Qualität und Zuverlässigkeit laserdirektstrukturierter mechatronisch integrierter Baugruppen (LDS-MID)

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Angesichts des zunehmenden Bedarfs an multifunktionalen mechatronischen Systemen bietet die MID-Technologie vielversprechende Potenziale zur Herstellung hochintegrierter mechatronischer Baugruppen in funktionsoptimalem Design. Unsicherheiten hinsichtlich der Qualität und Zuverlässigkeit hemmen jedoch insbesondere in rauen und sicherheitsrelevanten Bereichen den Einsatz individueller MID-Lösungen. Vor diesem Hintergrund werden einleitend die wesentlichen qualitätsbeeinflussenden Faktoren entlang des mehrstufigen, multidisziplinären Herstellungsprozesses von LDS-MID aufgezeigt und erforderliche Maßnahmen zur Qualitätssicherung in der Fertigung erläutert. Die weiteren Schwerpunkte der vorliegenden Arbeit ergeben sich aus den charakteristischen Ausfallursachen und Einschränkungen, die eine weitere Verbreitung von LDS-MID beeinträchtigen. Als diese sind die Delamination der Metallisierung, die Entstehung von Leiterbahnrissen und das thermische Versagen von Leiterbahnen zu nennen. Systematische Untersuchungen verfolgen davon abgeleitet die Zielstellungen, die Metallisierungshaftfestigkeit von LDS-MID zu bestimmen und zu steigern, Leiterbahnrisse bei thermischer Belastung zu vermeiden sowie durch den Einsatz von Metallkern-MID die Stromtragfähigkeit signifikant zu erhöhen. Auf Grundlage der erarbeiteten Methoden und Erkenntnisse werden bestehende Unsicherheiten in Bezug auf die Eignung von LDS-Anwendungen für ihren Einsatz in anspruchsvollen Applikationsfeldern abgebaut und wertvolle Anhaltspunkte zur effektiven Steigerung der Robustheit von LDS-MID aufgezeigt.