Unter
einem waschbaren Elektronik-Flachsystem, wie es die vorliegende
Erfindung offenbart, wird ein Elektronik-Flachsystem verstanden,
welches an einem flexiblen Textilelement, insbesondere einem Kleidungsstück, angeordnet
sein kann oder in einem solchen flexiblen Textilelement integriert
sein kann und zusammen mit dem flexiblen Textilelement in vollem
Umfang einem Wasch-, Trocknungs- und/oder bedarfsweise auch einem
Desinfektionsprozess chemisch, chemothermisch und/oder physikalisch
ausgesetzt sein kann, ohne zerstört
zu werden. Die Funktions- und Qualitätseigenschaften des waschbaren
Elektronik-Flachsystems bleiben somit erhalten, eine Wiederverwendbarkeit
des Elektronik-Flachsystems ist damit gewährleistet. Das waschbare Elektronik-Flachsystem
kann hierbei fest (nicht ohne Zerstörung der Verbindung lösbar) mit dem flexiblen
Textilelement verbunden sein; es sind jedoch auch lösbar verbundene
waschbare Elektronik-Flachsysteme
von der vorliegenden Erfindung umfasst.Under
a washable electronics flat system, as the present
Discloses an electronics flat system,
which is arranged on a flexible textile element, in particular a garment
may be or integrated in such a flexible textile element
can be and together with the flexible textile element in full
Scope a washing, drying and / or, if necessary, a
Disinfection process chemically, chemothermally and / or physically
can be exposed without being destroyed
to become. The functional and quality characteristics of the washable
Electronics flat system are thus preserved, a reusability
of the electronic flat system is guaranteed. The washable electronics flat system
This can be fixed (not releasable without destroying the connection) with the flexible
Be connected textile element; however, they are also releasably connected
Washable electronics flat systems
of the present invention.
Anwendungsfelder
des erfindungsgemäßen waschbaren
Elektronik-Flachsystems sind u. a.:
- • Textil-/Flexgebilde
zur Ableitung und elektronischen Verarbeitung von Vitalparametern,
wie z. B. EKG, EOG, EEG, EMG, Temperatur, Körperlage, Körperbewegung, Puls, SPO2, Schnarchen, ... an Mensch und Tier,
- • Textil-/Flexgebilde
mit integrierter Elektronik für Therapiezwecke,
wie z. B. zur Elektrostimulation, für Massageanwendungen, zur Steuerung
orthopädischer
Gliedmaßen,
...
- • Textil-/Flexgebilde
mit integrierter Elektronik für die
Unterhaltung (MP3-Player, Rundfunk- und Fernsehgeräte), Sprachaufzeichnung,
Navigation, Handy, ...
- • Textil-/Flexgebilde
mit integrierter Elektronik im Industriebereich, wie z. B. Matten,
Zeltbahnen, Verpackungsmaterialien, ...
Areas of application of the washable electronic flat system according to the invention include: - • Textile / Flex structures for the derivation and electronic processing of vital parameters, such. ECG, EOG, EEG, EMG, temperature, body position, body movement, pulse, SPO 2 , snoring, ... on humans and animals,
- • Textile / Flex structures with integrated electronics for therapeutic purposes, such as: For example, for electrostimulation, for massage applications, for controlling orthopedic limbs, ...
- • Textile / Flex structures with integrated entertainment electronics (MP3 players, radio and television sets), voice recording, navigation, mobile phones, ...
- • Textile / Flex structures with integrated electronics in the industrial sector, such as: As mats, tarpaulins, packaging materials, ...
Dies
betrifft insbesondere folgende Anwendungsschwerpunkte:
- • Medizin
- • Leistungssport
- • Schutz-
und Sicherheitsbekleidung
- • Freizeitaktivitäten
- • Wellness
This applies in particular to the following application areas: - • Medicine
- • Competitive sport
- • protective and safety clothing
- • Free time activities
- • Wellness
Aus
dem Stand der Technik sind nach DE 103 28 359 A1 bereits modular aufgebaute,
waschbare Elektroniksysteme bekannt. So existieren modular aufgebaute
Mikroelektronik-Systeme zum Gebrauch in „Wearable Electronics". Die Elektronik
ist hierbei starr eingehaust und die Kontakte zum Anschlussmodul
sind vollständig abgedeckt,
wobei sich zwischen den Modulen eine Dichtung befindet. Dies führt zu einer
relativ großen
Baugröße und erfüllt nicht
die Anforderungen nach Miniaturisierung und Bauelementeintegration.
Die für
die Integration der Elektronik in Textil-/Flexmaterial erforderliche
Flachheit des Elektroniksystems und dessen Flexibilität ist in
dieser Weise nicht realisierbar.From the prior art are after DE 103 28 359 A1 already modular, washable electronic systems known. For example, modular microelectronics systems exist for use in wearable electronics, where the electronics are rigidly housed and the contacts to the connection module are completely covered, with a seal between the modules, resulting in a relatively large size and does not meet the requirements Demands for miniaturization and component integration The flatness of the electronic system and its flexibility required for integrating the electronics in textile / flex material can not be achieved in this way.
Die DE 10 2004 024 718
A1 beschreibt bestückte
Leiterplatten, welche von einem Gehäuse beispielsweise aus einem
spritzgegossenen Thermoplastmaterialkörper umgeben sind. Die Leiterplatte weist
dabei Kontaktelemente auf, welche nach außen geführt sind. Elektronische Bauelemente
können vom
Gehäuse
so umschlossen sein, dass sie feuchtigkeitsgeschützt sind.The DE 10 2004 024 718 A1 describes populated printed circuit boards, which are surrounded by a housing, for example, from an injection-molded thermoplastic material body. The circuit board has contact elements, which are guided to the outside. Electronic components may be enclosed by the housing so that they are moisture-proof.
Die EP 1 231 824 A2 zeigt
ebenfalls elektronische Komponenten, welche samt einer Leiterbahnfolie,
auf der sie mittels Leiterbahnen angeschlossen sind, zwischen einem
ersten Gehäuseteil
und einem zweiten Gehäuseteil
eingebettet werden können,
wobei letztere Elemente wiederum in eine Kunststoffumhüllung eingebettet
sind. Insbesondere ist auch eine optimale Abdichtung gegenüber äußeren Einflüssen wie
Wasser erwähnt.
Auf der Oberfläche
sind hierbei Fenster zum Kontaktieren der Leiterbahnfolien/Bauelemente
angeordnet. Die Bauelemente, die Leiterbahnfolien und die Fenster
können
dabei beidseits angeordnet sein. Mittels der Kontaktfenster und
weiterer, überlappend
angeordneter Aufnahmeteile können
auch weitere, von außen
zugängliche
Bauteile angeordnet sein.The EP 1 231 824 A2 also shows electronic components, which together with a conductor foil, on which they are connected by conductor tracks, between a first housing part and a second housing part can be embedded, the latter elements are in turn embedded in a plastic sheath. In particular, an optimal seal against external influences such as water is mentioned. On the surface here windows for contacting the conductor sheets / components are arranged. The components, the conductor foils and the windows can be arranged on both sides. By means of the contact windows and further, overlapping arranged receiving parts and other, externally accessible components can be arranged.
Die EP 1 646 271 A2 zeigt
eingehauste elektronische Komponenten, welche auch beidseits der zentralen
Platine angeordnet sein können,
wobei die elektronischen Komponenten flüssigkeitsdicht umhüllt sind
und mittels nach außen
geführter
Leitungsanschlüsse
kontaktiert werden können.The EP 1 646 271 A2 shows cushioned electronic components, which can also be arranged on both sides of the central board, wherein the electronic components are liquid-tightly enveloped and can be contacted by outwardly guided line connections.
Die DE 198 56 839 C2 zeigt
ein zentrales Leiterbahnelement, an welches elektronische Bauelemente
anschließbar
sind, welche dann in einem Getriebesteuergerät abdichtend angeordnet sein können.The DE 198 56 839 C2 shows a central conductor element to which electronic components can be connected, which can then be arranged sealingly in a transmission control unit.
Die DE 10 2005 004 443
A1 zeigt ein in Kleidung integriertes System zur Erfassung
und Analyse von Puls- und
Aktivitätsparametern
von Personen. Hierbei können
Elektroden an der Innenseite der Kleidung angebracht werden, wobei „Elektroden
mit Druckknöpfen
verwendet werden";
auch die Anordnung, welche die Signale aufnimmt, kann mittels Druckknöpfen mechanisch
an der Kleidung befestigt werden. Die Druckknöpfe können als Signalleiter dienen.
Auch die US 6,350,129
B1 bezieht sich auf tragbare elektronische Geräte, wobei
hier mittels Bändern
unter Verwendung von leitenden Druckknöpfen einzelne Geräte elektrisch
verschaltet werden können.The DE 10 2005 004 443 A1 shows a system integrated in clothing for the acquisition and analysis of pulse and activity parameters of persons. Electrodes can be affixed to the inside of the clothing using "electrodes with pushbuttons", and the assembly which picks up the signals can also be mechanically fastened to the clothing by means of press studs.The pushbuttons can serve as signal conductors US Pat. No. 6,350,129 B1 refers to portable electronic devices, here by means of bands using conductive snaps individual devices can be electrically interconnected.
Die DE 11 2004 002 136
T5 beschreibt flexible Schaltervorrichtungen, welche in
Kleidungsstücke integriert
ausgeführt
werden können.
Auch hier können
Druckknöpfe
als elektrische Leiter verwendet werden.The DE 11 2004 002 136 T5 describes flexible switch devices that can be implemented integrated into garments. Again, push buttons can be used as electrical conductors.
Die US 6,210,771 B1 beschreibt
Textilwaren, in die beispielsweise mittels leitender Fasern elektrische
Schaltungen/elektronische Bauelemente integriert sind. Die DE 20 2004 019 172
U1 beschreibt Elektroden, welche in die Kleidung integriert
sind. Die DE 10
2004 042 397 A1 beschreibt elektrisch leitfähige Gewebefasern
zur Ausbildung von elektrisch leitfähigen, textilen Kontaktverbindungen.
Auch hier sind elektrisch leitfähige
Druckknöpfe
beschrieben. Die DE
10 2004 063 061 A1 beschreibt verschiedenartig ausgeführte, biegbare
und/oder faltbare Flachleiter, an welchen elektronische Komponenten
angeschlossen sein können.
Auch die US 5,895,277
A beschreibt ähnliche
Leitungselemente. Die DE
10 2005 003 132 A1 beschreibt das Einschäumen von
flexiblen oder starren Leiterplatten.The US 6,210,771 B1 describes textiles in which, for example by means of conductive fibers electrical circuits / electronic components are integrated. The DE 20 2004 019 172 U1 describes electrodes that are integrated into the clothing. The DE 10 2004 042 397 A1 describes electrically conductive fabric fibers for the formation of electrically conductive, textile contact connections. Again, electrically conductive push buttons are described. The DE 10 2004 063 061 A1 describes variously executed, bendable and / or foldable flat conductor to which electronic components can be connected. Also the US 5,895,277 A describes similar conduit elements. The DE 10 2005 003 132 A1 describes the lathering of flexible or rigid printed circuit boards.
Die
Nachteile derartiger Lösungen
bestehen vor allem darin, dass für
den Waschprozess die Anschlusskontakte vollständig wasserdicht abgedeckt bzw.
verschlossen werden müssen.
Dies bedingt entweder ein zusätzliches
Teil zum hermetischen Verschließen
des Kontaktbereiches oder einen solchen modulmäßigen Aufbau, der die zwischen
den Modulen befindlichen Kontakte durch die Module selbst und deren
dazwischenliegenden Dichtungen verschließt. Dies ist mit Zusatzaufwendungen
verbunden.The
Disadvantages of such solutions
consist mainly in that for
the washing process, the connection contacts completely waterproof covered or
must be closed.
This requires either an additional
Part for hermetic sealing
the contact area or such a modular structure, the between
the modules located contacts through the modules themselves and their
closes intermediate seals. This is with additional expenses
connected.
Elektroniksysteme
mit eingekapselter bzw. eingehauster Elektronik und direkter Herausführung von
isolierten Drähten
bzw. Litzen oder Flachleiter aus deren Einhausung können zwar
Forderungen nach Miniaturisierung und Flexibilität erfüllen, sind aber nicht wasserfest
abdichtbar, da das Waschmittel zwischen Isolierung und Draht bzw.
Litze, insbesondere durch Kapillarwirkung, in die Einhausung eindringen
und damit die Elektronik beschädigen
kann.electronic systems
with encapsulated or housed electronics and direct lead out of
insulated wires
or strands or flat conductors from their enclosure may indeed
Demands for miniaturization and flexibility meet, but are not waterproof
sealable, since the detergent between insulation and wire or
Strand, in particular by capillary action, penetrate into the enclosure
and damage the electronics
can.
Übliche Elektronikverbinder
mit robusten Stift- bzw. Messerkontakten können auch nicht unter Waschbedingungen
und der geforderten Flachheit des Elektroniksystems verwendet werden,
da das zugehörige
Federteil, wie z. B. eine Federleiste, eine relativ große Bauhöhe aufweist,
mechanisch sehr empfindlich und nicht ausreichend chemisch bzw.
chemothermisch resis tent ist. Auch vielfach eingesetzte, über Buchsenleisten
mit eng beabstandeten Kontakten anschließbare Flachleiter mit auf deren
Oberflächen
angeordneter hermetisch verschlossener Elektronik, die vor mechanischen
und klimatischen Einflüssen
geschützt
wird, sind insbesondere kontaktseitig nicht waschfest und robust
genug.Usual electronic connectors
with rugged pen or knife contacts can not even under washing conditions
and the required flatness of the electronic system can be used
because the associated
Spring part, such. B. a spring bar, has a relatively large height,
mechanically very sensitive and not sufficiently chemical or
chemothermisch resis tent is. Also often used, via female headers
with closely spaced contacts connectable flat conductor with on the
surfaces
arranged hermetically sealed electronics, the mechanical
and climatic influences
protected
is not particularly washable on the contact side and robust
enough.
Der
Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein sehr flaches, waschbares
elektronisches System zu schaffen, das eine dem Textil-/Flexmaterial
und dessen Kontur angepasste, möglichst
flexible Bauweise als integrierter Bestandteil intelligenter Bekleidung
(smart clothes) ermöglicht
und hohe Zuverlässigkeit
sowie einen hohen Tragekomfort gewährleistet. Darüber hinaus
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechend
flaches, waschbares elektronisches System zur Verfügung zu
stellen, mit dessen Anschlüssen
eine anpassungsfähige, modifizierbare
Signal- und Energieübertragung
realisiert werden kann. Diese Erfindung wird durch ein Elektronik-Flachsystem
nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen Elektronik-Flachsystems
lassen sich den abhängigen
Ansprüchen
entnehmen. Die Erfindung stellt darüber hinaus Anordnungen aus
Elektronik-Flachsystemen zur Verfügung. Ebenso werden Textilgebilde
zur Verfügung
gestellt, welche flexible Textilelemente, insbesondere Kleidungsstücke, samt
an diesen angeordneter oder in diesen integrierter Elektronik-Flachsysteme
aufweisen.Of the
Invention is therefore the object of a very flat, washable
to create an electronic system that is a textile / flex material
and adapted its contour, if possible
flexible construction as an integral part of intelligent clothing
(smart clothes)
and high reliability
and ensures a high wearing comfort. Furthermore
It is the object of the present invention, a corresponding
Flat, washable electronic system available too
make, with its connections
an adaptable, modifiable
Signal and energy transmission
can be realized. This invention is achieved by an electronic flat system
solved according to claim 1.
Advantageous embodiments of the electronic flat system according to the invention
let the dependent
claims
remove. The invention also provides arrangements
Electronics flat systems available. Likewise, textile structures
to disposal
provided, which flexible textile elements, in particular garments, velvet
arranged on these or integrated in these electronic flat systems
exhibit.
Die
Lösung
der vorstehenden Aufgabe basiert darauf, dass ein Elektroniksystem
mit vollständig
eingehauster Elektronik und außerhalb
dieser Einhausung fixierten, robusten und frei zugänglichen Anschlusskontakten,
die auch im Anschlusszustand als Kontaktpaa rung während des
Waschprozesses nicht abgedeckt werden müssen, zur Verfügung gestellt
wird. Ausgenommen von der Einhausung der Elektronik sind optionale,
i. d. R. lösbare
Energiequellen, wie Akkus bzw. Batterien, die, in fest integrierter
Form, auch von der Einhausung eingeschlossen werden können. Die
eingehauste Elektronik und die Anschlusskontakte sind in der erfindungsgemäßen Ausgestaltung,
ohne ihre Entnahme aus dem Textil-/Flexgebilde während des Waschprozesses einschließlich des
anschließenden
Trocknungsprozesses und gegebenenfalls des Desinfektionsprozesses,
chemisch bzw. chemothermisch durch die Waschlauge und das Desinfektionsmittel
sowie physikalisch durch Temperatur, Druck und mechanische Walk- und Umwälzprozesse
zusammen mit der Kleidung so beanspruchbar, dass eine Wiederverwendung
gewährleistet
ist. Während
der Reinigung ist die Elektronik des Elektronik-Flachsystems dabei
außer Betrieb,
sie kommt erst nach der Trocknung wieder zum Einsatz (Wiederverbinden
mit den lösbaren
Energiequellen bzw. Einschalten der integrierten Batterie). Ein
Betreiben des Elektroniksystems während des Reinigungsprozesses
ist nicht vorgesehen.The
solution
The above object is based on that an electronic system
with complete
housed electronics and outside
this housing fixed, robust and freely accessible connection contacts,
which also in the connected state as Kontaktpaa tion during the
Washing process does not need to be covered, provided
becomes. Excluded from the housing of electronics are optional,
i. d. R. detachable
Energy sources, such as batteries, which, in firmly integrated
Shape, can also be enclosed by the enclosure. The
encapsulated electronics and the connection contacts are in the embodiment according to the invention,
without their removal from the textile / Flexgebilde during the washing process including the
subsequent
Drying process and, where appropriate, the disinfection process,
chemically or chemothermally by the wash liquor and the disinfectant
as well as physically by temperature, pressure and mechanical Walk and Umwälzprozesse
along with the clothes so claimable that reuse
guaranteed
is. While
The electronics of the electronic flat system are included in the cleaning
out of order,
It is used again after drying (reconnecting
with the detachable
Energy sources or switching on the integrated battery). One
Operating the electronics system during the cleaning process
is not scheduled.
Unter
einem Flachelement wird im Folgenden ein dreidimensionaler Körper verstanden,
welcher so ausgebildet ist, dass seine Oberseite und seine Unterseite
eine sehr viel größere Fläche aufweisen
wie seine Seitenflächen
bzw. Stirnseiten. Die Oberseite und die Unterseite werden nachfolgend
alternativ auch als Flachseiten bezeichnet. Unter einem Bereich
wird nachfolgend eine Teilfläche
der Oberfläche
des Flachelementes verstanden. Wird im Folgenden davon gesprochen,
dass die Oberfläche des
Flachelementes in Bereiche unterteilt sei, so ist damit gemeint,
dass sämtliche
der genannten Bereiche zusammengenommen die Oberfläche des
Flachelementes vollständig
abdecken. Wird nachfolgend davon gesprochen, dass ein Bereich in
einen anderen Bereich eingebettet ist, so wird darunter verstanden,
dass der eingebettete Bereich entweder auf der Oberseite oder der
Unterseite des Flachelementes angeordnet ist und von dem einbettenden
Bereich vollständig
umgeben ist.In the following text, a flat element is understood to mean a three-dimensional body which is designed such that its top side and its underside have a much larger area than its side surfaces or end faces. The top and bottom are described below al ternatively also referred to as flat pages. An area is understood below to mean a partial area of the surface of the flat element. If, in the following, it is said that the surface of the flat element is subdivided into areas, it is meant that all of the areas mentioned together taken together completely cover the surface of the flat element. If it is subsequently spoken that an area is embedded in another area, it is understood that the embedded area is arranged either on the top side or the bottom side of the flat element and is completely surrounded by the embedding area.
Vorteilhafterweise
wird ein solches wasser- bzw. waschfest abgedichtetes Elektroniksystem
zur Verfügung
gestellt, das neben der leckfrei eingehausten Elektronik auch die
Abdichtung und Abdeckung der Anschlussleitungen zu den Anschlusskontakten gewährleistet,
so dass die Elektronik in der Einhausung trocken bleibt, die Anschlussleitungen
geschützt
werden und die Anschlusskontakte, die mit der Elektronik über die
Anschlussleitungen elektrisch in Verbindung stehen und mit einem
freiliegenden Abschnitt in vollem Umfang dem Waschprozess ausgesetzt
sind, von der Waschlauge nicht angegriffen werden können. Dies
ist erfindungsgemäß so realisiert,
dass die aus der eingehausten, abgedichteten Elektronik herausführenden
Anschlüsse
mit Anschlussleitungen und Anschlusskontakten so beschaffen sind,
dass nicht nur der eigentliche Kontakt bzw. die Kontaktpaarung,
sondern auch deren Anschlussleitung den Anforderungen des Waschprozesses
genügt
und die Abdichtung der Elektronik durch die elektrischen Anschlussleitungen
auch nicht behindert wird. Erfindungsgemäß weisen die Anschlusskontakte
sowie deren Verbindung mit den Anschlussleitungen einschließlich deren
Kontaktpaarung mit den anzuschließenden elektrischen Zuleitungen
für Geräte, Elektroden,
Sensoren, weitere Elektronik-Flachsysteme usw. solche Eigenschaften auf,
dass mit diesen unter Wirkung einer Waschlauge keine Lokalelementebildung
erfolgt. Dies betrifft sowohl Anschlusskontakte mit von Waschflüssigkeit
benetzbarer Außenkontur
als auch benetzbarer Innenkontur bzw. benetzbaren Innenhöfen. Hierzu
sind gleichermaßen
die Verbindung von Anschlusskontakt und dessen Träger (Flachelement)
an der Anschlussposition und die Anschlussleitungen zu den Anschlusskontakten
hermetisch verschlossen. Unter einem hermetischen Abschluss eines
Elementes (wie z. B. eines elektronischen Bauelementes oder einer Anschlussleitung
oder eines Anschlusskontaktes) wird nachfolgend eine das Element
an seinen zu schützenden,
im ungeschützten
Zustand frei zugänglichen,
Seiten vollständig
umschließende,
umfassende oder abschließende
Einfassung verstanden, die so ausgebildet ist, dass sie (gegebenenfalls
zusammen mit am Element an dessen nicht frei zugänglichen Seiten angrenzend
angeordneten Nachbarelementen, wie z. B. benachbarten Schutzschichten oder
Bausteinen) das Element gegen eine das Elektronik-Flachsystem umspülende Flüssigkeit,
insbesondere Waschlauge, im geschützten Bereich vollständig abschließt bzw.
isoliert. Darüber
hinaus sind in vorteilhaften Ausgestaltungsformen die Anschlusskontakte
körperverträglich und
insbesondere nickelfrei, die Verbindungen zu den Anschlusskontakten bleifrei
und/oder das Flachelement körperanpassbar ausgeführt.advantageously,
becomes such a water- or wash-tight sealed electronics system
to disposal
placed next to the leak-free housed electronics and the
Ensures sealing and covering of the connection lines to the connection contacts,
so that the electronics in the enclosure remain dry, the connecting cables
protected
and the connectors that connect with the electronics over the
Connecting cables are electrically connected and with a
exposed section fully exposed to the washing process
are, can not be attacked by the suds. This
is realized according to the invention
that the leading out of the housed, sealed electronics
connections
with connecting cables and connecting contacts
that not only the actual contact or the contact pairing,
but also their connection line the requirements of the washing process
enough
and the sealing of the electronics by the electrical connection cables
also not hindered. According to the invention, the connection contacts
as well as their connection to the connecting cables including theirs
Contact pairing with the electrical leads to be connected
for devices, electrodes,
Sensors, other electronic flat systems, etc. such characteristics,
that with these under the action of a wash liquor no local element formation
he follows. This concerns both connection contacts with washing liquid
wettable outer contour
as well as wettable inner contour or wettable courtyards. For this
are alike
the connection of terminal contact and its carrier (flat element)
at the connection position and the connection lines to the connection contacts
hermetically sealed. Under a hermetic conclusion of a
Element (such as an electronic component or a connecting cable
or a terminal contact) is hereinafter an element
to be protected,
in the unprotected
State freely accessible,
Pages complete
enclosing,
comprehensive or final
Cover understood, which is designed so that they (if necessary
together with adjacent to the element on its not freely accessible pages
arranged adjacent elements, such. B. adjacent protective layers or
Building blocks) the element against a fluid flushing around the electronics flat system,
in particular wash liquor, in the protected area completely closes or
isolated. About that
In addition, in advantageous embodiments, the connection contacts
biocompatible and
especially nickel-free, the connections to the terminals lead-free
and / or the flat element designed body-adaptable.
Zur
Sicherung einer hohen Lebensdauer wird erfindungsgemäß gewährleistet,
dass in den nicht abgedeckten und unmittelbar mit der Waschlauge
in Berührung
kommenden Anschlusskontakten bzw. Teilen (Abschnitten) derselben
nach der Trocknung des Elektronik-Flachsystems keine Restflüssigkeit
oder Waschmittelrückstände verbleiben
können. Dazu
werden solche, möglichst
industriemäßig hergestellte,
wasch- und abtropfbare Anschlusskontakte einschließlich deren
Befestigung verwendet, in denen sich kein Waschmittel absetzen,
festbacken oder sich mit dem Kontaktelement verbinden kann bzw. muss
das Waschmittel bei der Spülung
mit herausspülbar
und während
des Trocknungsprozesses auch ein gegebenenfalls, z. B. bei Druckknopffederteilen,
vorhandener Innenhof bzw. Innenraum des Anschlusskontaktes vollständig trockenbar
sein. Vorteilhafterweise werden hierzu Druckknopfteile (Federteil
und/oder Kugelteil) als Anschlusskontakte verwendet.to
Securing a long service life is ensured according to the invention,
that in the uncovered and directly with the wash liquor
in touch
coming connection contacts or parts (sections) thereof
no residual liquid after drying the electronics flat system
or detergent residues remain
can. To
be such, as possible
manufactured industrially,
Washable and dripable terminals including theirs
Attachment used in which no detergent settle,
caking or can connect to the contact element or must
the detergent in the rinse
with flushable
and while
the drying process also an optionally, for. B. in pushbutton spring parts,
existing inner courtyard or interior of the connection contact completely dryable
be. Advantageously, this push button parts (spring part
and / or ball part) used as connection contacts.
Darüberhinaus
erfüllt
die erfindungsgemäße Ausgestaltung
des Elektronik-Flachsystems neben der Waschfähigkeit und Desinfizierbarkeit
in Einheit mit einem flexiblen Textilelement (beispielsweise einer
intelligenten Kleidung) auch die Anforderungen bezüglich extremer
Umweltbedingungen, wie z. B. Hitze, Kälte, hohe Luftfeuchtigkeit,
Tropenfestigkeit, Höhentauglichkeit,
Körperschweiß usw.,
ohne die Qualitätseigenschaften
zu beeinträchtigen.Furthermore
Fulfills
the embodiment of the invention
of the electronics flat system in addition to the washability and disinfectability
in unit with a flexible textile element (for example a
intelligent clothing) also the requirements regarding extreme
Environmental conditions, such. Heat, cold, high humidity,
Tropical resistance, altitude capability,
Body sweat etc.,
without the quality features
to impair.
Im
Bedarfsfall können
vorteilhafterweise unter weitestgehend möglicher Dezentralisierung der Elektronik
zur Funktionalitätenverteilung,
wie z. B. im medizinischen Bereich an verschiedenen Körperstellen
erforderlich, auch mehrere derartige flache Elektroniksysteme, jeweils
als partielle Anordnungen, über
die freien Kontakte zusammengeschaltet werden.in the
If necessary
Advantageously, as far as possible possible decentralization of electronics
for functional distribution,
such as B. in the medical field at different body sites
required, also several such flat electronic systems, respectively
as partial orders, over
the free contacts are interconnected.
Das
erfindungsgemäße, waschbare
Elektronik-Flachsystem mit seinen zumindest partiell freien Anschlusskontakten
weist gegenüber
den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen die folgenden Vorteile
auf:
- • Das
waschbare Elektronik-Flachsystem mit freien Anschlusskontakten lässt sich
leicht und unauffällig
im Textil-/Flexmaterial zur Realisierung intelligenter Kleidung
(smart clothes) integrieren. Aufgrund der Flachheit des Elektroniksystems kann
es der Kleidung anwendungsgerecht angepasst, vielfältig modifiziert
und mit dieser als Einheit lösbar
oder unlösbar
in Verbindung gebracht werden.
- • Ohne
das Elektroniksystem mit den fixierten freien Anschlusskontakten
aus der Kleidung zu entnehmen, kann das gesamte Kleidungsstück in vollem
Umfang dem Wasch-, Trocknungs- und bedarfsweise einem Desinfektionsprozess
chemisch bzw. chemothermisch und physikalisch ausgesetzt werden.
Dabei bleiben die Funktions- und Qualitätseigenschaften erhalten, was
die Wiederverwendbarkeit des Elektronik-Flachsystems gewährleistet.
- • Über die
Anschlusskontakte des Elektronik-Flachsystems
lassen sich zur Signal- und Energieübertragung beliebige Signal-
und Energieleitungen (ebenfalls mit hermetisch verschlossener Verbindung
zum jeweiligen Anschlusskontakt) anschließen, die auch im Reinigungsprozess, ohne
zusätzliche
Abdichtung bzw. Abdeckung ihrer Kontakte, mit den Anschlusskontakten
des Elektronik-Flachsystems als Kontaktpaarung verbunden bleiben
können.
Während
der Reinigung erfolgt kein elektrischer Betrieb, so dass lösbare Energiequellen,
wie z. B. Batterien oder Akkus, zweckmäßigerweise vor dem Waschprozess
dem Elektroniksystem entnommen werden.
The washable electronic flat system according to the invention with its at least partially free connection contacts has the following advantages over the systems known from the prior art: - • The washable electronics flat system with free connection contacts can be easily and inconspicuously used in textile / flex material for realization intelligent clothing (smart clothes). Due to the flatness of the electronic system, it can be adapted to the application, modified in various ways and associated with it as a detachable or non-detachable unit.
- • Without removing the electronic system with the fixed free connection contacts from the clothing, the entire garment can be fully exposed to the washing, drying and, if necessary, a disinfection process chemically or chemothermally and physically. The functional and quality properties are retained, which ensures the reusability of the electronics flat system.
- • Through the terminals of the electronic flat system, any signal and power lines (also with hermetically sealed connection to the respective connection contact) can be connected, which also in the cleaning process, without additional sealing or covering their contacts, with the connection contacts of the Electronics flat system can remain connected as contact pairing. During cleaning, no electrical operation, so that releasable energy sources, such. As batteries or rechargeable batteries are conveniently removed from the electronic system before the washing process.
Im
Einzelnen ergeben sich erfindungsgemäß und je nach Ausgestaltungsform
folgende wesentliche Verbesserungen und Vorteile gegenüber dem Stand
der Technik:
- • eine einfache Integration
von Elektronik in Textil-/Flexmaterialien mittels waschfähiger Elektronik-Flachsysteme
mit deren frei zugänglichen waschbaren
Anschlusskontakten,
- • konstruktiv
einfacher Aufbau und kleine Baugröße mit Erfüllung von Anforderungen hinsichtlich Miniaturisierung,
Bauelementeintegration und Gebrauchseigenschaften,
- • sehr
flaches Design des Elektroniksystems, insbesondere sehr flache Bauweise
bzw. kleine Bauhöhe,
- • relativ
geringes Gewicht,
- • körperanpassbar
an unterschiedliche Körpergrößen und/oder
Körperkonturen,
- • geräteanpassbar
für äußere Zugänglichkeit
bei leichter Modifizierbarkeit des Elektronik-Flachsystems mit variabler Gestaltungsmöglichkeit
und Anpassung an die spezifischen Anforderungen (z. B. eingehauste
Elektronik und freier Anschlussbereich bzw. freiliegende Abschnitte
der Anschlusskontakte),
- • Ausnutzung
der Textil- bzw. Folientechnik zur vorteilhaften Unterbringung dezentralisierter
Elektronik,
- • hoher
Tragekomfort mit weitestgehend unauffälliger Integration des Elektronik-Flachsystems
in intelligenter Bekleidung,
- • hohe
Flexibilität
und Anschmiegbarkeit an das Design der intelligenten Bekleidung
(Realisierung bedarfsgerechter Systemflexibilität mit flexiblen und gegebenenfalls
auch mit starren und starrflexiblen Bestandteilen),
- • anpassungsfähige Einhausungs-
bzw. Beschichtungsmöglichkeiten
für das
Elektronik-Flachsystem (z. B. Vergießen, Einhüllen, Einkapseln),
- • anpassungsfähige Verschlussmöglichkeiten
des Flachelementes bzw. der Leiterplatte an der Trennstelle (z.
B. Vergießen,
Klemmen mittels Dichtung oder Folie),
- • chemische
bzw. chemothermische Resistenz der Anschlusskontakte, wie z. B.
der Druckknöpfe,
gegenüber
Waschlauge mit Verhinderung der Lokalelemen tebildung im Anschlussbereich
(Kontakte mit von Waschflüssigkeit
benetzbarer Außenkontur
sowie Kontakte mit benetzbarer Außen- und Innenkontur und deren
Anschlussleitungen sowie angeschlossene elektrische Zuleitungen),
- • relativ
geringer Anschlussaufwand für
die Verbindung der Anschlusskontakte wie z. B. Druckknöpfe mit
der Elektronik (kupferkaschierte Leitungsbahnen),
- • zuverlässige Befestigung
der Druckknöpfe
auf der Leiterplatte durch eine stabile, abdeckbare Lötverbindung
(nur Druckknopffederteil und Druckknopfkugelteil ohne Vernietung)
oder Verbindung mittels Leitkleber,
- • Verwendung
handelsüblicher
nickelfreier, lötfähiger wasch-
und abtropfbarer Druckknöpfe
hoher Stabilität
und Robustheit als Anschlusskontakte auf der Leiterplatte,
- • Ankopplung
der Signal- und Energieleitungen ohne zusätzliche Abdeckung bzw. Abdichtung (Anschlusskontakte
der Kontaktpaarung hermetisch verschlossen),
- • Wiederverwendbarkeit
sowohl des Elektronik-Flachsystems
als auch der intelligenten Kleidung insgesamt,
- • Erweiterungs-
und Kombinationsfähigkeit
insbesondere durch lösbare
Zusammenschaltung einzelner Elektronik-Flachsysteme (mechanische Reihen- und/oder Parallelschaltung
partieller Elektronik-Flachsysteme),
- • hohe
Zuverlässigkeit,
Funktionsfähigkeit
und Lebensdauer bei Erhaltung der Funktions- und Qualitätseigenschaften
des Gesamtsystems im Wasch- und Desinfektionsprozess unter chemischer
bzw. chemothermischer Einwirkung sowie physikalischer Beanspruchung,
- • Eignung
für telemedizinische
Anwendungen,
- • gebrauchstaugliche,
patientenfreundliche und körperverträgliche Anwendung
des Elektronik-Flachsystems
auch im Heimbereich (z. B. medizinische Langzeitanwendungen mit
Wasch- und Reinigungserfordernis),
- • Gewährleistung
modischer Anforderungen und Ansprüche im Freizeit-, Wellness-
und Sportbereich,
- • Realisierung
intelligenter Schutz- und Sicherheitsbekleidung,
- • Eignung
für waschlaugenresistente
intelligente Industrietextilien mit integrierbarer Elektronik und Anschlusskontakten
- • kostengünstig mit
relativ geringem Realisierungsaufwand.
In detail, according to the invention and depending on the embodiment, the following essential improvements and advantages over the prior art result: - • a simple integration of electronics in textile / flex materials by means of washable electronic flat systems with their freely accessible washable connection contacts,
- • structurally simple design and small size with fulfillment of requirements regarding miniaturization, component integration and functional properties,
- • very flat design of the electronic system, in particular very flat design or small height,
- • relatively low weight,
- • body adaptable to different body sizes and / or body contours,
- • Device adaptable for external accessibility with easy modifiability of the electronics flat system with variable design options and adaptation to the specific requirements (eg enclosed electronics and free connection area or exposed sections of the connection contacts),
- • exploitation of the textile or film technology for the advantageous placement of decentralized electronics,
- • high wearing comfort with largely inconspicuous integration of the electronics flat system in intelligent clothing,
- • high flexibility and conformability to the design of intelligent clothing (realization of system flexibility with flexible and if necessary also with rigid and rigid flexible components),
- • adaptable housing or coating options for the electronics flat system (eg casting, encasing, encapsulation),
- • adaptable closing options of the flat element or the printed circuit board at the point of separation (eg casting, clamping by means of a gasket or foil),
- • Chemical or chemothermal resistance of the connection contacts, such as As the push buttons, compared to suds with prevention of Lokalelemen tebildung in the connection area (contacts with wettable by washing liquid outer contour and contacts with wettable outer and inner contour and their connecting lines and connected electrical leads),
- • relatively low connection costs for the connection of the connection contacts such. B. pushbuttons with the electronics (copper-lined pathways),
- • Reliable fastening of the push buttons on the printed circuit board by a stable, coverable solder connection (only push button spring part and push button ball part without riveting) or connection by means of conductive adhesive,
- Use of commercially available nickel-free, solderable washable and drippable pushbuttons of high stability and robustness as connection contacts on the printed circuit board,
- • Coupling of the signal and power lines without additional covering or sealing (connection contacts of the contact pairing hermetically sealed),
- Reusability of both the electronics flat system and the overall smart apparel
- • Expandability and combination capability, in particular through detachable interconnection of individual electronic flat systems (mechanical series and / or parallel connection of partial electronic flat systems),
- High reliability, functionality and service life while maintaining the functional and quality properties of the entire system in the washing and disinfection process under chemical or chemothermal effect as well as physical stress,
- • suitability for telemedicine applications,
- • Usable, patient-friendly and biocompatible application of the electronic flat system in the home as well (eg long-term medical treatment with washing and cleaning requirements),
- • Ensuring fashion requirements and demands in the leisure, wellness and sports sector,
- • realization of intelligent protective and safety clothing,
- • Suitability for wash-resistant, intelligent industrial textiles with integrable electronics and connection contacts
- • cost-effective with relatively low implementation costs.
Nachfolgend
wird die Erfindung zunächst
anhand eines allgemeinen, grundlegenden Ausführungsbeispieles beschrieben.
Diese beispielhafte Ausgestaltungsform ist so ausgeführt, dass
sich anhand ihrer Beschreibung dem Fachmann die wesentlichen Aspekte
der vorliegenden Erfindung offenbaren. Die bei der Beschreibung
des allgemeinen Ausführungsbeispieles
verwendeten Bezugszeichen entsprechen denjenigen, wie sie in den
hiernach beschriebenen, speziellen Ausführungsbeispielen (1 bis 10)
verwendet werden.The invention will first be described with reference to a general, basic embodiment. This exemplary embodiment is designed so that the essential aspects of the present invention will become apparent to the person skilled in the art on the basis of their description. The reference numerals used in the description of the general embodiment correspond to those described in the specific embodiments (hereinafter) described (US Pat. 1 to 10 ) be used.
Erfindungsgemäß weist
das Elektronik-Flachsystem 1 als Basiselement ein flächig ausgebildetes
Flachelement 5, 6 auf, dessen Oberfläche mindestens
einen zusammenhängenden
ersten Bereich, nachfolgend auch als Trockenbereich 2 bezeichnet,
in dem alle eingeschlossenen Elemente nicht mit Waschflüssigkeit 18 in
Berührung
kommen, d. h. trocken bleiben, und mindestens einen zusammenhängenden
zweiten Bereich, nachfolgend auch als Nassbereich 3 bezeichnet,
in dem der frei liegende Teil der dort befindlichen Anschlusskontakte 10, 11 von
Waschflüssigkeit 18 benetzt
wird, d. h. nass wird, aufweist. Unter einem zusammenhängenden Bereich
wird hierbei ein Teilabschnitt der Oberfläche des Flachelementes 5, 6 verstanden, innerhalb
dessen sich jeder Oberflächenpunkt
von jedem anderen Oberflächenpunkt
auf mindestens einem Weg erreichen lässt (alle Oberflächenpunkte
des zusammenhängenden
Bereiches sind somit durch mindestens einen Weg, welcher vollständig innerhalb
dieses Bereiches verläuft,
verbunden). Die Oberfläche
kann vorteilhafterweise auch jeweils mehrere Trockenbereiche 2 und
mehrere Nassbereiche 3 aufweisen, welche sich dabei nicht überlappen
und welche zusammengenommen genau die Gesamtoberfläche des
Flachelementes ausbilden.According to the invention, the electronic flat system 1 as a base element a flat formed flat element 5 . 6 on whose surface at least one contiguous first area, hereinafter also as a dry area 2 in which all enclosed elements are not washed with washing liquid 18 come into contact, ie remain dry, and at least one contiguous second area, hereinafter also as a wet area 3 denotes, in which the exposed part of the terminal contacts located there 10 . 11 of washing liquid 18 is wet, that is wet, having. In this case, a subsection of the surface of the flat element is referred to as a coherent region 5 . 6 within which each surface point can be reached from any other surface point in at least one way (all surface points of the contiguous area are thus connected by at least one path which runs completely within this area). The surface can advantageously also each have several dry areas 2 and several wet areas 3 have, which do not overlap and which together form the exact total surface of the flat element.
Nachfolgend
wird, sofern mehrere Trockenbereiche und/oder Nassbereiche vorliegen,
auch der von allen Trockenbereichen zusammen ausgebildete Gesamttrockenbereich
vereinfacht als Trockenbereich 2 bezeichnet (entsprechend
für Nassbereiche). Ob
mit der Bezeichnung „Trockenbereich" ein einzelner Bereich
oder mehrere zusammengenommene (Trocken-)Bereiche gemeint sind,
ergibt sich für
den Fachmann dabei jeweils aus dem vorliegenden Zusammenhang. Ebenso
wird nachfolgend auch ein einem Trockenbereich 2 bzw. Nassbereich 3 entsprechender
Abschnitt des Flachelementes 5, 6 (ggf. samt der
dazugehörigen
Einfassung 9, 15) als Trockenbereich 2 bzw.
Nassbereich 3 bezeichnet; auch hier ergibt sich für den Fachmann
aus dem Zusammenhang, was genau gemeint ist.In the following, if there are a plurality of dry areas and / or wet areas, the total dry area formed by all the dry areas is simplified as the dry area 2 designated (corresponding to wet areas). Whether the term "dry area" is intended to mean a single area or several combined (dry) areas results in each case for the person skilled in the art from the present context 2 or wet area 3 corresponding section of the flat element 5 . 6 (if necessary, including the associated enclosure 9 . 15 ) as a dry area 2 or wet area 3 designated; Here, too, results for the expert from the context, what exactly is meant.
Erfindungsgemäß wird das
waschbare Elektronik-Flachsystem 1 in
mindestens einen abgrenzbaren wasser- bzw. waschfesten Trockenbereich 2 und
mindestens einen Nassbereich 3 getrennt. Dabei werden im
Trockenbereich 2 die elektronischen Bauelemente 8 (einzuhausende
Elektronik) sicher und trocken eingeschlossen sowie durch eine erste
Einfassung 9 integrierend waschlaugenresistent abgedichtet.
Im an den Trockenbereich 2 angrenzenden Nassbereich 3 werden
die fixierten, körperverträglichen
Anschlusskontakte 10a, 11a in deren Kontaktbereich
bzw. freiliegendem Abschnitt 10a-1, 11a-1 in vollem
Umfang dem Wasch- und
Desinfektionsprozess ausgesetzt und in deren Befestigungsbereich 10a-2, 11a-2 zusammen
mit den Anschlussleitungen 12, 13, die bereits
mit Lötstopp-Lack 14 eine
erste Auftragsschicht aufweisen, über weitere abgegrenzte Schutz-Schichten 15 geschützt (zweite
Einfassung). Hierzu bilden Trocken- und Nassbereich 2, 3 über die schützend abgedeckten
Anschlussleitungen 12, 13, elektrisch in Verbindung
stehend, ein elektrisches System, bei dem sich ein Flachelement 5, 6 als
flexible, starre oder starrflexible Leiterplatte mit den Anschlussleitungen 12, 13 für die Anschlusskontakte 10a, 11a und
die Elektronik 8 anteilig im Trockenbereich 2 und
anteilig im Nassbereich 3 befindet.According to the invention, the washable electronics flat system 1 in at least one definable water- or wash-resistant dry area 2 and at least one wet area 3 separated. This will be in the dry area 2 the electronic components 8th (electronics to be included) safely and dry enclosed as well as by a first enclosure 9 integrating wash-resistant sealed. Im at the dry area 2 adjacent wet area 3 become the fixed, biocompatible connection contacts 10a . 11a in their contact area or exposed section 10a-1 . 11a-1 fully exposed to the washing and disinfecting process and in their mounting area 10a-2 . 11a-2 together with the connecting cables 12 . 13 already with solder-stop paint 14 have a first application layer, on more delineated protective layers 15 protected (second enclosure). Dry and wet areas form for this purpose 2 . 3 over the protective covered connecting cables 12 . 13 , electrically connected, an electrical system in which a flat element 5 . 6 as a flexible, rigid or rigid flexible printed circuit board with the connection cables 12 . 13 for the connection contacts 10a . 11a and the electronics 8th pro rata in the dry area 2 and proportionally in the wet area 3 located.
Das
Leiterplattenteil 6, im Folgenden auch als Leiterplatte
oder Leiterplattenelement bzw. Flachelementteil bezeichnet, mit
Elektronik 8 im Trockenbereich 2 ist (durch eine
Einhausung 9) hermetisch verschlossen. Das Leiterplattenteil 5,
im Folgenden auch als Leiterplatte, Leiterplattenelement oder Flachelementteil
bezeichnet, mit den Anschlusskontakten 10a bzw. 11a und
deren Anschlussleitungen 12, 13 (zur Elektronik 8)
im Nassbereich 3, das bis auf den Kontaktbereich (freiliegender
Abschnitt) der Anschlusskontakte 10a bzw. 11a umschließend durch Schutzschichten 15 abgedeckt
und geschützt
ist und den leiterplattenseitigen Befestigungsbereich 10a-2 bzw. 11a-2 der
Anschlusskontakte und Teile der Anschlussleitungen 12, 13 einschließt, ist über diese Schutzschichten 15 ebenfalls
hermetisch verschlossen. Hierbei sind Trocken- und Nassbereich 2, 3 an deren
Trennstelle bzw. Trennfläche 4 über den
hermetischen Verschluss (Einhausung 9) des Trockenbereiches 2 und
auch über
die überlappend
mit dem Verschluss 9 unterhalb desselben (bzw. zwischen Leiterplattenteil 5 und
Verschluss 9) verlaufenden Schutzschichten 15 des
Leiterplattenteiles 5 abgedichtet.The circuit board part 6 , also referred to below as a printed circuit board or printed circuit board element or flat element part, with electronics 8th in the dry area 2 is (by an enclosure 9 ) hermetically sealed. The circuit board part 5 , hereinafter also referred to as a printed circuit board, printed circuit board element or flat element part, with the connection contacts 10a respectively. 11a and their connecting cables 12 . 13 (to electronics 8th ) in the wet area 3 , up to the contact area (exposed portion) of the terminals 10a respectively. 11a enclosing by protective layers 15 is covered and protected and the circuit board side mounting area 10a-2 respectively. 11a-2 the connection contacts and parts of the connecting cables 12 . 13 is about these protective layers 15 also hermetically sealed. Here are dry and wet area 2 . 3 at the separation point or separation surface 4 over the hermetic closure (enclosure 9 ) of the drying area 2 and also about overlapping with the closure 9 below it (or between PCB part 5 and closure 9 ) extending protective layers 15 of the printed circuit board part 5 sealed.
Der
Trockenbereich 2 wird unter Einschluss der Elektronik 8 durch
eine hermetisch dichte Einhausung 9 gebildet, die nur an
deren Oberfläche
mit Waschflüssigkeit 18 beaufschlagbar
ist. Dies gewährleistet,
dass die Elektronik 8, die sich abgeschlossen in der Einhausung 9 befindet,
funktionell nicht beeinträchtigt
wird und elektrisch nur die waschlaugenresistenten Anschlusskontakte 10a, 11a,
die mit der Elektronik 8 über die Leiterplatte 5, 6 mit
deren Anschlussleitungen 12, 13 in Verbindung
stehen und außerhalb
des Trockenbereiches 2 im Nassbereich 3 liegen,
anteilig in deren freien Kontaktbereichen mit der Waschlauge 18 in
Berührung
kommen. Die Anschlusskontakte können
aus nickelfreiem Metall oder einer nickelfreien Metalllegierung
gebildet sein, wobei die Kontaktoberfläche vorzugsweise aus einer
Schicht aus Weißbronze
(Zinngehalt bevorzugt ca. 27% bis 30%) besteht.The dry area 2 will be included the electronics 8th through a hermetically sealed enclosure 9 formed only on the surface with washing liquid 18 can be acted upon. This ensures that the electronics 8th that is completed in the enclosure 9 is functionally not affected and electrically only the wash-resistant terminal contacts 10a . 11a that with the electronics 8th over the circuit board 5 . 6 with their connecting cables 12 . 13 communicate and outside the dry area 2 in the wet area 3 lie proportionately in their free contact areas with the wash liquor 18 come in contact. The terminal contacts may be formed of nickel-free metal or a nickel-free metal alloy, wherein the contact surface preferably consists of a layer of white bronze (tin content preferably about 27% to 30%).
Die
Leiterplattenteile 5 und 6 können beispielsweise über Leiterplattenverbinder 7 flexibel bzw.
gelenkig miteinander verbunden werden. In speziellen Ausgestaltungen
kann auch nur eine flexible oder starre bzw. starr-flexible Leiterplatte 5, 6 vorhanden
sein (Plattenelemente 5, 6 als genau ein Teil
einstückig
ausgeführt,
ggf. dann mit flexiblem Teilabschnitt 7). Die Leiterplatte 5, 6,
in weiteren besonderen Ausgestaltungen auch zusätzlich segmentierbar, kann,
partiell auskragend, aus dem hermetisch abgeschlossenen Trockenbereich 2 herausragen
und hierdurch einen Nassbereich 3 ausbilden. Alternativ
kann der Nassbe reich 3 vollständig auf der Ober- oder Unterseite
der Leiterplatte 5, 6 angeordnet und in einen
ihn vollständig
umgebenden Trockenbereich eingebettet bzw. integriert sein. Hierbei kann
sich die Einhausung 9 der Elektronik 8 an der Trennstelle
bzw. Trennfläche 4 zum
Nassbereich 3 dichtend an die Leiterplatte 5, 6 anschmiegen.
Auf der Fläche
des Nassbereiches 3 sind dann die Anschlusskontakte 10a, 11a fixiert,
die in den freiliegenden Abschnitten 10a-1 bzw. 11a-1 chemisch
bzw. chemothermisch und physikalisch beansprucht werden.The circuit board parts 5 and 6 can, for example, via PCB connectors 7 be flexibly connected or articulated. In special embodiments, only a flexible or rigid or rigid-flexible circuit board 5 . 6 be present (plate elements 5 . 6 as exactly one part executed in one piece, if necessary then with flexible section 7 ). The circuit board 5 . 6 , in additional special embodiments also additionally segmentable, may, partially projecting, from the hermetically sealed dry area 2 stick out and thereby a wet area 3 form. Alternatively, the Nassbe rich 3 completely on the top or bottom of the PCB 5 . 6 be arranged and embedded in a completely surrounding him dry area or integrated. This may be the enclosure 9 the electronics 8th at the separation point or separation surface 4 to the wet area 3 sealing to the circuit board 5 . 6 nestle. On the surface of the wet area 3 are then the connection contacts 10a . 11a fixed in the exposed sections 10a-1 respectively. 11a-1 chemically or chemothermisch and physically claimed.
Durch
die Trennung des Elektronik-Flachsystems 1 in einen Trocken-
und Nassbereich 2, 3 werden nur die Außenkonturen
der Einhausung 9 der Elektronik 8 und die Außenkontur
des mittels Schutzschichten 15 geschützten kontakttragenden Leiterplattenteiles 5 sowie
die Anschlusskontakte 10a, 11a selbst mit der
Waschflüssigkeit 18 umgeben
und beaufschlagt, wobei elektrisch nur der Kontaktbereich 10a-1, 11a-1 der
Anschlusskontakte, jedoch nicht deren Befestigungsbereich 10a-2, 11a-2,
mit der Waschflüssigkeit 18 in
Verbindung steht.By separating the electronics flat system 1 in a dry and wet area 2 . 3 only the outer contours of the enclosure 9 the electronics 8th and the outer contour of the by means of protective layers 15 protected contact-carrying printed circuit board part 5 as well as the connection contacts 10a . 11a even with the washing liquid 18 surrounded and acted upon, wherein electrically only the contact area 10a-1 . 11a-1 the connection contacts, but not their attachment area 10a-2 . 11a-2 , with the washing liquid 18 communicates.
Die
Leiterplatte 5, 6 ist im Nassbereich 3 so beschaffen,
dass die Anschlusskontakte 10a, 11a vorzugsweise
frei zugängliche,
im Kontaktbereich 10a-1, 11a-1 nicht abgedeckte
Druckknöpfe
sind, die von der Waschflüssigkeit 18 ungehindert
benetzt werden können,
deren elektrische Anschlussleitungen 12, 13 zur
Elektronik 8 (in dem Trockenbereich 2) im Nassbereich 3 durch
Schutzschichten 15 abgedeckt sind, wobei im Nassbereich 3 eine
Abdeckung 15 vorliegt, die sich vorzugsweise mit gleichem
Aufbau in den Trockenbereich 2 teilweise hineinzieht. Hierbei
reichen die Schichten 15 bis an die Außenkontur der Druckknöpfe 10a, 11a in
deren Befestigungsbereich (an der Anschlussposition zu den Leitungen 12, 13)
heran und betten diese dort ein. Bei Druckknopffederteilen 10a bzw.
anderen Anschlusskontakten mit waschlaugenbenetzbarem Innenraum (bzw.
Innenhof I) reichen die Schichten 15, gewährleistet
durch eine Überlaufausnehmung 23 des
Leiterplattenteiles 5 bzw. durch eine Überlaufausnehmung 24 des
Anschlusskontaktes 10a, bis in den Innenraum I hinein.
Dadurch wird eine Lokalelementebildung generell verhindert. Bei
einem vorhandenen flachelementseitigen Ablauf 25 im Bereich
des Anschlusskontaktes 10a positioniert eine Fließsperre 26 die
Schicht 15 (siehe später 7 bis 10).The circuit board 5 . 6 is in the wet area 3 designed so that the connection contacts 10a . 11a preferably freely accessible, in the contact area 10a-1 . 11a-1 Uncovered push buttons are those of the wash fluid 18 can be wetted freely, their electrical connection cables 12 . 13 to the electronics 8th (in the dry area 2 ) in the wet area 3 through protective layers 15 are covered, being in the wet area 3 a cover 15 is present, preferably with the same structure in the dry area 2 partially draws in. Here are the layers 15 to the outer contour of the push buttons 10a . 11a in their attachment area (at the connection position to the lines 12 . 13 ) and embed them there. For push-button spring parts 10a or other connection contacts with washable-wettable interior (or inner courtyard I), the layers 15 , guaranteed by an overflow recess 23 of the printed circuit board part 5 or by an overflow recess 24 of the connection contact 10a , into the interior I into it. This generally prevents local element formation. For an existing flat element-side drain 25 in the area of the connection contact 10a positioned a flow barrier 26 the layer 15 (see later 7 to 10 ).
Die
Schutzschichten 15 bedecken außer den Deckflächen bzw.
Flachseiten der Leiterplatte 5 auch deren Stirnseiten und
schützen
diese vor Laugeneinfluss und Wasseraufnahme. Dadurch ist die komplette
Leiterplatte 5 im Nassbereich 3 chemisch bzw. chemothermisch
resistent. Dies gewährleistet
auch den Einsatz unter extremen Umweltbedingungen (Hitze, Kälte, Luftfeuchtigkeit,
erhöhten
Luftdruck, Tropenklima, Körperschweiß usw.).
Im Trockenbereich 2 sind die Schutzschichten 15 der
Leiterplatte 5 nur überleitend
vorhanden und können
mit zunehmendem Abstand von der Trennstelle bzw. Trennfläche 4 weitestgehend
entfallen. Hier sorgt die Einfassung 9, welche die Flachseiten
und Stirnseiten der Leiterplatte 5, ausgehend von der Trennstelle
bzw. Trennfläche 4,
umgibt und samt der Elektronik 8 hermetisch abschließt, für den erfindungsgemäßen Abschluss.The protective layers 15 Cover except the top surfaces or flat sides of the circuit board 5 also their front sides and protect them from alkali influence and water absorption. This is the complete circuit board 5 in the wet area 3 chemically or chemothermally resistant. This also ensures the use under extreme environmental conditions (heat, cold, humidity, elevated air pressure, tropical climate, sweat, etc.). In the dry area 2 are the protective layers 15 the circuit board 5 only überleitend available and can with increasing distance from the separation point or separation surface 4 largely eliminated. Here the enclosure provides 9 , which the flat sides and end faces of the circuit board 5 , starting from the separation point or separating surface 4 , surrounds and including the electronics 8th hermetically seals, for the conclusion of the invention.
Der
Gewährleistung
von Körperverträglichkeit
dienen vorzugsweise nickelfreie Druckknöpfe als Anschlusskontakte 10a, 11a und
zur weiteren Erhöhung
der Zuverlässigkeit
sind die waschfesten, robusten und che misch bzw. chemothermisch
resistenten Druckknöpfe
vorzugsweise auf der Leiterplatte 5 verlötet (nur
Druckknopffederteil 10a und Druckknopfkugelteil 11a ohne
Vernietung), was lokale chemische Reaktionen durch Nieteneinriss
und deren Oberflächenzerstörung verhindert
und zu einer besonders niedrigen Bauhöhe führt. Bei verlöteten Anschlusskontakten 10a, 11a wird
die Zuverlässigkeit weiter
unterstützt,
wenn die Oberfläche
der Anschlusskontakte 10a, 11a aus einer Schicht
Weißbronze
besteht.The guarantee of body compatibility are preferably nickel-free push buttons as connection contacts 10a . 11a and to further increase reliability, the wash-resistant, robust, and chemically or chemothermally resistant snaps are preferably on the circuit board 5 soldered (only pushbutton spring part 10a and push button ball part 11a without riveting), which prevents local chemical reactions by rivet tearing and their surface destruction and leads to a particularly low height. For soldered connection contacts 10a . 11a Reliability is further supported when the surface of the terminals 10a . 11a consists of a layer of white bronze.
Zum
Schutz der Lötverbindung
vor Waschlauge 18 wird diese in ihrer Umgebung zwischen
dem Befestigungsbereich 10a-2, 11a-2 des Anschlusskontaktes
und der Leiterplatte 5 durch einfache oder mehrfache Schutzumhüllung 15 versiegelt
und damit hermetisch verschlossen. Dies schließt auch den hermetischen Schutz
der Anschlussleitungen 12, 13 auf der Leiterplatte 5 ein.To protect the solder joint from suds 18 this is in their environment between the attachment area 10a-2 . 11a-2 the connection contact and the circuit board 5 by simple or multiple protection serving 15 sealed and thus hermetically sealed. This also includes the hermetic protection of the connecting cables 12 . 13 on the circuit board 5 one.
Über diese
Druckknöpfe 10, 11 erfolgt
die anpassungsfähige
Signal- und Energieübertragung über äußere elektrische
Zuleitungen 17, die separat angeschlossen und auch im flexiblen
Textilelement 16 integriert sein können, mit einer insgesamt sehr niedrigen
Bauhöhe
auch der Kontaktpaarung (Anschlusskontakte und zugehörige Gegenstücke an den
Zuleitungen 17), wobei die Druckknopfgegenstücke 10b, 11b mit
den Druckknöpfen 10a, 11a der
Leiterplatte 5 auch im Waschprozess verbunden bleiben können. Dies
betrifft vor allem Zuleitungen 17 für Geräte, Elektroden, Sensoren usw.
bzw. die Zusammenschaltung mehrerer partieller Elektronik-Flachsysteme.
Die elektrische Anschlussmodifizierung des Elektronik-Flachsystems 1 erfolgt über Art,
Anzahl und Anordnung der Druckknöpfe 10a, 11a, über die alle
mit der Elektronik 8 zu verbindenden elektrischen Zuleitungen 17 als
Signalleitungen und Energieleitungen (Anschlussenergiequelle 20)
bzw. weitere Elektronik-Flachsysteme kontaktiert und dazu lösbar mit
den Anschlusskontakten 10a, 11a auf der Leiterplatte 5 (Druckknopfpaarung)
in Verbindung gebracht werden.About these push buttons 10 . 11 the adaptive signal and energy transmission takes place via external electrical supply lines 17 , which are connected separately and also in flexible textile element 16 can be integrated, with an overall very low height and the contact pairing (terminals and associated counterparts on the leads 17 ), with the push button counterparts 10b . 11b with the snaps 10a . 11a the circuit board 5 can remain connected in the washing process. This mainly affects supply lines 17 for devices, electrodes, sensors etc. or the interconnection of several partial electronic flat systems. The electrical connection modification of the electronics flat system 1 is done by type, number and arrangement of the push buttons 10a . 11a , about all with the electronics 8th to be connected electrical leads 17 as signal lines and power lines (connection energy source 20 ) or other electronic flat systems contacted and solvable with the connection contacts 10a . 11a on the circuit board 5 (Button pairing).
Danach
resultiert die erfindungsgemäße Lösung des
Elektronik-Flachsystems 1 und dessen Modifikationsfähigkeit
in lösbarer
oder unlösbarer
Verbindung mit dem Textilelement 16 des Textil-/Flexgebildes
unter vorzugsweiser Verwendung von Druckknöpfen 10, 11 als
Anschlusskontakte insbesondere aus einer anteilig (im Nass- und
Trockenbereich 2, 3) elektronik- und druckknopfbestückten Leiterplatte 5, 6 mit
elektronik- und druckknopfbezogen abgegrenzter schichtweiser bzw.
geschichteter Abdeckung (Einhausung 9, Schutz-Schicht 15)
von Elektronik 8, deren Anschlussleitungen 12, 13,
Träger
(Leiterplattenteile 5, 6) bis hin zu den Anschlusspositionen 10a-2, 11a-2 der
Druckknöpfe,
deren Kontaktbereich 10a-1, 11a-1 zur Realisierung
der Kontaktpaarung von der Schutzschicht 15 ausgenommen
ist. Dabei sind die Anschlusskontakte 10a, 11a schützend im Befestigungsbereich 10a-2, 11a-2 eingebettet,
jedoch so, dass eine Kontaktpaarung stets gewährleistet wird. Dabei ist es
unerheblich, ob die Abdeckungsschichten 9, 15 der
anteiligen Leiterplattenflächen 5, 6 aus
gleichem oder unterschiedlichem Material bestehen und ob deren Gestaltung
gleich- oder andersartig ist.This results in the inventive solution of the electronic flat system 1 and its modifiability in releasable or inseparable connection with the textile element 16 of the textile / Flexgebildes under preferential use of snaps 10 . 11 as connection contacts, in particular from a proportionate (in the wet and dry area 2 . 3 ) electronics and pushbutton populated printed circuit board 5 . 6 with electronics and pushbutton-related delimited stratified or layered cover (enclosure 9 , Protective layer 15 ) of electronics 8th , their connecting cables 12 . 13 , Supports (circuit board parts 5 . 6 ) to the connection positions 10a-2 . 11a-2 the push buttons, their contact area 10a-1 . 11a-1 for the realization of the contact pairing of the protective layer 15 is excluded. Here are the connection contacts 10a . 11a protective in the attachment area 10a-2 . 11a-2 embedded, but so that a contact pairing is always guaranteed. It is irrelevant whether the cover layers 9 . 15 the proportionate PCB surfaces 5 . 6 consist of the same or different material and whether their design is the same or different.
Dies
schließt
auch sehr vielfältige,
spezielle Lösungsmöglichkeiten
für die
wasserdichte flexible oder starre leckstellenfreie Einhausung 9 der
Elektronik 8 im Trockenbereich 2 ein, die gewährleistet,
dass die Elektronik 8 im Betriebs- und Waschzustand trocken bleibt
(z. B. Verkapselung oder Verguss). Bei flexibler, folienartig taschenförmiger wasserfester Einhausung
der Elektronik 8 lässt
sich die Abdichtung 9 der Leiterplatte 5, 6 vorteilhaft
durch die Klemmung der Folie (z. B. Polyurethan) selbst über der Leiterplatte 5, 6 an
der Trennstelle 4, unter Ausnutzung der elastomeren Dichtungseigenschaften
der Folie, realisieren. Bei starrer kapselförmiger Einhausung 9 (z.
B. Kunststoffgehäuse)
ist eine zusätzliche Dichtung,
die den prismatischen, toleranzbehafteten Querschnitt der Leiterplatte 5, 6 umschließt und deren
Klemmung an der Trennstelle 4 ermöglicht, erforderlich. Ein geteiltes
Gehäuse 9 lässt sich
auch vorteilhaft über
ein geschlossenes Dichtungssystem in der Teilungsfläche und
in der Trennfläche 4 hermetisch
verschließen.
Bei Einhausung der Elektronik 8 durch Vergießen mit
einer Vergussmasse (z. B. elastomerer Verguss) entfällt eine
zusätzliche
Klemmung an der Trennstelle 4, da die Vergussmasse diese
vorteilhafterweise selbst abdichtet. In eine solche Vergussmasse
lassen sich z. B. für
medizinische Anwendungen vorteilhaft auch Elektroden 21,
z. B. EKG-, EMG-, EEG-, Impedanz-Elektroden
und auch weitere Bedien- und Funktionselemente 22, abgedichtet
einbetten, die mit den Anschlussleitungen 12, 13 unlösbar verbunden
sind. Demgegenüber
lassen sich lösbare
Elektroden E in einfacher Weise auch unmittelbar an die Druckknopffederteile 10a anschließen.This also includes very diverse, special solutions for the waterproof flexible or rigid leak-free enclosure 9 the electronics 8th in the dry area 2 one that ensures the electronics 8th remains dry during operation and washing (eg encapsulation or potting). For flexible, foil-like pocket-shaped water-resistant housing of the electronics 8th lets the seal 9 the circuit board 5 . 6 advantageously by clamping the film (eg polyurethane) itself over the circuit board 5 . 6 at the separation point 4 , taking advantage of the elastomeric sealing properties of the film realize. For a rigid capsule-shaped enclosure 9 (eg, plastic housing) is an additional seal that fits the prismatic, tolerant cross-section of the PCB 5 . 6 encloses and their clamping at the separation point 4 allows, required. A split housing 9 can also be advantageous over a closed sealing system in the dividing surface and in the separating surface 4 hermetically seal. When housing the electronics 8th By casting with a potting compound (eg elastomeric potting) eliminates an additional clamping at the separation point 4 because the potting compound advantageously seals these itself. In such a potting z. B. for medical applications also advantageous electrodes 21 , z. As ECG, EMG, EEG, impedance electrodes and other control and functional elements 22 Embedded, sealed, with the connecting cables 12 . 13 are permanently connected. In contrast, detachable electrodes E can also be directly attached to the pushbutton spring parts in a simple manner 10a connect.
Die
Druckknöpfe 10, 11 können als
Anschlusskontakte bei im Textilelement 16 des Textil-/Flexgebildes
unmittelbar integrierten elektrischen Zuleitungen 17 gleichzeitig
auch der lösbaren
Verbindung des Elektronik-Flachsystems 1 mit dem Textilelement 16 des
Textil-/Flexgebildes dienen und hierzu darüber hinaus mit Druckknöpfen 19 ohne
elektrische Funktion zusam menwirken. Außerdem lassen sich über die
Druckknöpfe 10, 11 und
der mit ihnen realisierbaren Kontaktierung auch bei niedriger Bauhöhe mehrere
einzelne (nachfolgend auch: partielle) Elektronik-Flachsysteme 1 in
Reihe nebeneinander oder auch parallel übereinander liegend bzw. in
entsprechenden Kombinationen lösbar
elektrisch und mechanisch zusammenschalten.The push buttons 10 . 11 can be used as connection contacts in the textile element 16 Textile / Flexgebildes directly integrated electrical leads 17 at the same time also the detachable connection of the electronic flat system 1 with the textile element 16 of Textil- / Flexgebildes serve and beyond this with snaps 19 without electrical function together menwirken. You can also use the push buttons 10 . 11 and the contactable with them even at low height several individual (hereinafter also: partial) electronic flat systems 1 in series next to each other or even parallel to each other superimposed or in appropriate combinations releasably connect electrically and mechanically.
Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung noch an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Die
zugehörigen
Zeichnungen zeigen:following
The present invention is still based on an embodiment
explained in more detail. The
associated
Drawings show:
1 eine
Vorderansicht (Schnittansicht senkrecht zur Flachebene) einer ersten
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen waschbaren Elektronik-Flachsystems
mit äußeren elektrischen Zuleitungen 17. 1 a front view (sectional view perpendicular to the plane) of a first embodiment of a washable electronic flat system according to the invention with external electrical leads 17 ,
2 eine
Draufsicht (senkrecht zur Schnittansicht aus 1) des waschbaren
Elektronik-Flachsystems aus 1 als schematische
Prinzipdarstellung ohne die äußeren elektrischen
Zuleitungen 17. 2 a plan view (perpendicular to the sectional view of 1 ) of the washable electronics flat system 1 as schematic schematic diagram without the external electrical leads 17 ,
3 eine
Vorderansicht (Schnittansicht senkrecht zur Flachebene) einer zweiten
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen waschbaren Elektronik-Flachsystems
mit im Trockenbereich 2 integriertem Nassbereich 3 und
doppelseitiger Bestückung
des Flachelementes 5, 6. 3 a front view (sectional view perpendicular to the plane) of a second embodiment of a washable electronic flat system according to the invention in the dry area 2 integrated wet area 3 and double-sided assembly of the flat element 5 . 6 ,
4 eine
Draufsicht (senkrecht zur Schnittansicht aus 3) des waschbaren
Elektronik-Flachsystems aus 3 als schematische
Prinzipdarstellung mit im Trocken bereich 2 integriertem Nassbereich 3. 4 a plan view (perpendicular to the sectional view of 3 ) of the washable electronics flat system 3 as a schematic diagram with in the dry area 2 integrated wet area 3 ,
5 eine
Vorderansicht (Schnittansicht senkrecht zur Flachebene) einer dritten
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen waschbaren Elektronik-Flachsystems
mit gleichartigen Anschlusskontakten 10a und zusätzlich im
Trockenbereich 2 integrierten Funktionselementen 20, 21, 22. 5 a front view (sectional view perpendicular to the plane) of a third embodiment of a washable electronic flat system according to the invention with similar connection contacts 10a and additionally in the dry area 2 integrated functional elements 20 . 21 . 22 ,
6 eine
Vorderansicht (Schnittansicht senkrecht zur Flachebene) einer vierten
Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen waschbaren Elektronik-Flachsystems
mit im Trockenbereich 2 sowohl integriertem als auch auskragendem
Nassbereich 3 zum Anschluss eines weiteren Elektronik-Flachsystems und
mit lösbaren
Elektroden E. 6 a front view (sectional view perpendicular to the plane) of a fourth embodiment of a washable electronic flat system according to the invention in the dry area 2 Both integrated and cantilevered wet area 3 for connection of another electronic flat system and with detachable electrodes E.
7 eine
Vorderansicht (Schnittansicht senkrecht zur Flachebene eines waschbaren
Elektronik-Flachsystems im Bereich eines Anschlusskontaktes 10a)
mit durch Waschflüssigkeit 18 benetzbarem Innenraum
I einer ersten Ausführungsform
eines Anschlusskontaktes und mit einer Überlaufausnehmung 23 auf
dem Flachelementteil 5. 7 a front view (sectional view perpendicular to the flat plane of a washable electronics flat system in the region of a connection contact 10a ) with by washing liquid 18 wettable interior I of a first embodiment of a connection contact and with an overflow recess 23 on the flat element part 5 ,
8 eine
Draufsicht zu 7 im Bereich des Anschlusskontaktes 10a des
waschbaren Elektronik-Flachsystems (senkrecht zur Schnittansicht aus 7)
als schematische Prinzipdarstellung. 8th a plan view too 7 in the area of the connection contact 10a of the washable electronics flat system (perpendicular to the sectional view 7 ) as a schematic diagram.
9 eine
Vorderansicht (Schnittansicht senk recht zur Flachebene eines waschbaren
Elektronik-Flachsystems im Bereich eines Anschlusskontaktes 10a)
mit durch Waschflüssigkeit 18 benetzbarem Innenraum
I einer weiteren Ausführungsform
eines Anschlusskontaktes 10a und mit einer Überlaufausnehmung 24 im
Anschlusskontakt 10a. 9 a front view (sectional view perpendicular right to the plane of a washable electronics flat system in the region of a terminal contact 10a ) with by washing liquid 18 wettable interior I of another embodiment of a terminal contact 10a and with an overflow recess 24 in the connection contact 10a ,
10 eine
Draufsicht zu 9 im Bereich des Anschlusskontaktes 10a des
waschbaren Elektronik-Flachsystems (senkrecht zur Schnittansicht aus 9)
als schematische Prinzipdarstellung 10 a plan view too 9 in the area of the connection contact 10a of the washable electronics flat system (perpendicular to the sectional view 9 ) as a schematic diagram
Nachfolgend
wird für
das spezielle Ausführungsbeispiel
die folgende Bezugszeichenliste verwendet:following
is for
the specific embodiment
the following list of reference numerals uses:
-
11
-
Elektronik-FlachsystemElectronics-flat system
-
22
-
Trockenbereich
(eingehauster Elektronikbereich)/ erster Bereichdry areas
(enclosed electronics area) / first area
-
33
-
Nassbereich
(Anschlussbereich mit freien Kontaktabschnitten)/zweiter Bereichwet areas
(Connection area with free contact sections) / second area
-
44
-
Trennstelle/Trennfläche (zwischen
Trocken- und Nassbereich bzw. erster Einfassung 9 und zweiter
Einfassung 15)Separation point / separation surface (between dry and wet area or first enclosure 9 and second mount 15 )
-
55
-
Leiterplatte/Leiterplattenteil/Leiterplattenelement/Flachelementteil
(für Anschlusskontakte im
Nassbereich) als zweiter Teil eines Flachelementes 5, 6 Printed circuit board / PCB part / PCB element / Flat element part (for connection contacts in the wet area) as the second part of a flat element 5 . 6
-
66
-
Leiterplatte/Leiterplattenteil/Leiterplattenelement/Flachelementteil
(für Elektronik
im Trockenbereich) als erster Teil eines Flachelementes 5, 6 Printed circuit board / PCB part / PCB element / flat element part (for electronics in the dry area) as the first part of a flat element 5 . 6
-
77
-
Leiterplattenverbinder/Flexbereich
des Flachelementes 5, 6 PCB connector / flex area of the flat element 5 . 6
-
88th
-
elektronisches
Bauelement/Elektronikelectronic
Component / Electronics
-
99
-
Einhausung
der Elektronik/Gehäuseteil/hermetischer
Verschluss/Gussverbund/erste Einfassunghousing
the electronics / housing / hermetic
Closure / Gussverbund / first enclosure
-
1010
-
Druckknopffederteil/Druckknopfkontakt/AnschlusskontaktPushbutton spring part / pushbutton contact / terminal contact
-
1111
-
Druckknopfkugelteil/Druckknopfkontakt/AnschlusskontaktPush-button ball part / pushbutton contact / terminal contact
-
1212
-
Kupfer-Schicht
(Kaschierung der Leiterplatte)/ Leiterelement/Teil der Anschlussleitung 12, 13 Copper layer (lamination of the printed circuit board) / conductor element / part of the connecting cable 12 . 13
-
1313
-
Zinn-Schicht/Leiterelement/Teil
der Anschlussleitung 12, 13 Tin layer / conductor element / part of the connecting cable 12 . 13
-
1414
-
Lötstopp-Lack
(Auftragsschicht)Solder resist
(Coating layer)
-
1515
-
Schutz-Schicht/Abdeckung/Schutzumhüllung/ zweite
EinfassungProtective layer / cover / protective sheath / second
mount
-
1616
-
flexibles
Textilelement (Kleidungsstück)
als Teil eines Textilgewebes/Textilteilflexible
Textile element (garment)
as part of a textile fabric / textile part
-
1717
-
elektrische
Zuleitung/Stromzuleitungelectrical
Supply / current lead
-
1818
-
Waschflüssigkeit/WaschlaugeWashing liquid / detergent solution
-
1919
-
nicht
als Anschlusskontakt ausgebildetes Druckknopfkugelteil oder -federteilNot
designed as a connection contact push button ball part or spring part
-
2020
-
Energiequelle/Batterie/AkkumulatorPower source / battery / accumulator
-
2121
-
unlösbare Elektrode/Trockenelektrode/Anschlusselementinsoluble electrode / dry electrode / connection element
-
2222
-
Bedien-/FunktionselementOperating / functional element
-
2323
-
Überlaufausnehmung
(Senkung oder Bohrung) auf Leiterplattenteil/Flachelementteil 5 Overflow recess (countersink or bore) on printed circuit board part / flat element part 5
-
2424
-
Flachelementseitige Überlaufausnehmung auf
Anschlusskontakt 10a Flat element-side overflow recess on connection contact 10a
-
2525
-
Ablaufprocedure
-
2626
-
Fließsperreflow stop
-
Ee
-
lösbare Elektrode
oder externe Elektrodedetachable electrode
or external electrode
-
AA
-
Außenraumouter space
-
II
-
Innenraum/InnenhofInterior / courtyard
-
B-IBI
-
Bodenabschnittbottom section
1 zeigt
eine Schnittansicht (Schnitt A-A gemäß 2) eines
ersten erfindungsgemäßen Elektronik-Flachsystems 1.
Dieses Elektronik-Flachsystem 1 weist genau einen Nassbereich 3 und
genau einen Trockenbereich 2 auf: Der Trockenbereich 2 (welcher,
wie nachfolgend näher
beschrieben, durch eine erste Einfassung 9 umgeben ist)
umfasst hierbei die Oberseite, die Unterseite und die Stirn- bzw.
Seitenflächen
eines ersten Flachelementteiles 6 sowie partiell auch die
Oberseite, die Unterseite und die Stirnseiten eines zweiten Flachelementteiles 5. Der
Nassbereich 3 schließt
sich unmittelbar angrenzend an den Trockenbereich 2 an
und umfasst den aus dem Trockenbereich 2 auskragenden Anteil
des zweiten Leiterplattenteiles 5. 1 shows a sectional view (section AA according to 2 ) of a first electronic flat system according to the invention 1 , This electronics flat system 1 has exactly one wet area 3 and ge Nau a dry area 2 on: The dry area 2 (which, as described in more detail below, through a first enclosure 9 surrounded) includes the top, the bottom and the front or side surfaces of a first flat element part 6 and partially also the top, the bottom and the end faces of a second flat element part 5 , The wet area 3 closes immediately adjacent to the drying area 2 and includes the one from the dry area 2 projecting portion of the second printed circuit board part 5 ,
Basis
des erfindungsgemäßen Elektronik-Flachsystems 1 bildet
ein flächig
ausgebildetes Flachelement 5, 6. Dieses Flachelement
besteht aus zwei einzelnen, starren Leiterplatten 5 und 6,
welche nebeneinander in der Flachebene angeordnet sind und über ein
flexibles Verbindungselement 7 flexibel bzw. gelenkig verbunden
sind. In anderen Ausführungen
kann hierfür
auch eine Starr-Flex-Leiterplatte ohne Leiterplattenverbinder 7 verwendet
werden (siehe 3 bis 6: 7 bezeichnet
dann einen flexiblen Abschnitt der Starr-Flex-Leiterplatte 5, 6).
Auf der Oberseite des ersten Leiterplattenelementes 6 ist eine
das Leiterplattenelement 6 partiell bedeckende, elektrisch
leitfähige
Schicht zur Ausbildung von elektrisch leitfähigen Anschlussleitungen 12, 13 angeordnet.
Ebenfalls oberhalb des Leiterplattenelementes 6 und angrenzend
an dieses sind die Elektronikbausteine 8 angeordnet. Hierbei
handelt es sich z. B. um Komponenten für einen MP3-Player; es sind
jedoch auch andere Elektronikbausteine denkbar. Diese sind mit den
Leiterele menten (Anschlussleitungen 12, 13) elektrisch
leitend verbunden.Basis of the electronic flat system according to the invention 1 forms a flat formed flat element 5 . 6 , This flat element consists of two individual, rigid circuit boards 5 and 6 , which are arranged side by side in the flat plane and a flexible connecting element 7 are flexible or articulated connected. In other versions, this can also be a rigid flex PCB without PCB connector 7 be used (see 3 to 6 : 7 then designates a flexible section of the rigid-flex circuit board 5 . 6 ). On the top of the first circuit board element 6 is a the PCB element 6 partially covering, electrically conductive layer for the formation of electrically conductive connection lines 12 . 13 arranged. Also above the PCB element 6 and adjacent to this are the electronic components 8th arranged. These are z. For example, components for an MP3 player; however, other electronic components are also conceivable. These are connected to the conductor elements (connection cables 12 . 13 ) electrically conductively connected.
Die
elektrischen Anschlussleitungen 12, 13 des ersten
Leiterplattenteiles 6 sind über den elektrisch leitfähigen Verbinder 7 mit
entsprechend auf dem zweiten Leiterplattenteil 5 oberhalb
desselben angeordneten elektrisch leitfähigen Anschlussleitungen 12, 13 verbunden.
Die Leiterelemente 12, 13 bzw. die entsprechenden
Anschlussleitungsschichten bestehen hier aus zwei übereinander
angeordneten Einzelschichten aus Kupfer (untere, dem Leiterplattenelement 5 zugewandt
angeordnete Schicht 12) und Zinn (darüber liegend angeordnete Schicht 13).
Auf diesem zweiten Leiterplattenelement 5 sind die Anschlussleitungen 12, 13 eingebettet
und oberhalb dieses Leiterelementes 12, 13 elektrische
Anschlusskontakte 10a (in Form eines Druckknopffederteiles,
vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten
siehe 7 bis 10) und 11a (in Form
eines Druckknopfkugelteiles) angeordnet. Die beiden Druckknopfteile 10a, 11a sind
hierbei oberhalb des Leiterplattenelementes 5 und seitlich
nebeneinander angeordnet mit den Anschlussleitungsschichten 12, 13 elektrisch
verbunden. Damit wird die durchgängige Kontaktierung
des Elektronik-Flachsystems 1 gewährleistet. Vereinfachungshalber
sind die Anschlusskontakte 10a ohne Bodenabschnitt B-I
und ohne Waschflüssigkeit 18 im
Innenraum I gezeichnet (Detaillierung siehe 7 bis 10).The electrical connection cables 12 . 13 of the first printed circuit board part 6 are over the electrically conductive connector 7 with accordingly on the second circuit board part 5 above the same arranged electrically conductive connecting lines 12 . 13 connected. The ladder elements 12 . 13 or the corresponding connecting line layers consist here of two superposed individual layers of copper (lower, the circuit board element 5 facing arranged layer 12 ) and tin (overlying layer 13 ). On this second circuit board element 5 are the connection cables 12 . 13 embedded and above this conductor element 12 . 13 electrical connection contacts 10a (in the form of a push button spring part, see advantageous embodiments 7 to 10 ) and 11a arranged (in the form of a push button ball part). The two snap fastener parts 10a . 11a are here above the PCB element 5 and laterally juxtaposed with the lead layers 12 . 13 electrically connected. This is the consistent contact of the electronics flat system 1 guaranteed. For the sake of simplicity, the connection contacts 10a without bottom section BI and without washing liquid 18 drawn in the interior I (for details see 7 to 10 ).
Erfindungsgemäß ist in
der Flachebene das Flachelement 5, 6 des Elektronik-Flachsystems 1 nun
in zwei getrennte Bereiche, den Trockenbereich 2 und den
danebenliegenden Nassbereich 3 aufgeteilt. Die beiden Bereiche
stoßen
unmittelbar aneinander (Trennstelle bzw. Trennfläche 4). Im Trockenbereich 2 ist
das Flachelement 5, 6 an der Oberseite (samt der
eingeschlossenen Elektronikbausteine 8 und des Verbinders 7),
an den Stirnseiten bzw. Schmalseiten sowie an der der Oberseite
gegenüberliegenden
Unterseite vollständig
von einer ersten Einhausung 9 (hier: starres Kunststoffgehäuse) umgeben.
In anderen vorteilhaften Ausgestaltungen kann die erste Einhausung 9 des
Trockenbereiches 2 z. B. durch massiven, flexiblen Verguss
ausgebildet werden. Die Einhausung 9 schließt sich
hierbei an die Elemente 8, 6, 7 so unmittelbar
angrenzend an, dass diese hermetisch nach außen hin abgeschlossen werden.
Wie nachfolgend noch genauer beschrieben, wird ein zum Leiterplattenelement 6 abgewandter
Abschnitt des Leiterplattenelementes 5 samt der Befestigungsabschnitte 10a-2, 11a-2 der
Anschlusskontakte 10a, 11a durch eine Schutzschicht 15 ebenfalls
hermetisch abgedichtet. Die Schutzschicht 15 ist hierzu
auf der Oberseite des Leiterplattenelementes 5, auf dessen
Schmal- bzw. Stirnseiten und auf dessen Unterseite so angeordnet,
dass die auf dem Leiterplattenelement 5 angeordneten Anschlussleitungen 12, 13,
die elektrischen Verbindungsstellen bzw. Befestigungsstellen 10a-2, 11a-2 und
die freiliegenden Abschnitte des Leiterplattenelementes 5 vollständig umschlossen
und hermetisch abgedichtet werden. Dies betrifft bei weiteren Ausgestaltungsformen
mit andersartig ausgebildeten Anschlusskontakten auch mögliche Innenräume I der
Anschlusskontakte 10a (siehe 7 bis 10).
Um eine hermetische Abdichtung sämtlicher
Elemente 8, 5, 6, 7 sowie der
Befestigungsabschnitte 10a-2 und 11a-2 zu gewährleisten,
sind im Bereich der Trennstelle 4 die Schutz-Schicht 15 sowie
die Einhausung 9, in Richtung senkrecht zur Flachebene
gesehen, teilweise übereinander
bzw. überlappend
angeordnet (die Schutzschicht 15 ist im vorliegenden Fall
hierbei teilweise unterhalb der ersten Einhausung 9 zwischen dieser
und das Leiterplattenelement 5 eingebettet). Im vorliegenden
Fall ist von den beiden nebeneinander liegend auf dem Leiterplattenelement 5 angeordneten
Anschlusskontakten 10a, 11a der links dargestellte
Anschlusskontakt 10a als Druckknopffederteil eines Druckknopfes
ausgebildet, der Anschlusskontakt 11a als Druckknopfkugelteil
eines Druckknopfes. Der untere Abschnitt des jeweiligen Druckknopfteiles ist
hierbei von der Schutz-Schicht 15 so angrenzend umgeben,
dass der Befestigungsbereich 10a-2 bzw. 11a-2 mit
den Anschlussleitungen 12, 13 sowie ein darüber liegender
Abschnitt nach außen
hermetisch abgedichtet sind. Lediglich der obere Teil 11a-1 bzw. 10a-1 der
Druckknopfteile 10a, 11a ist freiliegend, also
nicht durch die Schutzschicht 15 abgedeckt. Somit lassen
sich mit entsprechend gegenstückförmig ausgebildeten
Druckknopfteilen 10b, 11b von externen Anschlussleitungen 17a, 17b externe
elektrische Verbindungen zur Elektronik 8 über die
Druckknopfteile 10a, 11a, die Anschlussleitungen 12, 13 und
den Verbinder 7 zu den Elektronikbausteinen 8 herstellen.
Die externen Anschlussleitungen 17a, b können somit
lösbar über ihre
entsprechenden Druckknopfteilgegenstücke 11b, 10b mit
den Druckknopfteilen 10a, 11a des Elektronik-Flachsystems 1 verbunden werden.
Auch der Anschlusskontakt 10b ist vereinfachungshalber
ohne Waschflüssigkeit 18 im
Innenraum I gezeichnet.According to the invention, the flat element is in the flat plane 5 . 6 of the electronics flat system 1 now in two separate areas, the drying area 2 and the adjacent wet area 3 divided up. The two areas abut each other directly (separation point or separation surface) 4 ). In the dry area 2 is the flat element 5 . 6 at the top (including the enclosed electronic components 8th and the connector 7 ), on the front sides or narrow sides and on the underside opposite the upper side completely from a first enclosure 9 (here: rigid plastic housing) surrounded. In other advantageous embodiments, the first enclosure 9 of the dry area 2 z. B. be formed by massive, flexible potting. The enclosure 9 closes here to the elements 8th . 6 . 7 so immediately adjacent that they are hermetically sealed to the outside. As described in more detail below, a to the circuit board element 6 remote portion of the printed circuit board element 5 including the attachment sections 10a-2 . 11a-2 the connection contacts 10a . 11a through a protective layer 15 also hermetically sealed. The protective layer 15 is this on the top of the PCB element 5 , arranged on the narrow or end sides and on the underside so that the on the circuit board element 5 arranged connecting cables 12 . 13 , the electrical connection points or attachment points 10a-2 . 11a-2 and the exposed portions of the circuit board element 5 completely enclosed and hermetically sealed. This concerns in further embodiments with differently shaped connection contacts also possible interiors I of the connection contacts 10a (please refer 7 to 10 ). For a hermetic sealing of all elements 8th . 5 . 6 . 7 and the attachment sections 10a-2 and 11a-2 to ensure are in the area of the separation point 4 the protective layer 15 as well as the enclosure 9 , seen in the direction perpendicular to the plane, partially superimposed or overlapping arranged (the protective layer 15 In this case it is partly below the first enclosure 9 between this and the circuit board element 5 embedded). In the present case, of the two lying side by side on the circuit board element 5 arranged connection contacts 10a . 11a the connection contact shown on the left 10a designed as a push button spring part of a push button, the connection contact 11a as a push button ball part of a push button. The lower portion of the respective push button part is in this case of the protective layer 15 so bordering that the attachment area 10a-2 respectively. 11a-2 with the connecting cables 12 . 13 and an overlying portion are hermetically sealed to the outside. Only the upper part 11a-1 respectively. 10a-1 the push-button parts 10a . 11a is exposed, not through the protective layer 15 covered. Thus can be with corresponding counterpart shaped push-button parts 10b . 11b from external connection lines 17a . 17b external electrical connections to the electronics 8th over the push button parts 10a . 11a , the connecting cables 12 . 13 and the connector 7 to the electronic components 8th produce. The external connection lines 17a , b can thus be detachable via their corresponding pushbutton part counterparts 11b . 10b with the push-button parts 10a . 11a of the electronics flat system 1 get connected. Also the connection contact 10b is for simplicity's sake without washing liquid 18 drawn in the interior I.
Im
vorliegenden Fall ist das Elektronik-Flachsystem 1 samt
der vorbeschriebenen Bauelemente in das Innere eines Textilelementes 16 (beispielsweise eines
Kleidungsstückes)
integriert. Nur die Anschlussleitungen 17a, b sind hierbei
lediglich teilweise in das Element 16 integriert. Bei einem
Waschvorgang (gezeigt: Waschflüssigkeit 18),
bei welchem das Elektronik- Flachsystem 1 und
das Kleidungsstück 16 einer
Reinigungsflüssigkeit
ausgesetzt werden, sind somit vom Elektronik-Flachsystem 1 lediglich
die Oberfläche
der Einhausung 9, der Schutzschicht 15 und die
oberen Abschnitte (freiliegende Abschnitte 10a-1 und 11a-1)
der elektrischen Anschlusskontakte 10a und 11a einer
Benetzung mit Flüssigkeit
ausgesetzt. Sämtliche
anderen Bauteile des Elektronik-Flachsystems 1 (bis auf
die separaten Anschlussleitungen 17a, b mit deren ebenfalls
hermetisch dicht verbundenen Anschlusskontakten 10b und 11b)
sind gegenüber
der Waschflüssigkeit 18 hermetisch
abgedichtet.In the present case, the electronics flat system 1 including the above-described components in the interior of a textile element 16 (for example, a garment) integrated. Only the connecting cables 17a , b are only partially in the element 16 integrated. In a washing process (shown: washing liquid 18 ), in which the electronic flat system 1 and the garment 16 are exposed to a cleaning liquid, are thus of the electronics flat system 1 only the surface of the enclosure 9 , the protective layer 15 and the upper sections (exposed sections 10a-1 and 11a-1 ) of the electrical connection contacts 10a and 11a subjected to wetting with liquid. All other components of the electronics flat system 1 (except for the separate connecting cables 17a , b with their likewise hermetically sealed connection contacts 10b and 11b ) are opposite to the washing liquid 18 hermetically sealed.
Im
vorliegenden Fall sind auf der Oberseite des Leiterplattenelementes 5 zusätzlich zu
den bisher beschriebenen Druckknopfteilen 10a, 11a und seitlich neben
diesen noch weitere Druckknopfteile 19 entsprechend angeordnet
(siehe 2). Diese sind im vorliegenden Fall nicht elektrisch
kontaktiert und dienen lediglich einer stabilen Druckknopfverbindung
mit am Textilteil 16 angeordneten Druckknopfgegenstücken (letztere
nicht gezeigt).In the present case are on top of the printed circuit board element 5 in addition to the previously described push-button parts 10a . 11a and laterally next to these other push button parts 19 arranged accordingly (see 2 ). These are not electrically contacted in the present case and only serve a stable push-button connection with the textile part 16 arranged push button counterparts (the latter not shown).
1 zeigt
somit das Prinzip eines waschbaren Elektronik-Flachsystems 1 mit
getrenntem Trockenbereich 2 und Nassbereich 3.
Die Einhausung 9 der Elektronik 8 mit den damit
hermetisch verschlossenen elektronischen Bauelementen 8,
die auch durch optische und/oder mechanische Bauelemente oder sonstige
Bedien-/Funktionselemente 22 (siehe 5) ergänzt werden
können,
wird z. B. bei einer flexiblen Ausführung als erste Einfassung 9 elastisch mittels
Gießelastomer
im Gussverbund realisiert, was in anderen flexiblen Ausführungen
auch folienmäßig oder
in weiteren starren Ausführungen
gehäuse-
bzw. kapselmäßig mit
entsprechenden Abdicht- und Klemmeinrichtungen realisiert werden
kann. Der Gussverbund 9 integriert gleichzeitig die Trennstelle 4 zwischen
Trockenbereich 2 und Nassbereich 3, in die hier
auch die Schutz-Schicht 15 der Leiterplatte 5 einbezogen
ist, indem der Gussverbund teilweise über die Schicht 15 gezogen
ist. 1 thus shows the principle of a washable electronics flat system 1 with separate drying area 2 and wet area 3 , The enclosure 9 the electronics 8th with the hermetically sealed electronic components 8th also by optical and / or mechanical components or other operating / functional elements 22 (please refer 5 ) can be supplemented, z. B. in a flexible design as the first enclosure 9 elastically realized by casting elastomer in the cast composite, which can be realized in other flexible versions also in terms of film or in other rigid versions housing or capsule with appropriate sealing and clamping devices. The cast composite 9 integrated at the same time the separation point 4 between dry area 2 and wet area 3 , in here also the protective layer 15 the circuit board 5 is included by the casting composite partially over the layer 15 is drawn.
Die
Leiterplatte 5, die sich anteilig im Trockenbereich 2 und
im Nassbereich 3 befindet, ist mit dem Leiterplattenverbinder 7 ausführungsgemäß flexibel
bzw. gelenkig mit der Leiterplatte 6 für die Elektronik im Trockenbereich 2,
die die elektronischen Bauelemente 8 trägt, verbunden. In anderen Ausführungen
können
auch auf der Leiterplatte 5 im Trockenbereich 2 anteilig
elektronische Bauelemente 8 oder auch nur eine Leiterplatte 5,
die die elektronischen Bauele mente 8 allein enthält, vorhanden
sein.The circuit board 5 , which are proportionally in the dry area 2 and in the wet area 3 is located with the PCB connector 7 in accordance with the embodiment flexible or hinged to the circuit board 6 for the electronics in the dry area 2 containing the electronic components 8th wears, connected. In other versions can also be on the circuit board 5 in the dry area 2 proportionally electronic components 8th or just a circuit board 5 that the electronic components 8th contains alone, be present.
Die
Leiterplatte 5 trägt
im Nassbereich 3 als Anschlusskontakte das Druckknopffederteil 10a und das
Druckknopfkugelteil 11a, die zur Gewährleistung der Körperverträglichkeit
nickelfrei ausgeführt
sind. Die Leitungsführung
auf der Leiterplatte 5 zu dem Druckknopffederteil 10a und
zum Druckknopfkugelteil 11a wird über einen abgegrenzten Leiterzug aus
der kaschierten Kupfer-Schicht 12 und eine über dieser
Kupfer-Schicht 12 liegende und diese abdeckende Zinn-Schicht 13 realisiert.
Damit wird der Trockenbereich 2 mit dem Nassbereich 3 elektrisch
verbunden. In der Ausführung
ist die aus der abgegrenzten Kupfer-Schicht 12 und der Zinn-Schicht 13 bestehende
Anschlussleitung einlagig auf einer Seite der Leiterplatte 5 realisiert.
Zur Erhöhung
der Zuverlässigkeit
der Anschlussposition 10a-1, 10a-2 von Druckknopffederteil 10a bzw. 11a-1, 11a-2 von Druckknopfkugelteil 11a ist
sie aber auch mehrlagig beidseitig der Leiterplatte 5 bzw. 6 mit
Durchkontaktierung redundant gestaltbar (was in 1 nicht
dargestellt ist).The circuit board 5 wears in the wet area 3 as terminal contacts the push-button spring part 10a and the push button ball part 11a , which are designed to ensure biocompatibility nickel-free. The wiring on the circuit board 5 to the push-button spring part 10a and to the push button ball part 11a is a delineated conductor from the laminated copper layer 12 and one over this copper layer 12 lying and this covering tin layer 13 realized. This will be the dry area 2 with the wet area 3 electrically connected. In the embodiment, the out of the delimited copper layer 12 and the tin layer 13 existing connecting line in one layer on one side of the circuit board 5 realized. To increase the reliability of the connection position 10a-1 . 10a-2 from push-button spring part 10a respectively. 11a-1 . 11a-2 of push button ball part 11a But it is also multi-layered on both sides of the circuit board 5 respectively. 6 with through-hole redundant design (which in 1 not shown).
Die
Leiterplatte 5 ist im Trockenbereich 2 und Nassbereich 3 durch
Lötstopp-Lack 14 bis
auf die Befestigungsstellen 10a-2 des Druckknopffederteiles 10a bzw. 11a-2 des
Druckknopfkugelteiles 11a abgedeckt. Das Druckknopffederteil 10a und
das Druckknopfkugelteil 11a ist auf der Zinn-Schicht 13 der
jeweiligen Anschlussposition auf der Leiterplatte 5 im Nassbereich 3 verlötet, hierfür wird in
der Ausführung bleifreies
Lot verwendet, andere Ausführungen
können
auch mittels Leitkleber realisiert werden. Die Leiterplatte 5,
die aus dem Trockenbereich 2 bzw. dem Gehäuseteil 9 herausragt,
ist insbesondere im Nassbereich 3 durch eine chemische
bzw. chemothermisch resistente, insbe sondere waschlaugenfeste, harte,
kratz- und abriebfeste Schutz-Schicht 15 geschützt, die
die zylindrische Außenkontur
von Druckknopffederteil 10a und Druckknopfkugelteil 11a leiterplattenseitig
in den Grenzen deren Befestigungsbereiche 10a-2, 11a-2 einbettet
und die Anschlussleitungen mit Kupfer-Schicht 12 und Zinn-Schicht 13 einschließt, wobei
auch ein vorhandener Innenraum I der Anschlusskontakte 10a (siehe 7–10)
mit erfassbar ist. Danach wird der Befestigungsbereich 10a-2, 11a-2 von
Druckknopffederteil 10a und Druckknopfkugelteil 11a von
deren Grundfläche,
die auf der Zinn-Schicht 13 der Leiterplatte 5 verlötet ist
und der sich anschließenden
zylindrischen Erhebung von Druckknopffederteil 10a und
Druckknopfkugelteil 11a gebildet, der unter Einschluss
der Anschlussleitungen (kaschierte Kupfer-Schicht 12 mit
beschichteter Zinn-Schicht 13) von der Schutz-Schicht 15 umschlossen
wird. Der sich axial an den Befestigungsbereich 10a-2, 11a-2 von
Druckknopffederteil 10a und Druckknopfkugelteil 11a oberhalb
des Befestigungsbereiches anschließende Kontaktbereich 10a-1 und 11a-1 (freiliegende
Abschnitte) ragt frei aus der Schutz-Schicht 15 heraus
und gewährleistet die
jeweilige Kontaktpaarung.The circuit board 5 is in the dry area 2 and wet area 3 by solder-stop varnish 14 except for the attachment points 10a-2 of the push-button spring part 10a respectively. 11a-2 of the push button ball part 11a covered. The push-button spring part 10a and the push button ball part 11a is on the tin layer 13 the respective connection position on the circuit board 5 in the wet area 3 soldered, this is used in the design of lead-free solder, other versions can also be realized by conductive adhesive. The circuit board 5 that came from the dry area 2 or the housing part 9 stands out, especially in the wet area 3 by a chemical or chemothermally resistant, in particular special wash liquor resistant, hard, scratch and abrasion resistant protective layer 15 protected, which is the cylindrical outer contour of push-button spring part 10a and push button ball part 11a pcb side in the limits of their mounting areas 10a-2 . 11a-2 embeds and the connecting cables with copper layer 12 and tin layer 13 including an existing interior I of the terminals 10a (please refer 7 - 10 ) is detectable. Then the attachment area becomes 10a-2 . 11a-2 from push-button spring part 10a and push button ball part 11a from their base on the tin layer 13 the circuit board 5 is soldered and the subsequent cylindrical elevation of Druckknopffederteil 10a and push button ball part 11a formed, including the connection lines (laminated copper layer 12 with coated tin layer 13 ) from the protective layer 15 is enclosed. The axially to the attachment area 10a-2 . 11a-2 from push-button spring part 10a and push button ball part 11a contact area above the attachment area 10a-1 and 11a-1 (exposed portions) protrudes freely from the protective layer 15 out and ensures the respective contact pairing.
Mit
dieser Versiegelung der Befestigungsbereiche der Anschlusskontakte 10a, 11a wird
der hermetische Verschluss der Lötverbindung
bzw. Leitklebeverbindung zwischen Druckknopffederteil 10a und Druckknopfkugelteil 11a und
Leiterplatte 5 realisiert, wobei die Schutz-Schicht 15 einfach
ausgeführt
ist und in anderen Gestaltungen auch mehrfach vorhanden sein kann.
Die Schutz-Schicht 15 besteht in einem solchen Fall, z.
B. aufbauend auf die bis an den Befestigungsbereich der Anschlusskontakte 10a, 11a angrenzende
und die Anschlussleitungen 12, 13 abdeckende Schicht
aus Lötstopp-Lack 14,
aus einer bis zu den Anschlusskontakten 10a, 11a reichenden dünnenflüssig auftragbaren
und schnelltrocknenden Schicht, vorteilhafterweise z. B. aus modifiziertem Acrylharz
(Zwischenschicht), und darüber
liegend einer, ebenfalls bis zu den Anschlusskontakten 10a, 11a reichenden,
Schicht, vorteilhafterweise z. B. aus aushärtbarem Polyurethan.With this sealing of the attachment areas of the connection contacts 10a . 11a becomes the hermetic closure of the solder joint or Leitklebe connection between pushbutton spring part 10a and push button ball part 11a and circuit board 5 realized, with the protective layer 15 is simple and can be present several times in other designs. The protective layer 15 exists in such a case, eg. B. based on the up to the attachment area of the connection contacts 10a . 11a adjacent and the connecting cables 12 . 13 Covering layer of solder-resist lacquer 14 , from one to the connection contacts 10a . 11a reaching thin liquid coatable and quick-drying layer, advantageously z. B. from modified acrylic resin (intermediate layer), and overlying one, also up to the terminal contacts 10a . 11a reaching, layer, advantageously z. B. made of hardenable polyurethane.
In
anderen vorteilhaften Ausführungen
kann die Schutz-Schicht 15 und die Einhausung der Elektronik 9 auch
aus dem gleichen Schichtmaterial bestehen, die jeweils unterschiedliche
Schichtdicken aufweisen. Darüber
hinaus lässt
sich beispielsweise die Abtropffähigkeit
des Druckknopffederteiles 10a in einfacher Weise durch
zentrisch dazu an deren Anschlussposition in der Leiterplatte 5 angeordnete Ausnehmungen,
wie z. B. Bohrungen, optimieren, die in 1 nicht
mit eingezeichnet sind (Detaillierung spezieller Varianten siehe 9 und 10).
Eine weitere Ausführung
mit durch Waschflüssigkeit 18 innen
benetzbaren Anschlusskontakten 10a zeigt 7 und 8.
Beidseitig auf der Leiterplatte 5, 6 angeordnete
Anschlusskontakte 10a, 11a zeigt die Ausführungsform
der 6.In other advantageous embodiments, the protective layer 15 and the enclosure of the electronics 9 also consist of the same layer material, each having different layer thicknesses. In addition, for example, the Abtropffähigkeit the push button spring part can be 10a in a simple manner by centric thereto at their connection position in the circuit board 5 arranged recesses, such. B. holes, optimize in 1 not marked with (detailing special variants see 9 and 10 ). Another version with by washing liquid 18 internally wettable connection contacts 10a shows 7 and 8th , On both sides of the circuit board 5 . 6 arranged connection contacts 10a . 11a shows the embodiment of the 6 ,
Zur
Vergrößerung der
Fläche
für die
unterzubringenden elektronischen Bauelemente 8 lässt sich an
den Nassbereich 3 im Bedarfsfall auch am dem Trockenbereich 2 abgewandten
Ende des Nassbereiches 3 ein weiterer Trockenbereich 2 in
analoger Weise anschließen.To increase the area for the electronic components to be accommodated 8th settles on the wet area 3 if necessary also in the dry area 2 opposite end of the wet area 3 another dry area 2 connect in an analogous manner.
Das
Elektronik-Flachsystem 1 ist in das Textilelement 16 des
Textil-/Flexgebildes integriert und von Waschflüssigkeit 18 umgeben.
Zum Anschluss an externe Einrichtungen, Aufnehmer, Sensoren, Energiequellen
usw. dienen die elektrischen Zuleitungen 17a, 17b.
Die elektrischen Zuleitungen 17a, 17b sind als
separate Anschlussleitungen mit den Anschlusskontakten 10b und 11b ausgeführt und
können
in anderen Gestaltungen auch vollständig unmittelbar im Textilelement 16 des
Textil-/Flexgebildes integriert sein. In diesem Fall sind auch Druckknopffederteil 10a und
Druckknopfkugelteil 11a im Textilelement 16 des
Textil-/Flexgebildes integrierend befestigt.The electronics flat system 1 is in the textile element 16 of textile / flex structure integrated and of washing liquid 18 surround. The electrical supply lines are used for connection to external devices, sensors, sensors, energy sources, etc. 17a . 17b , The electrical leads 17a . 17b are as separate connection cables with the connection contacts 10b and 11b executed and can be completely directly in the textile element in other designs 16 the textile / Flexgebildes be integrated. In this case are also push button spring part 10a and push button ball part 11a in the textile element 16 of textile / flex structure integrating.
2 zeigt
in Aufsicht zu 1 die Einhausung 9 der
Elektronik 8, die von Waschflüssigkeit 18 umgeben
ist, als Umhüllung
der Leiterplatte 6 mit den elektronischen Bauelementen 8,
die diese benetzt und auf diesen haftet, und der daraus teilweise
herausragenden Leiterplatte 5, die mit deren Schutz-Schicht 15 ebenfalls
von Waschflüssigkeit 18 umgeben
ist, mit der Trennstelle 4 zwischen Trockenbereich 2 und
Nassbereich 3 sowie die Verbindung von Leiterplatte 5 und
Leiterplatte 6 mit dem Leiterplattenverbinder 7.
Das Druckknopffederteil 10a und das Druckknopfkugelteil 11a sind
im Nassbereich 3 auf der Oberfläche der Leiterplatte 5 angeordnet
und von Waschflüssigkeit 18 benetzt.
In dieser Ausführung
dient ein Anschlusskontakt 10a (vereinfacht dargestellt,
vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten
siehe 7 bis 10) und 11a dem lösbaren Batterieanschluss
für eine
Batterie 20 (nicht dargestellt) und zwei weitere Anschlusskontakte 10a, 11a sind
für Signalleitungen
vorgesehen. Die Integration des Elektronik-Flachsystems 1 in
das Textilelement 16 des Textil-/Flexgebildes ist schematisch
dargestellt. 2 indicates in supervision 1 the enclosure 9 the electronics 8th that by washing liquid 18 is surrounded, as a cladding of the circuit board 6 with the electronic components 8th , which wets these and adheres to this, and the resulting partially outstanding board 5 that with their protective layer 15 also from washing liquid 18 is surrounded with the separation point 4 between dry area 2 and wet area 3 as well as the connection of printed circuit board 5 and circuit board 6 with the PCB connector 7 , The push-button spring part 10a and the push button ball part 11a are in the wet area 3 on the surface of the circuit board 5 arranged and washed by washing liquid 18 wetted. In this version, a connection contact is used 10a (simplified, see advantageous embodiments) 7 to 10 ) and 11a the detachable battery connector for a battery 20 (not shown) and two other terminals 10a . 11a are intended for signal lines. The integration of the electronics flat system 1 in the textile element 16 of the textile / Flexgebildes is shown schematically.
Die
Befestigung des Elektronik-Flachsystems 1 im Textil-/Flexgebilde
ist in einfacher Weise ebenfalls mit den Druckknöpfen 10a, 11a,
mit denen das Elektronik-Flachsystem 1 in
das Textilelement 16 des Textil-/Flexgebildes eingeknöpft werden
kann, oder in anderen Ausführungen
mit Klettverschlüssen möglich, was
in 2 zeichnerisch nicht dargestellt ist. Schematisch
ist der Anschlusskontakt 10a wie in 1 schraffiert.
Sind die elektrischen Zuleitungen 17 als Leitungsnetzwerk
im Textilelement 16 des Textil-/ Flexgebildes integriert,
so kann mit den daran angeschlossenen Druckknöpfen 10a, 11a das
Elektronik-Flachsystem 1 kontaktiert
und gleichzeitig im Textilelement 16 des Textil-/Flexgebildes
durch angeordnete Druckknöpfe 19,
die keine elektrische Funktion aufweisen, befestigt werden.The attachment of the electronics flat system 1 in Textil- / Flexgebilde is in a simple way also with the snaps 10a . 11a with which the electronics flat system 1 in the textile element 16 of the textile / Flexgebildes can be buttoned, or possible in other versions with Velcro, what in 2 is not shown in the drawing. Schematically, the connection contact 10a as in 1 hatched. Are the electrical leads 17 as a pipeline network in the textile element 16 of the textile / Flexgebildes integrated, so can with the snaps connected to it 10a . 11a the electronics flat system 1 contacted and at the same time in the textile element 16 of the textile / flex structure through arranged pushbuttons 19 , which have no electrical function to be attached.
3 zeigt
eine Schnittansicht (Schnitt B-B) gemäß 4 eines
zweiten erfindungsgemäßen Elektronik-Flachsystems 1 mit
einem Flachelementteil 5, das in Abwandlung zu 1 nicht
aus dem Trockenbereich 2 auskragt, sondern durch einen
auf der Oberseite des Flachelementes 5, 6 in den
Trockenbereich 2 eingebetteten Nassbereich 3 ausgebildet ist.
Auch in diesem Fall weist das Elektronik-Flachsystem 1 somit
genau einen Trockenbereich 2 und genau einen Nassbereich 3 auf:
Der Trockenbereich 2 umfasst hierbei die gesamte Unterseite,
die Stirnseiten und partiell auch die Oberseite des Flachelementes 5, 6 so,
dass der oberhalb eines Teilbereiches eines zweiten Flachelementteiles 5 auf
der Oberseite angeordnete Nassbereich 3 vollständig vom
Trockenbereich 2 umschlossen wird (die Trennstelle 4 zwischen
Trockenbereich 2 und Nassbereich 3 befindet sich
hier somit ausschließlich
auf der Oberseite des Flachelementes 5, 6). 3 shows a sectional view (section BB) according to 4 a second invention Electronics-flat system 1 with a flat element part 5 that, in modification to 1 not from the dry area 2 cantilevered, but by one on top of the flat element 5 . 6 in the dry area 2 embedded wet area 3 is trained. Also in this case, the electronics flat system 1 thus exactly one drying area 2 and just a wet area 3 on: The dry area 2 in this case includes the entire bottom, the end faces and partially also the top of the flat element 5 . 6 such that the above a portion of a second flat element part 5 arranged on the top wet area 3 completely from the dry area 2 is enclosed (the separation point 4 between dry area 2 and wet area 3 is thus here exclusively on the top of the flat element 5 . 6 ).
Dazu
ist das kontakttragende Flachelementteil 5 analog 1 mit
einer Schutz-Schicht 15 versehen und wird durch die Einfassung 9 des
Trockenbereiches 2 mit einer rahmenmäßigen Ausnehmung überlappt.
Dabei wird die in 1 vorhandene querschnittsbezogene Trennstelle 4 so
abgewandelt, dass diese nur auf der Oberseite des Flachelementteiles 5 angeordnet
ist. Der hermetische Verschluss der Trennstelle 4 erfolgt
unmittelbar über
den elastomeren Verguss, der außerdem
zur Erhöhung
der Flexibilität
des Elektronik-Flachsystems 1 in
den Biegebereichen (Flexbereich 7 des Flachelementes 5, 6) Ausnehmungen
aufweisen kann.This is the contact-carrying flat element part 5 analogous 1 with a protective layer 15 provided and is by the mount 9 of the dry area 2 overlapped with a frame-shaped recess. In doing so, the in 1 existing cross-sectional separation point 4 modified so that these only on the top of the flat element part 5 is arranged. The hermetic seal of the separation point 4 takes place directly over the elastomeric encapsulation, which also increases the flexibility of the electronics flat system 1 in the bending areas (flex area 7 of the flat element 5 . 6 ) May have recesses.
Das
Flachelement 5, 6 ist auf der Oberseite über die
Anschlussleitungen 12a, 13a mit elektronischen
Bauelementen 8a und auf der Unterseite über die Anschlussleitungen 12b, 13b mit
elektronischen Bauelementen 8b bestückt. Das Elektronik-Flachsystem 1 befindet
sich in einem Tunnel des flexiblen Textilelementes 16 und
wird mit den weiteren Druckknöpfen 19,
welche hier in die Einfassung 9 eingebettet sind, mit diesem
verbunden. Weitere Bezugszeichen sind analog 1 angeführt.The flat element 5 . 6 is on top over the connecting cables 12a . 13a with electronic components 8a and on the bottom over the connecting lines 12b . 13b with electronic components 8b stocked. The electronics flat system 1 is located in a tunnel of the flexible textile element 16 and comes with the other push buttons 19 which here in the mount 9 are embedded, connected to this. Further reference numerals are analog 1 cited.
4 zeigt
die Aufsicht zu 3, also schematisch in Abwandlung
zu 2 den im Trockenbereich 2 integrierten
bzw. eingebetteten viereckigen Nassbereich 3, der in anderen
Ausgestaltungen z. B. auch Kreis- oder
Ellipsenform annehmen kann. Die Trennstelle 4 resultiert
aus der entsprechenden Ausnehmung des Trockenbereiches 2 auf
der oberen Flachseite der Einhausung 9. 4 indicates the supervision 3 , so schematically in modification to 2 in the dry area 2 integrated or embedded quadrangular wet area 3 which in other embodiments z. B. may also take circular or elliptical shape. The separation point 4 results from the corresponding recess of the drying area 2 on the upper flat side of the enclosure 9 ,
Die
Anschlusskontakte 10a (vereinfacht dargestellt, vorteilhafte
Ausführungsmöglichkeiten
siehe 7 bis 10), 11a dienen einerseits
der Energiezufuhr und andererseits der Signalleitung. Das Elektronik-Flachsystem 1 wird
mit den Druckknöpfen 19 unmittelbar
in das flexible Textilelement 16 eingeknöpft. Die
gemäß 3 auf
der Unterseite des Flachelementes 5, 6 angeordneten
elektronischen Bauelemente 8b sind nicht dargestellt. Weitere
Bezugszeichen sind analog 2 und 3 angeführt.The connection contacts 10a (simplified, see advantageous embodiments) 7 to 10 ) 11a serve on the one hand the power supply and on the other hand the signal line. The electronics flat system 1 comes with the snaps 19 directly into the flexible textile element 16 buttoned. The according to 3 on the underside of the flat element 5 . 6 arranged electronic components 8b are not shown. Further reference numerals are analog 2 and 3 cited.
5 zeigt
für eine
medizinische Anwendung in einer weiteren Ausgestaltung ein drittes
Elektronik-Flachsystem 1 gemäß der Erfindung.
Der Grundaufbau dieses Elektronik-Flachsystems 1 (insbesondere
die Ausbildung des Nassbereiches 3 und des Trockenbereiches 2)
entspricht hierbei dem in 3 und 4 gezeigten
Beispiel. Zusätzlich
weist jedoch die Einhausung 9 auf der Oberseite ein eingebettetes
Bedien-/Funktionselement 22 auf. Eingebettet bedeutet hierbei
und nachfolgend jeweils, dass die Einhausung (hier Einhausung 9)
das jeweilige Element vollständig
abdichtend seitlich umschließt, so
dass mindestens ein Teilbereich der Oberfläche des jeweiligen Elementes
frei zugänglich
bzw. für
die Flüssigkeit 18 benetzbar
verbleibt. Ebenso weist das vorliegende Elektronik-Flachsystem 1 auf
der Unterseite des Flachelementes 5, 6 angeordnete,
eingebettete Trockenelektroden 21 auf. Auf der Unterseite des
zweiten Flachelementteiles 5 ist zudem, von der Einhausung 9 vollständig umschlossen,
auch eine Batterie 20 angeordnet. 5 shows for a medical application in a further embodiment, a third electronic flat system 1 according to the invention. The basic structure of this electronics flat system 1 (in particular the training of the wet area 3 and the dry area 2 ) corresponds to the in 3 and 4 shown example. In addition, however, the enclosure points 9 on the top an embedded control / function element 22 on. Embedded means here and below, respectively, that the enclosure (here enclosure 9 ) encloses the respective element completely sealingly laterally, so that at least a portion of the surface of the respective element freely accessible or for the liquid 18 remains wettable. Likewise, the present electronic flat system 1 on the underside of the flat element 5 . 6 arranged, embedded dry electrodes 21 on. On the underside of the second flat element part 5 is also, from the enclosure 9 completely enclosed, even a battery 20 arranged.
Das
Elektronik-Flachsystem 1 ist somit mit einer integrierten
wiederaufladbaren Batterie 20 ausgestattet, die sich unterhalb
des Flachelementteiles 5 befindet und induktiv aufgeladen
wird. Während
des Waschvorganges ist die Batterie 20 über eine Abschaltung verriegelt.The electronics flat system 1 is thus with an integrated rechargeable battery 20 equipped, extending below the flat element part 5 is located and inductively charged. During the washing process is the battery 20 locked via a shutdown.
Im
Nassbereich 3 sind nur Druckknopffederteile 10a (vereinfacht
dargestellt, vorteilhafte Ausführungsmöglichkeiten
siehe 7 bis 10) vorhanden, an die elektrische
Zuleitungen 17a, 17b z. B. für externe, lösbare Elektroden
angeschlossen werden können.
Auf der Unterseite des Flachelementteiles 6 sind positionsgerecht
Trockenelektroden 21 angeordnet, die gleichzeitig die Einhausung 9 der
Elektronik 8a hermetisch verschließen und aus der Einhausung 9 herausragen.
Die Trockenelektroden 21 sind über die Anschlussleitungen 12b, 13b und 12a, 13a mit
den elektronischen Bauelementen 8a, von denen z. B. eines
eine Leuchtfunktion besitzt, verbunden.In the wet area 3 are only push-button spring parts 10a (simplified, see advantageous embodiments) 7 to 10 ) available, to the electrical supply lines 17a . 17b z. B. for external, detachable electrodes can be connected. On the underside of the flat element part 6 are positionally dry electrodes 21 arranged at the same time the enclosure 9 the electronics 8a hermetically seal and out of the enclosure 9 protrude. The dry electrodes 21 are over the connection lines 12b . 13b and 12a . 13a with the electronic components 8a , of which z. B. one has a light function, connected.
Das
in der Einhausung 9 des Trockenbereiches 2 eingebettete
Bedien-/Funktionselement 22 verkörpert schematisch weitere integrierbare
Funktionalitäten
zur Bedienung und/oder Funktionserweiterung z. B. mittels Mikromechanik,
Optoelektronik, Mikrofluidik usw., womit ebenfalls die Einhausung 9 hermetisch
verschlossen wird. Das Bedien-/Funktionselement 22 kann
auch ein hermetisch abgedichteter separater Anschluss sein oder
durch diesen ergänzt werden,
um z. B. externe Elektronik-Einheiten oder auch ein weiteres Elektronik-Flachsystem 1 anzuschließen. Weitere
Bezugszeichen sind analog 3 angeführt.That in the enclosure 9 of the dry area 2 embedded control / function element 22 schematically represents further integrable functionalities for operation and / or functional expansion z. Example by micromechanics, optoelectronics, microfluidics, etc., which also the enclosure 9 hermetically sealed. The operating / functional element 22 can also be a hermetically sealed separate connection or be supplemented by this to z. As external electronics units or even another electronics flat system 1 to join. Further reference numerals are analog 3 cited.
6 zeigt
ein viertes erfindungsgemäßes partielles
Elektronik-Flachsystem 1a. Dieses Elektronik-Flachsystem 1a weist
insgesamt vier zweite Bereiche bzw. Nassbereiche 3 und
einen ersten Bereich bzw. Trockenbereich 2 auf: Der Trockenbereich 2 umschließt die Oberseite,
die Unterseite und die beiden Längs-Stirnseiten des Flachelementes 5, 6 jeweils
partiell so, dass beidseitig des Trockenbereiches 2 entlang
der Quer-Stirnseiten zwei auskragende Nassbereiche 3c und 3d ausgebildet
sind und dass auf der Oberseite und der Unterseite des Flachelementes 5, 6 jeweils
ein Nassbereich in den Trockenbereich 2 eingebettet ist
(integrierte Nassbereiche 3a und 3b). Anstelle
des Verbinders 7 ist hier darüber hinaus, wie bereits in 3–5,
ein flexibler Abschnitt 7 einer Starr-Flex-Platte 5, 6 gezeigt. 6 shows a fourth inventive partial electronic flat system 1a , This electronics flat system 1a has a total of four second areas or wet areas 3 and a first area or dry area 2 on: The dry area 2 encloses the top, the bottom and the two longitudinal end faces of the flat element 5 . 6 each partially so that both sides of the drying area 2 along the transverse end faces two cantilevered wet areas 3c and 3d are formed and that on the top and the bottom of the flat element 5 . 6 one wet area each in the dry area 2 embedded (integrated wet areas 3a and 3b ). Instead of the connector 7 is beyond here, as already in 3 - 5 , a flexible section 7 a rigid flex plate 5 . 6 shown.
Beim
vorliegenden partiellen Elektronik-Flachsystem 1a sind
somit mehrere Nassbereiche sowohl im Trockenbereich 2 (Nassbereich 3a, 3b)
integriert als auch aus diesem auskragend (Nassbereich 3c, 3d).
Beispielhaft ist für
eine medizinische Anwendung im linken auskragenden Nassbereich 3d eine
am Anschlusskontakt 10c (vereinfacht dargestellt, vorteilhafte
Ausführungsmöglichkeiten siehe 7 bis 10)
lösbare
Elektrode E angeschlossen, deren elektrische Signale sowohl über die Anschlussleitungen 12b, 13b als
auch direkt über
die Anschlusskontakte 10a und 11c zur elektrischen
Zuleitung 17 geleitet werden können. Außerdem sind im linken integrierten
Nassbereich 3b Anschlusskontakte 10c für lösbare Elektroden
E enthalten.In this partial electronic flat system 1a are thus several wet areas both in the dry area 2 (Wet area 3a . 3b ) as well as from this projecting (wet area 3c . 3d ). Exemplary is for a medical application in the left cantilevered wet area 3d one at the connection contact 10c (simplified, see advantageous embodiments) 7 to 10 ) releasable electrode E, whose electrical signals are connected both via the connecting lines 12b . 13b as well as directly via the connection contacts 10a and 11c for electrical supply 17 can be directed. Besides, in the left integrated wet area 3b terminals 10c for detachable electrodes E included.
Damit
lässt sich
in einfacher Weise ein Elektrodensystem bilden, womit insgesamt
eine Vielzahl von Elektroden E z. B. für EEG, EMG, EOG und EKG vorteilhaft
anschließbar
sind. Darüber
hinaus kann die äußere Form
des flexibel gestalteten Elektronik-Flachsystems 1a leicht an die
Erfordernisse der Elektrodenpositionen angepasst werden.This can be easily form an electrode system, which in total a plurality of electrodes E z. B. for EEG, EMG, EOG and ECG are advantageously connected. In addition, the external shape of the flexibly designed electronics flat system 1a easily adapted to the requirements of the electrode positions.
An
das partielle Elektronik-Flachsystem 1a ist durch ineinander
Einknöpfen
von Anschlusskontakten 10a, 11b, 10b, 11a ein
partielles Elektronik-Flachsystem 1b angeschlossen, womit
z. B. weitere Elektrodenpositionen am Körper erreicht werden können. Dabei
kann die Zusammenschaltung zweier (und auch weiterer) partieller
Elektronik-Flachsysteme 1a, 1b ausführungsgemäß direkt über die
Anschlusskontakte 10b und 11a sowie 10a und 11b oder
auch über
zwischengeschaltete elektrische Zuleitungen 17 erfolgen.
Dies ermöglicht
eine anpassbare Funktionalitätenverteilung.
Weitere Bezugszeichen sind analog 3 und 5 angeführt.To the partial electronics flat system 1a is by snapping into each other of connection contacts 10a . 11b . 10b . 11a a partial electronics flat system 1b connected, which z. B. further electrode positions on the body can be achieved. Here, the interconnection of two (and also more) partial electronic flat systems 1a . 1b according to the execution directly over the connection contacts 10b and 11a such as 10a and 11b or via intermediate electrical supply lines 17 respectively. This allows a customizable distribution of functionalities. Further reference numerals are analog 3 and 5 cited.
7 zeigt
nun detailliert eine Schnittansicht (Schnitt C-C) gemäß 8 (Aufsicht)
eines erfindungsgemäßen Elektronik-Flachsystems 1 mit
einem Anschlusskontakt 10a in einer ersten Ausführungsform,
der einen von Waschlauge 18 benetzbaren Innenraum bzw.
Innenhof I (hier als Hohlraum ausgebildet) mit einem an das Flachelementteil 5 und/oder die
elektrischen Leitungen 12, 13 angrenzenden Bodenabschnitt
B-I besitzt, wie
dies z. B. bei Druckknopffederteilen 10a oder auch bei
Steckkontakten bzw. Stöpselvarianten
vorliegt. Die Benetzung des Innenraumes I des Anschlusskontaktes 10a mit
der Schutzschicht 15 wird durch eine Überlaufausnehmung 23 in
der Oberfläche
des Flachelementteiles 5 erreicht, die z. B. durch mehrere
am Umfang der Auflagefläche
des Anschlusskontaktes 10a bzw. am Befestigungsbereich 10a-2 des
Anschlusskontaktes 10a auf dem Flachelementteil 5 angeordnete,
sowohl dessen Innenraum I als auch dessen Außenraum A überstreichende Senkungen realisiert
wird, wobei sich die Anschlussleitungen 12, 13 zwischen
den Überlaufausnehmungen 23 befinden. 7 now shows in detail a sectional view (section CC) according to 8th (Top view) of an electronic flat system according to the invention 1 with a connection contact 10a in a first embodiment, one of wash liquor 18 wettable interior or courtyard I (here designed as a cavity) with a to the flat element part 5 and / or the electrical wires 12 . 13 adjacent bottom portion BI has, as z. B. with push button spring parts 10a or also with plug contacts or plug variants. The wetting of the interior I of the connection contact 10a with the protective layer 15 is through an overflow recess 23 in the surface of the flat element part 5 achieved, the z. B. by more on the circumference of the bearing surface of the terminal contact 10a or at the attachment area 10a-2 of the connection contact 10a on the flat element part 5 arranged, both the interior I and the outer space A sweeping reductions is realized, wherein the connecting lines 12 . 13 between the overflow recesses 23 are located.
Durch
die Überlauf-Ausnehmung 23 gelangt die
zunächst
flüssige
Schutz-Schicht 15 in den Innenraum I des Anschlusskontaktes 10a und
steigt dort entsprechend des äußeren Niveaus
auf. Damit schützt
die Schutz-Schicht 15 die elektrische Verbindungsstelle
auch im Innenraum I des Anschlusskontaktes 10a und verhindert
eine Lokalelementebildung. Bei sehr dünnem Flachelementteil 5,
wie z. B. einer Folie, kann die Überlaufausnehmung 23 auch als
abdeckbare Bohrung ausgeführt sein. Übersichtshalber
wurde Lötstopp-Lack 14 in
die Darstellung nicht einbezogen.Through the overflow recess 23 the initially liquid protective layer arrives 15 into the interior I of the connection contact 10a and rises there according to the outside level. This protects the protective layer 15 the electrical connection point in the interior I of the connection contact 10a and prevents local element formation. For very thin flat element part 5 , such as B. a film, the overflow recess 23 be designed as a coverable hole. As a review, solder resist was used 14 not included in the presentation.
8 zeigt
die Anordnung der Überlaufausnehmung 23 im
Umkreis der Auflagefläche 10a-2 des Anschlusskontaktes 10a auf
der Oberseite des Flachelementteiles 5 mit drei Senkungen 23.
Der mit den Senkungen 23 überstrichene Innenbereich I
des Anschlusskontaktes 10a und die Schutz-Schicht 15 mit den
abgedeckten Anschlussleitungen 12, 13 sind zeichnerisch
nicht dargestellt. 8th shows the arrangement of the overflow recess 23 in the vicinity of the support surface 10a-2 of the connection contact 10a on the top of the flat element part 5 with three subsidence 23 , The one with the cuts 23 swept inside area I of the connection contact 10a and the protective layer 15 with the covered connecting cables 12 . 13 are not shown in the drawing.
9 zeigt
weiterhin detailliert eine Schnittansicht (Schnitt D-D) gemäß 10 (Aufsicht)
eines erfindungsgemäßen Elektronik-Flachsystems 1 mit einem
Anschlusskontakt 10a in einer zweiten Ausführungsform,
der ebenfalls einen von Waschlauge 18 benetzbaren Innenraum
I besitzt, wobei sich Überlaufausnehmungen 24 im
Anschlusskontakt 10a selbst befinden. Die Überlauf-Ausnehmungen 24a, 24b, 24c, 24d sind
auf der zum Flachelementteil 5 zugewandten Auflagefläche des
Befestigungsbereiches 10a-2 (siehe 7) des Anschlusskontaktes 10a entlang
des Umlaufes verteilt und können
in besonderen Ausgestaltungen auch wellenförmig mit z. B. vor der Oberflächenbehandlung
aufgeprägten
Erhebungen und Senkungen ausgebildet sein. Bei dieser Ausführung können die
Anschlussleitungen 12, 13 in beliebigen Lagen
in den Anschlusskontakt 10a einmünden. 9 further shows in detail a sectional view (section DD) according to 10 (Top view) of an electronic flat system according to the invention 1 with a connection contact 10a in a second embodiment, which is also a wash liquor 18 wettable interior I owns, with overflow recesses 24 in the connection contact 10a yourself. The overflow recesses 24a . 24b . 24c . 24d are on the to the flat element part 5 facing support surface of the attachment area 10a-2 (please refer 7 ) of the connection contact 10a distributed along the circulation and can in particular embodiments also wavy with z. B. be formed before the surface treatment embossed elevations and subsidence. In this version, the connecting cables 12 . 13 in any position in the connection contact 10a open out.
Auch
bei einem als Druckknopffederteil ausgebildeten Anschlusskontakt 10a mit
einer Ausnehmung zur Aufnahme einer doppeltwirkenden S-förmigen Feder
z. B. aus hochwertigem Bronze-Federdraht liegt der oben genannte
Fall vor.Even with a pushbutton spring off formed connection contact 10a with a recess for receiving a double-acting S-shaped spring z. B. made of high-quality bronze spring wire is the case above.
Wie
in 7 gelangt die zunächst flüssige Schutz-Schicht 15 in
den Innenraum I des Anschlusskontaktes 10a und steigt dort
entsprechend des äußeren Niveaus
des Außenraums
A im Bodenabschnitt B-I auf. Ist jedoch auf dem Flachelementteil 5 zentrisch
innerhalb des Innenraumes I des Anschlusselementes 10a bereits
ein z. B. als Bohrung ausgebildeter Ablauf 25 der Waschflüssigkeit 18 zu
deren Abtropfung vorhanden, so wird das Einlaufen der flüssigen Schutz-Schicht 15 in
diesen Ablauf 25 durch eine Fließsperre 26 verhindert.
Die Fließsperre 26 lässt sich
in einfacher Weise durch eine Buchse, wie zeichnerisch dargestellt,
in anderen Ausgestaltungen durch eine Erhebung auf dem Flachelementteil 5 oder
auch durch gezieltes Aushärten
der Schutz-Schicht 15 im Bereich des Ablaufes 25 während des
Fließ-
und Aushärtevorganges
realisieren. Übersichtshalber
wurde Lötstopp-Lack 14 in
die Darstellung nicht einbezogen.As in 7 the initially liquid protective layer arrives 15 into the interior I of the connection contact 10a and rises there according to the outer level of the exterior space A in the bottom portion BI. Is however on the flat element part 5 Centric within the interior I of the connection element 10a already a z. B. trained as a bore expiration 25 the washing liquid 18 to their dripping exists, then the shrinkage of the liquid protective layer 15 in this process 25 through a flow barrier 26 prevented. The flow barrier 26 can be easily by a socket, as shown in the drawing, in other embodiments by a survey on the flat element part 5 or by selective hardening of the protective layer 15 in the area of the process 25 during the flow and curing process. As a review, solder resist was used 14 not included in the presentation.
10 zeigt
den Anschlusskontakt 10a mit den Überlaufausnehmungen 24a, 24b, 24c, 24d im Umkreis
der Auflagefläche
des Befestigungsbereiches 10a-2 des Anschlusskontaktes 10a auf
der Oberseite des Flachelementteiles 5. Die Fließsperre 26 und
der Ablauf 25 sind auf dem Flachelementteil 5 zentrisch
zum Anschlusskontakt 10a angeordnet. Die Schutz-Schicht 15 mit
den abgedeckten Anschlussleitungen 12, 13 ist
zeichnerisch nicht dargestellt. 10 shows the connection contact 10a with the overflow recesses 24a . 24b . 24c . 24d in the vicinity of the bearing surface of the attachment area 10a-2 of the connection contact 10a on the top of the flat element part 5 , The flow barrier 26 and the process 25 are on the flat element part 5 centric to the connection contact 10a arranged. The protective layer 15 with the covered connecting cables 12 . 13 is not shown in the drawing.