Das Verbundprojekt "Cellutronik" verfolgt das Ziel, biobasierte, leistungsfähige Leiterplattenmaterialien zu entwickeln und diese mit additiven, digitalen Fertigungsverfahren in industrielle Anwendungen zu überführen. Würth Elektronik Circuit Board Technology ist gemeinsam mit dem Institut für Materialwissenschaften der Universität Stuttgart sowie der Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung  e.V. im Projekt aktiv.

Technische Details

Im Fokus des Projekts steht die Nutzung von bakterieller Cellulose als alternatives Basismaterial für Leiterplatten. Dieses wird im Labor aus Agrarabfällen wie z.B. Kartoffelschalen oder Okara durch den gezielten Einsatz von Mikroorganismen erzeugt und anschließend zu stabilen, plattenförmigen Substraten verarbeitet. Damit eröffnet sich die Perspektive, herkömmliche, erdölbasierte Materialien langfristig zu ersetzen und die Umweltbelastung entlang des gesamten Lebenszyklus elektronischer Produkte zu reduzieren.

Die Expertise

• Das Institut für Materialwissenschaften der Universität Stuttgart entwickelt geeignete Syntheseprozesse zur Herstellung der Cellulosefasern.
• Würth Elektronik Circuit Board Technology bringt seine Expertise in der Leiterplattentechnologie ein und untersucht, wie sich bestehende Fertigungsprozesse auf die neuen Materialien übertragen und weiterentwickeln lassen. Ziel ist es, frühzeitig die industrielle Umsetzbarkeit sicherzustellen und technologische Innovationen mit praxisnaher Anwendung zu verbinden.
• Die Hahn-Schickard-Gesellschaft befasst sich mit additiven Fertigungsverfahren.

Wie geht man vor?

Durch Digitaldrucktechnologien werden leitfähige Strukturen direkt auf die Cellulose-Oberflächen aufgebracht. Durch den Inkjet-Druck von Kupfer- und Silbertinten entstehen Leiterbahnen präzise dort, wo sie benötigt werden. Dieser Ansatz reduziert Materialeinsatz, Abfall und Prozesszeiten und schafft Freiheiten im Leiterplattendesign. Sowohl die biobasierten Substrate als auch die gedruckten Leiterbahnen sind lötfähig, sodass eine Integration elektronischer Bauelemente und der Transfer in bestehende Fertigungsprozesse möglich sind.

Zum Abschluss des Projekts ist die Realisierung eines Demonstrators geplant, der die Herstellung mehrlagiger Leiterplatten auf Basis bakterieller Cellulose und digitaler Druckverfahren zeigt. Langfristiges Ziel ist es, Elektroniklösungen zu ermöglichen, die am Ende ihres Lebenszyklus keine Umweltbelastung darstellen.