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Sensoren und gedruckte Elektronik

Dünnschichtdrucksensoren sind Sensoren, die auf Dünnschichtmaterialien basieren und ihre Hauptfunktion darin besteht, den von einem Gegenstand auf seiner Oberfläche ausgeübten Druck zu messen. Sie bestehen in der Regel aus einer dünnen Folie, einer Basis und einer leitfähigen Schicht, und ihr Arbeitsprinzip beruht auf der Änderung des Widerstands des dünnen Folie-Materials, wenn es einer Kraft ausgesetzt ist. Kurz gesagt, Dünnschichtdrucksensoren sind flexible und vielseitige Sensoren, die für eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsfällen geeignet sind und somit Lösungen für Druckmessungen und Berührungsmessungen bieten.

Arbeitsprinzip Das Arbeitsprinzip von Dünnschichtdrucksensoren beruht auf der Änderung des elektrischen Potentials von Dünnschichtmaterialien, wenn sie einer Kraft ausgesetzt sind. Diese Sensoren bestehen in der Regel aus einem dünnen Film, einer leitfähigen Schicht und einer Stützbasis. Nachstehend wird ein Überblick über das Grundprinzip der Arbeit von Dünnschichtdrucksensoren gegeben:

• Filmmaterial:Der dünne Film im Sensor ist in der Regel ein flexibles, leitendes Material, wie Polyesterfilm oder Polymerfilm. Diese Materialien sind elastisch und können bei äußerer Belastung geringen Verformungen unterliegen.
• Leitende Schicht:Der Film ist mit einer leitfähigen Schicht, meist Metall oder leitfähiger Tinte, bedeckt. Der Widerstand dieser Schicht hängt direkt mit dem Druck der Außenwelt zusammen.
• Änderung des elektrischen Potentials:Bei Druck erleidet der Film eine kleine Verformung, wodurch sich das elektrische Potenzial der leitfähigen Schicht ändert. Dies liegt daran, dass der Widerstand mit Faktoren wie Länge und Breite der leitfähigen Schicht und Abstand zwischen den leitfähigen Schichten zusammenhängt.
• Messung des elektrischen Potentials:Durch die Messung der Veränderung des Widerstandswerts kann der Sensor den Druck auf die Oberfläche bestimmen. Im Allgemeinen steigt der Widerstandswert mit zunehmendem Druck, was die Verformung des Films widerspiegelt, wenn er einer Kraft ausgesetzt ist.
• Signalverarbeitung:Die Veränderung des elektrischen Potentials, das vom Sensor ausgegeben wird, kann durch Signalverarbeitungsschaltungen interpretiert und umgewandelt werden, um eine Spannung oder ein digitales Signal zu erzeugen, das mit dem Druck in Verbindung steht. Dieses Signal kann für weitere Datenverarbeitung oder Steuerungsanwendungen an einen Mikrocontroller oder eine andere elektronische Vorrichtung angeschlossen werden.

Anwendungsmerkmale

Die Feinschichtsensoren liefern Informationen über Druckniveaus, indem sie die winzige Verformung von Feinschichtmaterialien beobachten, wenn sie einer Kraft ausgesetzt sind, die in Widerstandsänderungen umgewandelt wird. Hier sind einige der wichtigsten Anwendungen von Dünnschichtdrucksensoren:

1. Die Berührungssensoren: können zur Erkennung und Messung von Berührung und Druck verwendet werden. Diese Anwendung ist in Geräten wie Touchscreens, elektronischen Tastaturen, digitalen Tasten usw. üblich.

2. Die Kraftmessung: kann die Kraftmenge messen, die auf die Oberfläche eines Objekts ausgeübt wird. In Industrie-, Fertigungs- und Laborumgebungen können sie zur Überwachung der Kraft auf Maschinen und Geräten und zur Auslösung entsprechender Aktionen bei Bedarf verwendet werden.

3. Die Medizinische Ausrüstung: im medizinischen Bereich weit verbreitet, z. B. bei der Herstellung von tragbaren Geräten, Bettsorgersystemen oder anderen medizinischen Geräten zur Messung der Druckverteilung, Haltung und Bewegung von Patienten.

4. Die Automobilindustrie: In der Automobilindustrie werden Dünnschichtdrucksensoren verwendet, um die Position und Gewichtsverteilung der Passagiere auf den Sitzen zu überwachen, um die Ausbreitung der Airbags besser zu steuern.

5. Die Industrieautomation: In Industrieumgebungen können diese Sensoren zur Überwachung des Druck-, Kraft- oder Berührungsstatus von Geräten verwendet werden, um eine automatisierte Steuerung und Überwachung von Produktionsprozessen zu erreichen.

6. Die Robotik: kann zur Berührungswahrnehmung von Roboterhänden oder -fingern verwendet werden, sodass Roboter empfindlicher mit der Umgebung interagieren können.

Schaltflächen-Schalter

Soft Circuits können je nach Ihren Anforderungen an die Schnittstelle mit Polyester oder Polyimid als Basismaterial entwickelt werden. Von einfachen Einlagekupferflex auf Polyester bis hin zu komplexen doppelseitigen Flex auf Polyimid bietet es Kunden schnell anwendungsspezifische Lösungen.

Spurenbreite

Standard-Linienbreite 0,25 mm, mindestens 0,10 mm

Standard-Spurwinkel 0,50 mm, mindestens 0,20 mm

Mindestabstand zwischen den Schaltkreisen 0,10 mm

Verkleidung

Bleizinn, Nickel, Gold

Bauteilmontage

Verklebung von Steckverbindern

Schweißschweiß

Ausgangsmaterial

Polyimid: Standarddicke 1 ml 2 ml und 1/2 ml erhältlich

Polyester: Standarddicke 3 ml 1 ml, 2 ml und 5 ml erhältlich

Leiter: Laminations-ED-Kupfer oder RA-Kupfer mit Standarddicke 1 oz (1.4mil/0.035mm) 1/2 oz und 2 oz erhältlich

Abdeckung: Polyimid-, Polyester- oder Lötmaskenstärke - 1/2 mil, 1 mil, 2 mil, 3 mil oder 5 mi