Vertikale Integration der Leiterplatten-Fertigung: Idee zu Prototyp in Minuten

Copyright Abbildung(en): DPP Technologie

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Immer mehr Unternehmen benötigen Leiterplatten für ihre Produkte. In der Automobilindustrie werden sie in vielen Bauteilen benötigt, von der Batterie bis zur Standheizung. Auch durch den Zuwachs bei Elektroautos und immer mehr digitalen Steuer- und Bedienelementen wächst der Bedarf immer schneller. Die Branche – und nicht zuletzt besonders Hersteller von Elektroautos – wurde daher zu einem der Hauptleidtragenden der 2021 beginnenden weltweiten Halbleiterkrise.

Teuer, unzuverlässig und das Gegenteil von nachhaltig. Unternehmen – nicht zuletzt in der Automobilindustrie – die für ihre Produkte Leiterplatten benötigen müssen von sechsmonatigen Lieferzeiten bis zu schlechter Klimabilanz einiges in Kauf nehmen. Doch jetzt gibt es eine Alternative die nicht nur billiger und sicherer ist, sondern auch innerhalb von Minuten statt Monaten aus einer Idee einen Prototypen werden lässt.

Teile der Produktion waren durch das Nassätzen (wet etching) bisher oft sehr zeitintensiv und mit viel chemischem Abfall verbunden. Ein Großteil der Produktion erfolgt zudem in Asien, was aus verschiedenen Gründen die Lieferungen heutzutage eher unzuverlässig macht. In Kombination mit der dramatisch wachsenden Nachfrage nach Leiterplatten und deren Rohstoffen sind die Lieferengpässe zum echten Problem für Unternehmen in allen Branchen geworden.

Zudem haben viele Firmen in der Fertigungsindustrie das Problem noch nicht voll erkannt – und wer es erkannt hat, hat keine passende Lösung parat.

”Die Lösung für viele betroffene Firmen ist daher eigentlich selbst zu produzieren, aber niemand möchte eine Anlage zur chemischen Fertigung von Leiterplatten aufbauen. Durch einen mechanischen Prozess kann man andererseits die Herstellung von Prototypen und Produkten nicht nur beschleunigen, sondern eliminiert auch einen Schritt in der Lieferkette“ sagt Staffan Nordlinder, Diplomingenieur und Geschäftsführer bei DP Patterning. Die patentierte Trockenätztechnologie “Dry Phase Patterning“ des schwedischen Mittelständlers könnte die Fertigung von Leiterplatten revolutionieren.


Siehe hierzu: Webinar: So lässt sich die time to market durch Eigenproduktion von flexiblen Leiterplatten reduzieren (Englisch)


Neue Technologie als Lösung für ein stetig wachsendes Problem

Mit Dry Phase Patterning und dem System DPP-360 können flexible Leiterplatten einfacher gefertigt werden als je zuvor. Die fertigen Produkte sind leichter, wärmeresistenter und können aus einer Vielzahl von Materialien gefertigt werden. Die Fertigung einer Leiterplatte erfolgt innerhalb von Minuten, wodurch eine schnellere Serienproduktion möglich ist als bei nass geätzten Platten. Zudem ist der Prozess wesentlich umweltfreundlicher als bisherige Lösungen – mit bis zu 90% geringerem Stromverbrauch und ganz ohne Chemikalien.

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Mit der Möglichkeit einer Produktion in der eigenen Fabrik, durch den die Fertigung von Leiterplatten auch in die Gesamtabläufe integriert werden kann, ergeben sich viele weitere Vorteile. Qualitätskontrollen können in jedem Arbeitsschritt erfolgen, das Risiko des Verlustes von Betriebsgeheimnissen wird reduziert und die Produktentwicklung kann wesentlich schneller erfolgen.

Der allergrößte Vorteil ist jedoch oftmals dass Lieferengpässe von Produzenten komplett umgangen werden können. Durch Eigenproduktion wichtiger Teile erledigt sich das Problem mit Lieferungen welche zu Verzögerungen führen können, oder auch eine kostenintensive Vorsorge solcher Probleme: das Vorhalten großer Lagermengen wichtiger Produkte und Teile. Im Ergebnis werden Liefer- und Vorlaufzeiten reduziert, die eigene Liefersicherheit und Flexibilität stark erhöht – und das ganz ohne größere Lagerbestände.

Durch Dry Phase Patterning können die leitenden Teile einer Leiterplatte ausserdem in eine Vielzahl von Trägermaterialien integriert werden, von Plastik bis hin zu Papier. Das schafft nicht nur maximale Freiheiten bei der Materialwahl für Prototypen und Serienproduktion, sondern durch den direkten Zugang zu voll integrierbaren Leiterplatten kann aus einer Idee innerhalb von nur 45 Minuten ein fertiger Prototyp werden.


Im Video: So funktioniert die bahnbrechende Technologie


Besser für die Umwelt

Die Produktionstechnologie ist rein mechanisch, was eine starke Reduzierung der Umweltbelastung ermöglicht – ob für Leiterplatten in der Automobilindustrie, LED oder RFID. Im Vergleich zum Nassätzen werden nur ein Zehntel der Energie und auch viel weniger Wasser verbraucht, die einzigen Abfälle sind wieder verwertbares Metall.

Zudem entfallen bei kompletter Inhouse-Fertigung aufwendige, was in Kombination mit dem geringeren Verbrauch von Chemikalien und Energie die Klimabilanz der Leiterplatten stark verbessert.

”Unsere Technologie benötigt keinerlei Chemikalien und verbraucht deutlich weniger Wasser und Energie. Alle Restmetalle können zudem wiederverwendet werden – mit der Inhouse-Produktion direkt bei unseren Kunden verbessern wir damit die Klimabilanz der resultierenden Produkte erheblich“ sagt Staffan Nordlinder.

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