Forschungsschwerpunkte

Neben elektronischen Systemen, die auf starren oder flexiblen Leiterplatten aufgebaut werden, werden zunehmend Anwendungskonzepte entwickelt, die eine Dehnbarkeit des elektronischen Systems voraussetzen.

Am Fraunhofer IZM wurde eine Technologie zur Herstellung dehnbarer Leiterplatten entwickelt. Als Trägermaterial wird dabei, anders als bei der starren oder flexiblen Leiterplatte (Glasfaser-Epoxid-Verbund, bzw. Polyimid PI, Polyethylenterephthalat PET oder Polyethylennaphtalat PEN), thermoplastisches Polyurethan verwendet.

Die Leiterzüge bestehen, wie bei den konventionelleren Leiterplatten, aus Kupfer. Allerdings sind diese je nach Anforderung an die Dehnbarkeit wellen- oder mäanderförmig ausgelegt, so dass sie die Dehnung erlauben. Kommerzielle SMD-Komponenten können auf diese Substrate automatisch bestückt und (reflow-) gelötete werden. Als Lot wird dabei das niedrig (142 °C) schmelzende Zinn Wismuth-Lot verwendet.

In dieser Art hergestellte Systeme lassen sich wiederholt dehnen und entspannen bevor Ermüdungsbrüche der Leiterbahnen auftreten. Bei geeigneter Auslegung sind Dehnungen um 300 % möglich bevor es zu einem (Spannungs-) Bruch der Leiterbahnen kommt.

Anwendungsbereiche dehnbarer elektronischer Systeme sind die Medizintechnik (Pflaster, Implantate), die Textilelektronik und „elektronische Haut“ als Bestandteil zukünftiger Robotergenerationen.