Ein interdisziplinäres Konsortium aus Forschungseinrichtungen, mittelständischen Unternehmen und Industriepartnern hat sich mit der Zielsetzung zusammengeschlossen, eine zentrale Herausforderung der Elektronikindustrie anzugehen. Konkret geht es um den Ersatz von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) in Hochfrequenzanwendungen. PFAS-haltige Kunststoffe wie Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) finden aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften eine breite Anwendung – gleichzeitig gelten sie jedoch als umweltschädlich und schwer abbaubar. Ein EU-weites Verbot dieser Stoffe ist in Vorbereitung. "Das Projekt zielt darauf ab, die Machbarkeit leistungsfähiger Alternativen zu demonstrieren und somit einen signifikanten Beitrag zu einer nachhaltigeren Elektronikproduktion zu leisten", erläutert Projektleiter Tobias Göbel, Scientist Compoundieren und Extrudieren am SKZ.

Das Projektkonsortium setzt sich aus dem Kunststoff-Zentrum SKZ (Mitglied der ZUSE-Gemeinschaft), der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU), dem Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) sowie den Unternehmen Wefapress Beck + Co. GmbH, TRILITEC GmbH und VEGA Grieshaber KG zusammen. Das Projekt startete im Januar 2025 und wird über einen Zeitraum von drei Jahren an mehreren Standorten in ganz Deutschland durchgeführt.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Erprobung von PFAS-freien Kunststoffen für den Einsatz in Radarsensoren, die in industriellen Anwendungen wie der Füllstandmessung, der Materialanalyse oder der autonomen Navigation zum Einsatz kommen. Dabei sollen neue Materialien identifiziert, verarbeitet und in realitätsnahen Szenarien getestet werden. Die Projektpartner untersuchen dazu verschiedene Kunststofftypen hinsichtlich ihrer Eignung für Hochfrequenzanwendungen. Darüber hinaus werden die thermische und chemische Beständigkeit analysiert. Zunächst erfolgt die Verarbeitung mittels Plattenpressen, anschließend wird die Eignung für den Spritzguss geprüft.

Die entwickelten Materialien finden in drei spezifischen Anwendungsfällen in Form von Radarsensoren Verwendung und werden in diesem Kontext evaluiert:
Use-Case 1:
Entwicklung eines hochpräzisen Radarsensors zur Materialanalyse in der Fabrikautomation
Use-Case 2:
Sensor zur Füllstandüberwachung in industriellen Tankanlagen
Use-Case 3:
Mehrkanal-Radarsensor zur Kollisionsvermeidung in fahrerlosen Transportsystemen

"Die Ergebnisse dieses Projekts können nicht nur die Umweltbelastung reduzieren, sondern auch neue Märkte erschließen und die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Industrie stärken", betont Benjamin Littau, Verbundkoordinator von TRILITEC.

Das neu gestartete Forschungsvorhaben EEE202404-2936-041 mit dem Kurztitel "PFAS-freie Radarsensoren" wird vom 01.01.2025 bis 31.12.2027 über das VDI/VDE/IT im Rahmen des Programms der Bundesregierung für Forschung und Innovation 2021-2024 "Mikroelektronik. Vertrauenswürdig und nachhaltig. Für Deutschland und Europa." durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Das SKZ bedankt sich für die finanzielle Unterstützung.