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

Laufzeit: 01.01.2021 - 31.12.2022
Vorhaben-Nr. 21424 N

Forschungsvereinigung:

Verein für das Forschungsinstitut für Edelmetalle und Metallchemie e.V. - fem
Katharinenstraße 17 Tel.: +49 7171 1006-0
D-73525 Schwäbisch Gmünd E-Mail: info(at)fem-online(.)de
www.fem-online.de

Forschungseinrichtungen:

  • Forschungsinstitut für Edelmetalle und Metallchemie
  • Hahn-Schickard

Vorhabenbeschreibung:

Logo Bundesministerium für Wirtschaft und EnergieZiel des geplanten Projekts ist, durch die Kombination von Inkjet-Druck und außenstromloser Metallisierung einen digitalen Prozess zur volladditiven Erzeugung von Leiterbahnstrukturen auf kunststoffbasierten industrierelevanten Substratmaterialien zu erarbeiten. Der für die außenstromlose Metallisierung notwendige Aktivator wird über eine Tinte mittels Drucktechnik definiert auf eine Substratoberfläche aufgebacht. Die Metallabscheidung erfolgt dann selektiv nur auf den bedruckten Bereichen. Aufgrund der schlechten Druckbarkeit wird als Aktivator nicht Pd/Sn sondern Pd-Keime, stabilisiert mit organischen Schutzkolloiden, eingesetzt. Zunächst sollen geeignete Schutzkolloide ermittelt werden. Diese haben einen großen Einfluss auf die Haftfestigkeit zwischen abgeschiedenem Metall und Substrat. Dispersionen organisch stabilisierter Pd-Keime werden entwickelt und durch Zugabe adäquater Lösemittel sowie Additive und Dickungsmittel in Inkjet-druckbare Tintenformulierungen überführt. Die Druckbarkeit der Tinten auf den jeweiligen Substraten wird untersucht und gegebenenfalls durch entsprechende Oberflächenvorbehandlungen optimiert. Das Anspringverhalten und die Aktivität der gedruckten Strukturen in den stromlosen Bädern werden geprüft. Eine Anpassung ist z.B. durch eine Variation der Bad-Parameter möglich. Zur Verbesserung der Haftfestigkeit werden Haftvermittler in die Tinten eingearbeitet, zusätzlich sollen Primer aus dem Bereich Kleben und Lackieren eingesetzt werden. Die neue Technik verspricht einen kostengünstigen Prozess zur Herstellung von Leiterbahnstrukturen und eröffnet viele neue Anwendungsmöglichkeiten im Hinblick auf Design und Funktionalität gegeben durch eine hohe Auswahl an Substratmaterialien, variabler Schichthöhe der abgeschiedenen Strukturen sowie höhere Stromtragfähigkeiten. KMU der gesamten Wertschöpfungskette wie Anlagenbauer, Tintenhersteller, Galvanikbetriebe sowie Schaltungsträger- und Leiterplattenhersteller profitieren davon.


Weitere Informationen und den Schlussbericht zum Projekt erhalten Sie bei der AiF-Forschungsvereinigung: Verein für das Forschungsinstitut für Edelmetalle und Metallchemie e.V. - fem