Zweite Veranstaltung des FED beim Multitechnologieunternehmen 3M

Bericht zur Veranstaltung der FED-Regionalgruppe Düsseldorf in Neuss am 18. März 2014

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3M – Hauptverwaltung in Neuss

Als Fortführung der Regionalgruppenveranstaltung vom November 2013 tagte die FED Regionalgruppe Düsseldorf erneut bei 3M in Neuss. Die Veranstaltung diente dazu, das Thema „Reinigung und Beschichtung von Leiterplatten und Baugruppen“ zu vertiefen. Zudem wurde der bei der ersten Veranstaltung ausgefallene Vortrag der InnovationLab GmbH zur „Organischen Elektronik“ nachgeholt. Regionalgruppenleiter und GED Geschäftsführer Hanno Platz führte durch die Veranstaltung, begrüßte die über 30 Teilnehmer und berichtete ihnen von der Facharbeit des FED e. V. Gut die Hälfte der Gäste waren keine FED Mitglieder und zum Teil zum ersten Mal auf einer Regionalgruppenveranstaltung.


1. Vortrag: „Organische Elektronik“ von Dr. Ralf Mauer, Fa. InnovationLab (iL)

Dr. Ralf Mauer, iL Business Manager, stellte zunächst das Unternehmen vor: Die InnovationLab GmbH ist die gemeinsame anwendungsorientierte Forschungs- und Transferplattform von Wissenschaft und Wirtschaft in der Metropolregion Rhein-Neckar. (Mehr über die iL erfahren Sie auf der Homepage des Unternehmens).

Initial bearbeitet die iL das Gebiet der Zukunftstechnologie Organische Elektronik (OE). Organische Elektronik meint dabei elektronische Schaltungen und Leiterbahnen aus leitfähigen Polymeren oder kleineren organischen Verbindungen, also aus „Plastik“, anstelle von Halbleitern aus Silizium und Metallen wie Kupfer oder Silber.

Ein weiteres Merkmal der OE ist die Verwendung mikroelektronischer Bauelemente auf Trägermaterialien aus organischen Folien. Die Bauelemente werden dabei in Form dünner Filme auf die Folien aufgedruckt, aus der Dampfphase abgeschieden, aufgeklebt oder anderweitig angebracht. Für die Herstellung der dünnen Schichten kommen alle Verfahren in Betracht, die auch für Elektronik auf keramischen oder halbleitenden Trägern verwendet werden.

Organische Elektronik als Alternative zu herkömmlicher, siliziumbasierter Elektronik

Prinzipiell eröffnet sich mit der Organischen Elektronik das komplette Feld der Elektronik, das bisher im Wesentlichen von siliziumbasierten Bauteilen geprägt ist. Die Fertigungsverfahren der OE werden daher in Richtung hoher Stückzahlen sowie äußerst niedriger Herstellkosten entwickelt. Preiswerte Druckverfahren, Rolle-zu-Rolle-Beschichtungs- und Strukturierungsmethoden bilden für zukünftige Produkte in diesem Bereich eine wichtige Basis. Dadurch ermöglicht man auch sogenannte „Wegwerfelektronik“ wie zum Beispiel interaktive Schilder oder Etiketten, die der Kunde nach dem Kauf mit der Verpackung bedenkenlos entsorgen kann.

Dr. Mauer führte interessante Details über die zukunftsweisende Technologie aus. Schwerpunkte für Anwendungen gliedern sich zum Beispiel in die Bereiche:

•    OLED –flexible Displays (Organic Light Emitting Diode)
•    OLED – flexible Beleuchtung
•    Solarzellen mit der EPFL-Technik
•    Integrierte Schaltkreise auf Folien, u. a. integriert in die Verpackung
•    Smart-Sensoren
•    Intelligente Kleidung (wearable electronics)

3M_Roadmap Organische Elektronik

Roadmap Organische Elektronik


Praxisbeispiele und Entwicklungsstand der Organischen Elektronik

Business Manager Dr. Mauer vermittelte einen guten Überblick zum Stand der Technik. Die OE-Branche ist jung, aber sie entwickelt sich derzeit zu einer eigenen Industrie. Organische und gedruckte Elektronik wird viele Anwendungen deutlich verändern. Klassische Druckerzeugnisse werden aufgewertet, Organische Elektronik wird im Werbe- und Verpackungsbereich ganz neue Möglichkeiten bieten. Erste Elemente der Alltagstechnik sind bereits mit organischer und gedruckter Elektronik umsetzbar – zum Beispiel organische Leuchtdioden (OLEDs) in Design-Leuchten oder im Auto.

Deutsche Unternehmen mit führend – Aufbruch mit Hybridtechnologien

Deutsche Unternehmen, so Dr. Mauer, seien in dieser Technik mit führend. Das hängt sicherlich damit zusammen, dass Materialien und Fertigungsprozesse ganz neu zu entwickeln sind. Hier wirkt sich die deutsche Forschungslandschaft mit gut ausgebildeten Ingenieuren und die Vernetzung zur Industrie positiv aus. Wichtig wird sein, die Technologie anschließend auch gut zu vermarkten. Künftig wird man vermehrt organische und herkömmliche Elektronik miteinander kombinieren. Die sogenannte „organische Hybridelektronik“ treibt die Realisierung von Massenprodukten voran: „Dies ist ein Zeichen dafür, dass die Industrie jetzt auf die Umsetzung dieser Technologie am Markt hinarbeitet.“

Aktueller Stand der neuen Technologie

Dr. Mauer sprach von Hybrid-Produktbeispielen, bei denen auf der Folie das Display, die Leiterstrukturen und die Bedientasten im organischen Druckverfahren aufgebracht werden, das Ansteuer-IC jedoch noch als konventionelles Bauteil verwendet oder als Silizium-Die kombiniert wird. Halbleiter mittels dieser Technik zu substituieren, ist wohl noch verfrüht, wenn man heute erst eine Rechenleistung herstellen kann, die mit dem ersten µController von 1971, dem Intel 4004, auf etwa gleicher Fläche, vergleichbar ist. Die Beweglichkeit der Ladungsträger ist um einen Faktor von 1.000 bis 10.000 niedriger als im Silizium. Dadurch lassen sich extrem kurze Schaltzeiten auf absehbare Zeit nicht realisieren. Demgegenüber lassen sich organische Moleküle und Polymere durch vergleichsweise einfache Verfahren bei relativ niedrigen Verarbeitungstemperaturen (< 120 °C) auf eine Vielfalt verschiedenster Substrate großflächig aufbringen und im Mikrometer-Bereich strukturieren. Mögliche Leiterstrukturbreiten auf der Folie liegen heute im Bereich von 100 µm.

Standardisierung der Herstellungsverfahren gefordert

Auf den Vortrag folgte eine angeregte Diskussion, welche Funktionen künftig unsere CAD-Systeme benötigen, welche Simulationen für die Funktionen und wie die Kopplung oder Schnittstellen zwischen diesen Technologien definiert werden. Eine Aufgabe, die ebenfalls noch ansteht, ist auch das Aufstellen von Design- und Regelwerken. Denn diese werden sich je nach den verschiedenen Herstellungstechnologien, wie Rollen- oder Siebdruck, und anderen Randbedingungen mit Sicherheit unterscheiden. Hier liegt auch eine Chance für den FED, frühzeitig mit an der Standardisierung zu arbeiten.

Mehr zum Thema Organische Elektronik gibt es auf der „LOPE-C“ Konferenz, die vom 26. 28. Mai in München stattfindet. Rund 1.800 Besucher aus 42 Ländern und 110 Aussteller sind dort. Die InnovationLab GmbH stellt auch aus. Es werden 180 Vorträge und Präsentationen gehalten.

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