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Inkjet-Druck von Pd-Keimen als Aktivator für die außenstromlose Metallisierung zur voll additiven Herstellung von Leiterbahnstrukturen (Karamell)

Ziel des Projektes ist eine selektive Metallisierung verschiedener Substratmaterialien, wie Thermoplaste oder Duroplaste mit guter Haftung zu entwickeln. Dafür soll eine Palladium-basierte Aktivatortinte entwickelt werden, welche mit Hilfe von Inkjet Technologie selektiv auf Substrate aufgebracht und anschließend außenstromlos metallisiert werden soll.

Inkjet-gedruckte Elektronik mit voll additiv erzeugten Leiterbahnstrukturen auf der Basis von Edelmetalltinten steht für eine zukunftsweisende digitale Fertigung von elektronischen Baugruppen. Ein weiterer Ansatz zum Aufbau von Leiterbahnstrukturen ist die etablierte außenstromlose Metallisierung, die auch bei 3D Schaltungsträgern (LDS-MID) eingesetzt wird. Beide Verfahren haben ihre Grenzen bei der Materialauswahl, so ist beispielsweise das außenstromlose Metallisieren von Duroplasten nach wie vor eine Herausforderung.  

Das in diesem Projekt angedachte, innovative Verfahren soll die Vorteile der Inkjet- und LDS-Technologie vereinen, indem die digitale Layoutgestaltung des Inkjet-Drucks mit der additiven Metallabscheidung der außenstromlosen Metallisierung kombiniert wird. Zur Aktivierung der Substratoberfläche wird mittels Inkjet-Druck eine stark verdünnte palladiumbasierte Aktivatortinte aufgebracht. Bei der außenstromlosen Metallisierung wird selektiv Metall nur auf den bedruckten Bereichen abgeschieden. Damit sollen Leiterbahnstrukturen auf Kunststoffsubstraten voll additiv aufgebaut werden, welche Strukturhöhen von mehreren Mikrometer mit höherer Stromtragfähigkeit und guter Lötbarkeit aufweisen Die Implementierung dieser digitalen Prozesskette soll somit eine große Flexibilität bei vergleichsweise geringen Kosten ermöglichen.  Durch die Verwendung von diversen Substraten wie z.B. Leiterplattenmaterialien, Duroplaste oder Thermoplaste soll die neue Technologie für verschiedenste Anwendungen branchenübergreifend einsetzbar sein.

Projektname
Karamell
Fördergeber
IGF
Projektträger
AiF
Fördernummer
21424 N / 2
Laufzeit
01.01.2021 bis 31.01.2022
Kooperationspartner
Forschungsinstitut für Edelmetalle & Metallchemie (fem)
Reifegrad
Forschung
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Kompetenzen

  • Drucktechnologie
  • Funktionsdruck
  • Gedruckte Sensorik
  • Ankontaktierung mittels Drucktechnik
  • Additive Fertigung