| Vorwort | 6 |
| Inhalt | 8 |
| 1Mechatronische Integrationspotenziale durch MID | 14 |
| 1.1 Technologische Grundlagen | 14 |
| 1.1.1 Definition und Grundprinzip | 14 |
| 1.1.2 Geometrische Klassifizierung | 15 |
| 1.1.3 Potenziale der 3D-MID-Technologie | 16 |
| 1.1.4 MID-Referenzprozess | 18 |
| 1.1.5 Einflussfaktoren auf die Technologieauswahl | 19 |
| 1.1.6 Abgrenzung zu verwandten Technologiefeldern | 20 |
| 1.2 Relevante Branchen und Anwendungsfelder | 22 |
| 1.2.1 MID-relevante Branchen | 23 |
| 1.2.2 Anwendungsfelder | 24 |
| 1.3 MID-Markt im globalen Vergleich | 26 |
| 1.3.1 Historische Entwicklung | 26 |
| 1.3.2 MID-Schwerpunkte der einzelnen Regionen | 28 |
| 1.4 Schwerpunkte der MID-Forschung | 30 |
| 1.5 Schlüsselfaktoren für erfolgreiche Projekte | 33 |
| 1.6 Netzwerkorientierte Zusammenarbeit in der Forschungsvereinigung 3-D MID | 34 |
| 2Werkstoffe für räumliche Schaltungsträger | 36 |
| 2.1 Einführung in die MID-Werkstoffklassen | 38 |
| 2.2 Werkstoffeigenschaften und Kennwertermittlung für MID | 40 |
| 2.2.1 Mechanische Kennwerte von Kunststoffen | 42 |
| 2.2.2 Thermische Kennwerte | 46 |
| 2.2.2.1 Kurzzeitige Temperatureinwirkung | 47 |
| 2.2.2.2 Langzeitige Temperatureinwirkung | 48 |
| 2.2.2.3 Relevante thermische Kennwerte für MID | 49 |
| 2.2.3 Elektrische Kennwerte | 51 |
| 2.3 Werkstoffe für die MID-Technologie | 53 |
| 2.3.1 Thermoplastische Kunststoffe für MID | 53 |
| 2.3.1.1 Standard-Thermoplaste | 55 |
| 2.3.1.2 Technische Thermoplaste | 55 |
| 2.3.1.3 Hochleistungsthermoplaste | 58 |
| 2.3.2 Modifizierte Thermoplaste für MID | 59 |
| 2.3.2.1 Strahlenvernetzte Thermoplaste | 60 |
| 2.3.2.2 Hochgefüllte Thermoplaste | 64 |
| 2.3.2.3 Thermoplaste für ausgewählte Technologien der MID-Metallisierung | 68 |
| 2.3.3 Duroplastische Kunststoffe für MID | 74 |
| 3Strukturierung und Metallisierung | 78 |
| 3.1 Strukturierungsverfahren | 78 |
| 3.1.1 Einkomponentenspritzgießen | 79 |
| 3.1.1.1 Laserstrukturieren | 79 |
| 3.1.1.1.1 LPKF-LDS®-Verfahren | 80 |
| 3.1.1.1.2 ADDIMID-Technologie | 85 |
| 3.1.1.1.3 Alternative Laserstrukturierungsverfahren | 86 |
| 3.1.1.2 Drucktechniken | 90 |
| 3.1.1.2.1 Aerosol-Jet®-Druck | 91 |
| 3.1.1.2.2 Inkjet-Druck | 94 |
| 3.1.1.2.3 Heißprägen | 97 |
| 3.1.2 Zweikomponentenspritzgießen | 102 |
| 3.1.3 Insert-Molding | 103 |
| 3.1.3.1 Folienhinterspritzen | 103 |
| 3.1.3.1.1 Thermoplastschaumguss | 103 |
| 3.1.3.1.2 Spritzprägen | 104 |
| 3.1.3.1.3 Hinterpressen | 105 |
| 3.1.3.1.4 Weitere Varianten des Folienhinterspritzens | 106 |
| 3.1.4 Alternative Strukturierungsverfahren | 107 |
| 3.1.4.1 Primertechnologie | 107 |
| 3.1.4.2 Tampondruck | 109 |
| 3.1.4.3 Plasmatechnologien | 109 |
| 3.1.4.3.1 Flamecon® | 110 |
| 3.1.4.3.2 Plasmadust® | 111 |
| 3.2 Metallisierung | 115 |
| 3.2.1 Reinigung der Substratoberfläche | 115 |
| 3.2.2 Metallisierung | 117 |
| 3.2.3 Schichtdicken und Rauigkeiten | 122 |
| 3.2.4 Strombelastbarkeit | 126 |
| 4Montagetechnik für 3D-MID | 134 |
| 4.1 Prozesskette | 134 |
| 4.2 Herausforderungen bei der Montage | 135 |
| 4.2.1 Einfluss der Struktur | 135 |
| 4.2.2 Montage auf dreidimensionalen Körpern | 136 |
| 4.3 Automatisierte Montage | 139 |
| 4.3.1 Anforderungen | 139 |
| 4.3.2 Auftrag des Verbindungsmediums | 140 |
| 4.3.3 Bestückung der Bauelemente | 145 |
| 4.3.4 Reflowlöten | 156 |
| 4.3.5 Optische Prüfung | 157 |
| 5Verbindungstechnik | 160 |
| 5.1 Besonderheiten und Herausforderungen | 160 |
| 5.2 Verbindungsmedien | 164 |
| 5.2.1 Lotpaste | 164 |
| 5.2.2 Leitende und nichtleitende Klebstoffe | 166 |
| 5.2.2.1 Isotrope Leitkleber | 167 |
| 5.2.2.2 Anisotrope Leitkleber | 168 |
| 5.2.2.3 Nichtleitende Klebstoffe | 169 |
| 5.2.3 Einpressstifte | 169 |
| 5.3 Verbindungsverfahren | 171 |
| 5.3.1 Reflowlötverfahren | 173 |
| 5.3.1.1 Infrarotlöten | 173 |
| 5.3.1.2 Konvektionslöten | 173 |
| 5.3.1.3 Kondensationslöten | 174 |
| 5.3.2 Selektive Lötverfahren | 177 |
| 5.3.3 Kleben | 179 |
| 5.3.4 Einpresstechnik | 182 |
| 5.3.5 Chipmontage | 185 |
| 5.3.5.1 Drahtbonden | 187 |
| 5.3.5.2 Flip-Chip-Technologie | 190 |
| 5.3.5.3 Glob-Top | 192 |
| 5.4 Anbindung zu der Peripherie | 193 |
| 5.5 Schutz der Verbindungstechnik vor Umgebungseinflüssen | 194 |
| 6Qualität und Zuverlässigkeit | 196 |
| 6.1 Herausforderungen der Qualitätssicherung | 196 |
| 6.2 Simulationsgestützte Qualitätsabsicherung | 198 |
| 6.3 Zerstörungsfreie Prüfverfahren | 200 |
| 6.3.1 Optische Prüfverfahren | 200 |
| 6.3.2 Automatisierte optische Inspektion | 201 |
| 6.3.3 Röntgenanalyse | 203 |
| 6.3.4 Computertomographie | 204 |
| 6.3.5 Röntgenfluoreszenzverfahren | 204 |
| 6.4 Zerstörende Prüfverfahren | 205 |
| 6.4.1 Haftfestigkeit | 206 |
| 6.4.1.1 Schältest | 206 |
| 6.4.1.2 Stirnabzugtest | 207 |
| 6.4.1.3 Zugschertest | 208 |
| 6.4.1.4 Meißeltest | 208 |
| 6.4.1.5 Gitterschnitt-Test (Tape-Test) | 209 |
| 6.4.2 Scherkraftmessung und Pull-Test | 210 |
| 6.4.3 Analyse anhand von Schliffbildern | 211 |
| 6.5 Elektrische Charakterisierung | 213 |
| 6.5.1 Widerstand | 214 |
| 6.5.2 Stromerwärmung | 215 |
| 6.5.3 Isolationseigenschaften | 216 |
| 6.6 Zuverlässigkeitsanalyse | 216 |
| 6.6.1 MID-spezifische Herausforderungen | 217 |
| 6.6.2 Beschleunigte Alterung | 219 |
| 6.6.3 Anwendungsbeispiel.I: Hochtemperaturbeständige MID | 220 |
| 6.6.4 Anwendungsbeispiel.II: Einpressverbindungen | 223 |
| 7MID-Prototyping | 226 |
| 7.1 Klassifizierung von Mustern und Prototypen | 226 |
| 7.1.1 Anschauungsmuster | 227 |
| 7.1.2 Konzeptmodell | 227 |
| 7.1.3 Funktionsmuster | 229 |
| 7.1.4 Prototyp | 229 |
| 7.2 Verfahren zur Anfertigung von Kunststoffgrundkörpern | 230 |
| 7.2.1 Stereolithografie | 230 |
| 7.2.2 Selektives Lasersintern | 231 |
| 7.2.3 Fused Deposition Modeling | 233 |
| 7.2.4 Vakuumgießen in Silikonformen | 234 |
| 7.2.5 Fräsen thermoplastischer Halbzeuge | 234 |
| 7.2.6 Spritzgießen | 235 |
| 7.3 Muster und Prototypen in LPKF-LDS®-Technik | 236 |
| 7.3.1 ProtoPaint LDS-Verfahren | 236 |
| 7.3.2 LDS-Prozess mit FDM-Kunststoffbauteilen | 238 |
| 7.3.3 LDS-Prozess mit Vakuumgießteilen | 238 |
| 7.3.4 LDS-Prozess mit gefrästen Halbzeugen | 238 |
| 7.3.5 LDS-Prozess mit Spritzgießteilen aus Rapid Tooling Spritzgießwerkzeugen | 239 |
| 7.3.6 LDS-Prozess mit Spritzgießteilen aus Stahlwerkzeugen mit nicht gehärteten Formeinsätzen | 239 |
| 7.4 Muster und Prototypen in Heißprägetechnik | 240 |
| 7.5 Muster und Prototypen in 2K-MID-Technik | 240 |
| 7.6 Aerosol-Jet-Druck auf STL-Bauteilen | 241 |
| 7.7 Übersicht der verschiedenen Kombinationen zum MID-Prototyping | 241 |
| 8Integrative Entwicklung von MID-Bauteilen | 242 |
| 8.1 Systematiken zur Entwicklung von MID-Bauteilen | 243 |
| 8.1.1 VDI-Richtlinie 2206: Entwicklungsmethodik für mechatronische Systeme | 243 |
| 8.1.2 Methodik zur Produktoptimierung mechanisch elektronischer Baugruppen nach Peitz | 245 |
| 8.1.3 Systematik zur Entwicklung mechatronischer Systeme nach Kaiser | 247 |
| 8.2 Anforderungen | 250 |
| 8.3 Produktkonzipierung | 252 |
| 8.4 Fertigungsprozesskonzipierung | 255 |
| 8.5 Elektronikentwurf | 260 |
| 8.6 Ausarbeitung des Fertigungsprozesses | 266 |
| 8.7 Ausarbeitung der Aufbau- und Verbindungstechnik | 268 |
| 8.8 Arbeitsplanung | 270 |
| 8.9 MID-Spezifische Entwicklungsinstrumente | 272 |
| 8.9.1 MID-Konstruktionskataloge | 272 |
| 8.9.2 Eigenschaftskarten von MID-Verfahren | 274 |
| 8.9.3 MID-Leitfäden | 276 |
| 8.9.4 MID-Features | 279 |
| 8.10 Rechnerunterstützung | 281 |
| 8.10.1 MID-spezifische Anforderungen an Entwicklungswerkzeuge | 282 |
| 8.10.2 Softwarewerkzeuge für Konstruktion und Layout | 289 |
| 8.10.3 Softwarewerkzeuge für die Simulation | 293 |
| 8.10.4 CAD/CAM-Ketten | 299 |
| 9Fallstudien | 306 |
| 9.1 OLED | 307 |
| 9.2 Strömungssensor | 308 |
| 9.3 Mehrbandantenne für Smartphones | 310 |
| 9.4 ACC Positionssensor | 311 |
| 9.5 Drucksensor | 313 |
| 9.6 MULTI LED | 314 |
| 9.7 Insulin-Pumpe | 316 |
| 9.8 Passive UHF-RFID-Transponder | 317 |
| 9.9 LED-Kameramodul | 319 |
| 9.10 3D-Schaltmodul | 321 |
| 9.11 Sicherheitskappen | 323 |
| 9.12 Sonnensensor | 324 |
| 9.13 Mikrofonträger für Hörgeräte | 326 |
| 9.14 Sitzverstellschalter | 327 |
| 9.15 LED-Leuchte | 328 |
| 10Abkürzungsverzeichnis | 332 |
| 11Literatur | 338 |
| 12Verfasser | 356 |
| 12.1 Herausgeber | 356 |
| 12.2 Autoren | 356 |
| 12.3 Fachliche Lektoren | 361 |
| 13Adressen | 362 |
| 13.1 Forschungsvereinigung 3-D MID e..V. | 362 |
| 13.2 Mitglieder der Forschungsvereinigung 3-D MID e..V. | 362 |
| Stichwortverzeichnis | 382 |
