Fraunhofer EMFT Rolle-zu-Rolle Pilotlinie für flexible hybride Elektronik

Siebdrucker in der Fraunhofer EMFT Rolle-zu-Rolle Pilotlinie für flexible hybride Elektronik
© Fraunhofer EMFT / Bernd Müller
Siebdrucker in der Fraunhofer EMFT Rolle-zu-Rolle Pilotlinie für flexible hybride Elektronik

Flexible Elektronik bedeutet die Produktion von elektronischen Komponenten und Systemen auf mechanisch biegbaren Substraten. Flexible hybride Elektronik wiederum bezieht sich auf die Auswahl von Produktionstechnologien, die am besten für die jeweilige Applikation geeignet sind. Additive Druckverfahren und lithografisch definierte und geätzte Kupferstrukturen sind etablierte Technologien für Produktion von Verdrahtungssystemen. Die Rolle-zu-Rolle Pilotlinie der Fraunhofer EMFT beinhaltet zusätzlich Technologien für Montage, IC Integration und Packaging.

Metallisierung Metallisierung von Foliensubstraten mit Haft- und Leitschicht, z.B. mit Kupfer oder Chrom mittels einer Sputter-Anlage. Die Beschichtung erfolgt im Rolle-zu-Rolle -Verfahren mit einer Bandbreite bis zu 215 mm. Das Gerät der Firma FHR bietet zusätzlich einen IR Heizer zum verbesserten Ausgasen der Schichten und einen inversen Sputter Ätzer zum Aktivieren der Oberfläche.
Laminierung Lamination verschiedenster Folien unter Druck und Temperatur mittels Heizrollen. Typische Anwendungen sind die Lamination von Trockenfilm Resist zur Vorbereitung der photolithografischen Strukturierung oder die Passivierung mit klebstoffbeschichteten Deckfolien. Einstellbare Prozessparameter sind Temperatur, Druck und Vorschubgeschwindigkeit. Die Prozessierung erfolgt an einem Gerät der Firma Stork.
UV-Lithografie UV Lithografie zur Erzeugung einer Maskenstruktur im Stop&Go Verfahren in den Resist eines Folienschichtsystems. Neben Proximity- und Kontaktbelichtung bietet die Anlage eine automatische Mustererkennung zur Ausrichtung der Maske. Das Gerät der Firma Ciposa erlaubt eine Verarbeitung von Folienrollen mit einer Breite von 215 mm mit 9“-Masken.
Entwicklung Fixierung und Entwicklung einer belichteten Resistschicht mittels Sprühentwickler.  An den Stellen, wo der Resist wegentwickelt ist, kann die Metallisierung anschließend galvanisch verstärkt oder geätzt werden. Die Prozessierung erfolgt an einem Gerät der Firma Höllmüller.
Galvanik Abscheidung von Kupfer mit einer Dicke von mehreren μm auf vormetallisierten und strukturierten Polymerfilmen (pattern plating) mittels einer kontinuierlich arbeitenden Galvanik Anlage. Der Prozess teilt sich in eine Niederstrom Vorgalvanik und die Hauptgalvanik mit höherem Strom.
Ätzen Gleichmäßiges Ätzen metallisierter Folien in der kontinuierlich arbeitenden Sprühätzanlage. Der modulare Aufbau der Anlage ermöglicht einen schnellen Wechsel des Ätzmediums, so dass verschiedene Metalle geätzt werden können. Die Prozessierung erfolgt an einem Gerät der Firma Schmid.
Plasmaätzen Oberflächenkonditionierung und Ätzen von Folien und polymeren Beschichtungen im Durchlaufverfahren von Rolle zu Rolle mittels Plasma Anlage. Als Ätzgase werden Stickstoff, Sauerstoff und CF4 verwendet.
Siebdruck Drucken verschiedenster Pasten (Leitpaste, Elektrolumineszenz, Dielektrikum, Halbleiter)  strukturiert auf eine Folie von Rolle-zu-Rolle mit einer Siebdruck-Anlage. Neben der anschließenden UV- und Konvektionsofentrocknung ist eine automatische Mustererkennung implementiert, um Multilayersysteme zu realisieren.
Laserbearbeitung Bearbeitung der Folien mit einem UV-Laser (355nm). Lokale Abtragung von Material aus der Deckschicht in Form von Gräben oder Löchern. Ebenso ist das Schneiden durch alle Folienschichten möglich. Damit lassen sich Vias öffnen, Komponenten aus dem Folienverbund herauslösen, Schichten strukturieren, Markierungen in Form von Text oder Symbolen schreiben oder auch Schichtwiderstände trimmen. Die Justagegenauigkeit liegt bei 50 μm. Die Prozessierung erfolgt an einem Gerät der Fa. LS Systems.
Umwickler Wickeln von Folienbändern von einer Rolle auf die andere, dabei werden Bänder exakt zusammengefügt und winkeltreu parallel oder senkrecht zur Laufrichtung der Folie geschnitten. Links/Rechts-Lauf, Bandkantensteuerung, Längenmessung und einstellbare Bandspannung ermöglichen eine optimale Konditionierung der Folienrollen. Die Bearbeitung erfolgt an einer Anlage der Firma db-matic.
Pick & Laminate Automatisierte Assemblierung und elektrische Kontaktierung von Folienkomponenten  (wie flexible Batterien, Displays, Solarzellen oder andere Subsysteme) auf ein Basissubstrat, das entweder als Bogen oder als Rolle zugeführt wird.
Digitale UV-Fotolithografie Masken-freie digitale fotolithografische Prozesse in Rolle-zu-Rolle mit einer lateralen Auflösung von bis zu 5 µm. Die modernste Anlage ermöglicht eine kontinuierliche Bearbeitung in einem „step&repeat“ Verfahren von Folien mit einer höchsten Registrierungsgenauigkeit und einer Substratbreite von bis zu 305 mm ohne Limitierung in der Länge.
Rolle-zu-Rolle Chip Bonder Rolle-zu-Rolle Montage von verschiedenen Bauteilen auf Folien von bare dies bis zu SMD-Komponenten von Wafers, Trays und Reels. Wahlweise face-up oder Flip-Chip Montage. Kontaktierungstechniken sind Löten, ACA-Montage und leitfähige Klebstoffe. Die modernste Anlage ermöglicht eine kontinuierliche Bearbeitung in einem „step&repeat“ Verfahren von Folien mit einer höchsten Registrierungsgenauigkeit und einer Substratbreite von bis zu 305 mm ohne Limitierung in der Länge.
3D-Stacking von Folien-Elektroniken Eine neue Anlage zum Übereinander-Stapeln von funktionalen, großflächigen Folien-Bögen ist gerade im Aufbau. Dies wird eine neue Perspektive zu Herstellung von 3d-gestapelten Chip-Folien-Interposern an der Fraunhofer  EMFT eröffnen. 

Diese technologischen Möglichkeiten in einer Rolle-zu-Rolle Pilotlinie für flexbile hybride Elektronik stehen für Ihre Anwendungsthemen an der Fraunhofer EMFT zur Verfügung, nehmen Sie Kontakt mit uns auf!

 

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