BWP517: Flexible und gedruckte Elektronik (mit Praktikum)

Wahlpflichtmodule

BWP517: Flexible und gedruckte Elektronik (mit Praktikum)

Kurzporträt BWP517: Flexible und gedruckte Elektronik (mit Praktikum)
Worum geht es? In diesem Modul lernen Studierende elektronische Bauelemente und Schaltungen kennen, die auf flexiblen Materialien hergestellt werden können. Studierende beschäftigen sich mit leitfähigen, halbleitenden und isolierenden Werkstoffen, mit Druckverfahren wie Studierendebdruck, Inkjet oder Aerosol-Jet sowie mit flexiblen Substraten wie Folien und Textilien. Im Praktikum stellen Studierende einfache Funktionsstrukturen her und untersuchen, wie Material- und Prozessparameter die elektrischen Eigenschaften beeinflussen.
Wofür braucht man es? Diese Kompetenzen werden gebraucht, um flexible, smarte, nachhaltige oder biokompatible Elektronik für Sensorik, Wearables, Smart Textiles, Energie- und Leuchttechnologien zu entwickeln. Die Kompetenzen helfen dabei, Materialien, Fertigungsprozesse und Anwendungen sinnvoll miteinander zu verbinden.
Wieso ist es interessant? Elektronik muss nicht immer starr, schwer und klassisch aufgebaut sein. Das Modul zeigt, wie gedruckte und flexible Technologien neue Produktideen in Medizin, Alltag, Industrie und Nachhaltigkeit ermöglichen.
Modulverantwortung

Prof. Dr. Ekaterina Nannen

Lehrperson(en)

Prof. Dr. Ekaterina Nannen

Verwendbarkeit
  • Bachelor Elektrotechnik
  • Bachelor Maschinenbau
  • Bachelor Mechatronik und Robotik
Fächergruppe

Ingenieurwissenschaften

Modultyp
Wahlpflicht
Sprache

Deutsch

Angebot

jährlich

Dauer

1 Semester

Credits

5 ECTS

Benotung

Deutsche Notenskala 1-5

SWS

2 V | 1 Ü | 1 P | - S

Workload
Präsenzstudium: 45 Std. Selbststudium: 90 Std.
Engl. Titel

Flexible and Printed Electronics

Empfohlene Voraussetzungen
  • BB003: Grundlagen CAD und Werkstoffe: Werkstoffklassen, Werkstoffkennwerte, technische Darstellung und grundlegende Fertigungszusammenhänge.
  • BB004: Grundlagen der Mechanik: mechanische Grundgrößen und Belastungszusammenhänge flexibler technischer Strukturen.
  • BB005: Grundlagen der Elektrotechnik 1: elektrische Grundgrößen, Bauelemente und Analyse einfacher Schaltungen.
  • BET102: Halbleiterbauelemente und Grundschaltungen: Halbleiterbauelemente, Kennlinien, Ersatzschaltbilder und elektronische Grundschaltungen.
Lernergebnisse / Kompetenzen
WAS

Die Studierenden verstehen die grundlegenden Funktionsprinzipien elektronischer Bauelemente und deren Umsetzung in druckbaren, flexiblen Schaltungen.

WOMIT

Die Studierenden erreichen dieses Lernergebnis, indem sie

  • Werkstoffe (leitfähig, halbleitend, isolierend) und Druckverfahren (Siebdruck, Inkjet, Aerosol-Jet, Flexo) kennenlernen und anwenden,
  • einfache elektronische Funktionsstrukturen auf flexiblen Substraten (Folien, Textilien) herstellen und charakterisieren,
  • Material- und Prozessparameter mit elektrischen Eigenschaften korrelieren,
  • Anwendungen in Sensorik, Biomedizintechnik, Wearables, Smart Textiles, Solarzellen, Batterien, Leuchtelementen, etc. untersuchen,
  • Integrationskonzepte für In-Mold-Electronics und hybride Systeme bewerten.
WOZU

Um Bauelemente, Materialien und Fertigungsprozesse der druckbaren Elektronik gezielt für nachhaltige, flexible, smarte und biokompatible Anwendungen auswählen und kombinieren zu können und in Entwicklungs-, Forschungs- oder Transferprojekten interdisziplinär mitzuwirken.

Inhalte
  • Einführung in druckbare und flexible Elektronik
  • Vergleich konventioneller, integrierter und gedruckter Schaltungen
  • Funktionsprinzipien elektronischer Bauelemente
  • Materialien und Substrate (Polymerfolien, Textilien)
  • Druck-, Beschichtungs- und Strukturierungsverfahren
  • Charakterisierung elektrischer Eigenschaften
  • Anwendungen in Sensorik, Wearables, Smart Textiles, In-Mold-Electronics, Energie- und Leuchttechnologien
  • Nachhaltigkeit und Recyclingaspekte
Prüfungsvorleistung

aktive Praktikumsteilnahme

Prüfungsleistung

Projektarbeit: Präsentation (20 Minuten), schriftliche Ausarbeitung (20 Seiten)

Literatur
  • G. Nisato, D. Lupo, S. Rudolf: Organic and Printed Electronics: Fundamentals and Applications. Pan Stanford Publishing, 2016.
  • Hagen Klauk: Organic Electronics - Materials, Manufacturing, and Applications. Wiley-VCH, 2006.
  • Hagen Klauk: Organic Electronics II. Wiley-VCH, 2012.
  • Zheng Cui: Printed Electronics - Materials, Technologies and Applications. Wiley, 2016.
  • Torbjörn Remonen: Flexible and Printed Electronics. Wiley, 2020.