使用电子功能创建智能表面

使用电子功能创建智能表面

在我参加慕尼黑AltiumLive设计峰会的所有技术用户演示中,我发现最吸引人的是一项创新技术,它鼓励了一些横向思维,并吸引了我的创意。产品管理副总裁Sini Rytky和芬兰Tactotek的高级硬件专家Tuomas Heikkil_的演讲题目是“imse:Creating Smart Surfaces with Electronic Functionality”。

Rytky解释说,imse代表注射成型结构电子技术,这是一种使用标准的高速制造方法和设备,将柔性印刷电路和电子元件集成到具有触摸敏感功能表面的三维成型结构中的技术。

IMSE的制造过程在概念上是合理和简单的。从扁平热塑性薄膜(通常是聚氨酯或模内标签薄膜)开始,标准印刷电子技术被用于应用导电特性,如电路、触摸控制和天线,以及装饰特性和用户界面图形。表面安装的组件和LED是通过标准的选择和放置技术添加的,而基板仍然是平的,推测使用导电粘合剂,尽管这并没有公开。然后,将组件热成型为三维形状,并注射成型,形成一个薄、轻、功能单元,具有智能、触摸敏感的表面,所有电子元件完全封装和嵌入。在众多潜在的应用领域中,最明显的是触摸控制与汽车内饰的结合。

设计可以将一个或两个薄膜与一个或两个薄膜上的电子元件结合在一起。Rytky展示了一个双膜结构堆叠的例子。最上面的一层是模内标签膜,尽管它可能是一种天然材料,如皮革或木材,用装饰性墨水印刷。接下来,出现了第一个电子层,它用导电和介电油墨印刷,并与SMT组件组装。堆的中心是一层热塑性树脂、聚碳酸酯或聚氨酯;然后是第二层电子层;最后是一层模内标签膜。Rytky强调,IMSE设计的本质是理解这些不同的材料和组件在组装起来、拉伸成三维形式并最终注入到单个单元中后的行为。

由于IMSE使电子功能能够集成到三维表面和空间有限的位置,因此创新设计的空间很大,装饰表面可以在不改变其机械结构的情况下发挥功能。此外,传统的电子组件在厚度、重量和复杂度方面可以大幅度降低。

Rytky举的一个例子是一个典型的汽车顶置控制面板。在传统的形式下,它是一个庞大的结构,45毫米厚,重量高达1.4公斤,有64个单独的机械部件,它的装配需要30个独立的操作。在耐久性和可靠性方面,该结构完全密封,不受碎片和湿气的影响,在-40°C至+80°C的温度范围内完全发挥作用。在另一个汽车例子中,触摸感应照明座椅控制集成在一个真正的木门内饰内,总厚度只有3毫米。

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