Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZMConformable Electronics
Starre und flexible Leiterplatten sind bestens etablierte und weit verbreitete Verdrahtungsträger für elektronische Baugruppen. Neue Produktkonzepte erfordern darüber hinaus elektronische Systeme, die auf oder in dreidimensional geformte Freiformflächen appliziert oder integriert werden können: Sogenannte Conformable Electronics. In solchen Produkten können Gewicht und Volumen des elektronischen Systems reduziert werden. Sie ermöglichen zudem systemische Veränderungen, indem Strukturelemente und Oberflächen durch integrierte Sensoren und Aktuatoren elektronische Funktionalitäten erhalten.
Ein wichtiger Aspekt für die Marktakzeptanz der Conformable Electronics ist der Herstellungsprozess. Der Begriff „Conformable“ beinhaltet, dass es sich in erster Linie um formbare, also nicht von vornherein dreidimensional aufgebaute Elektronik handelt (ein Ansatz, der z.B. in der MID-Technologie verfolgt wird). Beim Aufbau von Conformable Electronics wird weitgehend auf etablierte zweidimensionale Prozesstechnologien zum Aufbau der Schaltungsträger (Leiterplatte) sowie zur Komponentenmontage zurückgegriffen. Damit werden Conformable Electronics wie konventionelle elektronische Systeme hergestellt und entfalten ihre über die starre und flexible Leiterplatte hinausgehenden Eigenschaften erst im letzten Fabrikations- bzw. Applikationsschritt, der Verformung (Vakuumthermoforming oder highpressure thermoforming).
Am Fraunhofer IZM wird die Kombination aus Design, Materialien und Prozesstechnologien für unterschiedlichen Aspekte der Conformable Electronics entwickelt. Die Herstellungs- bzw. Produktkonzepte umfassen elektronische Systeme auf polymeren oder textilen Schaltungsträgern, die sich ein- oder mehrfach dehnen lassen und damit eine faltenfreie Überdeckung dreidimensionaler Freiformflächen erlauben. Leiterbahnen sind speziell ausgelegte Kupferstrukturen oder gedruckte dehnbare Pasten. Die Wechselwirkungen zwischen Design, konkretem Aufbau und sehr starker Verformung ist Gegenstand aktueller Forschung und Entwicklungen.
