Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung von Schaltungsträgern auf der Grundlage biobasierter Harze; Teilvorhaben 1: Herstellung von biobasierten Harzen für den Einsatz als Basismaterial für Anwendungen in der Elektroindustrie

Anschrift
HOBUM Oleochemicals GmbH - Abt. Forschung & Entwicklung
21079 Hamburg
Seehafenstr. 20
Kontakt
Dr. Michael Blumenstein
Tel: +49 40 766255-36
E-Mail: mblumenstein@hobum.de
FKZ
22025612
Anfang
01.02.2013
Ende
31.01.2015
Aufgabenbeschreibung
Ziel der Forschungsaktivitäten ist es, biobasierte Harze, die aus einheimischen Pflanzenölen gewonnen werden, für die Herstellung von Schaltungsträgern zu optimieren. Im Vordergrund steht die Substitution von umweltbedenklichen Substanzen der bisher in der Leiterplattenfertigung verwendeter petrobasierter Epoxidharze, deren Produktion auf die Verwendung von Bisphenol A und dem Flammschutzmittel TBBA (Tetrabrombisphenol A) abstellt ist. In dieser auf zwei Jahre ausgelegten Projektstufe soll zunächst die prinzipielle Eignung der biobasierten Epoxidsubstitute als Basissubstrat für Schaltungsträger ermittelt werden. Dazu werden aus Prepregs (Klebefolien) und Laminaten zwei oder mehrlagige Leiterplatten hergestellt und qualifiziert.
Ergebnisdarstellung
Ziel war es, biobasierte Harze für die Herstellung von Schaltungsträgern zu optimieren. Im Vordergrund stand die Substitution der bisher in der Leiterplattenfertigung verwendeten petrobasierten Epoxidharze. Drei der vier untersuchten Harzsysteme erfüllten die technischen Anforderungen nicht. Eine Harz-Rezeptur basierend auf epoxidiertem Leinöl erfüllte die Anforderungen hinsichtlich der geforderten Glasübergangstemperatur größer 130°C und der Wärmebeständigkeit beim Reflow-Löten. Beim betreffenden Harzsystem der Derivate epoxidierter Pflanzenölpolyole und Vernetzung mit Polyisocyanaten wurden insbesondere durch Einsatz von Reaktivverdünnern, Rezepturoptimierungen und maßgeschneiderten Pflanzenölpolyolen im Zusammenspiel mit aromatischen Polyisocyanaten die geforderten technologischen Anforderungen sogar übertroffen. Als Flammschutzmittel wurden aus der Gruppe der phosphororganischen Verbindungen Exolit OP 560 sowie das Aluminiumhydroxid Apyral 20X ausführlicher getestet. Die Brenndauer der Prüfkörper verkürzte sich mit zunehmenden Gehalten an Flammschutzmitteln. In allen Fällen sind die gemessenen Zeiten jedoch länger als 30 s, wodurch die Klassifizierung V2 nicht erreicht wurde. Das Harzsystem wurde hinsichtlich der Eignung und Übertragbarkeit in einen industriellen Fertigungsprozess beurteilt. In seiner Rohform ist die Viskosität des Harzes zu hoch. Da das Harzsystem verträglich ist mit üblicherweise eingesetzten Lösungsmitteln kann die Viskosität des Harzsystems eingestellt werden. Limitierend für den industriellen Einsatz sind die Gelzeiten von nur 68 s bei 130°C. Üblich sind Gelzeiten von 150-250 s bei 170°C. Längere Gelzeiten lassen sich durch eine Anpassung im Katalysatorsystem erreichen. Die Topfzeiten sind für den industriellen Einsatz ebenfalls zu kurz. Hier sind weitere Optimierungen notwendig, um ein praktikables Verarbeitungsfenster gewährleisten zu können. Im Vorhaben wurde außerdem eine Umweltbewertung des biobasierten Harzes durchgeführt.

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