Trh pro aplikace senzorů je široký: velké množství mikrosystémů se používá v IT a telekomunikací, automobilovém a leteckém průmyslu a strojírenství. Tyto elektronické součástky jsou založeny na "destičkách" - tenkých plátcích materiálu, obvykle křemíku, na které se nanášejí tenké filmy. Výroba a další zpracování křemíkových destiček je velmi pracná a nákladná. Institut mikroprodukční technologie, který je součástí Leibnitzovy univerzity v Hannoveru (IMPT), zkoumal alternativní výrobní metody pro aplikace senzorů. Studie ukázala, že modifikovaný polyetheretherketon (PEEK) může nahradit vysoce nákladné substráty, jakým je křemík. Pro výrobu demonstrátoru funkcí (snímač teploty a magnetického pole) pomocí vstřikování s laserovým přímým strukturováním (LDS) byl použit materiál TECACOMP PEEK LDS black 1047045 - vysokovýkonná směs společnosti Ensinger.
Výroba uzavřeného snímače, který lze snadno integrovat do montážních procesů desek plošných spojů, zahrnuje pomocí metody LDS tři výrobní kroky:
V prvním kroku se substráty vyrábějí z plastu aktivovaným laserem v procesu formování vstřikováním. Zahrnuje to předdefinované struktury snímačů, jakož i vertikálně propojené přístupy (VIA) pro přímé spojení. Dalším krokem je laserové vrtání prohlubní a aktivace polymeru kompatibilního s LDS pomocí selektivního vylučování kovů bez proudu. Následně se katodickým rozprašovaním nanáší nestrukturovaná vrstva senzoru. Požadované struktury se potom exponují v procesu CMP (chemické mechanické leštění).
Tento procesní řetězec snižuje složitost výrobních a balicích procesů. Na rozdíl od konvenční výroby waferu na bázi křemíku nevyžaduje metoda LDS prostředí čistých prostor ani fotolitografie.
Stejně jako snížení počtu procesních kroků, použitím laserem aktivovaných vysokovýkonných polymerů namísto křemíku, jako substrátu pro výrobu waferu, může přinést významné snížení nákladů pro výrobu. Stefan Bur, manažer segmentu aplikací pro MID/LDS ve společnosti Ensinger, vidí v této inovativní aplikaci obrovský potenciál: "V elektronickém průmyslu je zejména polymer PEEK stále důležitější díky svým speciálním vlastnostem. Studie IMPT ukázala, že naši sloučeninu TECACOMP PEEK LDS, která je na trhu jedinečná, lze použít jako materiál pro wafer. V počátečních aplikacích snímač zobrazoval asi 75 procent výkonové kapacity běžného snímače na bázi křemíku. Výrobní náklady ukázaly potenciální úsporu 90 procent. Ensinger je přesvědčen, že v budoucnu budou malé a střední společnosti také schopné vyrábět nákladově efektivní destičky pro mikrosystémové technologie pomocí metody LDS. Z tohoto důvodu investujeme do vývoje těchto sloučenin. Náš nový produkt TECACOMP PEEK LDS.
TECACOMP PEEK LDS může být zajímavý pro snímače v elektrotechnice, strojírenství a lékařské technice. Potenciálními oblastmi použití jsou snímače polohy (snímače AMR a GMR), snímače vířivých proudů, snímače teploty pro měření v laboratorních nebo průmyslových procesech (tenkovrstvé snímače Pt) nebo jednosměrné převodníky.
Pokud jde o výrobu mikrosystémů, LDS klade mimořádně vysoké nároky na polymer. Společnost Ensinger již mnoho let vyvíjí termoplastické směsi pro přímé laserové strukturování a v současnosti je jediným specialistou na plasty, který nabízí PEEK certifikovaný pro metodu LDS společností LPKF Laser & Electronics AG. TECACOMP PEEK LDS black 1047045 je optimalizován minerálními plnivy. Materiál je extrémně odolný vůči teplotám (až 260 ° C, dlouhodobě), má velmi dobrou pevnost svaru, dobrou přilnavost a vykazuje vysokou chemickou odolnost vůči rozpouštědlům. Kromě toho má TECACOMP PEEK LDS velmi nízký koeficient lineární tepelné roztažnosti - který je blíže k koeficientu kovů než k mnoha jiným plastům.
Obrázek ukazuje mikrostruktury (Braggova mřížka) na senzoru. Směs TECACOMP PEEK LDS černá 1047045 vyrobená společností Ensinger je extrémně odolná vůči teplotám, má velmi dobrou pevnost svarové linky, dobrou přilnavost a vykazuje velmi vysokou chemickou odolnost vůči rozpouštědlům. Kromě toho má materiál velmi nízký koeficient lineární tepelné roztažnosti (Foto: Ensinger / IMPT)
Senzor vířivých proudů. K jeho výrobě metodou LDS se používá sloučenina TECACOMP PEEK LDS šedá. Tato nová varianta produktu od zpracovatele plastů Ensinger splňuje obzvláště vysoké požadavky na povrch (Foto: Ensinger / IMPT)
Senzor magnetického pole vyrobený vstřikováním s laserovou přímou strukturou (LDS). Použitým substrátem je vysoce výkonný polymer TECACOMPPEEK LDS černý 1047045 od společnosti Ensinger (Foto: Ensinger / IMPT).
Ensinger GmbH
Phone +49 7032 819 202
[obfemailstart]am9lcmcuZnJhbmtlQGVuc2luZ2VycGxhc3RpY3MuY29t[obfemailend]
