Silbertinte optimiert EMI-Abschirmung im 5G-Standard
Smartphones werden immer schneller und leistungsfähiger. Aber mit den höheren Frequenzen, insbesondere im Zuge der neuen 5G-Technologie, nehmen auch elektromagnetische Störungen zu. Ohne zuverlässige Abschirmung würden moderne Mobiltelefone nicht funktionieren. Heraeus Printed Electronics hat eine innovative und zugleich nachhaltige Systemlösung entwickelt: Eine hauchdünne Silberschicht schirmt selbst kleinste Bauteile effizient ab.
Ein industrieller Tintenstrahldrucker appliziert die partikelfreie Silbertinte gezielt dort, wo ein Schutz vor elektromagnetischen Interferenzen (EMI) erforderlich ist, etwa auf Sensoren-, Antennen- oder Radiofrequenz-Bauteile. Durch diesen selektiven Druck ist kein Maskieren oder Ätzen erforderlich – das spart Material, Zeit und Energie im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren wie der Sputter- oder Aufdampf-Technologie. Bei Prexonics ®, dem System von Heraeus Printed Electronics, handelt es sich um eine Komplettlösung: Die Kunden erhalten Anlage, Material und Prozess aus einer Hand.
Selektiver Druck ermöglicht Designfreiheit
Die schützende Silberschicht wird auf den zwanzigstel Millimeter genau aufgebracht und thermisch ausgehärtet. Damit trägt die Systemlösung dem Trend zur Miniaturisierung Rechnung. Das digitale Drucksystem optimiert die EMI-Abschirmung und gewährleistet zum Beispiel, dass Hochfrequenz-Chips Daten ultraschnell übertragen können – eine Anforderung, die mit der Etablierung des 5G-Standards im Mobilfunk zunehmend wichtiger wird.
Außerdem erlaubt das Verfahren Chip-Designern weitgehende Designfreiheit: Es wird exakt das Layout gedruckt, das der Kunde für seine spezifische Anwendung benötigt. Basis ist eine CAD-Zeichnung, die sich flexibel ändern lässt. Damit sind die Designer weniger Restriktionen unterworfen. „Wir sind überzeugt, dass unser Inkjet-Verfahren ihnen mehr Freiheiten geben kann“, sagt Franz Vollmann, Leiter des Heraeus Start-ups Printed Electronics.
Verfahren eignet sich auch für weitere Anwendungen
Die Technologie kommt auch für andere Anwendungsbereiche und Branchen infrage, zum Beispiel für die Automobilindustrie. Denn in Fahrzeugen mit Elektroantrieb spielt die elektromagnetische Verträglichkeit und damit die verlässliche Abschirmung eine weitaus wichtigere Rolle als bei klassischen Antriebstechnologien.
Eine weitere denkbare Anwendung ist der Einsatz von Silbertinte zur Metallisierung. „Unser System ist in der Lage, eine Silberschicht sehr effizient und präzise aufzudrucken, um Oberflächen zu metallisieren“, erklärt Vollmann. Damit ließe sich das klassische Galvanik-Verfahren ersetzen. Hinzu kommt: Silber ist ein guter Wärmeleiter und eignet sich insofern als Thermal Interface Material (TIM), als thermische Zwischenschicht, die Wärme von elektronischen Komponenten in die Umgebung ableitet und so einen stabilen Betrieb ermöglicht. Auch im Wärmemanagement könnte Prexonics® also zum Einsatz kommen. „Das Potenzial, das unsere Systemlösung bietet, ist noch lange nicht ausgeschöpft“, betont Vollmann.
