Prozess- und Produktentwicklung

NCA-Bonding Kontaktierungsprozess für E-Textilien

© Fraunhofer IZM
Electronic textiles technologies
© Fraunhofer IZM

Kontaktierung von Elektronik und Textilien: Ein neuer Ansatz

Viele Anwendungen von E-Textilien - wie Systeme zur Überwachung von Vitaldaten oder zur Erfassung ergonomischer Daten, Heizkissen, Beleuchtung oder innovative Mensch-Maschine-Schnittstellen - erfordern Sensoren und elektronische Komponenten, die in das Textil selbst integriert sind. Diese Kombination aus elektrischen Komponenten und weichen Textilmaterialien und die daraus resultierenden Anforderungen an Komfort, Waschbarkeit, Design, Zuverlässigkeit oder Signalstabilität machen den Integrationsprozess zu einer komplexen Herausforderung. Besonders anspruchsvoll ist die Verbindung elektronischer Module mit textilintegrierten Leitern und Sensoren. Herkömmliche E-Textil-Kontaktierungsmethoden - Druckknöpfe, Crimpen, Löten, Sticken, Leitkleber oder Nähen - führen oft nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen, wenn es um dynamisch-mechanische Stabilität, zuverlässige Kontaktwiderstände oder ausreichende Waschbarkeit geht. Die am Fraunhofer IZM entwickelte E-Textil-Bonding-Technologie löst diese Probleme, indem sie elektronische Module in einem einzigen Schritt mechanisch und elektrisch mit textilen Schaltkreisen kontaktiert. Die so entstandenen Bondverbindungen zeichnen sich durch eine hohe Zuverlässigkeit bei zyklischen Temperatur- und Feuchtigkeitsbelastungen sowie eine hervorragende Waschbarkeit aus.

E-Textile-Bonding: Eine universell einsetzbare Verbindungstechnologie

Mit dem E-Textile Bonding Verfahren können Sie:

  • Mechanische und elektrische Verbindungen in einem einzigen Schritt herstellen
  • Direkt auf isolierte Drähte kontaktieren
  • PCBs, flexible PCBs und sogar SCBs kontaktieren
  • Module auf eine Vielzahl textiler Schaltungen, einschließlich gewebter, gestrickter, gestickter, gedruckter und textilbasierter Schaltungen kontaktieren
  • Eine große Anzahl I/Os in einem einzelnen Arbeitsschritt verbinden

Im Vergleich zu anderen etablierten Technologien:

  • benötigt das E-Textile Bonding kein Flussmittel oder Underfiller
  • sind keine leitfähigen Klebstoffe oder Partikel erforderlich
  • werden nur kostengünstige Klebstofffolien verwendet
  • Ermöglicht das E-Textile Bonding Recycling und Reparatur durch die Verwendung von thermoplastischen Klebstoffen
  • wir eine höhere mechanische Stabilität durch Kontaktpads auf der Unterseite der Module erzielt, wodurch Schälkräfte vermieden werden

E-Textile-Bonder

Der am Fraunhofer IZM für die praktische Anwendung des Bondingverfahrens entwickelte E-Textile Bonder ist in der Lage, ein breites Spektrum an Textilien bis zu einer Größe von einem Quadratmeter und elektronische Baugruppen bis zu einer Größe von 50 mm mal 50 mm zu verarbeiten. Ein optisches Ausrichtungssystem und eine eigens entwickelte Software ermöglichen eine hochpräzise Montage. Die Kompatibilität des Bonders mit Standard-Stickrahmen macht es einfach, das E-Textile-Bonden in textile Verarbeitungsketten einzubinden. Das obere und untere Bondwerkzeug können einzeln angesteuert werden; der Prozessdruck und die Temperatur können in Rampen entsprechend den Anforderungen der verklebten Materialien programmiert werden.

Leistungsangebot

  • Montage von elektronischen Modulen auf Textilien
  • Entwicklung von Demonstratoren und Prototypen
  • Kundenspezifische miniaturisierte Elektroniklösungen (starr / flexibel / dehnbar)
  • Entwicklung von Schaltkreisen für E-Textilien (Sticken, Stricken, Bänder, dehnbare TPU-Folien)
  • Auf E-Textilien zugeschnittene Zuverlässigkeitstests und Fehleranalysen
  • Gemeinsame Entwicklung von neuen E-Textil-Maschinen
  • Lizenzvergabe und Technologietransfer