Közös projekt TexaS – Modular rendszer az okos textíliákhoz

Ábra. 1 (balra): A 2K-interposer végső koncepciója

Ábra. 2 (jobbra): Az interposer lehetséges textil csatlakoztatása: csatlakozó fonalak (zöld), kontaktus fonalak (piros)

Ábra. 3: Technológiai demonstrátor felvarrt és részben betűzött interposerekkel (Forrás: TITV e. V., Greiz)

A technikai szövetek sokféle felhasználásra kerülnek előnyös tulajdonságaik miatt. Ezek az előnyök a magas rugalmasságból és a felhasznált anyagok változatosságából adódnak. A technikai szövetek alkalmazásai nemcsak ruházati termékeknél találhatók meg, hanem számos más területen is, például az autóipari belső térben.

Az anyagok funkcióintegrációjának növelése érdekében a textil-elektronikus kapcsolások és elektronikus komponensek kombinációja révén érhető el. Számos technológia létezik az elektronikus komponensek (érzékelők, aktorok) technikai szövetekhez való csatlakoztatására, de ezek általában még mindig merev megoldásokat jelentenek, és nem teszik lehetővé különböző komponensek cseréjét. Egy ilyen modularitást a kutatási projekt célja elérni.

Közösen az innovatív megoldásokért

A projekt összcélja a textil-alapú és textilbeépített mikroelektronikai rendszerek fejlesztésének előmozdítása. A perifériás elemek és cserélhető komponensek csatlakoztatását költséghatékony gyártástechnológia valósítja meg. A hangsúly a megbízható, hatékony és kompatibilis érintkezési és energiaellátási megoldások kifejlesztésén van, amelyek változó funkciókat tesznek lehetővé.

A projekt megvalósításában részt vevő partnerek:

- Textilkutató Intézet Thüringen-Vogtland e. V., Greiz (koordinátor)
- WESKO GmbH, Stollberg
- Robert Bosch GmbH, Renningen
- DFKI Interaktív Textíliák, Berlin
- Smart Battery Solutions GmbH, Kleinostheim
- ZSK Stickmaschinen GmbH, Krefeld
- Kunststoff-Zentrum Leipzig gGmbH, Leipzig

Alprojekt KUZ: Módszertani és eszköztechnikai megoldások fejlesztése a textil-alapú interposerek és kontaktuselemek fröccsöntéséhez

A lipcsei műanyag központ (KUZ) végzi a projektben a fröccsöntéstechnikai megvalósítást az egyes részfolyamatokra. Ide tartozik az áramkörházak (interposerek) fejlesztése és biztosítása, amelyek segítségével elektronikus komponensek (érzékelők, aktorok) csatlakoztathatók textil aljzathoz, felcsíptethető nyomtatott áramkörök segítségével.

Végső interposer-koncepcióként egy mikroformát fejlesztenek, amely két különböző alkotóelemből áll (1. ábra). A megfelelő formadarabok gyártása termoplasztikus műanyagokkal történik egy a KUZ-ben kifejlesztett mikrospritzgép segítségével, így komplex geometriájú interposerek készíthetők.

A vezetőképes kontúrok és csatlakozók számára egy fémesíthető alkotóelemet és egy szigetelő anyagot dolgoznak fel. A fémesítési folyamat után meghatározott vezetősávok alakulnak ki. Az interposerek rögzítéséhez ezeket a textilhez varrják. A textil áramkörhöz való csatlakoztatás a vezető szálak varrásával történik (2. ábra).

Eredmények

A kétkomponensű interposer részkomponenseinek szimulációja és optimalizálása után megkezdődik a megfelelő szerszámok tervezése és gyártása, valamint a szerszámalkatrészek optimalizálása. A kihívást a kétlépcsős gyártás során a miniaturizált formadarabok szerszámmentesítése és a szűk folyamatablak jelenti.

A működőképes interposerekre a következő lépésben részleges fémesítéssel réteget visznek fel réz, nikkel és arany felhasználásával galvanizálási folyamat során. A projektpartnerek tesztelték a végleges interposereket funkcionális szempontból, és bemutató modellt készítettek (3. ábra).

Kapcsolattartó: Thomas Wagenknecht, Tel. 0341 4941603, wagenknecht@kuz-leipzig.de
Támogató: BMBF, FKZ: 16ES0683