Würth Elektronik treibt biobasierte Leiterplattentechnologie im Cellutronik-Projekt voran

Würth Elektronik Circuit Board Technology, das Institut für Materialwissenschaft der Universität Stuttgart und die Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. arbeiten gemeinsam an der Entwicklung biobasierter Leiterplatten. Das Cellutronik-Projekt konzentriert sich auf die Nutzung bakterieller Cellulose als alternatives Substratmaterial, um den ökologischen Fußabdruck elektronischer Komponenten zu reduzieren, die in der industriellen Automatisierung und digitalen Infrastruktur eingesetzt werden.

Operative Herausforderungen und Rollen der Projektpartner
Die konventionelle Herstellung von Leiterplatten basiert in hohem Maße auf erdölbasierten Basismaterialien, was für die Elektronikindustrie sowohl Abhängigkeiten bei den Rohstoffen als auch Herausforderungen bei der Entsorgung am Ende des Produktlebenszyklus mit sich bringt. Um diese grundlegende Problematik zu adressieren, startete das Konsortium im November 2025 das Cellutronik-Projekt mit dem Ziel, alternative biologische Substratmaterialien zu erforschen und für den industriellen Einsatz zu entwickeln. Die Zusammenarbeit verbindet unterschiedliche Fachgebiete – Materialwissenschaft, additive Fertigung und industrielle Serienproduktion –, um sicherzustellen, dass die entwickelten Komponenten den Anforderungen moderner Fertigungsprozesse entsprechen.

Technische Lösung und Aufgabenverteilung
Die technische Lösung ersetzt herkömmliche Substrate aus Glasfaser und Epoxidharz durch bakterielle Cellulose. Diese wird aus landwirtschaftlichen Reststoffen gewonnen und mithilfe gezielt eingesetzter Mikroorganismen zu stabilen, plattenförmigen Strukturen verarbeitet. Das Institut für Materialwissenschaft der Universität Stuttgart entwickelt die Syntheseverfahren zur Herstellung dieser biologischen Fasern. Die Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. entwickelt die additiven Fertigungsverfahren und bringt leitfähige Strukturen mittels digitalem Inkjet-Druck von Kupfer- und Silbertinten direkt auf die Celluloseoberflächen auf. Würth Elektronik Circuit Board Technology untersucht und passt bestehende Fertigungsprozesse an, um sicherzustellen, dass die biologischen Substrate die erforderliche mechanische Stabilität und Lötbarkeit für die Integration elektronischer Bauteile gewährleisten.

Anwendungen und Einsatzbereiche
Die biobasierte Substrattechnologie richtet sich an Branchen, die elektronische Hardware in großem Maßstab produzieren. Zu den konkreten Anwendungsfällen zählt die Herstellung mehrlagiger Leiterplatten, bei der präziser additiver Leiterbahndruck herkömmliche subtraktive Fertigungsverfahren ersetzt. Durch die Sicherstellung, dass sowohl die biobasierten Substrate als auch die aufgedruckten Leiterstrukturen lötbar bleiben, können die Trägermaterialien in bestehende SMT-Fertigungslinien (Surface Mount Technology) integriert werden. Dadurch bleiben Prozessstabilität und Produktionsleistung erhalten, ohne dass neue Montageinfrastrukturen erforderlich sind.

Umsetzung und erwartete Auswirkungen
Das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderte Projekt umfasst sowohl Laborsynthesen als auch industrielle Machbarkeitsuntersuchungen. Die Projektphasen sollen in einem funktionsfähigen Demonstrator münden, der mehrlagige Leiterplatten präsentiert, die durch digitales Drucken auf bakterieller Cellulose hergestellt wurden. Das gezielte Aufbringen leitfähiger Leiterbahnen ausschließlich an den benötigten Stellen reduziert den Einsatz von Schwermetallen sowie die Prozessdauer. Dadurch ermöglicht das biobasierte Substrat eine messbare Verringerung der Umweltbelastung gegenüber herkömmlichen erdölbasierten Materialien über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg.

Bearbeitet von Natania Lyngdoh, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

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