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Vom Chip-Packaging bis zum Schutz flexibler Elektronik

Ultradünnes Glas für die Mikrolektronik von morgen

9. November 2015, 15:24 Uhr | Engelbert Hopf

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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Ultradünnes Glas im Rolle-zu-Rolle-Verfahren

Um einen Einsatz ultradünnen Glases, etwa als Deckglas oder Substratmaterial für gebogene oder gefaltete Displays, zu ermöglichen, bedarf es aber der Fähigkeit, ultradünnes Glas im Rolle-zu-Rolle-Verfahren zu verarbeiten. Dieses Ziel hat sich das Konsortialprojekts KONFEKT, das von Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über drei Jahre mit 5,6 Millionen Euro gefördert wird, zum Ziel gesetzt. Bei der Entwicklung arbeiten die drei Technologie-Unternehmen Schott, tesa und von Ardenne zusammen.

Ziel der drei Unternehmen ist es, wickelbares Glas durch Lamination mit funktionalen Klebebändern und durch das Aufbringen spezieller Funktionsschichten zu veredeln. Auf diese Weise soll ein einfach weiterzuverarbeitendes Substrat mit einzigartigen Eigenschaften für vielfältige Anwendungen in Rollenform zur Verfügung gestellt werden.

Im ersten Teilprojekt haben sich Schott und tesa damit beschäftigt, einen Verbund aus ultradünnem Glas mit einem Barriere-Klebeband zu entwickeln, der als hermetische Verkapselung von elektronischen Bauteilen dienen kann. Konkret geht es darum, empfindliche elektronische Bauteile wie OLEDs durch ultradünnes Glas vor Luftfeuchte und Sauerstoff zu bewahren.

Eine zuverlässige Verkapselung soll die Bauteile vor Alterungsprozessen schützen. Flexibles Glas eignet sich dabei sehr gut als obere Ultra-Barriere (z-Barriere), stellt es doch selbst in der Dicke von wenigen 10 Mikrometern eine chemisch undurchdringbare Schicht gegen Wasserdampf und Sauerstoff dar. Im Gegensatz zu Beschichtungslösungen weist es zudem auch keinerlei Kleinstlöcher (Pin-holes) auf.

Tesas Kompetenz als Entwickler von Spezialklebebändern kommt bei der lateralen Versiegelung ins Spiel. Schließlich soll das ultradünne Glas, mit einer speziellen Klebstoffschicht laminiert und aufgerollt, an die Anwender geliefert werden können. Durch die Klebstoffschicht wir erreicht, dass die Bauteile nicht nur durch das Glas an ihrer Oberfläche hermetisch versiegelt sind, sondern auch seitlich keine Eindiffusion von Flüssigkeiten oder Gasen möglich ist (x-y-Barriere). In der Kombination aus ultradünnem Spezialglas und Barriere-Klebeband ergibt sich so dank der funktionalen x-y-z-Barriere ein Rundumschutz. Den Weiterverarbeitern ermöglicht diese Rollenanwendung ein hochwertiges und kostengünstiges Versiegelungsverfahren.

Von Ardenne entwickelt im zweitenTeilprojekt derweil eine Vakuumbeschichtungsanlage für die Rolle-zu-Rolle-(R2R-)Beschichtung flexibler Gläser, die den besonderen Anforderungen an das R2R-Handling flexibler Gläser gerecht wird. Auf diese Weise ist Dünnglas zukünftig als funktionales Substrat in anspruchsvollen elektronischen Applikationen einsetzbar. So wird beispielsweise in einem speziellen vakuumbasierten PVD-Beschichtungsverfahren (physical vapour deposition) eine leitfähige TCO-Schicht (transparent conductive oxide) wie ITO (indium tin oxide) aufgebracht, wie sie in der Fertigung von OLEDs oder organischer Photovoltaik-Zellen benötigt wird.

Dr. Sprengard ist sich sicher, »dass das Konsortium einen wichtigen Beitrag leisten wird, in den nächsten drei Jahren eine neue Produktionsplattform auf Basis von Glas-auf-Rolle für den innovativen Einsatz in der Fertigung von elektronischen Bauteilen zu entwickeln«.