Hochstapler in Zukunft gefragt

Im Rahmen des neuen Forschungsprojekts „MANOS“ ist Hochstapeln nicht nur erlaubt, sondern erwünscht. Mittels innovativer Oberflächenbeschichtungen auf Nanopartikelbasis und neuesten Klebeverfahren dringen Einbett-Technologien in neue Dimensionen. Denn die neuartige modulare Auf- und Verbindungstechnik auf Leiterplattenbasis befähigt das Stacking von Sensor-Systemen.

Hinter MANOS verbirgt sich das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Forschungsprojekt „Modularer Aufbau von Systemen mit nanomodifizierten Oberflächen für Automobil- und Industrie-Sensorik“. Insgesamt acht Firmen engagieren sich dort über einen Zeitraum von drei Jahren mit dem Ziel, die Entwicklung von modularen Sensorsystemen voranzutreiben und Forderungen zukünftiger Produkte nach zunehmender Funktionalität und Robustheit gerecht zu werden.

Mithilfe von nanostrukturierten und nanomodifizierten Oberflächenbeschichtungen sollen neue Auf- und Verbindungstechniken auf Leiterplattenbasis geschaffen werden und so Wege für innovative modulare Systemkonzepte eröffnen. Die Modularität soll Anwendern die Möglichkeit geben, Standardsensoren mittels genormter Schnittstelle miteinander zu verbinden und zu neuen Sensorsystemen zu kombinieren. Solche modularen Aufbaukonzepte für komplexe miniaturisierte Multisensor-Systeme bieten sich als Alternative zu individuellen Insellösungen geradezu an und ermöglichen weitaus kürzere Innovationszyklen von Systemen für unterschiedliche Anforderungen.

Die Bandbreite möglicher Anwendungen ist dabei sehr groß und reicht vom Automotive- über den Industriesensorikbereich, aber auch Applikationen aus der Medizintechnologie sind vorstellbar.

Funktionen und Beziehungen der einzelnen Projektpartner in MANOS.

Continental, Delo Industrie Klebstoffe, Fraunhofer IZM, Kerona, Rood-Microtec, Sick und Würth Elektronik bringen ihre Kernkompetenzen als Projektteilnehmer ein und stärken somit ihre Innovationskraft.

So entwickelt Kerona nanomodifizierte Oberflächenschutzschichten, die unterschiedliche Modifikationen aufweisen. Diese befähigen den Einsatz beispielsweise an optischen Sensoren oder an Temperatur- und Ortssensoren.

Delo Industrie Klebstoffe übernimmt die Entwicklung unterschiedlicher Klebstoffe, die einerseits für das Self-Assembly der Chips in die Leiterplatte benötigt werden und andererseits für das Stacking der einzelnen Sensormodule. Die Klebstoffe sollen Funktionen wie die elektrische oder thermische Leitfähigkeit übernehmen.

Hochstapeln erwünscht: Einzelne Sensormodule können über genormte Schnittstellen via Stacking zu einem Sensorsystem aufgebaut werden.

Mit Embedding-Technologien wie „Lasercavity“ und „CHIP+“ bringt Würth Elektronik schon einiges an Erfahrung hinsichtlich des Einbettens von Chips mit. Mit der Verwendung neuer innovativer Kleber und neuer Oberflächenbeschichtungen soll die Technik weiter ausgebaut werden. Ziel ist es, neue Auf- und Verbindungstechniken auf Leiterplattenbasis zu entwickeln, sie serientauglich zu machen und unter Berücksichtigung der Fertigungskosten zu optimieren.

Roodmicrotec ist für die Prozessbewertung über Kurzqualifikationen und die Zuverlässigkeitsuntersuchungen der Sensorsysteme zuständig. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Standardisierung von Qualifikationskonzepten.

Continental und Sick setzen die Sensorsysteme in unterschiedlichen Anwendungen ein. Continental baut Multisensorsysteme für automobile Getriebesteuerungen. Sick produziert industrielle optische Miniatursensoren und Sensorsysteme. Continental und Sick stellen sich damit zwar unterschiedlichen Herausforderungen in Bezug auf den jeweiligen Einsatz, doch eines ist beiden gemeinsam: nämlich der Fokus auf die Standardisierung der Schnittstellen unter dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit.

Das Fraunhofer IZM unterstützt alle Projektpartner in der Grundlagenforschung, bei den Laboruntersuchungen und den konzeptionellen Ansätzen.

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