Nachhaltige Elektronik: Leiterplatten aus Pilzmyzel als Alternative
Dichte 1,23 g/cm³, Plattendicke 0,5 cm, CO₂-Fußabdruck minus 56 Prozent: Nach einem Bericht von all-electronics.de legt die TU Bergakademie Freiberg erstmals belastbare Messwerte zu einer Leiterplatte auf Myzelbasis vor.
Das Substrat trägt die Bezeichnung „AnimatPCB" und nutzt das Myzel des Schimmelpilzes Aspergillus niger, gezüchtet auf Reststoffen der industriellen Zitronensäureproduktion. Das Myzel tritt damit als direkter Ersatz für Glasfasergewebe und Epoxidharz auf.
Messwerte und Materialstatus
Die geformte und luftgetrocknete Myzelplatte erreicht eine Dichte von 1,23 g/cm³. Der Wert liegt im unteren Bereich konventioneller FR-4-Materialien (1,2 bis 1,9 g/cm³). Die Forschenden beschreiben hohe mechanische Festigkeit und gute Hitzestabilität, publizieren jedoch weder Tg-Wert, noch CTE in z-Richtung, noch Zugfestigkeit, noch Dielektrizitätskonstante. Ohne diese Zahlen bleibt jeder Vergleich mit FR-4, Polyimid oder CEM eine qualitative Aussage. Auch Angaben zur Oberflächenrauheit und zur Porosität fehlen – beides Parameter, die über die Kupferhaftung entscheiden.
Aufbau- und Verbindungstechnik
Erste Versuche decken zwei Beschichtungsrouten ab: klassisches Ätzverfahren und Direct-Ink-Writing. In beiden Fällen wurde verlötet. Damit ist die grundsätzliche Bestückbarkeit nachgewiesen. Offen bleibt, ob die Lötstellen wiederholte Reflow-Zyklen überstehen und ob die Haftfestigkeit der metallisierten Leiterbahnen am Myzel für mehrfache Reprofile ausreicht. Myzel ist ein fasriges, hygroskopisches Substrat. Damit sind CAF-Wachstum, Delamination und Quellverhalten die zu prüfenden Ausfallmechanismen. Mikrovias, wie sie in HDI-Aufbauten üblich sind, lassen sich auf dieser Materialbasis derzeit nicht seriell fertigen.
Qualifizierungslücke und Fertigungseinordnung
Industrielle Verwertbarkeit setzt drei Messreihen voraus: Abnahmeprüfung nach IPC-A-600, Basismaterialprüfung nach DIN EN 60249-1 sowie Wasseraufnahme nach IPC-TM-650. Die Freiberger Gruppe nennt die Wasseraufnahme explizit als offenen Parameter. Ein Substrat mit unkontrollierter Feuchteaufnahme scheidet für den Standard-Reflow-Prozess, für Mehrfachlötungen und für den Betrieb in kondensierender Umgebung aus. AnimatPCB ist heute ein Prototyp-Substrat für niederfrequente Anwendungen wie Umweltsensoren oder Demonstratoren. Wer den Werkstoff verfolgt, achtet auf drei Werte: Tg-Wert per DSC, Wasseraufnahme in Prozent sowie Kupferhaftfestigkeit nach Thermoschock. Erst wenn diese Messreihen vorliegen, lässt sich der Schritt von der Laborplatte in eine Bestückungslinie bewerten.
