Leiterplatten-Bauteile aus dem Drucker

In Graz will das "Christian-Doppler [CD] Labor für Advanced Functional Materials" neue Wege bei der Herstellung von Leiterplatten beschreiten.

Die Forscher wollen die einzelnen Bauelemente nicht mehr auf die Platinen löten, sondern einfach als "Tinte" aufdrucken.

Bauelemente werden wie anno dazumal eingelötet
"Die Entwicklung in der Mikroelektronik macht zwar rasant Fortschritte, elektronische Bauelemente wie Widerstände oder Transistoren werden aber heute noch im Prinzip wie anno dazumal auf Leiterplatten gesetzt und eingelötet", so Emil J.W. List, Leiter des von der Christian-Doppler-Gesellschaft geförderten Labors.

Emil J.W. List

Direct Write Technologies

In Graz setzt man daher nun auf die so genannten Direct Write Technologies, wie sie zum Beispiel der Tintenstrahldruck darstellt.

Hier geht es den Forschern darum, Materialien und Verfahren zu entwickeln, mit deren Hilfe die Bauelemente direkt auf die Platten gedruckt werden können.

"Das erspart nicht nur Arbeitsschritte, etwa das Einlöten, sondern auch Platz, der bei der zunehmenden Miniaturisierung immer rarer wird", so List.

Das Labor
Das Labor, das mit Jahresbeginn seine Arbeit in Graz begonnen hat, ist am Institut für Festkörperphysik der Technischen Universität Graz [TUG] angesiedelt und wird gemeinsam mit dem Joanneum Research sowie dem Leiterplattenhersteller AT&S betrieben. Das Labor verfügt für die nächsten sechs Jahre über ein Jahresbudget von jeweils 380.000 Euro. Die Hälfte davon trägt der Industriepartner. CD-Labore werden für die Frist von maximal sieben Jahren eingerichtet.

Institut für Festkörperphysik

Die Tinte

"Um Widerstände oder Transistoren direkt drucken zu können, ist es in erster Linie notwendig, die dazu verwendeten Materialien - quasi die Tinten - in ihren physikalischen Eigenschaften und in der Verarbeitbarkeit maßzuschneidern, also zu funktionalisieren", so List.

Dabei geht es vor allem darum, dass die "Tinte" die erforderlichen elektrischen oder magnetischen Eigenschaften hat und vor allem auch druckbar ist und auf der Platine hält.

Zum Einsatz kommen sollen dabei neuartige leitfähige bzw. elektroaktive Kunststoffe [Polymere], anorganische und organische Pigmente und Nanopartikel.

Erste erfolgreiche Versuche in Arizona
Forscher an der University of Arizona in Tucson haben bereits erfolgreich Versuche mit halbleitender organischer Tinte, auf klarem Trägermaterial aus Plastik aufgedruckt, durchgeführt. Damit will man es möglich machen, einen Mikrochip nicht mehr in teuren, spezialisierten Werken anzufertigen, sondern zu Hause bei sich am Tintenstrahldrucker auszudrucken.

Mikrochips aus dem Drucker