Der rasant zunehmende Bedarf an multifunktionalen mechatronischen Systemen wird von hohen Anforderungen an deren Qualität und Zuverlässigkeit begleitet. Die vielfältigen Anwendungspotenziale der MID-Technologie, die es ermöglichen, hochintegrierte mechatronische Baugruppen in funktionsoptimalem Design herzustellen, werden seit Jahren durch eine Vielzahl unterschiedlichster Applikationsbeispiele eindrucksvoll belegt. Unsicherheiten hinsichtlich der Zuverlässigkeit der individuellen technischen Lösungen hemmen jedoch insbesondere in rauen und sicherheitsrelevanten Einsatzbereichen ihre weitere Verbreitung. Vor diesem Hintergrund werden in der Dissertationsschrift zunächst die wesentlichen qualitätsbeeinflussenden Faktoren entlang des mehrstufigen, multidisziplinären Herstellungsprozesses aufgezeigt und erforderliche Maßnahmen zur Qualitätssicherung in der LDS-MID-Fertigung erläutert. Die Forschungsschwerpunkte, die den Kern der Promotionsarbeit definieren, ergeben sich aus den charakteristischen Ausfallursachen und Einschränkungen, die derzeit einen breiteren Einsatz von LDS-MID beeinträchtigen.
Mit dem Ziel, delaminationsbedingte Ausfälle zu vermeiden, wird im Rahmen des ersten Schwerpunktes basierend auf dem Hot-Pin-Pull-Test ein Verfahren qualifiziert, das sich hervorragend zur Bestimmung der Metallisierungshaftfestigkeit von LDS-MID eignet. Anhand gezielter Versuchsreihen werden im Weiteren wesentliche Einflüsse auf die Haftfestigkeit identifiziert. Die vergleichsweise hohe Rissanfälligkeit von LDS-Leiterbahnen unter thermischer Belastung motiviert den zweiten Forschungsschwerpunkt, in dem das Ausfallrisiko LDS-typischer Leiterbahnen in Abhängigkeit verschiedener Belastungssituationen, Material- und Fertigungsvarianten sowie Aspekte der Bauteilgestaltung bewertet wird. Mit dem Einsatz von Metallkern-MID wird im dritten Schwerpunkt ein neuartiger Lösungsansatz zur Überwindung der materialbedingten Einschränkungen konventioneller LDS-MID im Hinblick auf ihre Stromtragfähigkeit untersucht. Neben einer Betrachtung des angepassten Fertigungsprozesses werden basierend auf vergleichenden Untersuchungen anwendungsrelevante Eigenschaften bestimmt und Einsatzpotenziale von Metallkern-MID in Gegenüberstellung zu den bisherigen Möglichkeiten bewertet. 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.