ermöglichen es, sowohl den stetig wachsenden Stückzahlen als auch den immer höher werdenden Anforderungen bei der Metallisierung von MID gerecht zu werden. Somit erfolgt ein deutlicher Sprung vom Laborprozess hin zum industrietauglichen Metallisierungsprozess, was die bisherige hohe Qualität unserer F&E-Leistungen noch steigern wird. Jedoch haben wir als Forschungsinstitut auch nach wie vor die Möglichkeit, neben etablierten Prozessen auch Prozesse im Labormaßstab einzusetzen, um so auch Prozesse für neue Schichtsysteme zu erarbeiten und flexibel auf die Anforderungen unserer Kunden reagieren zu können. PROZESSE So können wir in unseren neuen Anlagen sowohl den volladditiven LPKFLDS® -Prozess als auch subtraktive und semiadditive Prozesse durchführen. Die Anlagen sind dabei auf die

Abb. 1: Außenstromlose Metallabscheidungsanlage

typischen außenstromlosen Schichtsysteme mit Kupfer, Nickel und Gold

Laser. Nach einem Reinigungsschritt

fähigkeit erforderlich ist. Allerdings sind

ausgelegt. Beim LPKF-LDS ® -Prozess

wird dann abschließend selektiv Nickel

die möglichen Leiterbildgeometrien

erfolgt in einem ersten Schritt die

und Gold außenstromlos abgeschie-

wegen der notwendigen elektrischen

Laserstrukturierung des Leiterbilds mit

den. Beim Subtraktiv-Prozess erfolgt

Kontaktierung eingeschränkt.

einem IR-Laser, anschließend wird der

die UV-Laserstrukturierung nach dem

komplette Schichtstapel aus Kupfer,

kompletten Schichtaufbau.

Nickel und Gold außenstromlos abge-

16

Projektberichte

WARENTRÄGER In beiden Anlagen stehen uns modulare Prozessbecken mit einem Arbeitsvolumen von 30 Liter zur Verfügung. Je nach Größe und Geometrie können die MID-Bauteile entweder im Gestell oder in der Trommel prozessiert werden. Insbesondere bei kleinsten multifunktionalen 3D-Packages für die Mikrosystemtechnik ist das Trommelverfahren ein sehr rationelles Verfahren. Bei bestimmten Bauteilgeometrien ist jedoch die Beschichtung im Gestell die Methode der Wahl.

Abb. 2: Metallisierungstrommel

Abb. 3: Elektrolytbecken für chemisch Kupfer mit Messsystem

Abb. 4: Titrator zur Badanalyse

Automatische Heizelemente sichern in

Die Spülprozesse können in sämtlichen

den einzelnen Becken je nach Prozess

Spülbecken je nach Anforderung indi-

eine gleichbleibende Medientempera-

viduell programmiert werden, so dass

tur. Die Becken zur außenstromlosen

Elektrolytverschleppungen vermieden

Kupferabscheidung sind mit einer re-

werden. Sämtliche kontaminierte Spül-

gelbaren automatischen Lufteindüsung

wässer werden dabei in eine hausinter-

ausgestattet, welche für die Stabilität

ne Abwassernachbehandlungsanlage

der Kupferelektrolyte sorgen. Um das

eingeleitet und dort entgiftet. Weiterhin

ELEKTROLYTBECKEN

insbesondere für den LPKF-LDS® -Pro-

sind auch ultraschallunterstützte Rei-

Die einzelnen Elektrolytbecken sind

zess wichtige Anspringverhalten des

nigungsprozesse sowie Heißlufttrock-

mit allen erforderlichen Ausrüstungen

außenstromlosen Kupferelektrolyten zu

nungsprozesse der Bauteile möglich.

ausgestattet, um eine stabile Prozess-

erfassen, ist das im BMBF-Vorhaben

Daneben bieten die Anlagen auch

führung zu gewährleisten. So sorgt

MELAM-3D (siehe S. 26) entwickelte

Erweiterungsmöglichkeiten für andere

beispielsweise eine kontinuierliche

Messsystem in der Anlage integriert.

Nassprozesse und sind somit auch für

automatische Warenbewegung für eine

Die nasschemische Analyse der Bäder

zukünftige Entwicklungen der MID-

gleichmäßige Medienkonzentration an

erfolgt durch Titration.

Technik vorbereitet.

den zu beschichtenden Kunststoffbauteilen. Eine Umlauffiltration sorgt dafür, dass sich in den entsprechenden Elektrolyten und Prozesschemikalien keine

Kontakt: Dr. Wolfgang Eberhardt

der Badstandzeit abträglichen Partikel

Telefon: +49 711 685-83717

anreichern.

E-Mail: [email protected]



17

Projektberichte

Heißprägen von Kunststofffolien zum Aufbau von Low Cost Flexschaltungen Einleitung

stellen ausspart. Die so erzeugten

träger übertragen. Die Anwendung

Gedruckte Schaltungen auf der Basis

Schaltungen bestehen meist aus einer

der Heißprägetechnik im industriellen

flexibler Kunststoffschaltungs-

Polyimidlage sowie einer Metallisie-

Einsatz ist derzeit allerdings auf starre

träger sind weit verbreitet. Sie werden

rungsebene (einseitige Flexschaltung)

Schaltungsträger beschränkt, ihre An-

eingesetzt, um räumlich getrennte

oder mit je einer Metallisierungsebene

wendung auf flexible Schaltungsträger

elektronische Baugruppen elektrisch

auf der Vorder- und Rückseite mit

hat bisher keine Verbreitung gefunden.

leitend miteinander zu verbinden. Man

Durchkontaktierungen (doppelseitige

Ein entscheidender Grund hierfür ist

unterscheidet hier im Wesentlichen

Flexschaltung). Flexible Schaltungen

die Tatsache, dass Versuche, konventi-

zwischen zwei Arten flexibler Schal-

auf Polyimidbasis können in nahezu

onelle Kunststofffolien mittels Heißprä-

tungen: Schaltungen mit und ohne

jeder beliebigen Form und Größe

getechnik mit einer Leiterstruktur zu

dauerhafter dynamischer Beanspru-

hergestellt und bei Bedarf mit sehr

versehen, im Regelfall keine befriedi-

chung. Schaltungen ohne dynamische

feinen Leiterbahnen versehen werden.

genden Resultate ergeben. Wird bei

Beanspruchung werden einmal am

Neben den genannten Vorzügen haben

einer zu niedrigen Temperatur geprägt,

Bestimmungsort, beispielsweise in der

Polyimid-basierte Flexschaltungen

ist die Haftfestigkeit der Leiterbahnen

Bedienkonsole eines Automobils, ein-

den Nachteil, dass ihre Herstellung

auf dem Kunststoffsubstrat unzurei-

gebaut und verbleiben dort ohne Form-

relativ aufwändig und die Schaltungen

chend, wohingegen hohe Prägetempe-

änderung für einen langen Zeitraum.

verhältnismäßig teuer sind. Es besteht

raturen zu Formveränderungen oder

Schaltungen mit dynamischer Bean-

daher großes Interesse seitens der

gar zur Zerstörung der Kunststofffolie

spruchung sind während des Betriebs

Industrie, für eine Vielzahl von Anwen-

führen. Um die beschriebene Proble-

eines Gerätes einer kontinuierlichen

dungen eine kostengünstige Alternative

matik zu lösen, wurden am HSG-IMAT

Formänderung ausgesetzt. Ein Beispiel

zu haben.

Mehrschichtfolien auf ihre Eignung für

hierfür sind flexible Schaltungsträger

die Strukturierung mittels Heißprägen

im Druckkopf eines Tintenstrahldru-

Strukturierung durch 

ckers oder in einem Lenkrad.

Heissprägen

untersucht.

Ein preisgünstiges und schnelles

Aufbau von Low Cost Flex-

Flexible Schaltungen

Verfahren zur Herstellung der Leiter-

schaltungen

Flexible Schaltungen werden heute

bahnen für flexible Schaltungen ist das

Mehrschichtige Kunststofffolien,

überwiegend auf der Basis von Poly-

Heißprägen. Bei der Heißprägetechnik

beispielsweise auf Basis von Poly-

imidfolien hergestellt, da diese sehr

wird über ein beheiztes Prägewerk-

ethylenterephthalat (PET) sind aus der

gute thermische und dielektrische Ei-

zeug, auf dem sich das Schaltungs-

Verpackungsindustrie bekannt und auf

genschaften aufweisen. Die Erzeugung

layout befindet, eine spezielle kupfer-

dem Markt verfügbar. Sie bestehen

von Leiterstrukturen erfolgt meistens

basierte Folie unter Druck und Wärme

aus mindestens zwei Schichten, einer

über eine metallische Startschicht, auf-

auf einen thermoplastischen Werkstoff

temperaturbeständigen Schicht (LA)

gebracht durch Vakuummetallisierung,

gepresst. Die Kupferfolie wird dabei

mit hoher Schmelztemperatur, wel-

lithografische und nasschemische

beim Prägeprozess ausgestanzt und

che gleichzeitig als Trägerfolie dient,

Verfahren wie chemische und/oder gal-

verbindet sich mit ihrer aufgerauten

und einer zweiten, häufig amorphen

vanische Metallisierung und Ätztech-

Rückseite mit dem aufschmelzenden

Schicht (LB), welche eine deutlich

niken. Die fertige Schaltung wird dann

Kunststoff. Auf diese Weise wird das

tiefere Schmelztemperatur aufweist

oft noch mit einem Abdecklack verse-

Leiterbild direkt vom Prägestempel auf

(Abb. 1).

hen, welcher nur die Kontaktierungs-

einen thermoplastischen Schaltungs-

18

Projektberichte

Abb. 1: Mehrschichtfolie im Querschliff

Abb. 3: Querschliff durch Leiter auf Mehrschichtfolie

Durch geeignete Auswahl von Kunst-

einer dielektrischen Schicht und einer

stoff-Mehrschichtfolie und Kupfer-

Leiterebene hergestellt werden. Auch

Zusammenfassung

heißprägefolie sowie den geeigneten

ist es einfach zu bewerkstelligen, die

Mit Kunststoff-Mehrschichtfolien

Prägebedingungen lassen sich damit

Leiterebene zwischen zwei dielek-

können durch Strukturierung mittels

auf sehr einfache Weise flexible Schal-

trischen Schichten einzubetten und

Heißprägen auf einfache Weise flexible

tungsträger herstellen (Abb. 2). Wie

dabei beispielsweise nur die An-

Schaltungsträger hergestellt werden.

aus dem Querschliff in Abb. 3 ersicht-

schlusskontakte auszusparen. Dies

Bisher untersuchte Folien auf PET-Ba-

lich ist, wirkt die niedriger schmelzende

erfolgt in der Weise, dass auf eine

sis weisen eine sehr gute Haftfestigkeit

Schicht praktisch als thermoplastischer

einseitig flexible Schaltung eine wei-

der heißgeprägten Leiterstrukturen auf.

Klebstoff, welcher dem Verbund

tere vorher geschnittene oder vorher

Sie lassen sich selektiv verzinnen und

Kunststofffolie/Leiterbahn eine hohe

gestanzte Folie beispielsweise mit

mit kleinem Krümmungsradius biegen,

Haftfestigkeit verleiht. Diese liegt im

einem unstrukturierten Stempel unter

ohne dass der Verbund geschädigt

Fall der untersuchten PET-Folien bei

Hitze und Druck auflaminiert wird. Die

oder die Haftfestigkeit vermindert wird.

> 1,4 N/mm. Die höher schmelzende

peripheren Kontakte können dann bei-

Allerdings sind die PET-basierten

Schicht gibt dem flexiblen Substrat die

spielsweise verzinnt werden (Abb.4).

Schaltungsträger nicht ausreichend

erforderliche Festigkeit und bestimmt

Auch die Erzeugung flexibler Mehrla-

thermisch belastbar, um in Summen-

im Wesentlichen die thermischen und

genschaltungsträger ist denkbar. Die

lötprozessen mit bleifreien Loten

mechanischen Eigenschaften des

Realisierung derartiger Aufbauten kann

verarbeitet oder bei hohen Dauerbe-

durch mehrfaches Laminieren erfolgen.

triebstemperaturen eingesetzt werden

Für Durchkontaktierungen zwischen

zu können. Um diesen Ansprüchen zu

Systems.

Abb. 2: Flexibler Schaltungsträger mit Leiterbild in Nutzenanordnung

Abb. 4: Flexibler Schaltungsträger mit eingebetteten Leitern

Leiterebenen können beispielswei-

genügen, müssen neue hochtempera-

se Verfahren wie Laserbohren und

turstabile Foliensysteme bereitgestellt

Dispensen von Polymerleitpaste zum

und untersucht werden.

Einsatz kommen. Dieses Aufbauprinzip wurde an ersten Entwicklungsmustern

Prinzipiell kann die Herstellung flexibler

verifiziert. Die Verfahren zur Herstel-

Schaltungsträger mittels Heißpräge-

lung von flexiblen Schaltungsträgern

technik sehr vielseitig angewendet

sind grundsätzlich auch in einer Rolle-

werden. Im einfachsten Fall können

zu-Rolle Fertigung einsetzbar.

einseitige flexible Schaltungen mit

Kontakt: Dr. Horst Richter Telefon: +49 711 685-83716 E-Mail: [email protected]



19

Projektberichte

Durchgängige Qualitätssicherung für den LPKF-LDS®-Prozess Spritzgegossene Schaltungsträger

Die Untersuchungen zeigten, dass

(MID) finden für innovative Produkte

EDX grundsätzlich zur oberflächen-

aus unterschiedlichsten Branchen eine

nahen Detektion des Additivs geeignet

immer größere Resonanz in der Indus-

ist. Im Gegensatz dazu kann mit RFA

trie. Vor allem mit dem Laser-Direkt-

das Additiv auch im Vollmaterial erfasst

Strukturierungs-Prozess (LPKF-LDS ® -

werden. Mit EDX und RFA konnte

Prozess) können 3D-Bauteile mit

gezeigt werden, dass die Verteilung

hoher Komplexität und bisher feinsten

des LDS-Additivs unabhängig von

Leiterbildern hergestellt werden.

breit variierten Spritzgussparametern innerhalb mehrerer Probekörper sehr

Für den breiten industriellen Einsatz

homogen ist (Abb. 3).

der LPKF-LDS® -Technik ist allerdings eine alle Prozessschritte umfassende, durchgängige Qualitätssicherung (QS) notwendig. Dazu hat HSG-IMAT ein industriefinanziertes Verbundprojekt

Abb. 2: LDS-Prozesskette

mit einem Konsortium aus Firmen,  die die ganze Prozesskette vom Gra-

Für eine durchgängige QS müssen die

nulat bis zur Anwendung abdecken 

Schnittstellen detailliert definiert wer-

(Abb. 1), initiiert, um einen ganzheit-

den. Weiterhin sind geeignete Prüfme-

Abb. 3: RFA zum Nachweis des LDS-Additivs

lichen Rahmen für die Qualitätssiche-

thoden zu identifizieren und festzu-

rung zu erarbeiten.

schreiben. Dabei sind auch Verfahren

Eine von den Herstellervorgaben

zu betrachten, die über die bisher

abweichende Verarbeitung wie z. B.

eingesetzten Prüfungen wie einfache

unzureichende Trocknung des Gra-

optische Inspektion und Vermessung

nulats kann beim Spritzguss zu einer

von Bauteilen und Strukturen, Elektro-

Schädigung des Thermoplast führen,

lyt-Analytik und Haftfestigkeitsbestim-

was mit Viskosimetrie nachgewiesen

mung der Metallisierung hinausgehen.

wurde. Unzureichende Kristallisation des Thermoplast kann z. B. durch

Abb. 1: Partner des Konsortiums

GRANULAT UND SPRITZGUSS

zu niedrige Werkzeugtemperaturen

PROZESSKETTE

LDS-Thermoplaste sind mit einem

beim Spritzguss verursacht werden.

Die Prozesskette zur Herstellung eines

speziellen laseraktivierbaren Additiv

Dies kann vor allem dann kritisch

LDS-MID umfasst die Herstellung des

modifiziert. Für eine optimale Aktivie-

sein, wenn das MID im Betrieb hohen

Kunststoffgranulats, den Spritzguss,

rung und Metallbeschichtung ist eine

Temperaturen ausgesetzt ist, die

die Laserstrukturierung und die Me-

homogene Verteilung des Additivs in

zur Nachkristallisation und damit zu

tallisierung (Abb. 2), die über entspre-

der Polymermatrix erforderlich. Als

nachträglichem Verzug führen können.

chende Schnittstellen verbunden sind.

Analysemethoden wurden hierfür die

Als Prüfmethode zur Bestimmung

Die anschließende Bestückung bzw.

Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA)

der Kristallinität kann die dynamische

Verarbeitung der MID wurde hier nicht

sowie die Energiedispersive Röntgena-

Differenzkalorimetrie (DSC) eingesetzt

betrachtet.

nalyse (EDX) identifiziert und bewertet.

werden.

20

Projektberichte

LASERSTRUKTURIERUNG

26) ein Messsystem erarbeitet und

FAZIT

Eine wichtige Größe zur Qualitätsbe-

erfolgreich zur Charakterisierung von

Die Qualitätssicherung für den LPKF-

urteilung der Laserstrukturierung ist

außenstromlosen Kupferelektrolyten

LDS® -Prozess konnte im Rahmen

die Geometrie der erzeugten Struktur.

eingesetzt.

einer Industriekooperation umfassend

Hierzu wurde eine Methode erarbeitet,

betrachtet und um neue Prüfmethoden

bei der die laserstrukturierte Bahn soft-

ergänzt werden. Obwohl der LPKF-

wareunterstützt optisch vermessen und

LDS® -Prozess für den Anwender

charakterisiert wird. Damit kann eine

sehr komplex erscheinen mag, haben

Defokussierung des Lasers festgestellt

jedoch die durchgeführten Untersu-

werden. Abb. 4 zeigt das Ergebnis einer Vermessung, aus der dann zum

Abb. 5: Kontur der Leiterbahn (grün) und Fremdabscheidung (rot)

Abb. 4: Erkannte Kontur einer laserstrukturierten Bahn

fenster von LDS-MID für eine industrielle Fertigung ausreichend groß sind.

Beispiel Breite und Kantenrauheit extrahiert werden können.

chungen gezeigt, dass die Prozess-

Die Qualität einer abgeschiedenen

Alle Ergebnisse des Projekts wurden

Leiterbahn definiert sich unter anderem

im „Leitfaden für den LDS-MID-Ent-

über Eigenschaften wie Schichtdicke,

wickler“ zusammengefasst, der dem

Breite, Fehlstellen, Fremdabschei-

Entwickler von LDS-MID eine hervor-

dung, Rauheit sowie Haftfestigkeit. Zur

ragende Hilfestellung beim Einstieg

Erfassung von Breite, Fehlstellen und

leistet und beim HSG-IMAT erhältlich

Fremdabscheidung wurde als Prüfme-

ist.

thode die softwareunterstützte optische Ein weiterer Parameter ist die ein-

Vermessung identifiziert, die auch

gebrachte Laserleistung und die

schon für die Qualitätsbeurteilung der

Stabilität der Laserpulsform in Bezug

Laserstrukturierung eingesetzt wurde.

auf Pulslänge, Spitzenleistung und

In Abb. 5 ist das Ergebnis der Kontur-

Pulsenergie. Die Pulsform wurde mit

und Fremdabscheidungserkennung zu

einer geeigneten schnellen Photodiode

sehen.

untersucht. Diese Methode ist prin-

Abb. 6 zeigt das Ergebnis der Fehlstel-

zipiell zur Kontrolle der Pulsstabilität

lenerkennung auf einem metallisierten

geeignet.

LDS-Substrat.

METALLISIERUNG Um eine hohe Qualität der Metalisierung zu erreichen, müssen die eingesetzten Elektrolyte regelmäßig analysiert werden. Für den LPKFLDS® -Prozess ist darüber hinaus das Anspringverhalten des chemisch Kupfer-Elektrolyten entscheidend. Dazu wurde im Projekt MELAM-3D (s. Seite

Kontakt: Dipl.-Ing. Hannes Willeck Abb. 6: Fehlstelle auf metallisiertem LDSSubstrat

Telefon: +49 711 685-84780 E-Mail: [email protected]



21

Projektberichte

M3D – Ein neues Verfahren zur 3D-Direktstrukturierung Für spritzgegossene Schaltungsträger

temperaturempfindlichen Substraten,

(Molded Interconnect Devices MID)

ohne das Basissubstrat nennenswert

sind heute 2K-Spritzguss, Heißprägen

zu schädigen.

und Laserstrukturierung zur Herstellung des Leiterbildes Stand der

MÖGLICHKEITEN UND ANWEN-

Technik. Für bestimmte Anwendungen

DUNGEN

können auch Drucktechniken interes-

M3D kann derzeit bereits bei einer

sante neue Möglichkeiten bei Verdrah-

Vielzahl von 2D-Anwendungen im Be-

tung, Kontaktierung und Integration

reich der Elektronik eingesetzt werden.

von Bauelementen bieten. Die neuar-

Beispiele hierfür sind hochintegrierte Verdrahtungen auf flexiblen Leiterplat-

tige „Maskless Mesoscale Materials Deposition“-Technologie (M3D) der Firma OPTOMEC besitzt das Poten-

Abb. 1: Schematische Darstellung des Verfahrens

M 3 D-

zial sowohl zur Herstellung feinster

ten, passive Bauelemente, RFID-Tags, Mikroantennen sowie Displays. Durch die additive Strukturerzeugung ohne

Leiterbahnen als auch zum Aufbau

In einem speziellen Beschichtungs-

den Einsatz von Masken und Chemika-

von mehrlagigen Leiterbildern. Darü-

kopf wird das Aerosol aerodynamisch

lien wie Resiste und Ätzlösungen stellt

ber hinaus kann an die Herstellung

fokussiert und durch eine Düse direkt

die M3D-Technologie auch einen inte-

von elektronischen Bauelementen wie

auf das zu beschichtende Substrat ge-

ressanten Ansatz zur Verbesserung

Widerstände, Kondensatoren, Spulen

leitet. Der Aerosolstrahl kann dabei auf

der Wirtschaftlichkeit und Umweltver-

und organischen Transistoren gedacht

einen Durchmesser reduziert werden,

träglichkeit dar.

werden.

welcher einem Zehntel der Düsenöffnung entspricht. So ist es mit M3D

LEITERBAHNSYSTEME MIT M3D

grundsätzlich möglich, Strukturen mit

Im HSG-IMAT steht eine M3D-Anlage

minimalen lateralen Abmessungen von

seit April 2007 zur Verfügung und wird

rührungs- und maskenlos und kann

bis zu 10 µm zu generieren. Aufgrund

derzeit im Rahmen des vom Projektträ-

strukturierte Schichten auch auf drei-

der Fokusschärfentiefe des Aerosol-

ger VDI/VDE-IT geförderten BMBF-

3D-DIREKTSTRUKTURIERUNG Das

M3D-

Verfahren arbeitet be-

dimensionalen Bauteilen aus unter-

strahls von bis zu 3 mm bietet das

Vorhabens NADIMASMEL zur Unter-

schiedlichen Werkstoffen abscheiden.

berührungsfreie M3D-Verfahren auch

suchung der Herstellung von einfachen

Dazu liegt der Schichtwerkstoff in einer

die Möglichkeit für die Abscheidung

und mehrlagigen Leiterbahnsystemen

geeigneten Lösung ähnlich einer Tinte

strukturierter Schichten auf dreidimen-

eingesetzt. Erste Untersuchungen

vor, aus welcher in einem Zerstäuber-

sionalen Bauteilen. Zur Aushärtung der

zeigen die grundsätzliche Machbarkeit

modul ein Aerosol erzeugt wird (Abb.1).

Schichten kann sowohl ein konven-

von mehrlagigen Leiterbahnsystemen,

Auf diese Weise lassen sich prinzipiell

tioneller thermischer Sinterprozess

indem leitfähige und isolierende Materi-

Metalle, Isolatoren, Keramiken, Poly-

als auch ein integrierter Lasersinter-

alien auf unterschiedlichen Substraten

mere und auch Biomaterialien in geeig-

prozess durchgeführt werden. Die

abgeschieden wurden. So wurden

neten Formulierungen verarbeiten.

Sinterung mit dem im M3D-System

geeignete Prozessparameter für dichte

integrierten Lasermodul ermöglicht

Bahnen mit guter Kantendefinition

die thermische Nachbehandlung auf

bestimmt.

22

Projektberichte

Abb. 4: Leiterbahnkreuzung auf Glassubstrat

Hierbei wurde die erste und zweite Abb. 2: M3 D auf Glassubstraten a) Leiterbahnen aus Silber b) Isolationsschichten aus PI

Abb. 2a zeigt das mit einer Silbersus-

M3D

Abb. 3: auf Thermoplastsubstraten a) Leiterbahnen und Pads aus  Silber auf LCP b) Isolationsschichten aus PI  auf PET+PBT

Leiterbahnebene durch eine Isolationsschicht aus Polyimid getrennt. ZUSAMMENFASSUNG Der neue maskenlose 3D-Direktstruk-

pension erzielbare Druckresultat. In diesem Beispiel handelt es sich um

Weiterhin sind bereits typische MID-

turierungsprozess M3D zeigt Chancen

Silberleiterbahnen auf einem Glas-

Substrate wie LCP (Abb. 3a), PA

und Möglichkeiten zur Herstellung von

substrat. Die filigranen Leiterbahnen

und PET+PBT (Abb. 3b) sowohl mit

komplexen, mehrlagigen Leiterbildern

sind ca. 30 µm breit und weisen eine

leitfähigen Silberbahnen als auch

mit feinsten Leiterbahnstrukturen.

Schichtdicke von ungefähr 0,2 µm auf.

mit isolierenden Polyimid-Schichten

Aufgrund der Vielfalt der einsetzbaren

Abb. 2b zeigt gedruckte Polyimid-Iso-

bedruckt worden. Darüber hinaus wur-

Materialien können Druckverfahren

lationsflächen von 1 mm2 Fläche sowie

den einfache Leiterbahnkreuzungen

somit eine vielversprechende Alterna-

Polyimid-Bahnen mit einer Breite von

realisiert, welche vollständig mit dem

tive zum Aufbau von kunststoffbasier-

ungefähr 70 µm. Die minimale Schicht-

M3D-Verfahren aufgebaut worden sind

ten Systemen sein.

dicke beträgt in diesem Beispiel etwa

(Abb. 4).

0,2 µm. Prinzipiell sind mit diesem Verfahren derzeit Linienbreiten von  10 µm bis 150 µm in einem Druckschritt möglich.

Kontakt: Dr. Britta Obliers-Hommrich Telefon: +49 711 685-84827 E-Mail: [email protected]



23

Projektberichte

Hochpräzise optische Bauelemente aus Kunststoff EINLEITUNG

Das Drehen von optischen Oberflä-

heit von Ra = 13 nm und eine Formto-

Hochpräzise spritzgegossene optische

chen wird in der Industrie bereits gut

leranz von ca. ±0,5 µm erreicht, was

Bauelemente sind aus Barcode-

beherrscht. Bei zahlreichen industri-

für die Anwendung im Drehgeber völlig

Scannern, DVD-Spielern, optischen

ellen Anwendungen besteht jedoch

ausreichend ist.

Computermäusen, Tintenstrahldrucker-

Bedarf, Formeinsätze mit komplexen

sensoren oder Handy-Kameras nicht

Freiformflächen und optischer Ober-

mehr wegzudenken. Bauteile aus Glas

flächenqualität herzustellen. Da dies

wären um ein Vielfaches kosteninten-

derzeit noch eine große Herausforde-

siver. Zahlreiche optische Bauelemente

rung darstellt, möchte HSG-IMAT hier

werden über den Kunststoffspritzguss

mit künftigen Arbeiten ansetzen.

erst realisierbar, da die Gestaltungs-

Abb. 2: Drehen von Prototypen-Linse

freiheit im Vergleich zum Glas wesentlich größer ist. Die Integration weiterer

MIKROSTRUKTURIERTE KODIER-

Funktionselemente wie z. B. Reflek-

SCHEIBEN FÜR DREHGEBER

toren, Haltenasen, Führungen oder

Bei den optischen Drehgebern wird

Anschläge in das optische Bauelement

mit kostengünstigen neuartigen

bietet enorme Vorteile und eröffnet

mikrostrukturierten Kodierscheiben

neue Anwendungen.

aus Kunststoff gearbeitet. Im Gegensatz zu lithographisch hergestellten

ULTRAPRÄZISIONSBEARBEITUNG

Kodierscheiben aus Glas werden die

Für das Spritzgießen von optischen Bauelementen sind höchstpräzise

Kodierscheiben im HSG-IMAT ähnlich Abb. 1: Precitech Freeform 700A

Formeinsätze mit optischer Oberflä-

wie CDs oder DVDs durch Kunststoffspritzguss hergestellt, wobei anstelle

chenqualität erforderlich, welche mit

PROTOTYPING

der Datenstruktur ein geometrisches

Diamantbearbeitung hergestellt wer-

Neben der Herstellung von Formein-

Muster auf der Kodierscheibe erzeugt

den. Hierfür steht seit Anfang des Jah-

sätzen ist die Herstellung von Kunst-

wird (Abb. 3).

res eine 6-Achsen Ultrapräzisionsbear-

stoff-Prototypen mittels Diamant-

beitungsmaschine Precitech Freeform

drehen sehr interessant. Für die op-

700A am HSG-IMAT zur Verfügung

tischen Drehgeber des HSG-IMAT 

(Abb. 1). Mit Werkzeugen aus Natur-

wurden bereits zahlreiche Prototyp-

diamant sind höchste Genauigkeiten

Linsen aus PMMA angefertigt. Die

und Oberflächenqualitäten erreichbar.

Bearbeitungsschritte einer Miniatur-

Bei der Drehbearbeitung von Nicht-

linse vom Kunststoffrohling über die

eisenmetallen können beispielsweise

Bearbeitung der einzelnen Flächen

Oberflächenrauigkeiten von bis zu Ra =

zur fertigen Linse zeigt Abb. 2. Bei der

2 nm bei Formgenauigkeiten von 

dargestellten Linse mit 2,9 mm 

100 nm erreicht werden.

Außendurchmesser wurden eine Rau-

24

Abb. 3: Vergleich CD mit Kodierscheibe

Projektberichte

Das geometrische Muster der Kodier-

Abformung der Mikrostrukturen mög-

scheibe wirkt bei der Beleuchtung im

lich ist. Die am Nickel-Master gemes-

Drehgeber als diffraktives optisches

sene Strukturhöhe von 125 nm wird

Gitter und beugt das Licht in Abhängig-

an den Kodierscheiben mit 122 nm

keit vom Drehwinkel auf die Fotodetek-

abgeformt, was unter Berücksichtigung

toren des Drehgebers.

der Schrumpfung des Kunststoffes ein bestmögliches Ergebnis ist.

SPRITZGUSS MIT MATRIZEN Um CDs oder mikrostrukturierte

AUSBLICK

Kodierscheiben spritzgießtechnisch

Im Bereich der Ultrapräzisionsbearbeitung werden sich weitere Arbeiten vor

herstellen zu können, werden Ma- trizen benötigt, welche die Negativ-

Abb. 4: Spritzgießwerkzeug

allem auf das Fräsen von optischen Elementen, z. B. Freiformflächen,

form der nur ca. 120 nm tiefen,  600 - 800 nm breiten und etwa 10 µm

Die bunt schillernden Bereiche des

konzentrieren. Weiter wird untersucht

langen Mikrostrukturen beinhalten. Die

Nickel-Masters mit den Mikrostrukturen

werden, wie die Ultrapräzisionstechnik

Matrize wird in das Spritzgießwerkzeug

sind ebenso wie der hoch polierte

für die Herstellung hochpräziser mi-

eingelegt, über Vakuum darin gehalten

Formeinsatz für die Scheibe gut zu

krofluidischer Bauteile genutzt werden

und bei der Formfüllung abgeformt. Die

erkennen. Abb. 5 zeigt Kodierscheiben

kann. Bei den Kodierscheiben werden

Herstellung der Matrizen erfolgt über

aus Polycarbonat mit 9 mm und 30 mm

sich die weiteren Untersuchungen da-

Lithographie und Galvanoabformung

Durchmesser in der oberen Bildhälfte

mit befassen, wie zusätzliche optische

von Nickel, wobei die Mikrostrukturen

nach dem Spritzguss.

Funktionselemente in die Scheiben integriert werden können.

entweder durch die Laserbelichtungsverfahren des CD- bzw. DVD-Mastering oder durch Elektronenstrahlbelichtung generiert werden. ABFORMUNG IM NANOMETER- BEREICH Um nicht auf den Durchmesser einer Standard CD beschränkt zu sein

Abb. 5: Kodierscheiben

und Kodierscheiben mit kleineren Durchmessern herstellen zu können,

In der unteren Bildhälfte sind die an-

wurden am HSG-IMAT entsprechende

schließend einseitig mit einer Refle-

Kodierscheiben-Spritzgießwerkzeuge

xionsschicht aus Gold beschichteten

aufgebaut. Abb. 4 zeigt ein Spritzgieß-

Kodierscheiben dargestellt. Auch hier

werkzeug zur Herstellung von Kodier-

sind die Mikrostrukturen des Winkel-

scheiben mit 30 mm Durchmesser und

kodes sehr gut zu erkennen. Raster-

Kontakt: Dipl.-Ing Volker Mayer

5 mm Bohrung.

kraftmikroskopische Vermessungen

Telefon: +49 711 685-84265

zeigen, dass eine hervorragende

E-Mail: [email protected]



25

Projektberichte

Mess- und Prüftechnik für die laserbasierte Fertigung multifunktionaler 3D-Packages Im Rahmen des vom BMBF über den

Zweck wurden spezielle Messsonden

Projektträger VDI/VDE-IT geförderten

hergestellt (Abb. 1).

Projekts MELAM-3D wurden Prüftechniken für die zuverlässige Fertigung von laserbasierten multifunktionalen 3D-Packages erarbeitet. Ein Aufgabengebiet war die Entwicklung eines Verfahrens zur Charakterisierung eines außenstromlosen Kupferelektrolyten während der Beschichtung

Abb. 1: Aufbau einer Messsonde

von laserdirektstrukturierten Substraten. Weiterhin wurde ein Verfahren

Die aus einem LDS-Thermoplasten

zur Bestimmung der Haftfestigkeit von

spritzgegossenen Sondenkörper 

Leiterbahnen direkt auf multifunktio-

(Abb. 1a) werden mittels Laser-

nalen 3D-Packages erarbeitet.

Direkt-Strukturierung mit einer Elektrodenstruktur versehen (Abb. 1b) und

CHARAKTERISIERUNG EINES 

anschließend eine Fläche zwischen

AUssENSTROMLOSEN KUPFER-

den Elektroden mit dem Laser aktiviert

ELEKTROLYTEN

(Abb. 1c).

Abb. 3: Messplatz mit LCR-Meter und Auswerterechner

Im Elektrolyt wird auf der aktivierten

Das momentan gebräuchlichste Ver-

Fläche zwischen den Elektroden

fahren zur Überwachung von außen-

Kupfer abgeschieden. Mit Ausbildung

stromlosen Kupferelektrolyten für die

erster Stromleitpfade ändert sich die

Metallisierung laserdirektstrukturierter

Phasenverschiebung sprunghaft. Die

Substrate ist die Metallisierung von

Zeitspanne zwischen Eintauchzeit-

laseraktivierten Messsubstraten über einen Zeitraum von typischerweise

Abb. 2: Einstecken einer Messsonde in den Sondenhalter

punkt und Phasensprung ist ein Maß für die Badaktivität und wird als Messergebnis ausgegeben.

30 Minuten. Anschließend wird die Schichtdicke des aufgewachsenen

Für die Durchführung einer Messung

Kupfers mittels Röntgenfluoreszenz-

wird eine Messsonde in einen Son-

Nach der Messung wird die gebrauchte

analyse bestimmt. Aufgrund der

denhalter eingesteckt (Abb. 2) und

Messsonde (Abb. 4) durch eine neue

langen Verweildauer im Bad kann

anschließend mit dem Halter in den

ersetzt und weitere Messungen können

vor allem auf zu aktive Bäder nicht

Elektrolyt getaucht und der Eintauch-

durchgeführt werden.

zeitnah reagiert werden. Dies kann

zeitpunkt automatisch detektiert,

im schlimmsten Fall zum Verlust der

in dem der komplexe Widerstand

Metallisierungscharge und des gesam-

zwischen den Elektroden der Sonde

ten Kupferelektrolyten führen. Daher

kontinuierlich gemessen und über

wurde ein Messprinzip entwickelt, mit

einen Messrechner ausgewertet wird

dem die Badaktivität deutlich schneller

(Abb. 3).

bestimmt werden kann. Für diesen

26

Abb. 4: Sonde mit abgeschiedenem Kupfer nach der Messung

Projektberichte

Nach einem Neuansatz weist der Kup-

an Original-MID-Bauteilen Messungen

ferelektrolyt eine geringe Badaktivität

durchzuführen. Daher wurde am HSG-

auf. Während einer Einlaufphase wird

IMAT ein neues Messverfahren erar-

der Elektrolyt für die Metallisierung von

beitet und ein Demonstrator aufgebaut.

laserdirektstrukturierten Substraten

Das Verfahren soll eine grundsätzliche

vorbereitet. Abb. 5 zeigt die in regel-

Vergleichbarkeit mit den etablierten

mäßigen Abständen bestimmte „Zeit

Tests bieten.

bis zum Phasensprung“ während der Einlaufphase. In der Einlaufphase

Abb. 6: Einfluss der Lufteindüsung auf die Badaktivität

Das neue Verfahren zur Haftfestigkeitsbestimmung beruht auf der Mes-

nimmt diese Messgröße kontinuierlich ab, dies entspricht einem Anstieg der

Nach anschließender Verringerung

sung der Kräfte, die beim Abschälen

Badaktivität. Anschließend bleibt die

der Lufteindüsung steigt die Badakti-

einer Leiterbahn wirken (Abb. 7). Dazu

Badaktivität konstant und die Einlauf-

vität wieder an. Wegen der schnellen

wird ein Mikroabschälmeißel präzise in

phase ist beendet.

Ansprechzeit des neuen Messprinzips

der Grenzschicht zwischen Leiterbahn

kann in der Fertigung schnell reagiert

und Substrat geführt und trennt dabei

werden. So kann z. B. die Badaktivi-

den Verbund. Mögliche Unebenheiten

tät durch die Lufteindüsung geregelt

des Substrats werden durch eine

werden oder die Metallisierungscharge

vorher durchgeführte Profilerfassung

kann rechtzeitig aus dem Bad genom-

kompensiert.

men werden, bevor Schaden entsteht. Das entwickelte Messsystem wurde Abb. 5: Badaktivität während der Einlaufphase

ausgiebig - auch unter Fertigungsbe-

Die Badaktivität während des Betriebs

überaus zuverlässig erwiesen.

dingungen - getestet und hat sich als

eines außenstromlosen Kupferelektrolyten kann durch Änderung des

VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG

Volumenstroms der Lufteindüsung

DER HAFTFESTIGKEIT

stark beeinflusst werden. Eine Verrin-

Die etablierten Verfahren zur Bestim-

gerung der Badaktivität bei verstärkter

mung der Haftfestigkeit wie Stirnab-

Lufteindüsung spiegelt sich in einem

zug- oder Peeltest erfordern einen ho-

Anstieg der „Zeit bis zum Phasen-

hen Präparationsaufwand der Proben

Bei der Auslegung des Demonstrators

sprung“ wieder (Abb. 6).

und stellen Mindestanforderungen an

wurde auf sehr hohe Steifigkeit Wert

die zu prüfende Leiterbahn bezüglich

gelegt, um die durch Kraftwirkung

Länge, Breite und Dicke. Mit diesen

bedingte Auslenkung des Meißels auf

Verfahren ist es nicht möglich, direkt

wenige Mikrometer zu begrenzen.

Abb. 7: Schema des Messprinzips



27

Projektberichte

Abb. 8: Demonstrator

Der aufgebaute Demonstrator (Abb.8)

Abb. 9: Kraftverläufe beim Abschälen von Kupferleiterbahnen auf FR4

hat ein Granitportal auf dem ein

Abb. 11: Kraftverlauf beim Abschälen einer Leiterbahn auf LDS-Substrat

Positioniersystem für die Probe und

was auf die spröde Nickelschicht der

die Abschäleinheit aufgebaut ist. Die

Leiterbahn zurückzuführen ist. Dieses

Abschäleinheit beinhaltet den Abschäl-

Verhalten erklärt die im Kraftverlauf

meißel, einen Höhensensor sowie zwei

auftretenden Peaks, wobei jeder Peak

Kraftsensoren für die Horizontal- und

ein Leiterbahnsegment repräsentiert.

Vertikalkraft und ist an der Vertikal-

Mit dem am HSG-IMAT aufgebauten

achse des Portals aufgehängt. Die

neuen Messgerät zur direkten Haftfe-

Positioniereinheit erlaubt eine Justie-

stigkeitsbestimmung von Leiterbahnen

rung der Probe in der Horizontalen mit einem optischen System sowie die

auf LDS-Substraten konnten somit Abb. 10: Vergleich der Kraftverläufe aus Peeltest und Abschälvorgang

erste vielversprechende Ergebnisse erzielt werden. In weiteren Schritten wer-

Abschälbewegung. Die Steuerung des Systems sowie die Messdatenverar-

ergaben eine gute Korrelation der

den die Korrelation mit den etablierten

beitung erfolgen mit einer speziellen

gemessenen Z-Kraft und der Peelkraft

Verfahren detailliert untersucht und

(Abb. 10). Weiterhin wurden erste Mes-

die Eignung des Messprinzips für ein

sungen an Leiterbahnen aus einem

genormtes Prüfverfahren untersucht.

Software. Referenzmessungen wurden an 35 µm

Kupfer-Nickel-Gold-Schichtstapel auf

dicken und 0,5 mm breiten Kupferlei-

einem LDS-Thermoplast durchgeführt.

terbahnen auf Standardleiterplattenma-

Die Ergebnisse für eine etwa 10 µm

terial (FR4) durchgeführt. Abb. 9 zeigt

dicke und 0,5 mm breite Leiterbahn

das Ergebnis mehrerer Messungen,

sind in Abb. 11 dargestellt.

wobei die Y-Kräfte in Leiterbahnrich-

Kontakt: Dr. Wolfgang Eberhardt Telefon: +49 711 685-83717

tung und die Z-Kräfte senkrecht zur

Im Unterschied zu den duktilen Kupfer-

Leiterbahnoberfläche wirken. Beim

bahnen auf den FR4-Substraten bildet

Abschälvorgang bildet sich ein einziger

sich kein langer Span aus, sondern die

Kontakt: Dipl.-Ing. Hannes Willeck

gleichmäßiger Span aus. Erste verglei-

Leiterbahn zerbricht beim Abschälen

Telefon: +49 711 685-84780

chende Messungen mit dem Peeltest

in relativ kurze Späne bzw. Segmente,

E-Mail: [email protected]

28

E-Mail: [email protected]

Publikationen & Marketing

• Lehrveranstaltungen · Studienarbeiten & Diplomarbeiten

• Messebeteiligungen · Workshop · Mitwirkung in Gremien

• Vorträge & Veröffentlichungen • Patente & Gebrauchsmuster



29

publikationen & marketing

Lehrveranstaltungen • Studienarbeiten & Diplomarbeiten Vorlesungen

Seminar

 H. Kück

In 2007 abgeschlossene  Studienarbeiten

Seminar der Mikrosystemtechnik Fischer, Alexander

Grundlagen der Mikrotechnik mit Übungen

Neigungsschalter mit Wälzkörper Kolloquium

Betreuer: Dipl.-Ing. D. Benz

Aufbau- und Verbindungstechnik für

Kolloquium der Mikrosystem- und Fein-

Fleischle, David

Mikrosysteme mit Übungen

werktechnik

Modellierung von Leiterbahnen auf

H. Kück

zweidimensionalen Substraten B. Martin Ausgewählte Messverfahren der Fein-

Betreuer: Dipl.-Ing. H. Willeck Praktika

und Mikrotechnik

Gallenmüller, Robert Hauptfachpraktikum Mikrosystem-

Tampondruck zur Herstellung feiner

R. Mohr

technik

Leiterbahnen auf dreidimensionalen

Elektronik für Mikrosystemtechniker



Bauteilen

Allgemeines Praktikum des Maschi-

Betreuer: Dipl.-Ing. U. Keßler

R. Mohr

nenbaus

Elektronische Bauelemente in der

Grözinger, Tobias

Mikrosystemtechnik

Elektronik-Praktikum für Mikrosystem-

Untersuchung zum dynamischen



techniker

Verhalten eines kapazitiven Neigungs-

B. Bertsche, E. Göde, H. Kück, 

sensors Betreuer: Dipl.-Ing. A. Schwenck, 

E. Laurien, E. Westkämper Einführung in den Maschinenbau

Exkursionen

Dipl.-Ing. D. Benz

H. Kück, R. Mohr

Ziel: Robert Bosch GmbH, Reutlingen

Hinselmann, Ulrike

Modellierung und Simulation in der

und Gerlingen,

Bestimmung der Beugungsbilder für

Mikrosystemtechnik

01.02.2007, 25 Teilnehmer

einen absolut codierten optischen Drehwinkelsensor

Ziel: Festo AG & Co. KG, Esslingen,

Betreuer: Dipl.-Ing. V. Mayer

05.07.2007, 17 Teilnehmer Lyda, Wolfram Konzeption eines optischen Drehmomentsensors Betreuer: Dipl.-Ing. T. Botzelmann

30

publikationen & marketing

Studienarbeiten & Diplomarbeiten In 2007 abgeschlossene 

In 2007 abgeschlossene 

Studienarbeiten

Diplomarbeiten

Potereyko, Nataliya

Fischer, Alexander

Nowak, Peter

Konzeption, Konstruktion, Aufbau und

Grundlegende Untersuchungen zur 

Evaluierung der Eigenschaften und

Inbetriebnahme eines Prüfstandes für

Abscheidung einer nanoskaligen 

Potentiale von EAP-Aktuatoren für die

einen Drehwinkelsensor

Silberdispersion auf MID-Substraten

Anwendung in Lithographiesystemen

Betreuer: Dipl.-Ing. V. Mayer, 

Betreuer: Dipl.-Ing. H. Willeck

Betreuer: Prof. Dr. H. Kück,  Bärbel Schwaer (Carl Zeiss SMT AG)

Dipl.-Ing. J. Seybold Fritz, Karl-Peter Stöppler, Georg

Konstruktion und Aufbau eines absolut

Rupp, Jochen

Konstruktion und Aufbau eines kapazi-

codierten optischen Drehgeber-

Prozessentwicklung und Zuverlässig-

tiven Abstandssensors in MID-Technik

Demonstrators 

keit integrierter Dehnungssensoren mit

Betreuer: Dipl.-Ing. D. Benz

Betreuer: Dipl.-Ing. V. Mayer

Silizium-ASIC auf Stahl

Wibbing, Daniel

Grabert, Falk

Dr.-Ing. Gilbert Mörsch  (Robert Bosch GmbH)

Betreuer: Prof. Dr. H. Kück,  Charakterisierung und Bewertung von

Entwicklung der Aufbau- und Gehäuse-

LDS-Leiterbahnstrukturen

technik für einen integrierten Positions-

Betreuer: Dipl.-Ing. H. Willeck

sensor

Schneider, Marc

Betreuer: Prof. Dr. H. Kück, 

Konstruktion und Aufbau eines inkre-

Zimmermann, Till

Dr.-Ing. D. Warkentin 

mentell kodierten optischen Drehge-

Voruntersuchungen zu einem kapa-

(Festo AG & Co. KG)

ber-Demonstrators Betreuer: Dipl.-Ing. V. Mayer

zitiven Umdrehungszähler für einen Drehwinkelsensor in MID-Aufbau-

Kim, Min-Ho

technik

Verschließen der Befüllöffnung eines

Wibbing, Daniel

Betreuer: Dipl.-Ing. V. Mayer

fluidischen kapazitiven Neigungs-

Untersuchungen zu einer Dämpfungs-

sensors in MID-Technik

überwachung von pneumatischen

Betreuer: Dipl.-Ing. A. Schwenck, 

Antrieben

Dipl.-Ing. D. Benz

Betreuer: Prof. Dr. H. Kück,  Dr.-Ing. D. Warkentin 

Lapper, Sven

(Festo AG & Co. KG)

Bumpingtechnologie für zukünftige mikrosystemtechnische Anwendungen Betreuer: Prof. Dr. H. Kück,  Dieter Donis (Robert Bosch GmbH)



31

publikationen & marketing

Messebeteiligungen • Workshop • Mitwirkung in Gremien Messebeteiligungen

Mitwirkung in Gremien



SMT/HYBRID/PACKAGING, 

U. Keßler

W. Eberhardt

Nürnberg, 24.-26.04.2007

Mitglied der DVS AG A2.4 Bonden

Deputy Head of Division bei WP6 „Assembly and Packaging“ im Network

MiNaT, Neue Messe Stuttgart, 

H. Kück

of Excellence: „Multi-Material Micro

12.-14.06.2007

Mitglied im Kuratorium der Steinbeis-

Manufacture: Technology and applica-

Stiftung

tions (4M)“

Tag der Wissenschaft, Stand im Pfaffenwaldring 9, Universität Stuttgart,

Mitglied im Aufsichtsrat der Micro-

D. Benz

23.06.2007

Mountains Applications AG

Sub Task Leader bei WP11 „Sensors

Productronica, München, 

Mitglied im Fachausschuss 4.8 „Mikro-

lence: „Multi-Material Micro Manu-

13.-16.11.2007

fertigung und Werkstoffe“ der GMM

facture: Technology and applications

and Actuators“ im Network of Excel-

(4M)“, Sub Task 11.1b: Low cost nonMitglied im Fachausschuss 5.5 „AufWorkshop

bau- und Verbindungstechnik“ der

Innovative Anwendungen der MID-

GMM

silicon physical sensors

Technik, Veranstalter: Hahn-Schickard-Gesellschaft - Institut für Mikroauf-

Mitglied im Wissenschaftlichen Rat der

bautechnik (HSG-IMAT) zusammen mit

AiF

dem Wirtschaftsministerium BadenWürttemberg, Stuttgart, 10.10.2007

Mitglied im Fachbeirat des „Kompetenznetz MAHREG Automotive“

Wir sind Mitglied der Innovationsallianz Baden-Württemberg. Die Innovationsallianz Baden-Württemberg ist ein Zusammenschluss von wirtschaftsnahen außeruniversitären Forschungseinrichtungen im Land, die als Brücken zwischen der Grundlagenforschung etwa der Hochschulen und der technischen Entwicklung in den Betrieben fungieren.

32

Wir sind Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF)

publikationen & marketing

Vorträge & Veröffentlichungen M. Arnold, W. Eberhardt, H. Kück, 

H. Kück, „Projekte und aktuelle

H. Kück, „Hinweise zur Technologie-

G. Munz, D. Warkentin, „Elektrosta-

Entwicklungen am HSG-IMAT und

auswahl“, Workshop „Kunststoffba-

tisch angetriebenes Mikroventil in

IZFM“, Stuttgart, 25.04.2007

sierte Aufbau- und Verbindungstechnik vom Granulat zur hochwertigen

MID Technik“, Proceedings 7.GMM/ ETG Fachtagung Innovative Klein-

H. Kück, „Anwendung von nanoska-

Baugruppe“, Virtual Dimension Center,

und Mikroantriebstechnik, Augsburg,

ligen Dispersionen zur maskenlosen

Technologiezentrum St. Georgen,

12.06.-13.06.2007

Strukturierung von mehrlagigen 3D-

04.12.2007

Leiterbahnsystemen zur Erhöhung D. Benz, V. Mayer, H. Kück, „Kapa-

der Integrationsdichte bei multi-

H. Kück, „Vorstellung des HSG-

zitive Sensoren auf Basis selektiv

funktionalen thermoplastischen

IMAT“, MID Academy 2007, HSGIMAT, Stuttgart, 12.12.2007

metallbeschichteter Polymerwerk-

3D-Packages für die Nano-Mikro-In-

stoffe“, 5. Paderborner Workshop

tegration“, Kick-Off-Meeting Mikro-

„Entwurf mechatronischer Systeme“,

Nano-Integration „NADIMASMEL“,

V. Mayer, „Mikroformenbau und

22.03.2007

Stuttgart, 10.05.2007

Mikrospritzguss“, Workshop „Kunst-

W. Eberhardt, „MID-Techniken“,

H. Kück, „Projekte und aktuelle

technik vom Granulat zur hochwertigen

Workshop „Kunststoffbasierte Aufbau-

Entwicklungen am HSG-IMAT und

Baugruppe“, Virtual Dimension Center,

& Verbindungstechnik vom Granulat

IZFM“, Stuttgart, 22.05.2007

Technologiezentrum St. Georgen,

stoffbasierte Aufbau- & Verbindungs-

04.12.2007

zur hochwertigen Baugruppe“, Virtual Dimension Center, Technologiezentrum St. Georgen, 04.12.2007

H. Kück, „Aktuelle und künftige Entwicklungen zur MID-Technik im

V. Mayer, T. Botzelmann, K.-P. Fritz,

HSG-IMAT“, Stuttgart, 10.10.2007

J. Seybold, H. Kück, „A new concept

M. Hedges, B. King, M. Renn, W. Eber-

for an absolutely encoded angular

hardt, H. Kück, „M³DTM - Eine neues

H. Kück, „Vorstellung des HSG-

resolver“, 4M 2007 Proceedings of the

Verfahren zur 3D Direktstrukturie-

IMAT“, AiF Südkreis-Tagung, HSG-

3rd International Conference on Multi-

rung“, Plus, 3/2007, S. 525

IMAT, Stuttgart, 23.10.2007

Material Micro Manufacture, Borovets,

K. Hofmann, H. Kück, H. Ruoff, 

H. Kück, „Mikrofügetechniken auf

Bulgaria, 03.10.-05.10.2007 L. Staemmler, „Different influences

MID“, Workshop „Kunststoffbasierte

M. Schober, „Hochgenaue Spritz-

on the ECF process“, Proceedings

Aufbau- und Verbindungstechnik vom

gusssimulation“, Workshop „Kunst-

of the 3rd International Conference on

Granulat zur hochwertigen Baugruppe“,

stoffbasierte Aufbau- & Verbindungs-

Multi-Material Micro Manufacture (4M),

Virtual Dimension Center, Technologie-

technik vom Granulat zur hochwertigen

Borovets, Bulgaria, 03.10.-05.10.2007

zentrum St. Georgen, 04.12.2007

Baugruppe“, Virtual Dimension Center, Technologiezentrum St. Georgen,

H. Kück, „Aktuelle Entwicklungen

04.12.2007

in der AVT am HSG-IMAT“, Festo Academy, Esslingen, 17.01.2007



33

publikationen & marketing

Vorträge & Veröffentlichungen Patente & Gebrauchsmuster Vorträge & 

Patente

Gebrauchsmuster

Veröffentlichungen

H. Kück, D. Benz, F. Wolter, 

H. Kück, V. Mayer, „Schaltventil mit

L. Staemmler, K. Hofmann, H. Kück,

„Pumpelement und Pumpe mit

Stoßbetätigung und Medientren-

„Hybrid tooling by a combination of

einem solchen Pumpelement“, 

nung“, 

high speed cutting and electroche-

Deutsche Patentanmeldung am

Gebrauchsmuster eingereicht am

mical milling with ultrashort voltage

27.03.2007

27.07.2007

pulses“, Microsystem Technologies, http://www.springerlink.com/content/ 057313132674x248/

H. Kück, V. Mayer, A. Schwenck,  K.-P. Fritz, D. Benz, „Sensorelement und ein Verfahren zur Herstellung

H. Willeck, „Ein neues Verfahren

eines kapazitiven Sensors“, 

für die Haftfestigkeitsprüfung von

Deutsche Patentanmeldung am

strukturierten Metallschichten“,

08.08.2007

Workshop Innovative Anwendungen der MID-Technik, HSG-IMAT, Stuttgart,

H. Kück, H. Richter, V. Mayer, 

10.10.07

W. Eberhardt, D. Ahrendt, E. Wiens, „Flexibles Schaltungssubstrat für

H. Willeck, W. Eberhardt, H. Kück, 

elektr. Schaltungen und Verfahren

„A new method for directly deter-

zur Herstellung desselben“, 

mining the adhesive strength of

Deutsche Patentanmeldung am

conductors on microstructured

28.11.2007

MID“, 4M 2007 Proceedings of the 3rd International Conference on Multi-

D. Warkentin, H. Kück, T. Botzelmann,

Material Micro Manufacture, Borovets,

D. Benz, „Kapazitiver Sensor zum

Bulgaria, 03.10.-05.10.2007

Messen einer Messgröße“,  Europäische Patentanmeldung am 28.12.2007

34

impressum



Redaktion





Ulrich Allgeier Mitarbeiter der Bereiche

Gestaltung

Michael Kohler Iris Schmalhoff Monika Teichner



Druck

Müller Offset Druck Villingen-Schwenningen © Copyright HSG-IMAT 2008 ISSN 1861-7220



35

Allmandring 9 B • 70569 Stuttgart

ISSN 1861-7220

HSG-IMAT • Institut für Mikroaufbautechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft e.V.