Im Fokus des Transferpiloten steht der Ansatz zur Entwicklung und Optimierung einer Technologie, die es ermöglicht, leitfähige Strukturen in einer Stärke von mehreren 10µm auf einer Vielzahl von Kunststoffen auf Basis von Plasmabeschichtungsverfahren additiv abzuscheiden. Dabei sollen auch Kunststoffträger verarbeitbar sein, welche mittels additiver Herstellungsverfahren, wie z.B. Selektives Lasersintern (SLS) oder SLA, hergestellt wurden. Dadurch wird es erstmalig möglich, individuelle Stromverteiler in kleinsten Stückzahlen wirtschaftlich herzustellen. Gleichsam soll das Unternehmen qualifiziert werden, derartige Technologien in Zukunft eigenständig und zielgerichtet weiterzuentwickeln. Dabei soll bestehendes Wissen und die Expertise des Fraunhofer IEM aus dem Bereich des Systems Engineering und der räumlichen additiven Elektronik (MID) die Basis für die Weiterentwicklung der Produktentstehung bilden. Bestehende SE-Ansätze werden auf die Bedarfe und Prozesse unter Berücksichtigung der Produkt- und Prozesstechnologien reflektiert und angepasst.

• Die Energieverteilung speziell in cyber-physikalischen Systemen ist eine wichtige Schlüsselkomponente für die Funktionsweise dieser Systeme.

• Der Trend zu maßgeschneiderten individuellen Lösungen sowie die formadaptive Gestaltung (3D) erhöht den Aufwand beim Design. Kabelgebundene Lösungen sind zwar flexibel, aber teuer in der Fertigung und Konfektionierung insbesondere für kleine Losgrößen.

• 3D-Schaltungsträger können kostengünstig und formangepasst auch in kleinen Stückzahlen hergestellt werden, z. B. mittels additiver Verfahren. Die bewährte MID (Mechatronic-Integrated-Device) Technologie kann hierfür genutzt werden, hat jedoch bezüglich der Stromtragfähigkeit eine gewisse Limitierung. Aufgrund der stromlosen Metallisierung können Schichtstärken von Leitstrukturen nur bis ca. 16 Mikrometer wirtschaftlich hergestellt werden. Sind höhere Leiterquerschnitte gefordert, ist eine Aufgalvanisierung möglich. Der Aufwand für die Kontaktierung und Durchführung ist abersehr hoch und dementsprechend kostspielig. 

• Die Kombination aus Plasmaabscheidung und additiv gefertigter Schaltungsträger bietet einen interessanten Ansatz zur flexiblen Gestaltung von 3D-hochstromfähigen Stromverteilungssystemen, wie sie bspw. im Automobilbereich benötigt werden (Fuse Boxen, usw.).

• Mittels Plasmaabscheidung können schnell große Leiterquerschnitte auf Kunststoffen abgeschieden werden. Diese haben jedoch eine zu geringe Leitfähigkeit. Durch eine chemische Veredelung kann diese deutlich reduziert werden und ermöglicht so den Aufbau von niederohmigen Verbindungen. 



• Analyse des bestehenden Plasmaabscheideverfahrens

• Identifikation der technologischen Grenzen dieses Verfahrens

• Entwicklung von Methoden zur Erhöhung der Leitfähigkeit, sowie der Trennschärfe

• Design von spezifischen Test- und Prüfkörpern

• Herstellung von Test- und Prüfkörpern

• Validierung des Verfahrens anhand verschiedener Test- und Prüfkörper



• Es hat sich gezeigt, dass die Kombination aus Plasmaabscheidung und chemischer Veredelung eine Umsetzung von hochstromfähigen Leitungen ermöglicht. 

• Durch die chemische Veredelung konnte die Leitfähigkeit gegenüber dem bisherigen Vorgehen um bis zu Faktor 10 erhöht werden.

• Die Kombination aus Plasmaabscheidung und additiven Verfahren eröffnet aufgrund der Formgestaltung ein breites Anwendungsfeld, insbesondere für individuelle Lösungen für kleine Stückzahlen. Somit kann auf das etablierte und werkzeugintensive Verfahren der 3D-Stanzgitter für die Stromverteilung verzichtet werden. Dies erhöht die Flexibilität in der Produktion und verringert die Time-to-Market Periode, da keine Werkzeuge produziert und benötigt werden.

• Da es sich hierbei um eine sehr neue und innovative Technologie handelt, müssen noch Validierungen in Bezug auf die Zuverlässigkeit durchgeführt werden, welche speziell im Bereich „Automotive“ erforderlich sind.