Metallorganische Tinten für die Elektronik der Zukunft

Metallorganische #Tinten für die #Elektronik der Zukunft

Hamburg, 20. Februar 2024

Ziel des Innovationsprojekts »PrintedSilver« ist die Entwicklung metallorganischer Tinten (MOD Inks) für die industrielle Herstellung gedruckter Leiterbahnen. Das Projekt vereint innovative Tintentechnologie mit modernen, smarten Druckverfahren, um eine ressourceneffiziente und kostengünstige Lösung für die Elektronikproduktion der Zukunft zu entwickeln. Drei Kooperationspartner:innen – die Orel Tech GmbH, die Inuru GmbH und die #Humboldt #Universität zu Berlin arbeiten gemeinsam an der Umsetzung. Durch die Herstellung druckbarer, hochleitfähiger Strukturen wird der Weg geebnet, um eine breite Palette neuer Produkte zu realisieren und den Markt für individualisierbare Elektronik zu revolutionieren. Anders als der Name suggeriert, geht es dabei nicht nur um Silbertinten, sondern auch um Goldtinten und Platintinten, die insbesondere für Elektronik in der Medizintechnik, Luftfahrttechnik und Raumfahrttechnik sowie für optoelektronische Anwendungen zum Einsatz kommen. Das im Rahmen von »KMU innovativ #Materialforschung« vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über 2 Jahre geförderte Projekt »PrintedSilver« erhält eine Zuwendung von rund 569.000 Euro.

Additive Fertigungsverfahren für gedruckte, individualisierbare Elektronik

Gedruckte Elektronik gilt als Schlüsseltechnologie für das Internet of Things (IOT), das Auto der Zukunft, multifunktionale Photovoltaik sowie die nächsten Generationen von Wearables für Gesundheit und Sport. Die gedruckte Elektronikbranche hat sich als wichtige Wachstumsindustrie etabliert, entwickelt sich ständig weiter und eröffnet immer neue Anwendungsmöglichkeiten und Einsatzmöglichkeiten. In unserem Alltag sind insbesondere Smartphones, Fernseher, Smartwatches und Fitnesstracker nicht mehr wegzudenken. Für die nötige Energiegewinnung müssen innovative Lösungen für #Photovoltaik Anwendungen entwickelt werden. Hier sind besonders die Einsatzmöglichkeiten von Low Cost Elektronik vielfältig und reichen von flexiblen Displays und gedruckten #Solarzellen über Smart Labels bis hin zu intelligenten Verpackungslösungen. Allerdings fehlt es im Bereich der individualisierbaren Kleinserien Elektronik bisher an druckbaren, kunststofffreien Materialien, die Leiterbahnen in gleichbleibend hoher Qualität liefern.

Im Rahmen des Projekts »PrintedSilver« werden konventionelle, energieintensive Fertigungsmethoden durch effiziente additive Druckprozesse (#Tintenstrahldruck) ersetzt. Die Tinte selbst besitzt zunächst keine metallischen Eigenschaften, sondern entwickelt diese erst nach dem Auftragen auf das flexible Trägermaterial. Mithilfe einer anschließenden Plasmabehandlung entstehen hochleitfähige, kristalline Metallschichten. Dieser Ansatz, der bislang kaum erforscht ist, ermöglicht die präzise und qualitativ hochwertige Fertigung von Leiterbahnen für eine individualisierbare und kostengünstige Elektronikherstellung.

Innovative Tinte speziell für industrielle Druckköpfe

Die Umsetzung der Tintenentwicklung am Beispiel einer Silbertinte sowie die daraus abgeleitete Tintenformulierung für industrielle Druckköpfe obliegt der Orel Tech GmbH. Die Humboldt Universität zu Berlin erstellt einen Versuchsaufbau zur Durchführung von Drucktestreihen, um den Verarbeitungsprozess durch Plasmabehandlung im Labormaßstab sicherzustellen. Die im #Labormaßstab entwickelte Technologie wird im Rahmen einer Produktionslinie für einbettbare Lichtfolien (ELF) von der Inuru GmbH auf den industriellen Maßstab übertragen. Dies beinhaltet die Skalierung auf großflächige Trägermaterialien, die Optimierung von Prozesszeiten und eigenschaften sowie die Sicherstellung einer gleichbleibenden Qualität und Präzision.

Die Idee zum Projekt »PrintedSilver« ist im Rahmen des Innovationsnetzwerks Production Evolution Network (PREVON) entstanden, das über das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) gefördert wird. Im Zuge der Mitgliedschaft werden die Partner:innen aktiv bei der Realisierung von Forschungsprojekten und Entwicklungsprojekten sowie der Sicherstellung der Finanzierung unterstützt. Betreut wird #PREVON von der IWS GmbH, die auch das Antragsmanagement der Kooperationsprojekte übernimmt und die Mitglieder intensiv bei der Entwicklung neuer Technologien begleitet. Mehr …