System-in-Package-Chips (SiP) BMBF fördert Projekt „Entwurfsplattform für SiP in medizintechnischen Anwendungen"

System-in-Package-Chips (SiP) werden bislang kaum in der Medizintechnik eingesetzt. Das soll sich ändern. Ein Forschungsprojekt mit Beteiligung des Fraunhofer IIS/EAS aus Dresden will den Zugang zu dieser Technologie im Medizinbereich erleichtern.

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Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

Mikroelektronik in der Medizintechnik eröffnet Ärzten immer neue Behandlungs- und Therapiemöglichkeiten. Die entwickelten Systeme müssen aber gleichzeitig technisch sehr innovativ sein, um die hohen Anforderungen zu erfüllen.

Neue Ansätze wie die Nanoelektronik und so genannte System-in-Package-Chips (SiP) sind dabei wichtige Schlüsseltechnologien. Bei den SiP werden Schaltkreise, Sensoren und weitere Komponenten in einem einzigen Gehäuse untergebracht und erlauben so komplexe und sichere Lösungen auch auf kleinstem Raum. Allerdings werden solche Systeme bislang kaum in der Medizintechnik eingesetzt.

Ein Forschungsprojekt mit Beteiligung des Fraunhofer IIS/EAS aus Dresden will den Zugang zu dieser Technologie im Medizinbereich erleichtern. Die Forschungsergebnisse werden dabei in erste Lösungen umgesetzt.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt bis 2015 das Projekt ESiMED („Entwurfsplattform für SiP in medizintechnischen Anwendungen“) mit 2,5 Mio. € (Förderkennzeichen 16M3201). Während dieser Zeit erarbeiten die beteiligten Partner neuartige Methoden für die Planung und den Entwurf von SiP in der Medizintechnik. In diesem Industriezweig müssen Entwicklungen wie Implantate oder innovative Rehabilitationstechnik extrem leistungsfähig, langlebig, zuverlässig und oft sehr klein sein. Außerdem erfordern individuelle Krankheitsbilder spezialisierte Produkte – ein ideales Umfeld für System-in-Package-Lösungen.

Sie eignen sich zum einen besonders für Anwendungen, die auch bei kleineren Stückzahlen wirtschaftlich gefertigt werden sollen. Ein weiterer Vorteil ist, dass problemlos verschiedenartige Bauteile integrierbar sind, selbst wenn diese nicht mit Standardtechnologien gefertigt werden können. So lässt sich ein Produkt flexibel für das jeweilige Einsatzgebiet anpassen.

Warum der SiP-Technologie bisher der Durchbruch versagt ist

Bislang scheitern Entwicklungen, die auf dieser Technologie basieren, aber oft an ungeeigneten Methoden für den Entwurf von neuen Produkten. Hohe Kosten und eine lange Einarbeitungszeit machen sie für die meist mittelständischen Medizintechnikhersteller oft nicht wirtschaftlich. Außerdem unterstützen derzeitige Lösungen nicht die schnelle Überleitung vom Entwurf zur Produktion.

An diesen Punkten setzt das ESiMED-Projekt an, dessen Ergebnisse Innovationen in den mittelständischen Unternehmen unterstützen sollen. Dafür wird eine Basisversion der entwickelten Entwurfssoftware nach Projektabschluss frei zur Verfügung gestellt. Ihr Kernelement wird eine leicht bedienbare Benutzeroberfläche sein. Mit ihr können die Entwickler zum Beispiel auf verschiedene Systembausteine zugreifen, um Schaltkreise, Sensoren und weitere Komponenten zu einem fehlerfreien SiP zusammenzusetzen.

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