3D-MID Bauteileträger vermeidet als Adapter aufwendige Platinenlayoutänderungen
HARTING hat mit der 3D-MID-Technologie (Mechatronic Integrated Device) einen Bauteilträger entwickelt, der direkt mit elektronischen Bauteilen bestückt wird und flexible Leiterplatten ersetzen kann. Letztere zeichnen sich meist durch einen erhöhten Handlingsaufwand aus. Der Bauteil-Träger dient als Verbindungselement zwischen der Leiterplatte (PCB) und elektronischen Bauteilen, wie LEDs, ICs, Fotodioden oder Sensoren. Die bestückten Bauteilträger werden in Blister-Gurten auf Rollen (Tape & Reel) ausgeliefert und können als Standardbauform, wie andere SMD-Elektronikkomponenten, durch eine automatische Bestückung verarbeitet werden. Aktuell sind zwei unterschiedliche Baugrössen verfügbar, auf welchen Elektronikkomponenten mit der Standardbaugrösse SOIC-8 und kleiner bestückt werden können. Darüber hinaus realisiert HARTING auch kundenspezifische Baugrößen.
Somit eignet sich der Träger sehr gut als Adapter, um aufwendige Platinenlayoutänderungen oder zusätzliche Versionen für weitere Bauteilfreigaben zu vermeiden. Darüber hinaus kann der Bauteilträger mit der Aufnahme mehrerer Bauelemente als Modul fungieren und so Beschaffungsaufwand und Fertigungskosten minimieren.
Durch die 3D-MID können elektronische Bauteile direkt auf einen dreidimensionalen Grundkörper bestückt werden, ohne Leiterplatten und Verbindungskabel. Der Grundkörper wird im Spritzgussverfahren aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Mit einer Laserdirektstrukturierung (LDS) wird der Kunststoff „aktiviert“, so daß in der anschließenden chemischen Metallisierung elektrische Leiterbahnen aufgebracht werden. Der verwendete Kunststoff lässt sich im Reflow-Ofen löten.
HARTING setzt die gesamte 3D-MID-Prozesskette seit über 10 Jahren von der Projektidee bis zum bestückten Serienprodukt im eigenen Haus um.
Die Gesamtkosten für den Bauteil-Träger sind im Vergleich zu Flex-Leiterplatten-Lösungen um zwei Drittel geringer. Der Kostenvorteil ergibt sich durch den Wegfall des oft komplexen Handlings flexibler Leiterplatten wie bestücken, kleben und montieren. Das Verfahren ist selbst bei kleinen Stückzahlen im Vorteil, da mit dem standardisierten Bauteil-Träger keine Kosten für ein neues Spritzgusswerkzeug entstehen.
HARTING nennt als weiteren Vorteil des Bauteilträgers die geringe Projektlaufzeit bis zur Auslieferung fertiger Komponenten. Die Auslieferung der ersten Muster aus der Fertigung ist nach Freigabe durch den Kunden und der Anlieferung der Komponenten innerhalb von zwei bis drei Wochen möglich – falls nötig auch schneller.
Hauptmerkmale
- Derzeit 2 standardisierte Bauteileträger verfügbar, für SOT-23 und SOIC-8 und kleiner
- Kundenspezifische Ausführungen
Abmessungen des Bauteilträgers, Bauform für Gehäuse bis SOT-23 (links) und für Gehäuse bis SOIC-8
Anwendungsbeispiele
Bauteileträger
Eine Besonderheit des Bauteilträgers ist seine Flexibilität. Elektronische Komponenten – Sensoren, ICs, LEDs, Fotodioden – können in beliebiger Position, Orientierung und Anzahl auf seinen Oberflächen platziert werden. Die einzige Begrenzung ist der Bauraum. Über diese Standard-Baugrößen hinaus realisiert HARTING auch kundenspezifische Ableitungen. Der Kunde bekommt den Bauteilträger fertig bestückt mit den vorgesehenen Bauelementen.
Vertikale Montage von elektronischen Komponenten und Montage mit exakt definierten Abständen zur Leiterplatte
Bauteile im 90°-Grad Winkel zur Leiterplatte: Der Bauteil-Träger ist geeignet, wenn elektrische Komponenten wie Sensoren rechtwinklig zur Leiterplatte positioniert werden sollen. Der automatische Bestückungsprozess ermöglicht eine hohe Genauigkeit in der Platzierung der Temperatur- und Hallsensoren, was zu exakten, wiederholgenauen Messresultaten führt. Ein weiteres Anwendungsbeispiel sind optische Komponenten wie LEDs oder Fotodioden zur Realisierung von präzisen Lichtschranken.
Abstand zur Leiterplatte: Der Bauteil-Träger ermöglicht auch einen Abstand zwischen der Leiterplatte und einem elektronischen Bauteil. Ein Temperatursensor kann somit für die Temperaturmessung im Gehäuse eingesetzt werden, ohne, dass das Messresultat durch die Abwärme von weiteren Komponenten auf der PCB beeinflusst wird. Eine LED kann auf diese Weise in einem Abstand zur Leiterkarte platziert und somit mögliche Schattierungen umliegender Komponenten vermieden werden.
Antennenfunktion
Der Bauteil-Träger kann mit unterschiedlichen Grundpolymeren hergestellt werden. Dabei können elektrische Eigenschaften, wie Dielektrizitätskonstante und Verlustfaktor der Materialien berücksichtigt werden, die für Antennen geeignet sind. Das anwendungsspezifische Antennenlayout kann für verschiedene Applikationen im MHz und GHz-Frequenzbereich verwendet werden, wie z.B. Bluetooth, WiFi, ZigBee oder 5G.
Datenblätter Standardprodukte 4,9mm Höhe:
Datenblätter Standardprodukte 8,0mm Höhe:
Die in den Datenblättern gezeigten Leiterbahnen sind als Beispiele zu verstehen.
Die 3D-MID-Technologie
Der Bauteilträger ist Teil der 3D-MID Technologie. Teile aus einem 2-Komponenten-Kunststoff werden im Spritzgussverfahren hergestellt. Mit einer Laserdirektstrukturierung können feine metallische Strukturen wie z.B. Leiterbahnen auf den Kunststoff aufgebracht werden. Es ergeben sich somit unzählige Möglichkeiten an Trägern, Gehäusen und Verbindungsteilen.
Download als pdf (Kurzfassung)
Das untenstehend aufgeführt Musterkit beinhaltet einen Bauteilträger mit Leiterbahnen als Anschauungsbeispiel, welches wir Ihnen gerne bei Interessen unverbindlich zukommen lassen.
| Artikelnummer | Beschreibung | Hersteller | Stückzahl | ||
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3D-MID-M | 3D-MID Musterkit, Träger für elektronische Bauteile, Muster Datenblatt | Harting | 17 | Muster anfordern |
