Flexibele geleiders, RFID-antennes en biosensoren op folie vormen een groeimarkt. Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächen-technik (IST) hebben een nieuwe technologie voor hun productie gepresenteerd. Ze kunnen geleidende sporen van metaal op energie- en materiaalbesparende wijze duurzaam en goedkoop op de kunststof aanbrengen.
Met behulp van plasmaprinten ontstaan duidelijke circuits op een flexibel folie (de foto toont een RFID-uitvoering). Flexibele printplaten zitten al in veel apparaten waarbij het belangrijk is om de elektronica ruimte- en gewichtsbesparend in te bouwen, zoals in auto’s, foto- en videocamera’s, minicomputers voor sporters of inkjetprinters. Deze markt groeit nog verder.
P3T
Onder de naam P3T (Plasma Printing and Packaging Technology) presenteren de onderzoekers een rol-op-rol technologie voor het vervaardigen van flexibele printplaten. Bij P3T zijn minder processtappen nodig dan bij bestaande processen en er wordt grondstof bespaard.
De onderzoekers gaan niet uit van volledig gemetalliseerd folie waarbij door het verwijderen van overtollig materiaal de geleidende banen worden verkregen.Om flexibele printplaten te vervaardigen brengen ze nu geleidende banen van koper aan op een dragende folie. Voor biosensoren wordt palladium toegepast. Ze gebruiken hiervoor eerst plasma onder atmosferische druk en vervolgens een galvanische techniek in plaats van vacuüm- en laserprocessen. Dit zorgt voor een goedkoper proces met minder materiaalverliezen.
Producteioproces
Bij de vervaardiging van de geleidende banen van een RFID-antenne moet vaak tussen 50% en 80% koper worden weggeëtst. Dit zorgt voor aanzienlijke hoeveelheden koperafval, die moeten worden afgevoerd of tegen aanzienlijke kosten weer kunnen worden hergebruikt. De onder-zoekers van het IST gebruiken het additief proces en kunnen de gewenste circuits direct op het foliemateriaal opbrengen.
De eerste twee processtappen zijn die het plasmadrukken (Plasma Printing) bij een atmosferische druk en de metalisering met de gebruikelijke galvanische techniek. Bij het plasmadrukken wordt een wals gebruikt met diepe groeven, bekend uit de conventionele diepdruktechniek. In de gegraveerde verdiepingen op de wals worden tijdens het drukproces elektrisch microplasma’s verkregen, die langs chemische weg de opper-vlakte van de kunststof veranderen op de plaats waar later de geleidende sporen moeten ontstaan. De kunststof is precies op deze plaatsen met water vochtig te maken en wordt galvanisch met metaal bedekt.
De onderzoekers werken op dit moment aan verbetering van de aparte processen voor de productie van flexibele printplaten. Daarbij nemen ze alle stappen in het P3T-productieproces nauwkeurig onder de loep: vanaf het plasmadrukken tot aan de opbouw en verbindingstechniek en worden alle processen op elkaar afgestemd in een productielijn.
