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 Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen
08.12.2016 | Technische Universität Bergakademie Freiberg

nachricht Mobile Learning und intelligente Contentlösungen im Fokus
08.12.2016 | time4you GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie