Turck Duotec hat eine Glas-Touch-Anwendung entwickelt, die beim Design neue Freiheiten, Ideen, Lösungen, Applikationen und Differenzierungspotenziale ermöglicht. Die im Bereich der Dickschicht-Hybridtechnik eingesetzte Technologie versetzt die Anwender in die Lage, Schaltungen per Siebdruck direkt auf Glassubstrat zu drucken und damit Leiterbahnen und komplette Schaltungen dort aufzubringen. In zahlreichen Anwendungsbereichen lässt sich damit die herkömmliche Leiterplatte durch Glas und berührungsempfindliche sowie hochfunktionale Glas-Touch-Bedienelemente ersetzen.

Beim Verschwindeeffekt erscheinen Konturen oder Bereiche während einer Hinterleuchtung...

Beim Verschwindeeffekt erscheinen Konturen oder Bereiche während einer Hinterleuchtung…Turck Duotec

Auf das Glas lassen sich verschiedene Farbschichten auftragen, die anschließend um den funktionalen Druck von Leiterbahnstrukturen und elektronischen Schaltungen ergänzt werden. Dies eröffnet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten für die elektronischen Schaltungen auf Glas und Glas-Touch-Bedieneinheiten, wie etwa hinterleuchtete Schalter und Taster mit kapazitiver Touch-Funktion, Bedieneinheiten und Eingabepanels. Leucht-, Anzeige- sowie Bedienfunktionen sind jetzt in ein einziges Element integrierbar, das dann zusammen mit der Glasfläche eine stabile, platzsparende, leicht zu reinigende sowie optisch edle und hochwertige Einheit bildet.

... und verschwinden mit dem Abschalten der Hinterleuchtung.

… und verschwinden mit dem Abschalten der Hinterleuchtung.Turck Duotec

Die einfach einsetzbare und umweltfreundliche Technik druckbarer Elektronik auf Glas bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Durch den Ersatz traditioneller PCBs sinkt der Materialeinsatz spürbar. Der Arbeitsaufwand bei der Herstellung solcher Panels verringert sich erheblich, da weniger Prozessschritte erforderlich sind. Und eine Risikominimierung beim späteren praktischen Einsatz ergibt sich daraus, dass im Gegensatz zur Leiterplatte das Eindringen von Luft und Feuchtigkeit als Gefahrenfaktor entfällt. Das Fehlen mechanischer Fügeprozesse spart nicht nur Fertigungskosten, sondern erhöht insgesamt die geforderte lange Lebensdauer der Panels zusätzlich.

Der Druck auf Glas bietet völlig neue Möglichkeiten. Hier die Rückseite der Beispielapplikation.

Der Druck auf Glas bietet völlig neue Möglichkeiten. Hier die Rückseite der Beispielapplikation.Turck Duotec

Glas-Touch-Funktionalität in der Applikation

Ein von Turck Duotec entwickelter Demonstrator veranschaulicht die Funktionen und Möglichkeiten des Drucks auf Glas: Es handelt sich dabei um eine kapazitiv arbeitende Bedieneinheit, die per Funk mit einer Empfangseinheit zur Steuerung und Regelung eines LED-Moduls kommuniziert. Turck geht davon aus, dass diese Technologie auch zur Nutzung im Automobil einsetzbar ist, um so neue Bedien- und Oberflächenkonzepte umzusetzen.

Montage von ICs auf Glas-Leiterplatten mit Touch-Elementen.

Montage von ICs auf Glas-Leiterplatten mit Touch-Elementen. Turck Duotec

Die Bedieneinheit besteht im Einzelnen aus einer Glasplatte, die im ersten Prozessschritt auf der Rückseite per Siebdruck mehrere Farbschichten erhält. Der Druck kann unveränderliche Informationen wie beispielsweise Positionen für Schaltflächen und Logos enthalten. Zum Einsatz kommen spezielle Farben, die besonders widerstandsfähig und im Einbrennprozess mit den Dickschicht-Leiterbahnmaterialien kompatibel sind.

Informationen zu Schaltzuständen

Sollen Informationen zu Schaltzuständen über leuchtende Flächen angezeigt werden, dann lassen sich diese durch transluzente oder freigelassene Bereiche im Glasdruck realisieren. Mit dieser Technik lässt sich ebenfalls ein sogenannter Verschwindeeffekt umsetzen, bei dem Konturen oder Bereiche während einer Hinterleuchtung erscheinen, bei deren Inaktivität optisch aber nicht mehr sichtbar sind.

Mit dem Aufdruck von Leiterbahnstrukturen auf die Farbschicht lässt sich die Funktionalität der Bedieneinheit erweitern. Durch das direkte Druckverfahren müssen auf das Glas keine weiteren Leiterplatten oder andere Schaltungsträger aufgebracht werden. Die derart gedruckten Leiterbahnstrukturen sind dann unter anderem bei entsprechender Anordnung die kapazitiven Empfängerflächen, die als Schaltflächen dienen. Für den Betrachter bleiben die Leiterbahnstrukturen unsichtbar, weil sich diese ebenfalls auf der Rückseite hinter dem Farbdruck befinden. Ein an das Glas angepasster Lötprozess ermöglicht es, die Bauteile direkt zu bestücken und zu verlöten. Sie bilden so mit dem Glas eine kompakte Einheit.

Eck-Daten

Die druckbare Elektronik auf Glas ermöglicht unter anderem hochmoderne Bedien-Panels, die sich im Automobil direkt mit vielen Funktionen ausstatten lassen und große Vorteile bei der Bedienung und Reinigung mit sich bringen. Vom Prinzip her handelt es sich um eine Weiterentwicklung bestehender Technologien. Der Siebdruck von Leiterbahnstrukturen mit Silberpalladium und Silberplatin ist Stand der Technik. Der innovative Aspekt ist das Umsetzen auf den Substratträger Glas in Kombination mit Schaltungstechnik. Das Glas übernimmt dabei keine elektronischen Funktionen, sondern es fungiert hauptsächlich als optischer und haptischer Träger – und zwar mit dem Ziel, den optischen Effekt, also die Durchsichtigkeit, zu nutzen.