Zapouzdřené elektronické moduly integrované na tkaném substrátu s vyšitými vodivými vzory

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F49777513%3A23220%2F25%3A43978329" target="_blank" >RIV/49777513:23220/25:43978329 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Zapouzdřené elektronické moduly integrované na tkaném substrátu s vyšitými vodivými vzory

Popis výsledku v původním jazyce

Funkční vzorek představuje technologii termokompresního kontaktování a pouzdření, která umožňuje přímou integraci elektronických modulů a součástek pro povrchovou montáž na textilní substráty s vyšitým vodivým motivem. Termokompresní technologie kontaktování využívá více-komponentní 3D tištěná termoplastická pouzdra jejichž jednotlivé části jsou z materiálů s různou tuhostí. Díky tomu je zajištěn gradientní přechod tuhosti mezi elektronickou komponentou a plně flexibilním textilním substrátem. Proces kontaktování a pouzdření probíhá v jednom procesním kroku, kdy je sestava vložena do termolisu, kde působením teploty a tlaku dochází k přechodu termoplastických materiálů do méně viskózního stavu a jejich prolnutí s textilním substrátem. Současně dochází k elektrickému propojení elektronické komponenty s vodivým motivem textilního substrátu. Po dostatečném prolnutí termoplastického materiálu je ukončeno působení zvýšené teploty a celá sestava pod tlakem chladne, tak aby nedošlo k rozvolnění elektrického kontaktu.

Název v anglickém jazyce

Encapsulated electronic modules integrated on a woven substrate with embroidered conductive patterns

Popis výsledku anglicky

The functional sample represents thermocompression contacting and encapsulation technology, which enables the direct integration of electronic modules and surface-mount components onto textile substrates with embroidered conductive patterns. Thermocompression contacting technology uses multi-component 3D-printed thermoplastic housings whose individual parts are made of materials with different stiffnesses. This ensures a gradient transition of stiffness between the electronic component and the fully flexible textile substrate. The contacting and encapsulation process takes place in a single step, where the assembly of components and substrate is placed in a thermoless, where the action of temperature and pressure causes the thermoplastic materials to transition to a less viscous state and fuse with the textile substrate. At the same time, the electronic component is electrically connected to the conductive motif of the textile substrate. Once the thermoplastic material has sufficiently fused, the exposure to elevated temperatures is terminated and the entire assembly is cooled under pressure to prevent the electrical contact from loosening.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20503 - Textiles; including synthetic dyes, colours, fibres (nanoscale materials to be 2.10; biomaterials to be 2.9)

Projekt

—

Návaznosti

N - Vyzkumna aktivita podporovana z neverejnych zdroju

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Interní identifikační kód produktu

22190-FV024-2025

Číselná identifikace

Číslo dokumentace: 22190-FV024-2025

Technické parametry

Zapojení elektronického modulu a součástek pro povrchovou montáž bylo navrženo ECAD nástroji Altium Designer, tento software umožňuje export 3D modelu elektronického modulu pro následný návrh 3D tištěných pouzder a motivu vodivého propojení pro snadné zpracování vyšívacím strojem Bernina B735. 3D tištěná pouzdra jsou navržena v MCAD softwaru SolidWorks s využitím automatizovaného nástroje pro výrobu forem. Pouzdro pro kontaktování a enkapsulaci elektronického modulu je realizováno FDM technologií 3D tisku na tiskárně PrusaXL z termoplastických materiálů na bázi PMMA a TPU. Sestava pouzder, elektronického modulu a součástek a textilního substrátu s vyšitým motivem z hybridní vodivé příze s Cu/Ag mikrodrátky, vyvinuté ve spolupráci ZČU s VÚB a.s., je vložena do standardního lisu pro termotransfer Secabo TC5, kde je termoplastické pouzdro vystaveno teplotě 175°C po dobu 90 s, čímž je uvedeno do nízko viskózního stavu, při kterém prolne se strukturou tkaného substrát. Současně dochází k elektrickému propojení elektronické komponenty s vodivým motivem textilního substrátu. Po dostatečném prolnutí termoplastického materiálu je ukončeno působení zvýšené teploty a celá sestava pod tlakem chladne, tak aby nedošlo k rozvolnění elektrického kontaktu. Ověření funkce: Správná funkce demonstrátoru s intergovaným elektronickým modulem a součástkami byla ověřena přiložení zdroje napětí. Odolnost byla ověřena v rámci testů údržby. Smlouva SML/2200/0105/23, Smlouva o dílo, o podpoře při realizaci zakázky ENAMEL - Materiály a technologie enkapsulace u smart a e-textilií CZ.01.01.01/ 07/23_013/0 001274 ze dne 21. 12. 2023. Clutex - klastr technické textilie, z.s.; IČ: 27031641. Západočeská univerzita v Plzni; IČ: 49777513. Kontaktní osoba za ZČU: doc. Ing. Radek Soukup, Ph.D., Západočeská univerzita v Plzni, Fakulta elektrotechnická, Univerzitní 26, 306 14 Plzeň (email: rsoukup@fel.zcu.cz; tel.+420 377 634 542)

Ekonomické parametry

Funkční vzorek slouží také k nastavování výrobně-technologických procesů ve společnosti VÚB a.s., kde bude v budoucnu probíhat komercionalizace výsledného řešení. Se společností VÚB a.s. již probíhají odborné konzultace týkající výroby speciálního jednoúčelového zařízení pro hromadnou výrobu, přípravy výroby a implementace vyvíjených technologií do praxe. Předpokládá se, že komercionalizace proběhne prostřednictvím finálních výrobků například jako oblečení a doplňky pro zvýšení viditelnosti za zhoršených světelných podmínek. Výsledek zároveň slouží jako testovací platforma pro ověřování technologií a metod vyvíjených a uplatňovaných v rámci projektu, práci s hybridními vodivými přízemi na průmyslové vyšívacím stroji a integraci elektroniky do tkaných struktur. Realizovaný funkční vzorek odpovídá principům Průmyslu 4.0 a rozvíjí koncept Designu 4.0, který propojuje digitální návrhové metody, inteligentní textilie a pokročilé výrobní technologie.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

49777513

Název vlastníka

Západočeská univerzita v Plzni

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—