Rolle-zu-Rolle-Verfahren für flexible Elektronik

Labor für Rolle-zu-Rolle-Verfahren

Das Labor für Rolle-zu-Rolle-Verfahren am Fraunhofer EMFT beschäftigt sich mit der Entwicklung und Umsetzung von Prozessen für die Herstellung flexibler und hybrider Elektronik. Flexible Elektronik ermöglicht die Produktion elektronischer Komponenten und Systeme auf mechanisch biegsamen Substraten und eröffnet neue Einsatzfelder – von tragbarer Sensorik bis hin zu integrierten Funktionsfolien.

Der Schwerpunkt des Labors liegt auf der Kombination verschiedener Fertigungstechnologien, die optimal auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden.

Rolle-zu-Rolle Labor
© Fraunhofer EMFT/ Bernd Müller
Siebdrucker beim Rolle-zu-Rolle-Verfahren
© Fraunhofer EMFT/ Bernd Müller
Siebdrucker beim Rolle-zu-Rolle-Verfahren für flexible Elektronik

Prozesse

Digitale UV Lithographie

  • Maskenfreie, digitale Fotolithografie im Rolle-zu-Rolle-Verfahren
  • Laterale Auflösung bis 5 µm
  • Kontinuierliche Bearbeitung im „step & repeat“-Verfahren
  • Höchste Registrierungsgenauigkeit für präzise Strukturen
  • Verarbeitung von Substraten bis 305 mm Breite
  • Keine Limitierung der Substratlänge
  • Sprühentwicklung der belichteten Resistschicht zur Fixierung und Strukturierung

Laminierung

  • Laminierung verschiedenster Folien unter Druck und Temperatur mittels Heizrollen
  • Geeignet für Rolle-zu-Rolle-Verfahren und kontinuierliche Verarbeitung
  • Flexible Prozessführung durch einstellbare Parameter: Temperatur, Druck und Vorschubgeschwindigkeit
  • Prozessierung mit einem Gerät der Firma Stork

Typische Anwendungen

  • Laminierung von Trockenfilm-Resist zur Vorbereitung der fotolithografischen Strukturierung
  • Passivierung mit klebstoffbeschichteten Deckfolien

Nassätzen

  • Gleichmäßiges Ätzen metallisierter Folien in einer kontinuierlich arbeitenden Sprühätzanlage
  • Modularer Anlagenaufbau ermöglicht einen schnellen Wechsel des Ätzmediums
  • Geeignet für das Ätzen verschiedener Metalle

Plasmaätzen

  • Oberflächenkonditionierung und Ätzen von Folien sowie polymeren Beschichtungen (Rolle-zu-Rolle)
  • Einsatz verschiedener Prozessgase: Stickstoff (N₂), Sauerstoff (O₂) und CF₄
  • Ideal zur Vorbereitung nachfolgender Prozessschritte (z. B. Beschichtung oder Strukturierung)

Siebdruck

  • Strukturierter Druck verschiedenster Funktionspasten auf Folie im Rolle-zu-Rolle-Verfahren
  • Verarbeitbare Materialien: Leitpasten, Elektrolumineszenz-Pasten, Dielektrika und Halbleiterpasten
  • Geeignet zur Herstellung funktionaler Schichten und gedruckter Elektronik
  • Integrierte UV- und Konvektionsofentrocknung zur Prozessstabilisierung
  • Automatische Mustererkennung zur präzisen Ausrichtung mehrerer Schichten
  • Ermöglicht die Realisierung von Multilayer-Systemen

Laserbearbeitung

  • Anwendungen: Via-Öffnung, Strukturierung und Ablation einzelner Schichten, Freistellen von Komponenten aus dem Verbund
  • Durchtrennen kompletter Folienschichten möglich
  • Erstellung von Markierungen (Text, Symbole, Codes)
  • Trimmen von Schichtwiderständen für präzise elektrische Eigenschaften
  •  Positioniergenauigkeit bis 10 µm

Rolle-zu-Rolle Assembly

  • Automatisiertes Assembly und elektrische Kontaktierung von Folienkomponenten
  • Integration von Subsystemen wie flexiblen Batterien, Displays, Solarzellen
  • Bestückung auf ein Basissubstrat (Bogen oder Rolle)

Rolle-zu-Rolle Chip Bonding

  • Rolle-zu-Rolle-Verfahren: Bare Dies bis SMD-Komponenten
  • Zuführung über Wafer, Trays oder Reels
  • Montage wahlweise face-up oder Flip-Chip
  • Kontaktierung via Löten, ACA-Montage oder leitfähige Klebstoffe
  • Kontinuierliche Bearbeitung im „step & repeat“-Verfahren mit höchster Registrierungsgenauigkeit
  • Substratbreite bis 305 mm, keine Limitierung der Länge

High-Precision Chip Bonding

  • Hochpräzises Bonding- und Platzierungssystem mit Submikrometer-Genauigkeit
  • Platziergenauigkeit: 0,3 µm (3σ)
  • Ausrichtgenauigkeit: 0,08 µm
  • Hohe Bondkraft bis 1000 N
  • Erweiterte Prozessunterstützung durch Prozessgase (N₂ / Ameisensäure)
  • Integrierte UV-Härtung
  • Ideal für Entwicklung und Prototypenfertigung von High-End-Bonding-Technologien
  • Geeignet für Ultra-Fine-Pitch-Flip-Chip-Bonding, Thermokompressionsbonding und Assembly unter kontrollierter Atmosphäre

Metallisierung

  • Trommelbasiertes Rolle-zu-Rolle PVD-Sputtersystem
  • Kontinuierliche Abscheidung auf Polymerfolien (PET, PI) mit einer Webbreite von bis zu 300 mm
  • In-line-Plasma-Vorbehandlungsanlage (Ätzen / Reinigen) und vier DC-Magnetron-Sputterquellen
  • Vollautomatisierte Prozesskontrolle für hochgradig einheitliche mehrlagige metallische Dünnschichtstapel
  • Glavansiche Verstärkung für Kupfer

Sie wollen mehr über das Rolle-zu-Rolle-Verfahren für flexible Elektronik in der Praxis erfahren?

Dann nehmen Sie mit uns Kontakt auf!

 

Das könnte Sie auch interessieren:

 

Flexible Elektronik

 

Manipulationsschutz für elektronische Systeme

 

Rolle-zu-Rolle-Verfahren von flexiblen Substraten

frame-ancestors 'self' https://*.wiredminds.de;