Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Lignin als nachwachsender Rohstoff für Anwendungen in der Elektronik, Teilvorhaben 7: Herstellung von Siebdruckrahmen

Anschrift
Koenen GmbH
85521 Ottobrunn-Riemerling
Otto-Hahn-Str. 24
Kontakt
Dipl.-Ing. Ralf Weber
Tel: +49 89 608650-15
E-Mail: r.weber@koenen.de
FKZ
22014111
Anfang
01.01.2012
Ende
31.12.2014
Aufgabenbeschreibung
Der Siebdruck findet bei der Herstellung von Leiterplatten an verschiedenen Stellen Anwendung. Bei der Strukturierung von Leiterplatten in der Subtraktivtechnik ist der Siebdruck ein möglicher Prozessschritt, z. B. zur Abdeckung von Leiterstrukturen vor dem Ätzprozess, zum Druck von Lötstoppmasken oder zum Druck von Abdecklacken. Beim Aufbau von Leiterplatten in Dickschichttechnik werden mit Siebdruck elektrische Widerstände oder Leiter direkt mit Strom leitenden Druckpasten in hoher Schichtdicke aufgedruckt. Die fortschreitende Miniaturisierung in der Elektronik stellt an die Prozessbedingungen zunehmend höhere Anforderungen. Der Einsatz des Siebdrucks in seinen Grenzbereichen verlangt eine genaue Festlegung der Druckparameter, exakte Ausführung beim Auflagendruck sowie ausreichende Kontrollen. Grundvoraussetzung für passergenaue Druckarbeiten in der Leiterplattenindustrie sind stabile Rahmen mit quadratischem oder liegendem Rechteckprofil. Diese hochwertigen Rahmen - gegenwärtig aus Aluminium oder Stahl gefertigt - werden nach einem Neubespannen möglichst mehrfach verwendet, um Kosten zu senken. Aber auch die Rückführung der gebrauchten Rahmen ist mit Kosten verbunden, die u. a. von der Masse der Rahmen abhängen. Bei mehrfacher Nutzung ist eine möglichst hohe Standzeit des Schablonenträgers eine wichtige Anforderung. Die Materialien müssen den Spannkräften auf die Rahmenschenkel widerstehen. Einer Rahmendurchbiegung und dem daraus sich ergebenden Spannungsverlust des Gewebes begegnet man durch eine Vorspannung des Rahmens vor dem Verkleben oder durch eine "Bombierung" des Rahmens bei der Fertigung. Neben den mechanischen Eigenschaften sind die thermischen Eigenschaften für die Materialauswahl wichtig. Kleine Ausdehnungskoeffizienten garantieren die Erhaltung der Rahmenspannung über einen größeren Temperaturbereich. Ziel innerhalb dieses Teilprojektes ist die Materialentwicklung mit der Bereitstellung eines Compounds aus thermoplastisch verarbeitbaren Ligninen.
Ergebnisdarstellung
Im Rahmen des Projektes konnten unterschiedliche eLignin Materialien zur Herstellung von Siebdruckrahmen verwendet werden. Diese Rahmen wurden aus Hohlprofilrahmen hergestellt. Die Siebspannung konnte mit 18N/cm erreicht werden. Die initialen Drucktests von Silberpaste auf Solarzellen haben Strukturbreiten von 30-60µm realisieren können. Die Zusammensetzung dieser Rahmen wurde anhand von unterschiedlichen Parametern genauer untersucht. Rahmengröße und Dimension: Typ20 Rahmen: 584x584mm, Typ10 Rahmen: 355x355mm. Eine kleinere Rahmengröße hat eine geringere Durchbiegung aufgrund der Siebspannung aufgezeigt. Dickere Rahmenwände (30x30x11mm) konnten die Biegesteifigkeit wesentlich verbessern. Materialien: Verschiedene Materialien der Serie HX und von eLignin wurden genauer untersucht. eLignin30l hat die besten Ergebnisse hinsichtlich erreichte Siebspannung und Stabilität erreicht. Gewebe: 280/36, 400/18. 400/18 ist ein Gewebe mit einem dünneren Draht (18µm statt 36µm), d.h. ein Gewebe mit einer verringerten Dehnungsbelastbarkeit hat aufgrund der auf den Rahmen verringerte Kräfte eine Verbesserung der Durchbiegung der Hohlprofilrahmen von eLignin aufgezeigt. Gewebekleber: Die Haftung zwischen Gewebe und Rahmenmaterial wurde mit Hilfe einer Untersuchung von verschiedenen Klebern genauer untersucht (ZYG1006, K-Bond 1006/HMT, R-TOP ,K-Bond Powergrip). K-Bond Powergrip hat hinsichtlich der erreichten Siebspannung das beste Ergebnis gezeigt. Die Langzeitstabilität der Siebspannung ist bei diesem Kleber auf den eLignin Rahmen die beste unter den untersuchten. Rahmenkleber: Aufgrund der Hohlprofilrahmen und der Herstellungsweise dieser, mussten die Rahmen zugeschnitten und verklebt werden. Die Verklebung der Rahmen miteinander erfolgte durch unterschiedliche Rahmenkleber. Diese waren wie folgt: Holzleim, E05, PE, PC. PC hat die besten Ergebnisse hinsichtlich der Langzeitstabilität erwiesen.

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