Polymere sind aus der modernen Mikroelektronik nicht mehr wegzudenken. In der Aufbau- und Verbindungstechnik für elektronische Systeme ist – vom Schaltungsträger bis hin zur Verkapselung – eine Vielzahl von Kunststoffen im Einsatz.

	Solarzellen © DOE/NREL

Integrierter Schaltkreis als Kernstück
Der integrierte Schaltkreis, das Kernstück der Elektronik, basiert jedoch noch weitgehend auf anorganischen Materialien, vor allem auf kristallinem Silizium. Inzwischen lassen sich verschiedene leitende und halbleitende Polymere herstellen, die man zum Bespiel in Transistoren, Leuchtdioden, Solarzellen oder Sensoren nutzen kann.

Derzeit besteht noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf, um eine vollständig auf Polymeren basierende Elektronik aufzubauen und industriell zu nutzen. Wichtige Grundlagen und Voraussetzungen hierfür haben Fraunhofer-Institute in den vergangenen Jahren in den Projekten „Polymerelektronik“ und „Smart Plastics“ erarbeitet.

Interdisziplinäre Forschung
Ein Schlüssel für die Zukunft von flexiblen elektronischen Systemen ist es, verschiedene polymere Schichtkomponenten wie Polymerelektronik, Solarzellen, gedruckten Batterien, Displays und Sensoren zu einem flexiblen System zu verbinden. Wie sich die notwendigen so genannten Heterointegrationstechniken auf Polymerfolie realisieren lassen, haben Fraunhofer-Forscher an einem autarken Beschilderungs-System demonstriert.

„Uns ist es gelungen, organische Photovoltaik, flexible Batterien, Energiemanagement, ein Display aus organischen Leuchtdioden und ein Sensorinterface auf einem Plastikfoliensubstrat zu integrieren“, berichtet Professor Dr. Karlheinz Bock vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in München.

Projekt „Smart Plastics“
In dem Projekt „Smart Plastics“ haben Wissenschaftler der Fraunhofer-Institute für Photonische Mikrosysteme IPMS, Integrierte Schaltungen IIS, Solare Energiesysteme ISE, Silicatforschung ISC, Angewandte Polymerforschung IAP, Molekularbiologie und Angewandte Ökologie IME, des Verbunds Polymere Oberflächen POLO und des IZM zusammengearbeitet.

Der große Vorteil der Kooperation: Die Institute verfügen über Kompetenzen in der Material- und Prozessentwicklung, der Systemintegration, Produktionstechnik und Maschinenentwicklung. „Dank dieses interdisziplinären Ansatzes können wir die Weiterentwicklung der neuen Technologie entscheidend vorantreiben“, betont Bock.