MID Intelligente AVT im 3D-Format / Best Practices. Dr. Andreas Pojtinger 2E mechatronic GmbH & Co.KG Kirchheim unter Teck

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Firmenprofil Bremen Schleswig- Holstein Hamburg Mecklenburg- Vorpommern Niedersachsen Berlin Standort: Kirchheim unter Teck 45 Mitarbeiter Umsatzvolumen 7 Mio.

2 Firmenprofil Bremen Schleswig- Holstein Hamburg Mecklenburg- Vorpommern Niedersachsen Berlin Standort: Kirchheim unter Teck 45 Mitarbeiter Umsatzvolumen 7 Mio. Euro Zertifiziert nach DIN ISO/TS 16949, DIN ISO 14001, DIN ISO 9001 Gegründet Mitglied der Narr-Gruppe, Kirchheim Nordrhein- Westfalen Rheinland- Pfalz Hessen Stuttgart Baden- Württemberg Sachsen- Anhalt Thüringen Bayern Brandenburg Sachsen 2

Euro Zertifiziert nach DIN ISO/TS 16949, DIN ISO 14001, DIN ISO 9001 Gegründet 01.10.

3 2E Know-How und Produkte F&E Großserienproduktion MID - Technologie Sensorik Gehäusetechnologie Mikrofluidik v v v v 3

4 MID MID - Technologie MID = "Mechatronic Integrated Devices" Leiterbahnen werden direkt auf das Kunststoff Formteil aufgebracht 3D-Fähigkeit Miniaturisierung Funktionsintegration 4

Kosten MID Lösung Höhere Zuverlässigkeit 3D Schaltungslayout

5 MID - Vorteile Reduzierung von: Teilevielfalt Montage- und Logistikaufwand Freigabeaufwand Lieferanten Werkstoffvielfalt Kosten MID Lösung Höhere Zuverlässigkeit 3D Schaltungslayout realisierbar Verkürzung der Prozessketten Miniaturisierung Konventionelle Lösung 5

6 MID - Verfahren Heißprägen (HP) Für ebene Flächen geeignet 2-Komponenten Spritzguss (2K) Für hohe Stückzahlen 3D-Fähigkeit Quelle: PKT Laser-Direkt-Strukturieren (LDS) 3D-Fähigkeit Leiterbahnbreite/-abstand 150µm/200µm Starke Miniaturisierung möglich 6

3D-Fähigkeit Quelle: PKT Laser-Direkt-Strukturieren (LDS)

7 LaserDirektStrukturieren (LDS) 7

8 LDS - Laseraktivierung durch Ablation freigelegte Keime und Füllstoffpartikel Laser modifizierter Kunststoff MicroLine 3D 160 von LPKF Bild mit strukturierter Oberfläche und unstrukturierter Oberfläche Bereich strukturierter Bereich unstrukturierter 8

160 von LPKF Bild mit strukturierter Oberfläche und

9 LDS - Prozessschritte Spritzgießen Laserstrukturieren Reinigen Metallisieren AVT 9

10 Thermischer Strömungssensor Ziel: Redesign Strömungssensor Einsatz 3D MID-, und neue Chip-Technologie Strömungssensor Alt Vorteile Extreme Miniaturisierung Variabler Messbereich Neu Sensor wird als SMD verbaut Prozessvereinfachung Integration fluidischer, elektrischer und mechanischer Funktionen Evaluation-Kit verfügbar Einsatz im Volumenstromregler der Firma, Wehingen 10

Neu Sensor wird als SMD verbaut Prozessvereinfachung Integration fluidischer, elektrischer

11 Funktionsweise des Strömungssensors Quelle: HSG IMIT 11

12 MID Produktbeispiel MID LED-Leuchtelement MID LED-Leuchtelement Ziel war die Entwicklung und der Aufbau eines MID LED-Leuchtelements für die Medizintechnik. Vorteile Leuchtkraft stark verbessert ( Lux) bis zu 6-fache Lebensdauer konventionelle Lösung kann 1:1 substituiert werden Senkung des Energieverbrauchs Einsatzgebiet Dentaltechnik Pilotkunde: KaVo Dentaltechnik 12

Vorteile Leuchtkraft stark verbessert (80.

Vorteile bessere Lichtqualität mehrfache Lebensdauer konventionelle Lösung kann 1:1

13 MID Produktbeispiel Variantenengineering Entwicklung und Aufbau eines MID LED- Leuchtelements für Laryngoskope Ersatz für Hochdrucklampe. Vorteile bessere Lichtqualität mehrfache Lebensdauer konventionelle Lösung kann 1:1 subsituiert werden Akkulaufzeit verlängert sich Einsatzgebiete Laryngoskop, Otoskop Eigenentwicklung (Hannover Messe 2012) 13

14 MID OLED DIE innovative Beleuchtung MID OLED-Leuchtelement Ziel: Entwicklung einer MID basierten Anbindung für OLED Leuchtelemente OLED und MID-Technologie ergänzen sich in idealer Weise: Einfache Integration in Beleuchtungssysteme Kontaktierung durch Standard-Steckverbinder Blendfreie homogene Flächenbeleuchtung durch integrierte Elektronik MID Gehäuse als optimale Ergänzung zur flachen OLED Struktur by OSRAM Kunde: OSRAM Opto Semiconductors 14

Beleuchtungssysteme Kontaktierung durch Standard-Steckverbinder Blendfreie homogene Flächenbeleuchtung durch

15 MID Produktbeispiel MID Elektrode Ziel: MID-Elektrode zur kapazitiven Messung des Füllstandes (Füllstandsensor) Vorteile 2 Varianten durch Anpassung des Laserprogramms Teile sind als SMD automatisiert verarbeitbar Prozessvereinfachung durch Reflowlöten Weniger Einzelteile (2 MIDs statt 4 Cu-Ringen) Kostenreduzierung Einsatzgebiet: Sensorik Kunde: 15

Teile sind als SMD automatisiert verarbeitbar Prozessvereinfachung durch Reflowlöten

16 MAPLe MID Kontinenztrainer Ziel war die Entwicklung und der Aufbau einer MID basierten Lösung zur Diagnostik und Therapie von Beckenbodenfunktionsstörungen. Vorteile: 24 Elektroden in unterschiedlichen Positionen Bis zu 24x genauere Messungen Patientenkomfort durch schlankes Design Ein Modell für verschiedene Anwendungen Anal und vaginal Stimulation und Messung Kunde: Novuqare, NL 16

Vorteile: 24 Elektroden in unterschiedlichen Positionen Bis zu 24x genauere Messungen

17 MID - LDS Prototyping Fräsen oder Spritzen 17

18 Vorteile des 2E Prototyping-Verfahrens Kostengünstig Seriennahe Prozesse Einsatz von original Werkstoffen Änderungen einfach und schnell umsetzbar Voll funktionsfähige Muster Weitere/zusätzliche Prototypen ohne hohe Kosten möglich Modifikation einzelner Prozessschritte möglich Kurze Lieferzeiten 18

Voll funktionsfähige Muster Weitere/zusätzliche Prototypen ohne hohe

19 MID - Zielmärkte Verkehrsleittechnik Haustechnik Datenverarbeitung QUERSCHNITTSTECHNOLOGIE MID Gesundheit Mobilität Automatisierung Umwelt 19

20 F&E Aktivitäten Konfigurierbare Kamera für Mikrosysteme Forschungsprojekt im Verbund mit 8 Partnern Miniaturisierter Kamerakopf mit Ø < 7 mm Integration von Beleuchtung in den Kamerakopf Anwendungsgebiete: Endoskopie, Robotik, Automatisierung, Industriekamerasysteme Projektstart: 09/2010 Kamera - Prototyp 20

von Beleuchtung in den Kamerakopf Anwendungsgebiete: Endoskopie, Robotik,

Schaffung einer Produktionsplattform Teilprojekt 2E: Entwicklung eines

21 F&E Aktivitäten Rolle zu Rolle Forschungsprojekt im Verbund mit 10 Partnern Fertigungstechnik für eine Rolle zu Rolle Fertigung MID-basierter Mikrosysteme Schaffung einer Produktionsplattform Teilprojekt 2E: Entwicklung eines Demonstrators Projektstart: 10/2010 Rolle zu Rolle Fertigung des 2E MID Strömungssensors 21

verschiedener Messgrößen in einem Implantat (z. B.

22 F&E Aktivitäten Smart Implant Forschungsprojekt im Verbund mit 6 Partnern Miniaturisiertes intelligentes Implantat Integration verschiedener Messgrößen in einem Implantat (z. B. Sauerstoff-, ph-gehalt, Widerstand) Energieeffizientes Design Projektstart: 10/2012 Implantat - Prototyp 22

23 F&E Aktivitäten AirSens Forschungsprojekt im Verbund mit 2 Partnern Ziel: Entwicklung einer universellen Strömungssensor-Messeinheit für Heimbeatmungsgeräte (CPAP) Aufgabe 2E: Entwicklung des Gehäuses und MID- Routing, Aufbau von Prototypen (Frästeile mit Chipbestückung) Laufzeit:

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