Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Flexible Folien mit gedruckten Leiterbahnen, automatisiert bestückt mit Elektronik

09.10.2017

Werden Leiterbahnen mit leitfähiger Tinte oder Kunststoffe direkt auf Folie gedruckt, entstehen dünne elektronische Bauteile für flexible Displays und Sensoren. Bestückt mit elektronischen Komponenten eröffnen solche Folien ein breites Spektrum an Anwendungen: von Sensoren für die Verpackungsindustrie bis hin zu Schnelltests für medizinische Untersuchungen.

Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen zeigt auf der Fachmesse »Productronica« für die Elektronikfertigung vom 14. bis 17. November 2017 in München ein kombiniertes Verfahren aus Rolle-zu-Rolle-Druck und automatisierter Bestückung der Folien, mit dem sich große Stückzahlen an flexiblen elektronischen Komponenten herstellen lassen.


Modulare Rolle-zu-Rolle-Anlage des Fraunhofer IPT

Bildquelle: Fraunhofer IPT


Gedruckte Elektronik im kontinuierlichen Verfahren

Bildquelle: Fraunhofer IPT

Durch die Kombination gedruckter Folien mit komplexeren Halbleiterelementen lassen sich über die Leitung elektrischer Signale hinaus auch vielfältige weitere Funktionen integrieren. Die Herstellung solcher kombinierter Baugruppen bietet jedoch einige Herausforderungen, etwa bei der Montage der Systeme, gerade wenn optische Funktionen gefragt sind.

Das Fraunhofer IPT erforscht deshalb nicht nur das Rolle-zu-Rolle-Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung flexibler, hybrider Schaltungsträger und entwickelt Fertigungsmodule für bestehende Produktionsanlagen.

Die Aachener Forscher kombinieren diese Technologie zusätzlich auch mit einer Basismaschine zur automatisierten Aufbau- und Verbindungstechnik für opto-elektronische Systeme wie Laser oder Kameras. Indem diese beiden Fertigungsansätze in einer Gesamtlösung vereint werden, gelingt es, gedruckte Elektronik kontinuierlich zu fertigen und im nächsten Schritt mit elektronischen Komponenten zu bestücken.

Schnell gedruckt: Leiterbahnen auf flexiblen Folien

Für die kontinuierliche Fertigung multifunktionaler Folien setzt das Fraunhofer IPT seit mehreren Jahren auf eine im eigenen Haus entwickelte Rolle-zu-Rolle-Anlage, die mit unterschiedlichen Modulen betrieben werden kann. Mit der Anlage lassen sich kostengünstig Folien mit integrierten fluidischen, optischen oder elektronischen Funktionen herstellen.

Ein Inkjet-Modul ermöglicht es, die gedruckte Elektronik auf Folie aufzutragen. Ein weiteres Modul verbindet die funktionalisierten Schichten zu einem mehrlagigen Foliensystem. Der modulare Aufbau gewährleistet eine freie Kombination der unterschiedlichen Module, um schnell und kundenorientiert individuelle Anlagen aufzubauen und umzurüsten.

Mit der Kombination aus gedruckter Elektronik und optischen Strukturen sowie biofunktionalen Oberflächen und Mikrofluidik lassen sich völlig neue Märkte bedienen. So können beispielsweise komplette Lab-on-a-Chip-Systeme kostengünstig in großen Stückzahlen hergestellt werden.

Die Bestückung der multifunktionalen Folien mit SMD-Bauteilen soll die Anwendungsmöglichkeiten der Rolle-zu-Rolle-Produktion erweitern. Doch die Folien stellen als Schaltungsträger besondere Anforderungen an den Bestückungsvorgang, beispielsweise Flexibilität und eine kontinuierliche Bewegung des Foliensubstrats.

Hier plant das Fraunhofer IPT die Integration konventioneller Bestückungssysteme in die kontinuierlich laufende Rolle-zu-Rolle-Produktionslinie, um die elektronischen Bauteile zu positionieren und zu fügen, ohne die Fördergeschwindigkeit der Folie zu verändern. Anstelle der konventionellen Bestückungsmodule kann auch eine eigens am Fraunhofer IPT entwickelte Mikromontagezelle in den Prozess eingebunden werden.

Mikrometergenaue Montage für individuell bestückte Baugruppen

In der Mikromontagezelle des Fraunhofer IPT lässt sich die Montage kleiner und mittlerer Serien individuell ausgestatteter optischer und elektronischer Baugruppen erproben und testen. Die Anlage ist in sich ebenfalls modular aufgebaut und kann auf diese Weise schnell und kostengünstig an Kundenanforderungen angepasst und umgerüstet werden.

Anhand eines Mikromanipulators kann das System optische Bauteile selbst in miniaturisiertem Maßstab hochgenau bewegen, positionieren und justieren. Mit translatorischen Schrittweiten im zweistelligen Nanometerbereich und Winkelschrittweiten von wenigen Mikrorad kann das System auch zuvor bedruckte Folien mit eletronischen und optischen Komponenten in bis zu sechs Freiheitsgraden äußerst präzise bestücken und so völlig neue elektronische Komponenten und Produkte ermöglichen.

Ein Portalsystem kann bei kontinuierlicher Substratzuführung Bestückungsvorgänge vollautomatisiert durchführen. Eine Zielfeldkamera mit integrierter Beleuchtungseinheit erkennt dafür selbstständig die Referenzmarken auf dem Substrat und positioniert die Bauteile an vorgesehener Stelle. Zusätzlich stehen sowohl berührende als auch kontaktlose Dispenser für Klebstoffe und Lotpasten zur Verfügung. Der Bestückkopf verfügt über eine integrierte UV-Aushärteeinheit, mit der die Komponenten dann unmittelbar nach der Bestückung auf dem Substrat fixiert werden können.

Kontakt

Dipl.-Ing. Thomas Bastuck
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
Steinbachstraße 17
52074 Aachen
Telefon +49 241 8904-301
thomas.bastuck@ipt.fraunhofer.de
www.ipt.fraunhofer.de

Diese Pressemitteilung und druckfähiges Bildmaterial finden Sie auch bei uns im Internet unter
www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20171006_productronica-2017-flexible-folien-mit-gedruckten-leiterbahnen-automatisiert-bestueckt-mit-elektronik.html

Weitere Informationen:

http://www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20171006_productronica...

Susanne Krause | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Multifunktionale Datenbrille mit OLED-Mikrodisplays
06.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

nachricht Frankfurter Buchmesse: Lautsprecher aus Papier wollen den Buchmarkt erobern
05.10.2017 | Technische Universität Chemnitz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Big Data: Flächendeckendes Messnetz für Feinstaub

Forscher des KIT erarbeiten ein engmaschiges Netzwerk für eine räumlich und zeitlich fein aufgelöste Vorhersage der Luftqualität. Das neuartige Mess- und Analysesystem ergänzt vorhandene Daten wie meteorologische oder Verkehrsdaten und klassisch stationär erhobene Luftqualitätsdaten durch Messflüge von Drohnen und Feinstaub-Messungen von Bürgerinnen und Bürgern, zum Beispiel mit speziell ausgestatteten Smartphones. Das Verbundprojekt SmartQAnet unter Federführung des KIT wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) mit insgesamt 2,9 Millionen Euro gefördert.

Weltweit lebt mehr als die Hälfte der Menschheit in Städten, in Deutschland mehr als drei Viertel der Bevölkerung. Für ihre Gesundheit spielt die Luftqualität...

Im Focus: Und wieder schrumpft das Proton!

Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Quantenoptik bestätigen mit hochpräziser Laserspektroskopie an regulärem Wasserstoff den unerwartet kleinen Protonenradius von myonischem Wasserstoff.

Es war eine der Sensationen des Jahres 2010: Laserspektroskopie an myonischem Wasserstoff ergab für den Ladungsradius des Protons einen Wert, der signifikant,...

Im Focus: Shrinking the proton again!

Scientists from the Max Planck Institute of Quantum Optics, using high precision laser spectroscopy of atomic hydrogen, confirm the surprisingly small value of the proton radius determined from muonic hydrogen.

It was one of the breakthroughs of the year 2010: Laser spectroscopy of muonic hydrogen resulted in a value for the proton charge radius that was significantly...

Im Focus: Zentrale Komponenten für Technologie-Lösungen der Zukunft

Von heterointegrierten Chips bis zu digitalen Leistungsverstärkern: Das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) demonstriert auf der „Productronica“ seine Leistungsfähigkeit bei III/V-Elektronikkomponenten, die unter anderem für den künftigen Mobilfunkstandard 5G und für industrielle und biomedizinische Anwendungen benötigt werden.

Eine Auswahl aktueller Weiter- und Neuentwicklungen seiner Leistungsverstärker, Schaltungen und heterointegrierten Chips stellt das Ferdinand-Braun-Institut,...

Im Focus: New nanomaterial can extract hydrogen fuel from seawater

Hybrid material converts more sunlight and can weather seawater's harsh conditions

It's possible to produce hydrogen to power fuel cells by extracting the gas from seawater, but the electricity required to do it makes the process costly. UCF...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Lösung des „Big-Data-Problems“: Cloud-Computing in der Bioinformatik

09.10.2017 | Veranstaltungen

41. Dreiländertreffen: Ultraschallärzte diskutieren modernste Techniken

09.10.2017 | Veranstaltungen

Life Science Kongress am 22. November

09.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wunden kleben statt Nähen

09.10.2017 | Materialwissenschaften

Wie misst man Innovationen?

09.10.2017 | Förderungen Preise

Lösung des „Big-Data-Problems“: Cloud-Computing in der Bioinformatik

09.10.2017 | Veranstaltungsnachrichten