Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ressourcen sparen: Leiterplatten mit Plasma fertigen

08.10.2010
Flexible Leiterbahnen, RFID-Antennen und Biosensoren auf Folien sind ein großer Wachstumsmarkt. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST stellen auf der Kunststoffmesse K 2010 (Halle 3, Stand E91) eine neuartige Technologie vor: Sie können Leiterbahnen aus Metall nun Energie und Material sparend und somit nachhaltiger sowie günstiger auf Kunststoff auftragen.

Mit Hilfe des Plasma-Printings entstehen solche Muster auf flexiblen Folien. Hier eine RFID-Struktur.Flexible Leiterplatten befinden sich in vielen Geräten, in denen es darauf ankommt, Elektronik Platz- und Gewicht sparend einzubauen: in Automobilen, in Foto- und Videokameras, in Kleincomputern für Sportler oder in Tintenstrahldruckern. Und der Markt wächst weiter: Die Unternehmensberatung Frost & Sullivan hat ermittelt, dass er im Jahr 2014 auf über 16 Milliarden US-Dollar weltweit ansteigen wird.

Auf der Kunststoffmesse K 2010 in Düsseldorf präsentieren Wissenschaftler vom IST in Braunschweig erstmals eine neuartige Rolle-zu-Rolle-Technologie zur Herstellung flexibler Leiterplatten mit dem Kurznamen P3T (Plasma Printing and Packaging Technology). Die Vorteile: Bei P3T sind erheblich weniger Prozessschritte nötig als bei bestehenden Verfahren und es lassen sich Rohstoffe einsparen. Die Forscher setzen nicht – wie bisher üblich – eine vollflächig metallisierte Folie als Ausgangsmaterial ein, aus der dann durch Entfernen überschüssigen Metalls die Leiterbahnen erzeugt werden. Um flexible Leiterplatten zu fertigen, bringen sie Leiterbahnen aus Kupfer auf den Folienträger auf. Für Biosensoren kommt Palladium zum Einsatz. Sie verwenden Atmosphärendruck-Plasma und Galvanik statt Vakuum- und Laserverfahren. Das macht die Fertigung kostengünstig und ressourceneffizient.

Dr. Michael Thomas, Leiter der Forschungsgruppe am IST, erklärt: »Bei der Herstellung der Leiterbahnen einer RFID-Antenne muss man oft zwischen 50 und 80 Prozent Kupfer wegätzen. Dabei entstehen erhebliche Mengen an Kupferabfällen, die entsorgt oder mit relativ aufwändigen Verfahren wieder aufbereitet werden müssen.« Anders am IST: Die Wissenschaftler nutzen das Additivverfahren und können damit die gewünschten Strukturen direkt auf den Folienträger aufbringen. Die ersten beiden Prozessschritte sind das Plasma-Drucken (Plasma-Printing) bei Atmosphärendruck und die Metallisierung mit bekannten galvanotechnischen Methoden. Beim Plasma-Printing kommt eine tiefgravierte Walze zum Einsatz, wie man sie aus dem konventionellen Tiefdruck kennt. In den eingravierten Vertiefungen auf der Walze werden während des Druckvorgangs auf elektrischem Wege Mikroplasmen erzeugt, die die Oberfläche der Kunststofffolie chemisch dort verändern, wo später die Leiterbahnen entstehen sollen.

Das Prozessgas, aus dem das Plasma entsteht, ist üblicherweise eine Mischung von stickstoffhaltigen Gasen. IST-Forscher Thomas betont: »Es bilden sich an der Oberfläche der Folie die benötigten chemischen Veränderungen, die dafür sorgen, dass der Kunststoff genau an diesen Stellen mit Wasser benetzbar und mit galvanotechnischen Methoden metallisierbar wird. So sparen wir erheblich Energie und Material,« sagt Thomas. Das ist ein entscheidender Wettbewerbsfaktor: die Rohstoffpreise beispielsweise für Kupfer oder Palladium sind in den vergangenen drei Jahren um etwa 150 Prozent gestiegen.

In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF geförderten Verbundprojekt P3T arbeiten die Forscher derzeit intensiv daran, die Einzelprozesse zur Herstellung flexibler Leiterplatten zu verbessern. Sie nehmen alle P3T-Produktionsschritte genau unter die Lupe – vom Plasma-Printing bis hin zur Aufbau- und Verbindungstechnik und sie stimmen alle Prozesse in einer Produktionslinie miteinander ab.

Marion Horn | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/veranstaltungen-messen/messen/k.jsp

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Safety first – höchstmöglicher IT-Schutz
06.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Schaltschrank-Standards zum Anfassen
06.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Scientists spin artificial silk from whey protein

X-ray study throws light on key process for production

A Swedish-German team of researchers has cleared up a key process for the artificial production of silk. With the help of the intense X-rays from DESY's...

Im Focus: Forscher spinnen künstliche Seide aus Kuhmolke

Ein schwedisch-deutsches Forscherteam hat bei DESY einen zentralen Prozess für die künstliche Produktion von Seide entschlüsselt. Mit Hilfe von intensivem Röntgenlicht konnten die Wissenschaftler beobachten, wie sich kleine Proteinstückchen – sogenannte Fibrillen – zu einem Faden verhaken. Dabei zeigte sich, dass die längsten Proteinfibrillen überraschenderweise als Ausgangsmaterial schlechter geeignet sind als Proteinfibrillen minderer Qualität. Das Team um Dr. Christofer Lendel und Dr. Fredrik Lundell von der Königlich-Technischen Hochschule (KTH) Stockholm stellt seine Ergebnisse in den „Proceedings“ der US-Akademie der Wissenschaften vor.

Seide ist ein begehrtes Material mit vielen erstaunlichen Eigenschaften: Sie ist ultraleicht, belastbarer als manches Metall und kann extrem elastisch sein....

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Neuer Algorithmus in der Künstlichen Intelligenz

24.01.2017 | Veranstaltungen

Gehirn und Immunsystem beim Schlaganfall – Neueste Erkenntnisse zur Interaktion zweier Supersysteme

24.01.2017 | Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Im Interview mit Harald Holzer, Geschäftsführer der vitaliberty GmbH

24.01.2017 | Unternehmensmeldung

MAIUS-1 – erste Experimente mit ultrakalten Atomen im All

24.01.2017 | Physik Astronomie

European XFEL: Forscher können erste Vorschläge für Experimente einreichen

24.01.2017 | Physik Astronomie