Dr. Jutta Müller
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31.12.2005

Im Ergebnis des Vorhabens wurde ein Substratmaterial aus Stroh-Lignin als Matrixwerkstoff mit den Verstärkungsmaterialien Kurzfaser Hanf und Baumwollgewebe sowie Haftvermittler Schellack entwickelt, das mit expandierbarem Graphit als halogenfreiem Flammhemmer ausgerüstet wurde. Für das Verpressen dieses Materials wurde eine Technologie mit einem 2-stufigen Temperatur-/Druckprofil erarbeitet, die Vakuumpressen als einen zusätzlichen Schritt beinhaltet. Die Leiterplattenfertigung ist nach Verzicht der alkalischen Reiniger im Standard-Leiterplattenprozess 2-seitig durchkontaktiert möglich. Das Löten in der Baugruppenfertigung kann als bleifreie Verbindungstechnik in Wellen- und Reflowtechnik durchgeführt werden. Durch die werkstoffliche Nutzung des bisher vorwiegend energetisch genutzten Abfallproduktes Lignin aus der Papierindustrie können einfache Demonstratoren und Consumerprodukte, wie eine Fernbedienung für ein Fernsehgerät, mit abgeschätzten vergleichbaren Kosten zu den gängigen Substratmaterialien hergestellt werden. Aufgrund des erforderlichen komplexen Fertigungsablaufs der Presstechnologie ist es jedoch für die Fertigung von Lignin-basierten Leiterplatten konstanter Qualität in Zukunft unbedingt erforderlich, eine einheitliche Presstechnologie mit regelbarem Pressdruck (bis 30bar) und Temperatur in einer evakuierbaren Kammer zu entwickeln. Damit können die noch vorhandenen Prozessrisiken Feuchteaufnahme, Kupferhaftung und thermisches Verhalten soweit minimiert werden, dass fertigungsgeeignete Qualitäten im Nutzenformat hergestellt werden können. Unter diesen Voraussetzungen muss ebenfalls der Einfluss unterschiedlicher Ligninmodifikationen bzw. -qualitäten detaillierter untersucht werden.

In dem Vorhaben sollen nachwachsende Rohstoffe, insbesondere bei der Zellstoffproduktion anfallende und bisher wenig genutzte Nebenprodukte, als Grundlage für die Herstellung von Basismaterialien für die Leiterplattenproduktion genutzt werden. Das Vorhaben zielte auf die Entwicklung von Materialien und Technologien zur Herstellung von elektronischen Baugruppen mit FR2-Leiterplatten aus thermoplastisch verarbeitbaren Compounds aus Lignin und Lignocellulose (ARBOFORM) als dielektrischem Substrat, um die üblicherweise verwendeten Harzsysteme (z. B. Phenolharze oder Epoxydharze) zu substituieren. Durch Modifizierung des Materials über das Eigenschaftsprofil Phenolharz-gebundener Leiterplatten hinaus sollte weiterhin die Herstellung doppelseitig durchkontaktierter Verdrahtungsträger erreicht und in bleifrei gelöteten Baugruppen für einfache Consumerprodukte, wie eine Fernbedienung, angewendet werden können.