Verbundvorhaben: 3D-Fun - Funktionaler 3D Druck auf PCB (starres Substrat) und neuen flexiblen/dehnbaren Substraten (=TPU-Thermoplastisches Polyurethan)'; Teilvorhaben: Verfahrensentwicklung und Qualifizierung 3D-Druck auf Substrate
Zeitraum
2021-12-01 – 2024-11-30
Bewilligte Summe
473.353,55 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN4017A
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Elektrotechnik [EA3253]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Die Motivation für dieses Projekt liegt in der Anforderung den Herstellungsprozess für Leiterplatten (hier: starre PCB und flexible Substrate) effizienter, kostengünstiger und umweltfreundlicher zu gestalten. Der Druck ermöglicht eine erhebliche Verkürzung der Prozessstrecke und senkt den Energieaufwand im Herstellungsprozess signifikant. Über den neuen Prozess werden zudem erhebliche Mengen an Lötstopplack und Chemikalien (die im heutigen Produktionsprozess benötigt werden) eingespart. Wichtige Zielvorgabe in diesem Entwicklungsprojekt ist die Beibehaltung der Eigenschaften und Funktionalitäten der Leiterplatten. Mit der Einführung vom neuen Basismaterial TPU kann zusätzlich noch mehr Energie eingespart werden. Die besonderen Eigenschaften der Polyurethane -> Verpressung bei niedrigeren Temperaturen ggü. den bisher verwendeten Standardmaterialien, Lasern mit niedriger Energie und Einsparung der Energie bei der Weiterverarbeitung z.B. Löten bei niedrigeren Temperaturen. Beabsichtigte technologische Entwicklung – innovativer Kern: Das Aufbringen des Lötstopplackes auf starre Substarte (PCB) und flexible Substrate erfolgt durch 3D-Digitaldruck (Resist Printing). Mit dem 3D-Druck können präzise und feinste Strukturen bis direkt an die Kupfer-Pads realisiert werden. Die bisherigen Produktionsschritte (2- 6) werden durch das neue Verfahren überflüssig. Das Verfahren wird von 6 auf 2 Prozessschritte reduziert. Beim Ink-Jet fallen die Prozesse Trocknen, Belichten, Auswaschen und Entwickeln weg. Das neue Verfahren besteht dann im Detail aus: (Einstapler, Vorreinigung, Inkjet1, Wender, Inkjet 2, Nachbelichten, Ausstapler). Die thermische Aushärtung erfolgt durch UV-Licht ohne Trockenofen.