ISBN 978-3-8439-5321-4

978-3-8439-5321-4, Reihe Ingenieurwissenschaften

Kaja Schmidt
Additive Fertigung elektronischer Systeme auf Basis duroplastischer Klebstoffe

181 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2022), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Elektronische Produkte sind fester Bestandteil unseres täglichen Lebens. Fortschreitende Miniaturisierung, komplexere Funktionen und verkürzte Produktlebenszyklen stellen die Hersteller vor große Herausforderungen. Der Einsatz von 3D-Drucktechnologien, ergänzt durch die Platzierung von Komponenten und die Integration elektrischer Verbindungen, ermöglicht die Herstellung elektronischer Systeme mit hoher Flexibilität und eingebetteten Schaltkreisen. Mit der steigenden Komplexität wachsen jedoch die Anforderungen an Prozesse und Materialien. Bewährte Klebstoffsysteme aus der Aufbau- und Verbindungstechnik haben das Potenzial, diese Anforderungen zu erfüllen.

In dieser Arbeit wird ein neuartiger Ansatz für die Verarbeitung von Klebstoffen mit einem extrusionsbasierten UV-unterstützten 3D-Dosierverfahren vorgestellt. Ziel der Arbeit ist der Nachweis, dass das schichtweise Dispensen von leitfähigen und nicht leitfähigen Reaktionsklebstoffen in Kombination mit der Integration elektronischer Komponenten geeignet ist, um 3D-Schaltungsträger mit zuverlässiger elektrischer Funktion und zugleich mit mechanisch und thermisch stabiler Gehäusefunktion zu fertigen.

Die erzielten Ergebnisse zeigen, dass dualhärtende Klebstoffe, insbesondere Epoxidsysteme, eine vielversprechende Wahl für die additive Fertigung sind. Mit der vorgeschlagenen Methode und den Prozessvarianten können elektronisch funktionale Bauteile additiv gefertigt werden, sofern eine sorgfältige Materialauswahl durchgeführt wird. Die Erkenntnisse dieser Arbeit liefern Designregeln und bieten eine Grundlage für die Umsetzung eingebetteter Schaltungen und industrieller Anwendungen.