Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Induktives inline Sintern für elektrische, gedruckte Leitstrukturen mit einer Prozessregelung

Im Projekt INSEL soll der 3D-Funktionsdruck mittels induktivem Sintern realisiert werden, wobei Leiterbahnendruck, -trocknen und -sintern inline erfolgen. Erreicht werden soll diese multifunktionale Arbeitsweise durch das direkte Einbringen eines Induktors in den Arbeitskopf eines Druckroboters. Das Verfahren ermöglicht damit einen sehr schnellen Produktionsprozess mit geringem Investitionsaufwand und niedrigen Fertigungskosten. Zudem wird das Magnetfeld nur von elektrisch leitfähigen Materialien, den Partikeln, absorbiert. Elektrisch nicht leitfähige Materialien, wie Polymersubstrate, sind magnetisch transparent und werden nicht direkt erwärmt. Da temperaturempfindliche Substrate funktionalisierbar sind, die mit konventionellen Verfahren nicht schädigungsfrei verarbeitet werden könnten, erweitert das IS so die Zahl potenziell funktionalisierbarer Substratwerkstoffe deutlich. Die Technologie erlaubt es, mit geringem Integrationsaufwand als auch geringen Sicherheitsanforderungen Strukturleitfähigkeitswerte von bis zu 80% der elektrischen Leitfähigkeit von Silber zu erreichen und die funktionalen Strukturen (Sensoren, Aktoren) mit einer on-the-fly Anpassung der Prozessparameter inline zu sintern.

Das induktive Sintern ist eine Sintertechnologie mit hohem Innovations- und Marktpotenzial, die es ermöglicht, Elektronik flexibel, nachhaltig und Resourceneffizient auf eine größere Bandbreite möglicher Substrate zu drucken. Im PA zum Vorhaben sind relevante Nutzer entlang der gesamten Wertschöpfungskette aus den Bereichen Werkstoffe, Prozesstechnik, Systemintegration und Anwendung vertreten. Darunter befindet sich mit 81,25% ein großer Anteil an KMU. INSEL ermöglicht diesen Unternehmen den erweiterten Zutritt zum Markt gedruckter Elektronik mit funktionsangepassten Generatoren, Induktoren als auch Werkstoffen. Auch können die Unternehmen einen Wissensvorsprung bzw. individuelle Alleinstellungspotentiale generieren und ihr Produktportfolio erweitern.