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Markt Meldungen 14 EMS Guide 2021 www markttechnik de Haut Was bedeutet dass für medizinische Anwendungen ein PU-Substrat direkt auf den Körper platziert werden kann In manchen Anwendungen ist dies ein großer Vorteil Gute Erfahrungen »Wir sammelten in den vergangenen Jahren schon einige Erfahrungen mit der Verarbeitung von solchen Stretch-Substraten Gemeinsam mit der Würth Elektronik konnten wir zuerst einige Demonstratoren fertigen und kurze Zeit später auch ein erstes Kundenprodukt« so Rückert Die Prozessführung war einfacher als gedacht Die Sn Bi-Lotpaste lässt sich ohne Einschränkungen prozesssicher verarbeiten Natürlich wurde ein spezielles Lötprofil erstellt aber auch das gestaltet sich aufgrund der niedrigeren Temperaturen einfacher als bei SAC-Lot Die Ergebnisse waren von Anfang an sehr gut Binder hatte mit dem Lot bereits Erfahrungen aus Projekten mit textiler Elektronik Das Handling der Substrate entspricht in etwa bekannten Substraten Dafür wird der eigentlich Kern aus TPU-Folie thermoplastisches Polyurethan mit einer starren Lage verbunden die nach der Prozessierung gelöst werden kann Eine größere Herausforderung besteht bei Stretch-Substraten mit größeren Ausmaßen Die geringe Formstabilität des Materials führt dazu dass Strukturen nicht die Maßhaltigkeit und Wiederholgenauigkeit haben die man von FR4 oder Polyimid gewohnt ist »Hier ist von Vorteil wenn man mit lokalen Passermarken für den Lotpastendruck und die Bestückung arbeiten kann« erklärt Rückert Geht da noch mehr? »Die strukturellen Vorteile der PUbasierten Substrate waren uns also schon bekannt Wir waren aber neugierig ob man nicht einige der Nachteile überwinden könnte« so Rückert weiter Im vom BMBF geförderten Forschungsverbundprojekt PYRAMID war Binder mit der Entwicklung eines körpernahen Sensorsystems beschäftigt Der Formfaktor orientierte sich an Uhr oder Armband Dort wird regulär die Elektronik in einer kompakten Einheit auf der Oberseite des Armes integriert das Armband hat keine elektrische Funktion »Im Rahmen der Forschung wollten wir untersuchen welche Vorteile eine Funktionalisierung des kompletten Bandes verspricht« schildert der Firmenchef Im ersten Versuch wurde die entsprechende Schaltung als Starr-Flex-Version aufgebaut um deren Funktionalitäten zu überprüfen Die Schaltung beinhaltet ein Mikrocontrollermodul mit Bluetooth das sich über eine App steuern lässt verschiedene Sensoren 9DoF Umgebungslicht Mikrofon Temperatur NFC sowie als Kernstück zwei PPG-Sensoren für Herzratenmessung die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Armes platziert werden ein Sensor auf der Haupteinheit ein Sensor an der Schließe Die Spannungsversorgung erfolgt über zwei Lithium-Polymer-Akkus die mittels magnetisch haftender Abdeckkappen aus FR4 verdeckt werden Außerdem gibt es eine kapazitive Bedienstrecke auf dem Armband sowie RGB-LEDs zur Visualisierung Das PCB-Layout war schon auf eine Stretch-Variante vorbereitet Die Leiterbahnen wurden dementsprechend als Mäander ausgeführt Die Dichte der Strukturen war noch recht hoch und sollte später so weit wie nötig reduziert werden Als Lagenaufbau wurde ein Starrflex-Aufbau mit vier starren und zwei innenliegenden Flexlagen realisiert 1ri-2F-1Ri 0 99 17 Wobei auch eine Bestückung auf der oberen Flex-Lage vorgesehen war Dadurch waren Durchkontaktierungen im Flexbereich nötig Bi ld er Bin de r