Die Fachgruppe Drucktechnologien von microTEC Südwest traf sich am 30. November bei Continental Surface Solutions im Center for Functional Printing Technologies (CFPT) in Freiburg und tauschte sich zu dehnbarer Elektronik aus.

Neben elektronischen Systemen, die auf starren oder flexiblen Leiterplatten oder Substraten aufgebaut werden, werden zunehmend Anwendungskonzepte entwickelt, die eine Dehnbarkeit des elektronischen Systems voraussetzen. Anwendungsbereiche dehnbarer elektronischer Systeme sind die Medizintechnik (Pflaster, Implantate), die Textilelektronik, tragbare Systeme oder die „elektronische Haut“ als Bestandteil zukünftiger Robotergenerationen.

Dr. Tim Wolfer von Continental Surface Solutions startete die Vorträge mit einer Vorstellung der Firma. Fokus in Freiburg ist die Entwicklung von gedruckter Elektronik z.B. als Sitzheizung oder zur Überwachung von Pool-Folien. Dabei werden einerseits konventionelle Methoden ersetzt, andererseits auch gänzlich neue Anwendungen geschaffen, auch als hybride Systeme. Treiber neuer Entwicklungen sind aktuell noch überwiegend die Kosten, aber auch die Generierung von Mehrwerten für die Kunden.

Anschließend ging Dr. Wolfer auf das vom BMBF öffentlich geförderte Projekt SensIC ein. Ziel des Projekts ist es, elektronische Komponenten zu entwickeln, die direkt in Maschinenbauteile integriert werden und dort sicherheitsrelevante Sensordaten ermitteln. Im Vorhaben wird ein intelligenter Gummischlauch mit einem integrierten Temperatursensor für technische Batterien entwickelt. Die elektronische Sensorkomponente lässt frühzeitig Überlastungen und Beschädigungen erkennen und ermöglicht so einen sicheren Betrieb sowie einen Austausch des Schlauches vor einem Totalausfall. Ferner enthält der Schlauch nicht-kopierbare Identifikationsmerkmale, die ihn als hochwertiges Originalteil kennzeichnen. Die Schläuche müssen 250000 Testzyklen überstehen, eine große Herausforderung für die gedruckte Elektronik.

Ann-Kathrin Kächele von Würth Elektronik ging in ihrem Vortrag „STRETCH.flex: Dehnbare Elektronik – neue Ansätze und Lösungen“ auf das Konzept dehnbarer Schaltungsträger basierend auf thermoplastischem Polyurethan (TPU) als neues Trägermaterial mit laminiertem Kupfer ein. Dabei sollen etablierte Fertigungsverfahren genutzt werden und die Weiterverarbeitung durch Tiefziehen, Hinterspritzen oder Laminieren möglich sein. Untersucht wurden u.a. mehrere Mäanderformen für die Kupferleiter, wobei überraschenderweise die rechteckige Struktur am besten abschnitt. Anwendungen der flexiblen Schaltungsträger sind beispielsweise Brustgurte zur Überwachung der Lungen- und Herzfunktion von Neugeborenen oder intelligente Textilien, wie eine leuchtende Fahrradjacke, die die Farben der Geschwindigkeit anpasst.

Ein neuartiges Sensorkonzept im Bereich der Grundlagenforschung basierend auf Mikrorissen stellte Benjamin Sittkus von der Hochschule Furtwangen vor. Dabei werden bei der Herstellung Mikrorisse generiert, die sich durch Dehnung verändern und so die Änderungen resistiv oder kapazitiv ausgelesen werden können. Auch wenn das Sensorprinzip derzeit noch mittels physikalischer Gasphasenabscheidung hergestellt wird, eignen sich grundsätzlich auch Drucktechnologien wie Siebdruck oder Aerosol-Jet-Printing.

Neben den Fachvorträgen wurden die neuen Fachgruppensprecher bekanntgegeben, die im Vorfeld anonym durch die Fachgruppenmitglieder gewählt wurden. Alle bisherigen Fachgruppensprecher, Prof. Jasmin Aghassi-Hagmann vom KIT für die Wissenschaft sowie Dr. Kai Keller von Notion Systems und Dr. Bernhard Polzinger von Robert Bosch für die Industrie, wurden klar bestätigt.

Die nächste Fachgruppensitzung Drucktechnologien findet vermutlich Ende März 2023 statt.