Společný projekt TexaS – modulární systém pro chytré textilie

Obrázek 1 (vlevo): Konečný koncept 2K-Interposers

Obrázek 2 (vpravo): Možné textilní připojení interposeru: připojovací vlákna (zelená), kontaktní vlákna (červená)

Abb. 3: Technologiedemonstrátor s vyšitou a částečně osazenou interposers (Zdroj: TITV e. V., Greiz)

Technické textilie jsou díky svým výhodným vlastnostem široce využívány. Tyto výhody vyplývají z vysoké flexibility a variability používaných materiálů. Aplikace pro technické textilie nacházejí uplatnění nejen v oděvech, ale také v mnoha dalších oblastech, například v interiéru automobilů.

Zvýšení funkční integrace textilií lze dosáhnout kombinací textilně-elektronických zapojení s elektronickými komponenty. Pro připojení elektronických komponent (senzorů, aktorů) k technickým textiliím existují různé technologie, které však stále představují většinou ne příliš flexibilní řešení a neumožňují výměnu různých komponent. Taková modularita má být dosažena prostřednictvím tohoto výzkumného projektu.

Společně k inovativním řešením

Celkovým cílem společného projektu je posunout vývoj textilních a textilně integrovaných
mikroelektronických systémů vpřed. Připojení periferních prvků a vyměnitelných komponent má být realizováno pomocí nákladově efektivní výrobní technologie. Zaměření je na vývoj spolehlivých, efektivních a kompatibilních kontaktovacích a napájecích řešení pro různé funkce.

Následující partneři projektu realizovali tento záměr:

- Textilní výzkumný institut Thüringen-Vogtland e. V., Greiz (koordinátor)
- WESKO GmbH, Stollberg
- Robert Bosch GmbH, Renningen
- DFKI Interactive Textilien, Berlín
- Smart Battery Solutions GmbH, Kleinostheim
- ZSK Stickmaschinen GmbH, Krefeld
- Kunststoff-Zentrum v Lipsku gGmbH, Lipsko

Podprojekt KUZ: Vývoj technických řešení procesů a nástrojů pro vstřikování textilních interposerů a kontaktních prvků

Kunststoff-Zentrum v Lipsku (KUZ) provádí v rámci tohoto projektu technickou realizaci jednotlivých procesů vstřikování. Patří sem vývoj a dodávka spínacích modulů (interposerů), které umožňují kontaktování elektronických komponent (senzory, aktory) na textilních substrátech pomocí připojitelných desek.

Jako finální koncept interposeru je vyvíjen mikroformní díl složený ze dvou odlišných komponent (obr. 1). Výroba příslušných formovacích dílů je realizována pomocí termoplastických plastů na mikrovstřikovacím stroji vyvinutém v KUZ, což umožňuje vytvářet interposery s složitou geometrií.

Pro vodivé kontury a kontakty je zpracováván kovovatelný komponent spolu s izolačním materiálem. Po metalizaci vzniknou definované vodivé dráhy. Pro upevnění interposeru jsou tyto přišity na textilii. Kontaktování s textilní elektronikou se provádí přišitím vodivých vláken (obr. 2).

Výsledky

Po simulaci a optimalizaci dílčích komponentů pro dvoukomponentový interposer následuje koncepce a výroba příslušných nástrojů a optimalizace jejich součástí. Výzvou při dvoustupňové výrobě interposeru je demontáž miniaturizovaných formovacích dílů a omezené procesní okno.

Na funkční interposery se v dalším kroku pomocí částečné metalizace v galvanizačním procesu nanáší povrch z mědi, niklu a zlata. Partneři projektu provedli funkční testy s finálními interposery a sestavili demonstrační model (obr. 3).

Kontakt: Thomas Wagenknecht, Tel. 0341 4941603, wagenknecht@kuz-leipzig.de
Poskytovatel financování: BMBF, FKZ: 16ES0683