Wie lässt sich eine umweltfreundliche Leiterplatte am besten realisieren? In enger Zusammenarbeit zwischen der Universität Bayreuth und Heger GmbH Leiterplatten-Schnellservice (www.hegergmbh.com) gelang es, eine „grüne“ HTT genannte Leiterplattentechnik zur Marktreife voranzutreiben.

Das Akronym HTT steht für Hochtemperatur-Thermoplaste, die aufgeschäumt insbesondere HF- und impedanzkontrollierte Platinen ermöglicht. Die Vorzüge sind schnell aufgezählt, wie etwa die erhebliche Gewichtseinsparung, die dreidimensionale Verformbarkeit auch nach der Bestückung, die unproblematische Recyclebarkeit und der gegenüber konventionellen Hochfrequenzmaterialien günstige Preis. Die Crux: „Aufgrund der Schaumstruktur war anfangs eine Durchkontaktierung nur schwer realisierbar“, räumt Prof. Dr. Volker Altstädt ein. Er ist Professor an der Universität Bayreuth, Leiter des Lehrstuhls für Polymere Werkstoffe an der Universität Bayreuth und auch der Abteilung Polymer Engineering der Tutech Innovation GmbH (eine Gesellschaft der TU Hamburg-Harburg und der Freie und Hansestadt Hamburg). Ungeachtet der Problematik gilt als erste kommerzielle Anwendung eine Tuner-Platine für den deutschen TV-Gerätehersteller Loewe, die gemeinsam mit den Industriepartnern des BMBF-geförderten HTT-Projektes entwickelt wurde.

„Für die Weiterentwicklung des HTT-Boards hin zur Marktreife ist Heger GmbH Leiterplatten-Schnellservice ein kompetenter Partner“, verdeutlicht er und ergänzt: „Während die Universität die materialwissenschaftliche Seite vertritt, kommen bei Heger die anwendungstechnischen Anforderungen und die Praxisaspekte bei der Leiterplattenherstellung zum Tragen.“ Dem Platinenhersteller gelang es, spezielle Durchkontaktierungsmethoden zu entwickeln; er ist überdies in der Lage, feinste Leiterbahnstrukturen von 50 µm auf der kompakten Deckschicht zu realisieren. Derzeit sind durchkontaktierte doppelseitige Leiterplatten lieferbar. „Als Anbieter von Spezialanfertigungen im Schnellservice sind wir stets für neue Technologien offen – schon allein, um unsere Alleinstellungsmerkmale kontinuierlich auszubauen“, betont Katja Ranocha, Geschäftsführerin von Heger GmbH Leiterplatten-Schnellservice, die keine Herausforderung scheut und großes Zukunftspotential für die neuartige Technik der HTT-Boards sieht. Speziell für die Kunststoffmesse „K 2007“ in Düsseldorf und ein Jahr später für die electronica 2008 in München wurde das Eyecatcher-Kunstwerk „Digitalism Mask“ des Hamburger Digitalisten Petrus Wandrey als „spezielle“ Leiterplatte umgesetzt. Weitere interessante Anwendungen sind Antennenapplikationen für Magnetresonanz-Tomographen oder auch Lichtschalter-Module im Automobil. „Multilayer-HTT-Boards werden gerade entwickelt“, erklärt die Fachfrau.

Das neuartige Substrat auf Basis geschäumter Hochtemperatur-Thermoplaste ist in unterschiedlichen Materialvarianten basierend auf den Thermoplasten Polyethersulfon (PES) bzw. Polyetherimid (PEI) verfügbar. Es benötigt keine Flammschutzmittel, ist voll recyclingfähig und deshalb RoHS-konform. Am laufenden Meter und damit in einer unbegrenzten Länge ist das Platinensubstrat momentan in einer Breite von max. 360 mm und einer Dicke von 0,8 bis 1,6 mm herstellbar. Die optimierte Schaumstruktur führt nicht nur zu sehr guten mechanischen Eigenschaften, sondern ermöglicht – im Vergleich zu konventionellen Systemen – auch eine deutliche Gewichtsreduktion. Je nach Anwendung kann das zwischen 50 und 70 Prozent ausmachen, denn: Während das FR4-Material eine Dichte von 2 kg/l aufweist, punktet das HTT-Substrat mit einer Dichte von nur 0,8 bis 1 kg/l. Darüber hinaus lassen sich die dielektrischen Eigenschaften über eine gezielte Einstellung der Porosität in einem weiten Bereich variieren, weshalb das Material für Hochfrequenz-Anwendungen attraktiv ist und zudem die Erstellung impedanzkontrollierter Layouts zulässt.