Projet conjoint TexaS – Système modulaire pour textiles intelligents

Fig. 1 (gauche) : Concept final du 2K-Interposer

Fig. 2 (droite) : Connexion textile possible de l'interposeur : fils d'adhérence (vert), fils de contact (rouge)

Abb. 3 : Démonstrateur technologique avec interposers brodés et partiellement équipés (Source : TITV e. V., Greiz)

Les textiles techniques sont utilisés de manière variée en raison de leurs propriétés avantageuses. Ces avantages résultent de la grande flexibilité et de la variabilité des matériaux utilisés. Les applications pour les textiles techniques ne se limitent pas aux vêtements, mais se trouvent également dans de nombreux autres domaines, comme l’intérieur automobile.

Une augmentation de l’intégration fonctionnelle des textiles peut être réalisée par la combinaison de circuits textiles électroniques avec des composants électroniques. Pour la connexion de composants électroniques (capteurs, actionneurs) aux textiles techniques, il existe différentes technologies, qui restent cependant souvent des solutions peu flexibles et ne permettent pas de remplacer différents composants. Une telle modularité doit être atteinte par le projet de recherche.

Ensemble vers des solutions innovantes

L’objectif global du projet en consortium est de faire avancer le développement de systèmes microélectroniques basés sur des textiles et intégrés dans des textiles. La connexion d’éléments périphériques et de composants échangeables doit être réalisée par une technologie de fabrication économique. L’accent est mis sur le développement de solutions de contact et d’alimentation électrique fiables, efficaces et compatibles pour des fonctionnalités variables.

Les partenaires du consortium ayant réalisé le projet sont :

- Institut de recherche sur les textiles Thuringe-Vogtland, Greiz (coordinateur)
- WESKO GmbH, Stollberg
- Robert Bosch GmbH, Renningen
- DFKI Textiles interactifs, Berlin
- Smart Battery Solutions GmbH, Kleinostheim
- ZSK Stickmaschinen GmbH, Krefeld
- Zentrum für Kunststoffe à Leipzig gGmbH, Leipzig

Sous-projet KUZ : Développement de solutions procédurales et d’outillage pour le moulage par injection d’interposers textiles et d’éléments de contact

Le Zentrum für Kunststoffe à Leipzig (KUZ) réalise dans le cadre du projet la mise en œuvre technique par injection des sous-processus respectifs. Cela inclut le développement et la fourniture de supports de commutation (interposers), permettant de contacter des composants électroniques (capteurs, actionneurs) sur des substrats textiles via des cartes amovibles.

Le concept final d’interposer est un micro-élément moulé composé de deux composants différents (Fig. 1). La fabrication des pièces de moule correspondantes se fait avec des plastiques thermoplastiques sur une machine à injection microscopique développée au KUZ, permettant de créer des interposers avec une géométrie complexe.

Pour les contours conducteurs et contacts, une composante métallisable est traitée avec un matériau isolant. Après un processus de métallisation, des pistes conductrices définies apparaissent. Pour fixer les interposers, ceux-ci sont cousus sur le textile. La connexion avec le circuit textile se fait par couture de fils conducteurs (Fig. 2).

Résultats

Après simulation et optimisation des sous-composants pour l’interposer à deux composants, la conception et la fabrication des outils correspondants ainsi que l’optimisation des composants d’outillage ont été réalisées. Le défi lors de la fabrication en deux étapes de l’interposer est le dé-moulage des pièces miniaturisées ainsi que la fenêtre de processus limitée.

Les interposers fonctionnels sont ensuite recouverts par une métallisation partielle dans un processus de galvanoplastie, appliquant une couche de cuivre, nickel et or. Les partenaires du projet ont effectué des tests de fonctionnement avec les interposers finaux et ont construit un démonstrateur (Fig. 3).

Contact : Thomas Wagenknecht, Tél. 0341 4941603, wagenknecht@kuz-leipzig.de
Financeur : BMBF, FKZ : 16ES0683