TU-Chemnitz: Durchbruch in der Polymerelektronik
Seit zwei Jahren tüfteln die Chemnitzer Druckexperten an einem polymertauglichen und zugleich möglichst kostengünstigen Druckverfahren. Mit im Boot sind Unternehmen wie Siemens, Merck und MAN-Roland. Auch das Bundesministerium für Bildung und Forschung förderte das Vorhaben bisher mit etwa 700.000 Euro.
Mit einer Druckgeschwindigkeit von zwei Metern pro Sekunde werden die Transistoren gedruckt, eine neue Dimension der Fertigungsgeschwindigkeit, so die Forscher. Das neue Polymer-Druckverfahren basiert auf klassischen Drucktechniken: Kunststoffmoleküle, die entweder leitend, halbleitend oder isolierend sind, werden in hauchfeinen Schichten mit hoher Präzision übereinander gedruckt. Die Kunststoffe lassen sich dabei ähnlich wie Tinte verarbeiten. Im Vergleich zum klassischen Drucken sind jedoch die Anforderungen an die Genauigkeit sowie an die chemischen Eigenschaften der Druckstoffe wesentlich höher, denn Druckfehler würden sofort zu Funktionsstörungen der gedruckten Transistoren führen.
"Mit einer modernen Hochleistungsdruckmaschine könnte man den Jahresausstoß eines klassischen Chipherstellers in 40 Minuten produzieren", so Institutsleiter Prof. Dr. Arved Hübler. Jedoch seien gedruckte Polymerelektronik-Schaltungen wesentlich leistungsschwächer als die modernen Siliziumchips.
Derzeit können die Forscher des Chemnitzer Institutes für Print- und Medientechnik mit ihren Labor-Druckmaschinen Strukturen auftragen, die noch rund 1.000-mal so grob wie Silizium-Leiterbahnen sind. "Die Entwicklung von Kunststoffschaltungen verläuft deshalb auch nicht in Konkurrenz zur Entwicklung neuer Chips aus Silizium, sondern eröffnet ganz neue Marktchancen", so Hübler.
Eine erste Anwendung der in Chemnitz gedruckten Transistoren können laut Hübler "RFID-Tags" sein, für deren Herstellung ein Preisziel von unter 1 Cent pro Stück bestehe. Diese Etiketten könnten beispielsweise auf Verpackungen aufgedruckt und von intelligenten Kassensystemen ausgewertet werden.
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