Auf dem Weg zur Wegwerfelektronik
Kunststoffchips von der Rolle fertigen

Das Anwendungszentrum für Polytronic am Fraunhoferinstitut IZM in München ist eröffnet. Dort wollen die Forscher gemeinsam mit mittelständischen Unternehmen die Produktionstechnik für das Drucken von Kunststoffchips auf Folie entwickeln.

hsn DÜSSELDORF. Die Polymerelektronik, kurz Polytronic, soll den Weg zur billigen Massenfertigung elektronischer Bauelemente ebnen - um alle Dinge des Alltags mit einer elektronischen Identität auszustatten. Die neuen Kunststoffchips werden der Siliziumtechnologie jedoch keine Konkurrenz machen. Leitende Kunststoffe erlauben wegen der geringen Ladungsträger-Beweglichkeiten nur vergleichsweise langsame elektronische Bauteile - sie sind mehr als hundertmal langsamer als Siliziumchips.

Dennoch wird Polytronic die Mikroelektronik verändern. "Überall da, wo Elektronik flach, flexibel und billig sein muss, können Polymere ihre Vorteile ausspielen", erläutert Karlheinz Bock, Abteilungsleiter Polytronische Systeme am Fraunhofer für Zuverlässigkeit-Institut und Mikrointegration (IZM) in München, die Perspektiven der Chips aus Kunststoff.

Die Fertigungstechnik ist der Schlüssel zur Wegwerfelektronik. Das erkannten die Fraunhofer-Forscher als sie sich mit dem "intelligenten Etikett" befassten. Sollte jeder neue Artikel damit ausgestattet werden, müssten pro Jahr über 500 Milliarden Etiketten produziert werden. Die bisherige Elektronikfertigung würde schon an diesen Mengen scheitern, vor allem aber am Preis. "Höchstens einen Cent dürfen solche Massenprodukte kosten", schätzt Karlheinz Bock.

Große Mengen zu billigen Preisen sind nur mit Druckverfahren zu erreichen - nicht mit den aufwändigen Beschichtungs- und Ätztechniken im Reinraum, die in der Halbleiterfertigung benötigt werden. Dafür sind die meisten Polymere ideal. Sie lassen sich gut in Lösung bringen. So können die Schaltungen einfach aufgedruckt werden - sogar mit Strukturbreiten von einigen zehn Mikrometern.

"Die effizientesten Produktionsverfahren mit hohem Durchsatz sind Rolle-zu-Rolle-Verfahren", betont Gerhard Klink vom IZM. Eine Folie läuft durch mehrere Beschichtungs- und Strukturierungsschritte und wird am Ende wieder aufgerollt. Der Kunststoff kann so an weiteren Stationen bearbeitet werden, bis alle benötigten Schichten aufgebracht sind.

"Unser Ziel ist der Rotationsdruck", sagt Klink. Damit ließen sich Massenprodukte wie elektronische Etiketten, Sicherheitsnachweise für Dokumente und Objekt-Identifikationssysteme extrem kostengünstig herstellen. Bei Anwendungen mit höherem Anspruch müssten dann Kombination von Silizumschaltungen mit Polymerelektronik entwickelt werden - etwa für die Automobil-, Medizin- oder Kommunikationstechnik.

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