Ausgehend von der Vision einer nachhaltigen Leiterplattentechnologie wurden neue Leiterplattenmaterialien auf der Basis von geschäumten Hoch-Temperatur-Thermoplasten entwickelt. Diese verfügen über einen intrinsischen Flammschutz, ermöglichen ein werkstoffliches Recycling und tragen damit zur Schadstoffentfrachtung und Ressourcenschonung bei.
Aufbauend auf den erfolgversprechenden Ergebnissen der vorangegangenen Projektphase sollten die Stärken der HTT-(Hoch-Temperatur-Thermoplasten)-Technologie konkretisiert und bis zur industriellen Umsetzung weitergeführt werden. Grundidee ist der Wechsel der Materialbasis und die Verwendung von HTT anstelle der bislang üblichen duroplastischen Kunststoffe (z. B. Epoxidharz bei FR-4).
Ergebnisse:
- Die physikalischen Eigenschaften konnten durch eine Nukleierung und die damit verbundene verbesserte Morphologie des geschäumten Substrats erreicht werden. Im Labormaßstab wurden mikrozelluläre Schäume mit einer mittleren Porengröße von unter 20 µm erzeugt.
- Zur Optimierung von Materialeffizienz und Gewicht wurden die HTT-Kunststoffe zusammen mit physikalischen oder chemischen Schäumungsmitteln extrudiert. Im Bereich des Trägermaterials konnte durch die Verwendung von Polypropylen eine Verbesserung erzielt werden, die sich in einer stabileren Extrusion niederschlug. Es steht somit ein Treibmittel-Masterbatch für größere Produktionsmengen zur Verfügung.
- Das gewählte Extrusionsverfahren kann reproduzierbar HTT-Schaumextrudate mit den erforderlichen Eigenschaften Hochtemperaturverträglichkeit (Glasübergangstemperatur </= 170°C) und Hochfrequenz-Tauglichkeit (relative Dielektrizitätskonstante </= 2,4; dielektrischer Verlustfaktor 0,002) herstellen.
- Die Metallisierung und Strukturierung von HTT-Basismaterial mit konventioneller Semi-Additiv-Technik und Substraktiv-Technik konnte weitestgehend mit Standardprozessen realisiert werden. Auch die Durchkontaktierung auf der Basis einer konventionellen nass-chemischen Prozesskette wurde erfolgreich erprobt.
- Als ökoeffizienteste Recyclingstrategie für HTT-Leiterplatten wird ein mechanisches Sortier- und Trennverfahren mit Nah-Infrarot-Technologie empfohlen.
