DE102013212064A1

DE102013212064A1 - Electrical arrangement, sensor system, use of an electronically anisotropic adhesive compound in the electrical arrangement and method for producing the electrical arrangement

Info

Publication number: DE102013212064A1
Application number: DE102013212064.8A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Schaaf; Klaus-Volker Schuett; Ruben Wahl; Andreas Kugler; Claudia Arnold; Matthias Mahlich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2015-01-08

Abstract

Es wird eine elektrische Anordnung 2 vorgeschlagen, mit einer ersten und einer zweiten Baugruppe 3, 4, wobei die erste Baugruppe 3 ein erstes Substrat und die zweite Baugruppe 4 ein zweites Substrat umfasst, wobei das erste und das zweite Substrat jeweils mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich 8 aufweisen, wobei der mindestens eine elektrisch leitfähige Teilbereich 8 des ersten Substrats mit dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich 8 des zweiten Substrats 7 mittels einer elektronisch anisotropen Klebstoffverbindung 9 elektrisch und mechanisch verbunden ist, wobei das erste Substrat als eine erste flexible Leiterfolie 5 ausgebildet ist, wobei das zweite Substrat als eine zweite flexible Leiterfolie 7 ausgebildet ist.An electrical arrangement 2 is proposed, comprising a first and a second assembly 3, 4, wherein the first assembly 3 comprises a first substrate and the second assembly 4 comprises a second substrate, wherein the first and the second substrate each have at least one electrically conductive portion 8, wherein the at least one electrically conductive portion 8 of the first substrate is electrically and mechanically connected to the at least one electrically conductive portion 8 of the second substrate 7 by means of an electronically anisotropic adhesive compound 9, wherein the first substrate is formed as a first flexible conductor foil 5 wherein the second substrate is formed as a second flexible conductor foil 7.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine elektrische Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Sensorsystem, die Verwendung einer elektronisch anisotropen Klebstoffverbindung sowie ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Anordnung. The invention relates to an electrical arrangement according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a sensor system, the use of an electronically anisotropic adhesive connection and a method for producing the electrical arrangement.

Im Allgemeinen dienen Substrate als Bauteilträger von elektronischen Bauteilen. Substrate weisen in der Regel eine mehrlagige Struktur auf, wobei auf einer nichtleitenden Basisschicht Leiterbahnen aufgebracht sind. Bekannt sind Substrate mit aufgebrachten Sensorelementen, wobei die Substrate an einem bewegten Maschinenteil angebracht werden, so dass eine Umfeldüberwachung durch die Sensorelemente ermöglicht ist. In general, substrates serve as component carriers of electronic components. Substrates generally have a multilayer structure, wherein on a non-conductive base layer conductor tracks are applied. Substrates are known with applied sensor elements, wherein the substrates are attached to a moving machine part, so that an environment monitoring is made possible by the sensor elements.

Aus der DE 10 2010 064 328 A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik darstellt, ist ein Sensorsystem zur Umfeldüberwachung an einem mechanischen Bauteil bekannt. Das Sensorsystem umfasst mindestens ein kapazitives Sensorelement. Das mindestens eine kapazitive Sensorelement ist aus einem Schichtaufbau von flexiblen, elektrisch leitfähigen und elektrisch isolierenden Lagen aufgebaut. Elektrisch leitfähige Potenzialflächen einer Lage sind seitlich derart beabstandet über dazwischen liegende isolierende Lagen angeordnet, dass sich elektrische Feldlinien zwischen den leitenden Potenzialflächen herausbilden. From the DE 10 2010 064 328 A1 , which is probably the closest prior art, a sensor system for environmental monitoring on a mechanical component is known. The sensor system comprises at least one capacitive sensor element. The at least one capacitive sensor element is constructed from a layer structure of flexible, electrically conductive and electrically insulating layers. Electrically conductive potential surfaces of a layer are laterally spaced apart over insulating layers lying therebetween so that electric field lines are formed between the conductive potential surfaces.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Im Rahmen der Erfindung wird eine elektrische Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, die Verwendung einer elektronisch anisotropen Klebstoffverbindung mit den Merkmalen des Anspruchs 5, ein Sensorsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 6 sowie ein Verfahren zur Herstellung der elektrischen Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 vorgeschlagen. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.In the context of the invention is an electrical arrangement with the features of claim 1, the use of an electronically anisotropic adhesive compound having the features of claim 5, a sensor system having the features of claim 6 and a method for producing the electrical arrangement with the features of claim 12 proposed. Preferred or advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the following description and the accompanying drawings.

Die elektrische Anordnung umfasst eine erste und eine zweite Baugruppe, wobei die erste Baugruppe ein erstes Substrat und die zweite Baugruppe ein zweites Substrat aufweist. Insbesondere sind auf dem ersten und/oder dem zweiten Substrat, insbesondere auf dem jeweiligen elektrisch leitfähigen Teilbereich, elektronische Bauelemente wie zum Beispiel aktive oder passive elektronische Komponenten anordbar oder angeordnet. Das erste und das zweite Substrat umfassen jeweils mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich. Besonders bevorzugt weisen das erste und das zweite Substrat jeweils eine Mehrzahl an voneinander beabstandeten, elektrisch leitfähigen Teilbereichen auf. Insbesondere ist der mindestens eine elektrisch leitfähige Teilbereich des ersten und/oder des zweiten Substrats zur Energie- und/oder Signalübertragung ausgebildet. Vorzugsweise ist der mindestens eine elektrisch leitfähige Teilbereich des ersten und/oder des zweiten Substrats als eine Leiterbahn, zum Beispiel als eine Kupferleiterbahn ausgebildet. The electrical arrangement comprises a first and a second assembly, wherein the first assembly comprises a first substrate and the second assembly comprises a second substrate. In particular, on the first and / or the second substrate, in particular on the respective electrically conductive portion, electronic components such as active or passive electronic components can be arranged or arranged. The first and the second substrate each comprise at least one electrically conductive portion. Particularly preferably, the first and the second substrate each have a plurality of spaced-apart, electrically conductive portions. In particular, the at least one electrically conductive subregion of the first and / or the second substrate is designed for energy and / or signal transmission. Preferably, the at least one electrically conductive portion of the first and / or the second substrate is formed as a conductor track, for example as a copper conductor track.

Der mindestens eine elektrisch leitfähige Teilbereich des ersten Substrats ist mit dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich des zweiten Substrats mittels einer elektronisch anisotropen Klebstoffverbindung elektrisch und mechanisch verbunden. Somit ist insbesondere eine elektrisch leitende Verbindung des ersten und zweiten Substrats über die elektrisch leitfähigen Teilbereiche mittels der elektronisch anisotropen Klebstoffverbindung bereitgestellt. Das erste und das zweite Substrat und folglich die erste und die zweite Baugruppe sind durch die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung stoffschlüssig miteinander verbunden. The at least one electrically conductive subregion of the first substrate is electrically and mechanically connected to the at least one electrically conductive subregion of the second substrate by means of an electronically anisotropic adhesive bond. Thus, in particular, an electrically conductive connection of the first and second substrates is provided via the electrically conductive partial regions by means of the electronically anisotropic adhesive connection. The first and second substrates, and thus the first and second assemblies, are materially bonded together by the electronically anisotropic adhesive bond.

Insbesondere ist die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung, auch als ACA (anisotropic-conductive adhesive) bekannt, durch einen ausgehärteten Leitklebstoff gebildet. Beispielsweise ist der Leitklebstoff als ein Kunstharz, insbesondere als ein Epoxidharz mit eingebetteten leitfähigen Partikeln ausgebildet. Die leitfähigen Partikel sind z. B. mit Gold beschichtete Polymerkugeln. Bei mehreren voneinander beabstandeten elektrisch leitfähigen Teilbereichen des ersten und zweiten Substrats kann sich der Leitklebstoff insbesondere aufgrund des geringen Füllgehalts der leitfähigen Partikel über alle elektrisch leitfähigen Teilbereiche erstrecken, wobei die überlappend angeordneten Teilbereiche elektrisch leitend verbunden und wobei benachbarte, nicht überlappende Teilbereiche über die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung elektrisch isoliert sind. Dadurch ergibt sich einerseits die gewünschte mechanische Verbindung zwischen den elektrisch leitfähigen Teilbereichen des ersten und zweiten Substrats. Andererseits ist sichergestellt, dass ausschließlich die einander zugeordneten elektrisch leitfähigen Teilbereiche des ersten und zweiten Substrats elektrisch leitend verbunden sind. In particular, the electronically anisotropic adhesive compound, also known as ACA (anisotropic-conductive adhesive), formed by a cured conductive adhesive. For example, the conductive adhesive is formed as a synthetic resin, in particular as an epoxy resin with embedded conductive particles. The conductive particles are z. B. gold coated polymer spheres. In the case of a plurality of electrically conductive subregions of the first and second substrates spaced apart from one another, the conductive adhesive may extend over all the electrically conductive subregions, in particular due to the small filling content of the conductive particles, wherein the overlapping subregions are electrically conductively connected and adjacent, non-overlapping subareas are electrically anisotropic Adhesive connection are electrically isolated. On the one hand, this results in the desired mechanical connection between the electrically conductive partial regions of the first and second substrates. On the other hand, it is ensured that only the mutually associated electrically conductive portions of the first and second substrates are electrically connected.

Das erste Substrat ist als eine erste flexible Leiterfolie ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das zweite Substrat als eine zweite flexible Leiterfolie ausgebildet ist. Unter einer flexiblen Leiterfolie ist insbesondere eine biegsame Leiterfolie zu verstehen. Vorzugsweise umfasst die flexible Leiterfolie mindestens eine Basisfolie sowie den mindestens einen, auf die Basisfolie aufgebrachten elektrisch leitfähigen Teilbereich. Durch den auf die Basisfolie aufgebrachten Teilbereich ist dieser erhaben auf der Basisfolie angeordnet. Dadurch wirkt eine Druckbelastung, die vorzugsweise während des Aushärtens des Leitklebstoffs auf das erste und das zweite Substrat aufgelegt wird, im Bereich der elektrisch leitfähigen Teilbereiche der Substrate, so dass die elektrische und mechanische Verbindung zuverlässig bereitgestellt wird. Die Basisfolie ist insbesondere elektrisch isolierend. Somit bildet die Basisfolie einen Isolator bei mehreren aufgebrachten, voneinander beabstandeten elektrisch leitfähigen Teilbereichen. Beispielsweise ist die Basisfolie aus einem Polyamid, einem Polyimid, einem Polyester, einem Polyethylennaphtalat und/oder aus einem Liquid Crystalline Polymer gefertigt. Vorzugsweise hat die flexible Leiterfolie eine Dicke weniger als 1 mm, insbesondere weniger als 0,5 mm.The first substrate is formed as a first flexible conductor foil. In the context of the invention it is proposed that the second substrate is formed as a second flexible conductor foil. Under a flexible conductor foil is to be understood in particular a flexible conductor foil. The flexible conductor foil preferably comprises at least one base foil as well as the at least one electrically conductive partial region applied to the base foil. By applied to the base film portion of this is raised arranged on the base film. As a result, a pressure load, which is preferably applied to the first and the second substrate during the curing of the conductive adhesive, acts in the region of the electrically conductive partial regions of the substrates, so that the electrical and mechanical connection is reliably provided. The base film is in particular electrically insulating. Thus, the base film forms an insulator for a plurality of applied, spaced apart electrically conductive portions. For example, the base film is made of a polyamide, a polyimide, a polyester, a polyethylene naphthalate and / or a liquid crystalline polymer. Preferably, the flexible conductor foil has a thickness of less than 1 mm, in particular less than 0.5 mm.

Durch die Biegsamkeit der ersten und zweiten flexiblen Leiterfolie liegt auch bei einer Biegebeanspruchung keine Beschädigung in den Leiterfolien vor, so dass eine lange Lebensdauer der flexiblen Leiterfolien zu erwarten ist. Insbesondere ist die Funktionsfähigkeit, wie zum Beispiel die Energie- und/oder Signalübertragung der flexiblen Leiterfolien auch bei einer gebogenen und/oder geknickten Anbringung langfristig sichergestellt. Auf diese Weise ist beispielsweise ein Einsatz der elektrischen Anordnung im Sensorsystem zur Anformung an die Maschinen bzw. Maschinenteile auch bei komplex geformten dreidimensionalen Maschinenoberflächen erzielbar. Due to the flexibility of the first and second flexible conductor foil, there is no damage in the conductor foil even in the case of a bending stress, so that a long service life of the flexible conductor foil is to be expected. In particular, the functional capability, such as, for example, the energy and / or signal transmission of the flexible conductor foils, is secured in the long term even in the case of a bent and / or bent attachment. In this way, for example, use of the electrical arrangement in the sensor system for molding on the machines or machine parts can be achieved even with complex-shaped three-dimensional machine surfaces.

Die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung erzielt langfristig die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den flexiblen Leiterfolien. Ein weiterer bemerkenswerter Vorteil der elektronisch anisotropen Klebstoffverbindung ist eine unmittelbare Kontaktierung der ersten und zweiten flexiblen Leiterfolie. Daraus ergeben sich insbesondere eine kompakte Bauweise und ein geringer Fertigungsaufwand. The electronically anisotropic adhesive connection achieves the long-term electrical and mechanical connection between the flexible conductor foils. Another notable advantage of the electronically anisotropic adhesive bond is direct contacting of the first and second flexible conductor sheets. This results in particular a compact design and low production costs.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zwei Flächenseiten der flexiblen Leiterfolien überlappend angeordnet sind, derart, dass der mindestens eine elektrisch leitfähige Teilbereich der ersten flexiblen Leiterfolie den mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich der zweiten flexiblen Leiterfolie elektrisch kontaktiert. Insbesondere bilden die zwei Flächenseiten die voneinander abgewandten Hauptflächen der jeweiligen flexiblen Leiterfolie. Besonders bevorzugt sind die Hauptflächen als eine Ober- und eine Unterseite der jeweiligen flexiblen Leiterfolie ausgebildet. Durch die überlappende Anordnung liegt ein Überlappungsbereich vor, der eine ausreichende Auflagefläche der flexiblen Leiterfolien zueinander ausbildet. Somit ist insbesondere eine flächige Anbringung des Leitklebstoffs für eine zuverlässige mechanische Verbindung auch bei einer Biegebeanspruchung sowie eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung zur sicheren elektrischen Verbindung der flexiblen Leiterfolien umgesetzt.A particularly preferred embodiment provides that two surface sides of the flexible conductor foils are arranged overlapping, such that the at least one electrically conductive portion of the first flexible conductor foil electrically contacts the at least one electrically conductive portion of the second flexible conductor foil. In particular, the two surface sides form the main surfaces of the respective flexible conductor foil facing away from one another. Particularly preferably, the main surfaces are formed as an upper and a lower side of the respective flexible conductor foil. Due to the overlapping arrangement, there is an overlapping area which forms a sufficient bearing surface of the flexible conductor foils relative to one another. Thus, in particular a two-dimensional attachment of the conductive adhesive for a reliable mechanical connection is implemented even with a bending stress as well as a uniform pressurization for secure electrical connection of the flexible conductor foils.

Eine bevorzugte konstruktive Umsetzung der Erfindung sieht vor, dass die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung zwischen den elektrisch leitfähigen Teilbereichen der ersten und der zweiten flexiblen Leiterfolie lösbar ausgebildet ist. Auf diese Weise ist eine zerstörungsfreie Trennung der elektrischen und mechanischen Verbindung der elektrisch leitfähigen Teilbereiche und folglich der flexiblen Leiterfolien erzielt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass zum Beispiel bei einem Funktionsausfall eines elektronischen Bauelements ein Austausch lediglich von der flexiblen Leiterfolie nötig ist, auf der das ausgefallene elektronische Bauelement angebracht ist. Durch den Austausch einzelner flexiblen Leiterfolien ist die elektrische Anordnung reparabel und folglich kein Gesamtaustausch der elektrischen Anordnung nötig, das insbesondere eine Kostenersparnis erzielt. A preferred structural implementation of the invention provides that the electronically anisotropic adhesive connection between the electrically conductive portions of the first and the second flexible conductor foil is detachably formed. In this way, a non-destructive separation of the electrical and mechanical connection of the electrically conductive portions and thus the flexible conductor foils is achieved. This refinement has the advantage that, for example, in the event of a functional failure of an electronic component, an exchange of only the flexible conductor foil is necessary, on which the failed electronic component is attached. By replacing individual flexible conductor foils, the electrical arrangement is repairable and consequently no complete replacement of the electrical arrangement is necessary, which in particular achieves cost savings.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung ist die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung mittels Erwärmung der elektronisch anisotropen Klebstoffverbindung lösbar. Insbesondere wird durch die Erwärmung die Viskosität des Leitklebstoffs ausgebildet als ein Schmelzklebstoff herabgesetzt, wodurch die Trennung der elektrischen und mechanischen Verbindung der elektrisch leitfähigen Teilbereiche möglich ist. Vorzugsweise wird die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung für die Trennung mindestens auf die entsprechende Schmelztemperatur des verwendeten Leitklebstoffs erwärmt. Die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung wird zum Beispiel auf mindestens 130 °C, insbesondere auf mindestens 150 °C, im Speziellen auf mindestens 180 °C und/oder höchstens auf 250 °C, insbesondere auf höchstens 220 °C, im Speziellen auf höchstens 200 °C erwärmt. Zum Beispiel erfolgt die Wärmeeinbringung mittels einem Wärmestrahler. Zum Beispiel ist die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung als der Schmelzklebstoff ein Polyamid PA, ein Polyethylen PE, ein amorphes Polyalphaolefin APAO, ein Ethylenvinylacetat-Copolymer EVAC, ein Polyester-Elastomer TPE-E, ein Polyurethan-Elastomer TPE-U oder ein Copolyamid-Elastomer TPE-A. In a preferred embodiment, the electronically anisotropic adhesive connection by means of heating the electronically anisotropic adhesive connection is solvable. In particular, the viscosity of the conductive adhesive is formed as a hot melt adhesive reduced by the heating, whereby the separation of the electrical and mechanical connection of the electrically conductive portions is possible. Preferably, the electronically anisotropic adhesive compound for the separation is heated at least to the corresponding melting temperature of the conductive adhesive used. The electronically anisotropic adhesive compound is for example at least 130 ° C, in particular at least 150 ° C, in particular at least 180 ° C and / or at most 250 ° C, in particular at most 220 ° C, in particular at most 200 ° C. heated. For example, the heat is introduced by means of a heat radiator. For example, as the hot melt adhesive, the electronically anisotropic adhesive compound is a polyamide PA, a polyethylene PE, an amorphous polyalphaolefin APAO, an ethylene-vinyl acetate copolymer EVAC, a polyester elastomer TPE-E, a polyurethane elastomer TPE-U or a copolyamide elastomer TPE -A.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung einer elektronisch anisotropen Klebstoffverbindung in der elektronischen Anordnung zur lösbaren Verbindung von mindestens einem elektrisch leitfähigen Teilbereich der ersten flexiblen Leiterfolie mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Teilbereich der zweiten flexiblen Leiterfolie. Another object of the invention relates to the use of an electronically anisotropic adhesive compound in the electronic arrangement for detachable connection of at least one electrically conductive portion of the first flexible conductor foil with at least one electrically conductive portion of the second flexible conductor foil.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung betrifft das Sensorsystem, das zur Umfeldüberwachung an einer Oberfläche von Maschinen oder Maschinenteilen anordbar ist. Insbesondere ist das Sensorsystem zur Überwachung von Annäherungen und/oder von Kollisionen der Maschinen bzw. der Maschinenteile mit Objekten ausgebildet. Die Maschinen oder Maschinenteile können beispielsweise als ein Fertigungs- oder Montageautomat, insbesondere als ein Industrieroboter bzw. als ein Roboterarm des Industrieroboters ausgebildet sein. Bei den Objekten handelt es sich zum Beispiel um einen Bediener oder Servicepersonal der Maschinen bzw. der Maschinenteile. Another object of the invention relates to the sensor system for environmental monitoring on a surface of machines or Machine parts can be arranged. In particular, the sensor system is designed to monitor approaches and / or collisions of the machines or of the machine parts with objects. The machines or machine parts may be designed, for example, as a production or assembly machine, in particular as an industrial robot or as a robot arm of the industrial robot. The objects are, for example, an operator or service personnel of the machines or of the machine parts.

Das Sensorsystem umfasst eine Mehrzahl an elektrisch miteinander verbundenen elektrischen Anordnungen mit der ersten und der zweiten Baugruppe. Unter der Mehrzahl sind mindestens fünf, insbesondere mindestens zehn oder mehr elektrische Anordnungen zu verstehen. Die elektrischen Anordnungen sind mittels weiteren elektronisch anisotropen Klebstoffverbindungen elektrisch und mechanisch miteinander verbunden. The sensor system includes a plurality of electrically interconnected electrical assemblies having the first and second assemblies. The plurality of at least five, in particular at least ten or more electrical arrangements are to be understood. The electrical arrangements are electrically and mechanically interconnected by means of further electronically anisotropic adhesive compounds.

Die ersten und/oder die zweiten Baugruppen der elektrischen Anordnungen umfassen zur Annäherungs- und/oder Kollisionserkennung Sensorelemente. Besonders bevorzugt sind die Sensorelemente als kapazitive Sensorelemente ausgebildet. Die von dem jeweiligen Sensorelement ausgebildete Kapazität wird bei einer Annäherung und/oder einem Kontakt eines feldverändernden Objekts, wie zum Beispiel eines Menschen, messbar verändert. Insbesondere sind die elektrischen Anordnungen derart ausgebildet und/oder miteinander geschaltet, dass die Sensorelemente in Reihe geschaltet sind. Es ist bevorzugt, dass die Sensorelemente zur Energie- und Signalübertragung elektrisch leitend auf den elektrisch leitfähigen Teilbereichen der ersten und/oder zweiten flexiblen Leiterfolien angeordnet sind. The first and / or the second assemblies of the electrical arrangements comprise sensor elements for approach and / or collision detection. Particularly preferably, the sensor elements are designed as capacitive sensor elements. The capacitance formed by the respective sensor element is measurably changed during an approach and / or contact of a field-changing object, such as a human being. In particular, the electrical arrangements are designed and / or connected to one another such that the sensor elements are connected in series. It is preferred that the sensor elements for energy and signal transmission are arranged to be electrically conductive on the electrically conductive partial regions of the first and / or second flexible conductor foils.

Insbesondere umfassen die Sensorelemente zur Erfassung der Kapazität jeweils eine elektronische Schaltung, wobei die elektronische Schaltung die erfasste Kapazität in elektrische Signale umwandelt. Vorzugsweise werden die elektrischen Signale an eine zentrale Auswerteeinrichtung übertragen, die mit dem Sensorsystem koppelbar ist oder die das Sensorsystem umfasst. Insbesondere prüft die zentrale Auswerteeinrichtung, ob bei mindestens einem der Sensorelemente des Sensorsystems eine Veränderung der Kapazität gegenüber einem Referenzwert stattgefunden hat. In particular, the sensor elements for detecting the capacitance each comprise an electronic circuit, wherein the electronic circuit converts the detected capacitance into electrical signals. Preferably, the electrical signals are transmitted to a central evaluation device which can be coupled to the sensor system or which comprises the sensor system. In particular, the central evaluation device checks whether a change in the capacity with respect to a reference value has taken place in at least one of the sensor elements of the sensor system.

Bei einer Auswertung der Veränderung der Kapazität durch die zentrale Auswerteeinrichtung kann auf die Annäherung bzw. die Kollision mit dem Objekt rückgeschlossen und folglich wirksame Schutzmaßnahmen ausgelöst werden. Vorzugsweise leitet eine übergeordnete Sicherheitssteuerung als Schutzmaßnahme eine Bewegungspause der Maschinen bzw. der Maschinenteile ein. In an evaluation of the change in the capacity by the central evaluation device can be deduced on the approach or the collision with the object and consequently effective protective measures are triggered. Preferably, a higher-level safety controller initiates a movement break of the machines or of the machine parts as a protective measure.

Durch die Mehrzahl an elektrischen Anordnungen ist je nach Bedarf eine Größe des Sensorsystems erzielbar, die eine flächendeckende Anordnung an die Oberflächen der Maschinen bzw. Maschinenteile ermöglicht. Durch die Biegsamkeit der flexiblen Leiterfolien ist eine flexible Anformung an komplexe dreidimensionale, insbesondere gekrümmten Oberflächen der Maschinen bzw. Maschinenteile erzielbar. Somit ist eine betriebssichere und frühzeitige Erkennung einer Annäherung oder einer Kollision der bewegten Maschinen bzw. Maschinenteilen mit einem Objekt umgesetzt. As a result of the plurality of electrical arrangements, a size of the sensor system can be achieved as required, which enables a surface-wide arrangement on the surfaces of the machines or machine parts. Due to the flexibility of the flexible conductor foils, it is possible to achieve flexible formation on complex three-dimensional, in particular curved, surfaces of the machines or machine parts. Thus, a reliable and early detection of an approach or a collision of the moving machines or machine parts is implemented with an object.

Bevorzugt ist, dass die Baugruppen von einer der elektrischen Anordnungen mittels der elektronisch anisotropen Klebstoffverbindungen mit den Baugruppen von anderen elektrischen Anordnungen verbunden sind. Insbesondere sind die Baugruppen mittels der elektronisch anisotropen Klebstoffverbindungen zwischen den flexiblen Leiterfolien der elektrischen Anordnungen miteinander verbunden. Auf diese Weise kann eine flexibel anpassbare Sensorhaut bereitgestellt werden. It is preferred that the assemblies of one of the electrical assemblies are connected by means of the electronically anisotropic adhesive compounds with the assemblies of other electrical arrangements. In particular, the assemblies are interconnected by means of the electronically anisotropic adhesive bonds between the flexible conductor foils of the electrical assemblies. In this way, a flexibly adaptable sensor skin can be provided.

Bei einer besonders bevorzugten Umsetzung der Erfindung sind die ersten flexiblen Leiterfolien der elektrischen Anordnungen jeweils mit einer zweiten flexiblen Leiterfolie von einer der anderen elektrischen Anordnungen verbunden. Somit ergibt sich insbesondere eine kontinuierlich abwechselnde Abfolge von ersten und zweiten Baugruppen. Alternativ ist es jedoch ebenso möglich, dass die ersten flexiblen Leiterfolien jeweils entweder mit einer ersten, oder mit einer zweiten flexiblen Leiterfolie von einer der anderen elektrischen Anordnungen verbunden sind. Somit ergibt sich beispielsweise eine kontinuierlich abwechselnde Abfolge von zwei ersten und zwei zweiten Baugruppen. Alternativ kann somit jedoch auch eine diskontinuierliche Abfolge der Baugruppen vorliegen. In a particularly preferred implementation of the invention, the first flexible conductor foils of the electrical arrangements are each connected to a second flexible conductor foil of one of the other electrical arrangements. This results in particular in a continuously alternating sequence of first and second assemblies. Alternatively, however, it is also possible that the first flexible conductor foils are each connected either to a first or to a second flexible conductor foil of one of the other electrical arrangements. This results, for example, in a continuously alternating sequence of two first and two second assemblies. Alternatively, however, a discontinuous sequence of the assemblies may also be present.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform weisen die ersten Baugruppen jeweils mindestens oder genau eines der Sensorelemente auf, wobei die zweiten Baugruppen jeweils als Verbindungsglieder von zwei Baugruppen ausgebildet sind. Insbesondere sind die Sensorelemente elektrisch leitend auf den elektrisch leitfähigen Teilbereichen der ersten flexiblen Leiterfolien aufgebracht. Somit sind die ersten flexiblen Leiterfolien als Träger für die Sensorelemente ausgebildet. Die zweiten Baugruppen sind insbesondere als passive Verbindungsglieder ausgebildet.In a first preferred embodiment, the first modules each have at least or exactly one of the sensor elements, wherein the second modules are each formed as connecting members of two modules. In particular, the sensor elements are electrically conductive on the electrically conductive portions of the first flexible Applied conductor foils. Thus, the first flexible conductor foils are formed as a support for the sensor elements. The second modules are in particular designed as passive connecting links.

Bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform weisen die ersten und die zweiten Baugruppen jeweils mindestens oder genau eines der Sensorelemente auf. Insbesondere sind die Sensorelemente elektrisch leitend auf den elektrisch leitfähigen Teilbereichen der ersten und der zweiten flexiblen Leiterfolien aufgebracht. Somit sind die ersten und die zweiten flexiblen Leiterfolien als Träger für die Sensorelemente ausgebildet. Vorzugsweise sind die ersten und die zweiten Baugruppen baugleich.In a second preferred embodiment, the first and the second assemblies each have at least or exactly one of the sensor elements. In particular, the sensor elements are applied in an electrically conductive manner to the electrically conductive partial regions of the first and the second flexible conductor foils. Thus, the first and second flexible conductor foils are formed as carriers for the sensor elements. Preferably, the first and the second modules are identical.

Ein bevorzugter konstruktiver Aufbau sieht vor, dass die ersten und/oder die zweiten flexiblen Leiterfolien den mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich auf genau einer der zwei Flächenseiten umfassen. Durch die einseitige Anordnung des mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereichs weisen die ersten und/oder die zweiten flexiblen Leiterfolien jeweils genau eine elektrische Kontaktierungsseite für das Sensorelement und/oder für die elektrische und mechanische Verbindung mit den elektrisch leitfähigen Teilbereichen der flexiblen Leiterfolien der anderen Baugruppen auf. A preferred structural design provides that the first and / or the second flexible conductor foils comprise the at least one electrically conductive partial region on exactly one of the two surface sides. As a result of the one-sided arrangement of the at least one electrically conductive subarea, the first and / or the second flexible conductor foils each have exactly one electrical contacting side for the sensor element and / or for the electrical and mechanical connection with the electrically conductive subareas of the flexible conductor foils of the other subassemblies.

Bei einem alternativen konstruktiven Aufbau umfassen die ersten und/oder die zweiten flexiblen Leiterfolien auf beiden der zwei Flächenseiten jeweils den elektrisch leitfähigen Teilbereich. Die ersten und/oder die zweiten flexiblen Leiterfolien weisen durch die beidseitige Anordnung des mindestens einen leitfähigen Teilbereichs zwei elektrische Kontaktierungsseiten für das Sensorelement und/oder für die elektrische und mechanische Verbindung mit den elektrisch leitfähigen Teilbereichen der flexiblen Leiterfolien der anderen Baugruppen auf. In an alternative construction, the first and / or the second flexible conductor foils on both of the two surface sides respectively comprise the electrically conductive portion. The first and / or the second flexible conductor foils have two electrical contacting sides for the sensor element and / or for the electrical and mechanical connection to the electrically conductive partial areas of the flexible conductor foils of the other building groups due to the arrangement of the at least one conductive partial area.

Bevorzugt ist, dass eine der zwei Flächenseiten der ersten und/oder der zweiten flexiblen Leiterfolien als eine Montageseite zur Montage an die Oberfläche der Maschinen bzw. Maschinenteile ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist die Montageseite zumindest abschnittsweise mit einem reversiblen Schnellverschluss, zum Beispiel mit einem Klettverschluss oder mit einer Kleberschicht versehen. Auf diese Weise ist eine zuverlässige und insbesondere lösbare Anordnung der ersten und/oder zweiten flexiblen Leiterfolien und somit der elektrischen Anordnungen auf der Oberfläche der Maschinen bzw. Maschinenteile umgesetzt.It is preferred that one of the two surface sides of the first and / or the second flexible conductor foils is formed as a mounting side for mounting on the surface of the machines or machine parts. Particularly preferably, the mounting side is provided at least in sections with a reversible quick release, for example with a hook and loop fastener or with an adhesive layer. In this way, a reliable and in particular releasable arrangement of the first and / or second flexible conductor foils and thus the electrical arrangements on the surface of the machines or machine parts is implemented.

Einen weiteren Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung der elektrischen Anordnung. In einem ersten Schritt wird eine erste und eine zweite Baugruppe bereitgestellt, wobei die erste Baugruppe eine erste flexible Leiterfolie mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Teilbereich und die zweite Baugruppe eine zweite flexible Leiterfolie mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Teilbereich umfasst. Beispielsweise sind die erste und/oder die zweite flexible Leiterfolie mittels eines Rolle-zu-Rolle Transferfolienverfahrens, auch als Reel-to-Reel Verfahren bekannt, hergestellt. Insbesondere wird bei dem Transferfolienverfahren die Basisfolie der ersten und/oder zweiten Leiterfolie von einer Rolle abgewickelt und durchläuft ungeschnitten die vorgesehenen Fertigungsvorgänge, wie zum Beispiel das Aufbringen des mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereichs. Nach dem Durchlauf der Fertigungsvorgänge ist die flexible Leiterfolie fertiggestellt und wird auf einer weiteren Rolle aufgewickelt. In einem Folgeschritt wird die aufgewickelte Leiterfolie je nach Bedarf zugeschnitten. Das Rolle-zu-Rolle Transferfolienverfahren erzielt eine schnelle und preisgünstige Bereitstellung der flexiblen Leiterfolien. Another object of the invention relates to a method for providing the electrical arrangement. In a first step, a first and a second subassembly are provided, wherein the first subassembly comprises a first flexible conductor foil with at least one electrically conductive subarea and the second subassembly comprises a second flexible conductor foil with at least one electrically conductive subarea. For example, the first and / or the second flexible conductor foil are produced by means of a roll-to-roll transfer foil method, also known as a reel-to-reel method. In particular, in the transfer film method, the base film of the first and / or second conductor foil is unwound from a roll and passes uncut through the intended manufacturing processes, such as the application of the at least one electrically conductive portion. After passing through the manufacturing processes, the flexible conductor foil is completed and wound up on another roll. In a subsequent step, the wound conductor foil is cut to size as needed. The roll-to-roll transfer film process achieves rapid and inexpensive delivery of the flexible conductor sheets.

Es ist bevorzugt, dass Sensorelemente auf der ersten und/oder der zweiten flexiblen Leiterfolie angeordnet werden bzw. sind. Beispielsweise erfolgt die Anordnung der Sensorelemente auf den mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich der ersten und/oder zweiten flexiblen Leiterfolie mittels des Flip-Chip Verfahrens. Bei dem Flip-Chip Verfahren wird eine aktive Kontaktierungsseite des Sensorelements direkt an dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich der ersten und/oder zweiten Leiterfolie montiert. It is preferred that sensor elements are or are arranged on the first and / or the second flexible conductor foil. For example, the arrangement of the sensor elements is carried out on the at least one electrically conductive portion of the first and / or second flexible conductor foil by means of the flip-chip method. In the flip-chip method, an active contacting side of the sensor element is mounted directly on the at least one electrically conductive portion of the first and / or second conductor foil.

In einem weiteren Schritt wird ein elektronisch anisotroper Leitklebstoff bereitgestellt, wobei in einem weiteren Schritt der elektronisch anisotrope Leitklebstoff auf den mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich der ersten und/oder der zweiten flexiblen Leiterfolie aufgebracht wird. Vorzugsweise wird der Leitklebstoff zur Bereitstellung der anisotropen Klebstoffverbindung zumindest auf den mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich der ersten und/oder der zweiten flexiblen Leiterfolie aufgebracht In a further step, an electronically anisotropic conductive adhesive is provided, wherein in a further step, the electronically anisotropic conductive adhesive is applied to the at least one electrically conductive portion of the first and / or the second flexible conductor foil. Preferably, the conductive adhesive for providing the anisotropic adhesive compound is applied at least to the at least one electrically conductive portion of the first and / or the second flexible conductor foil

In einem weiteren Schritt wird eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich der ersten flexiblen Leiterfolie mit dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Teilbereich der zweiten flexiblen Leiterfolie mittels Druck- und/oder Wärmeeinbringung hergestellt. Insbesondere werden der mindestens eine elektrisch leitfähige Teilbereich der ersten flexiblen Leiterfolie und der mindestens eine elektrisch leitfähige Teilbereich der zweiten flexiblen Leiterfolie zusammengedrückt. Auf diese Weise ist die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung nach der Aushärtung des Leitklebstoffs zwischen den elektrisch leitfähigen Teilbereich des ersten und zweiten Substrats zuverlässig ausgebildet. In a further step, an electrical and mechanical connection between the at least one electrically conductive partial region of the first flexible conductor foil with the at least one electrically conductive partial region of the second flexible conductor foil is produced by means of pressure and / or heat introduction. In particular, the at least one electrically conductive partial region of the first flexible conductor foil and the at least one electrically conductive partial region of the second flexible conductor foil are compressed. In this way, the electronically anisotropic adhesive compound is reliably formed after curing of the conductive adhesive between the electrically conductive portion of the first and second substrates.

Die vorstehend wiedergegebene Reihenfolge von Verfahrensschritten stellt eine bevorzugte Reihenfolge dar. Andere Verfahrensschritte sowie zusätzliche Verfahrensschritte können ebenfalls zur Anwendung gelangen.The sequence of process steps given above represents a preferred sequence. Other process steps and additional process steps may also be used.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung wird der elektronisch anisotrope Leitklebstoff zum Lösen der elektrischen und mechanischen Verbindung zwischen den elektrisch leitfähigen Teilbereichen der ersten und zweiten flexiblen Leiterfolien erwärmt. Durch die lösbare Verbindung ist ein Austausch von einzelnen flexiblen Leiterfolien mittels Erwärmung erzielt. Somit ist z. B. im Falle einer defekten Leiterfolie oder eines defekten Sensorelements auf einer der Leiterfolien kein Gesamtaustausch des Sensorsystems nötig. Nach dem Entfernen der defekten Leiterfolie kann eine neue flexible Leiterfolie an die Stelle der entfernten Leiterfolie angebracht und gemäß dem zuvor beschriebenen Verfahren mittels der elektronisch anisotropen Klebstoffverbindungen mit den benachbarten flexiblen Leiterfolien verbunden werden. Durch die Austauschbarkeit von einzelnen flexiblen Leiterfolien ist das Sensorsystem reparabel ausgebildet. Auf diese Weise ist stets eine vollflächige Umfeldüberwachung an der Oberfläche der Maschinen bzw. Maschinenteile sichergestellt. Ferner ist eine kostengünstige, schnelle sowie einfache Reparatur des Sensorsystems ermöglicht. In a preferred embodiment of the electronically anisotropic conductive adhesive for releasing the electrical and mechanical connection between the electrically conductive portions of heated first and second flexible conductor foils. Due to the detachable connection, an exchange of individual flexible conductor foils is achieved by means of heating. Thus, z. B. in the case of a defective conductor foil or a defective sensor element on one of the conductor foils no total replacement of the sensor system needed. After removing the defective conductor foil, a new flexible conductor foil may be applied to the location of the removed conductor foil and connected to the adjacent flexible conductor foil by means of the electronically anisotropic adhesive bonds according to the method described above. Due to the interchangeability of individual flexible conductor foils, the sensor system is repairable. In this way, a full-area environment monitoring is always ensured on the surface of the machine or machine parts. Furthermore, a cost-effective, quick and easy repair of the sensor system is possible.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:Further features, advantages and effects of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention and the accompanying figures. Showing:

1a einen Ausschnitt von einem Sensorsystem in einer Seitenansicht als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1a a section of a sensor system in a side view as a first embodiment of the invention;

1b das Sensorsystem aus der 1a in einer Draufsicht; 1b the sensor system from the 1a in a plan view;

2a einen Ausschnitt von dem Sensorsystem in der Seitenansicht als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung; 2a a section of the sensor system in the side view as a second embodiment of the invention;

2b das Sensorsystem aus der 2a in der Draufsicht; 2 B the sensor system from the 2a in the plan view;

3a–3e das Herstellungsverfahren einer elektrischen Anordnung des Sensorsystems. 3a - 3e the manufacturing method of an electrical arrangement of the sensor system.

Die 1a zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt von einem Sensorsystem 1 in einer Seitenansicht als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Sensorsystem 1 ist zur Umfeldüberwachung von insbesondere automatisiert bewegten Maschinen oder Maschinenteilen ausgebildet. Auf diese Weise soll die Gefahr einer Kollision der Maschinen bzw. der Maschinenteile mit einem Objekt wie z. B. einer Person vermieden oder zumindest reduziert werden. Hierfür ist das Sensorsystem 1 an einer Oberfläche der Maschinen oder Maschinenteile anbringbar.The 1a shows a schematic representation of a section of a sensor system 1 in a side view as a first embodiment of the invention. The sensor system 1 is designed to monitor the environment of particular automated moving machines or machine parts. In this way, the risk of a collision of the machines or the machine parts with an object such. B. a person avoided or at least reduced. This is the sensor system 1 attachable to a surface of the machines or machine parts.

Das Sensorsystem 1 umfasst eine Mehrzahl an elektrischen Anordnungen 2, wobei in der 1a ein Ausschnitt mit zwei elektrischen Anordnungen 2 gezeigt ist. Die elektrischen Anordnungen 2 weisen jeweils eine erste und eine zweite Baugruppe 3, 4 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfassen die ersten Baugruppen 3 eine erste flexible Leiterfolie 5 sowie ein Sensorelement 6 und die zweiten Baugruppen 4 eine zweite flexible Leiterfolie 7. Die Sensorelemente 6 dienen zur Annäherungs- und/oder Kollisionserkennung der Maschinen bzw. der Maschinenteile mit dem Objekt. Die ersten und die zweiten flexiblen Leiterfolien 5, 7 umfassen jeweils eine Mehrzahl an elektrisch leitfähigen Teilbereichen 8, die zur Energie- und/oder Signalübertragung ausgebildet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die elektrisch leitfähigen Teilbereiche 8 auf einer von zwei Flächenseiten der flexiblen Leiterfolien 5, 7 angeordnet. Die ersten und die zweiten flexiblen Leiterfolien 5, 7 sind biegsam ausgebildet, so dass eine Verformung, insbesondere eine elastische Verformung der flexiblen Leiterfolien 5, 7 zerstörungsfrei möglich ist. Z. B. kann das Sensorsystem 1 als Sensorhaut auf eine gekrümmte Oberfläche, der Kontur folgend, montiert werden. The sensor system 1 includes a plurality of electrical assemblies 2 , where in the 1a a section with two electrical arrangements 2 is shown. The electrical arrangements 2 each have a first and a second assembly 3 . 4 on. In this embodiment, the first assemblies include 3 a first flexible conductor foil 5 and a sensor element 6 and the second assemblies 4 a second flexible conductor foil 7 , The sensor elements 6 serve for approach and / or collision detection of the machines or the machine parts with the object. The first and second flexible conductor foils 5 . 7 each include a plurality of electrically conductive portions 8th , which are designed for energy and / or signal transmission. In this embodiment, the electrically conductive portions 8th on one of two surface sides of the flexible conductor foils 5 . 7 arranged. The first and second flexible conductor foils 5 . 7 are flexible, so that a deformation, in particular an elastic deformation of the flexible conductor foils 5 . 7 non-destructive is possible. For example, the sensor system 1 be mounted as a sensor skin on a curved surface following the contour.

Die elektrischen Anordnungen 2 sind mittels einer elektrischen und mechanischen Verbindung der ersten flexiblen Leiterfolien 5 mit den zweiten flexiblen Leiterfolien 7 miteinander verbunden. Die ersten flexiblen Leiterfolien 5 sind mit den zweiten flexiblen Leiterfolien 7 überlappend angeordnet, derart, dass sich die elektrisch leitfähigen Teilbereiche 8 elektrisch kontaktieren. Die elektrische und mechanische Verbindung der flexiblen Leiterfolien 5, 7 ist mittels einer elektronisch anisotropen Klebstoffverbindung 9 erzielt. Die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung 9 ist durch einen elektronisch anisotropen Leitklebstoff 9 umgesetzt, welcher auf die elektrisch leitfähigen Teilbereiche 8 und auf Zwischenbereiche zwischen den elektrisch leitfähigen Teilbereichen 8 aufgebracht wird und ausgehärtet eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den flexiblen Leiterfolien 5, 7 ausbildet. Durch die Verbindung der elektrischen Anordnungen 2 kann je nach Anzahl und Größe eine flächendeckende Anordnung des Sensorsystems 1 an den Maschinen bzw. Maschinenteilen erzielt werden. Die flexible Ausgestaltung der flexiblen Leiterfolien 5, 7 hat hierbei den Vorteil, dass eine dreidimensionale Oberflächenanformung des Sensorsystems 1 an die Maschinen bzw. Maschinenteile ermöglicht ist. The electrical arrangements 2 are by means of an electrical and mechanical connection of the first flexible conductor foils 5 with the second flexible conductor foils 7 connected with each other. The first flexible conductor foils 5 are with the second flexible conductor foils 7 arranged overlapping, such that the electrically conductive portions 8th contact electrically. The electrical and mechanical connection of the flexible conductor foils 5 . 7 is by means of an electronically anisotropic adhesive connection 9 achieved. The electronically anisotropic adhesive compound 9 is by an electronically anisotropic conductive adhesive 9 implemented, which on the electrically conductive portions 8th and on intermediate areas between the electrically conductive portions 8th is applied and cured a cohesive connection between the flexible conductor foils 5 . 7 formed. By connecting the electrical arrangements 2 can, depending on the number and size, a nationwide arrangement of the sensor system 1 be achieved on the machines or machine parts. The flexible design of the flexible conductor foils 5 . 7 has the advantage that a three-dimensional surface shaping of the sensor system 1 is made possible to the machines or machine parts.

Wie in der 1b gut erkennbar ist, die den Ausschnitt des Sensorsystems 1 aus 1a in einer Draufsicht zeigt, sind die Sensorelemente 6 zur Signal- und Energieübertragung auf zumindest einem der elektrisch leitfähigen Teilbereiche 8 der ersten flexiblen Leiterfolien 5 angeordnet. Zum Beispiel sind die Sensorelemente 6 als kapazitive Sensorelemente 6 ausgebildet. Die kapazitiven Sensorelemente 6 bilden elektrische Feldlinien jeweils voneinander unabhängig und/oder mit mindestens einem kapazitiven Sensorelement 6 einer benachbarten ersten Baugruppe 3 aus. Die elektrischen Feldlinien werden bei einer Annäherung und/oder bei einem Kontakt mit einem feldverändernden Objekt, wie zum Beispiel der Person, messbar verändert. Zum Beispiel wandeln in den kapazitiven Sensorelementen 6 integrierte elektronische Schaltungen die gemessene Feldveränderung in elektrische Signale um und übertragen diese an eine zentrale Auswerteeinrichtung des Sensorsystems 1. Like in the 1b It is easy to see which part of the sensor system 1 out 1a in a plan view, are the sensor elements 6 for signal and energy transmission on at least one of the electrically conductive subregions 8th the first flexible conductor foils 5 arranged. For example, the sensor elements 6 as capacitive sensor elements 6 educated. The capacitive sensor elements 6 form electric field lines each independent of each other and / or with at least one capacitive sensor element 6 an adjacent first assembly 3 out. The electric field lines will be on an approach and / or in contact with a field-changing object, such as the person, measurably changed. For example, in the capacitive sensor elements convert 6 integrated electronic circuits the measured field change into electrical signals and transmit them to a central evaluation of the sensor system 1 ,

Zur Anbringung des Sensorsystems 1 an die Maschinen bzw. Maschinenteile ist es beispielsweise möglich, dass zumindest die zu den Sensorelementen 6 abgewandten Flächenseiten der ersten flexiblen Leiterfolien 5 als Montageseiten zur Montage an die Oberfläche der Maschinen bzw. Maschinenteile ausgebildet sind. Zum Beispiel sind die Montageseiten mit einer Kleberschicht versehen, um bei der Anbringung an die Oberfläche daran zu haften. Bei dem Einsatz der Kleberschicht ist vorgesehen, dass der Kleber lösbar ausgebildet ist, so dass das Sensorsystem 1 oder Teile hiervon von der Oberfläche bei Bedarf entnommen werden können. For mounting the sensor system 1 For example, it is possible for the machines or machine parts to be at least that to the sensor elements 6 remote surface sides of the first flexible conductor foils 5 are designed as mounting sides for mounting on the surface of the machine or machine parts. For example, the mounting sides are provided with an adhesive layer to adhere to it when attached to the surface. When using the adhesive layer is provided that the adhesive is detachably formed, so that the sensor system 1 or parts thereof can be removed from the surface as needed.

Die 2a und 2b zeigen einen Ausschnitt des Sensorsystems 1 mit zwei elektrischen Anordnungen 2 als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfassen sowohl die ersten, als auch die zweiten Baugruppen 3 Sensorelemente 6. Die Sensorelemente 6 sind auf den elektrisch leitfähigen Teilbereichen 8 der ersten bzw. der zweiten flexiblen Leiterfolien 5, 7 aufgebracht. Die zweiten flexiblen Leiterfolien 7 umfassen die elektrisch leitfähigen Teilbereiche 8 auf beiden Flächenseiten. Auf diese Weise ist einerseits die elektrische und mechanische Verbindung mit den ersten flexiblen Leiterfolien 5 mit einer der Flächenseiten, andererseits die Anordnung der Sensorelemente 6 auf der anderen der zwei Flächenseiten ermöglicht. The 2a and 2 B show a section of the sensor system 1 with two electrical arrangements 2 as a second embodiment of the invention. In this embodiment, both the first and second assemblies include 3 sensor elements 6 , The sensor elements 6 are on the electrically conductive subareas 8th the first and the second flexible conductor foils 5 . 7 applied. The second flexible conductor foils 7 comprise the electrically conductive portions 8th on both surfaces. In this way, on the one hand, the electrical and mechanical connection with the first flexible conductor foils 5 with one of the surface sides, on the other hand, the arrangement of the sensor elements 6 on the other of the two area sides allows.

Zum Beispiel ist die elektronisch anisotrope Klebstoffverbindung 9 zwischen den flexiblen Leiterfolien 5, 7 mittels Wärmeeinbringung lösbar ausgebildet. Durch die lösbare Ausbildung können einzelne flexible Leiterfolien 5, 7 von den benachbarten, verbundenen Leiterfolien 5, 7 entfernt werden. Somit ist eine Entnahme von einzelnen flexiblen Leiterfolien 5, 7 von dem Sensorsystem 1 zerstörungsfrei möglich. Die Entnahme erfolgt z. B. bei einem defekten Sensorelement 6, bei defekten elektrisch leitfähigen Teilbereichen 8 oder bei einem sonstigen Defekt der zu entnehmenden Leiterfolie 5, 7. Nach der Entnahme der Leiterfolie 5, 7 ist die Anordnung einer neuen, funktionsfähigen flexiblen Leiterfolie 5, 7 möglich. Die elektrische und mechanische Verbindung der anzuordnenden flexiblen Leiterfolie 5, 7 mit den benachbarten flexiblen Leiterfolien 5, 7 wird mittels der elektronisch anisotropen Klebstoffverbindungen 9 bereitgestellt. Auf diese Weise können einzelne flexible Leiterfolien 5, 7 auch bei der Anordnung des Sensorsystems 1 an der Maschine bzw. dem Maschinenteil ausgetauscht werden. For example, the electronically anisotropic adhesive compound 9 between the flexible conductor foils 5 . 7 formed releasably by heat input. Due to the detachable training individual flexible conductor foils 5 . 7 from the adjacent, connected conductor foils 5 . 7 be removed. Thus, a removal of individual flexible conductor foils 5 . 7 from the sensor system 1 non-destructive possible. The removal takes place z. B. at a defective sensor element 6 , with defective electrically conductive sections 8th or if there is another defect in the conductor foil to be removed 5 . 7 , After removing the conductor foil 5 . 7 is the arrangement of a new, functional flexible conductor foil 5 . 7 possible. The electrical and mechanical connection of the flexible conductor foil to be arranged 5 . 7 with the adjacent flexible conductor foils 5 . 7 is by means of electronically anisotropic adhesive compounds 9 provided. In this way, individual flexible conductor foils 5 . 7 also in the arrangement of the sensor system 1 be replaced on the machine or the machine part.

Die 3a bis 3e zeigen den Ablauf eines Fertigungsverfahrens der elektrischen Anordnungen 2. Wie in 3a dargestellt, werden in einem ersten Schritt die erste und die zweite flexible Leiterfolie 7, 8 der elektrischen Anordnung 2 mit der Mehrzahl der elektrisch leitfähigen Teilbereichen 8 bereitgestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weisen die erste und die zweite flexible Leiterfolie 7, 8 jeweils auf einer der zwei Flächenseiten die Mehrzahl der elektrisch leitfähigen Teilbereiche 8 auf. The 3a to 3e show the sequence of a manufacturing process of the electrical arrangements 2 , As in 3a are shown, in a first step, the first and the second flexible conductor foil 7 . 8th the electrical arrangement 2 with the majority of electrically conductive portions 8th provided. In this embodiment, the first and second flexible conductor sheets 7 . 8th each on one of the two surface sides, the plurality of electrically conductive portions 8th on.

Wie in der 3b gezeigt, wird der elektronisch anisotrope Leitklebstoff 9 in einem zweiten Schritt auf die elektrisch leitfähigen Teilbereiche 8 der zweiten flexiblen Leiterfolie 7 aufgebracht. Alternativ oder optional ergänzend kann der elektronisch anisotrope Leitklebstoff 9 auf die elektrisch leitfähigen Teilbereiche 8 der ersten flexiblen Leiterfolie 5 aufgebracht werden. Der Leitklebstoff 9 darf sich aufgrund der anisotropen Eigenschaften über die elektronisch leitfähigen Teilbereiche 8 hinaus erstrecken, da lediglich im Bereich zwischen den zugeordneten elektrisch leitfähigen Teilbereichen 8 der ersten und zweiten flexiblen Leiterfolie 5, 7 eine elektrische Verbindung ausgebildet wird. Da die zweite flexible Leiterfolie 7 lediglich auf einer der Flächenseiten die elektrisch leitfähigen Teilbereiche 8 aufweist, sind die Flächenseiten mit den elektrisch leitfähigen Teilbereichen 8 für die Bereitstellung der elektrischen und mechanischen Verbindung zueinander auszurichten. Bei diesem gezeigten Beispiel wird die erste flexible Leiterfolie 5 hierfür um 180° gedreht. Like in the 3b is shown, the electronically anisotropic Leitklebstoff 9 in a second step on the electrically conductive portions 8th the second flexible conductor foil 7 applied. Alternatively or optionally additionally, the electronically anisotropic conductive adhesive 9 on the electrically conductive sections 8th the first flexible conductor foil 5 be applied. The conductive adhesive 9 may be due to the anisotropic properties on the electronically conductive sections 8th extend beyond, since only in the area between the associated electrically conductive portions 8th the first and second flexible conductor foil 5 . 7 an electrical connection is formed. Because the second flexible conductor foil 7 only on one of the surface sides of the electrically conductive portions 8th have, are the surface sides with the electrically conductive portions 8th for the provision of the electrical and mechanical connection to each other. In this example shown, the first flexible conductor foil becomes 5 rotated by 180 ° for this purpose.

Wie in 3c dargestellt, werden Endabschnitte der flexiblen Leiterfolien 5, 7 überlappend angeordnet, wobei sich die elektrisch leitfähigen Teilbereiche 8 elektrisch kontaktieren. Zur Bereitstellung der elektrischen und die mechanischen Verbindung wird zwischen den elektrisch leitfähigen Teilbereichen 8 der flexiblen Leiterfolien 5, 7 Druck bis zur Aushärtung des elektronisch anisotropen Leitklebstoffs 9 einbracht. Alternativ oder optional ergänzend wird Wärme eingebracht, um die Klebeigenschaften des elektronisch anisotropen Leitklebstoffs 9, zum Beispiel aufgrund eines zu festen Zustands, zu verbessern. Wie in der 3d gezeigt, kann die Druckeinbringung beispielsweise mittels einer Klemmeinrichtung 10 erfolgen, die die flexiblen Leiterfolien 5, 7 mit Klemmbacken zusammendrückt. Die Wärmeeinbringung erfolgt beispielsweise mittels einem Wärmestrahler. 3e zeigt den ausgehärteten Leitklebstoff 9, mittels diesem die elektrische und mechanische Verbindung zwischen den elektrisch leitfähigen Teilbereichen 8 und folglich zwischen der ersten und der zweiten flexiblen Leiterfolie 5, 7 umgesetzt ist. As in 3c are shown, end portions of the flexible conductor foils 5 . 7 arranged overlapping, with the electrically conductive portions 8th contact electrically. To provide the electrical and the mechanical connection is between the electrically conductive portions 8th the flexible conductor foils 5 . 7 Pressure until hardening of the electronically anisotropic conductive adhesive 9 einbracht. Alternatively or optionally in addition heat is introduced to the adhesive properties of the electronically anisotropic conductive adhesive 9 to improve, for example, due to a too solid state. Like in the 3d shown, the pressure application, for example by means of a clamping device 10 carried out the the flexible conductor foils 5 . 7 compressed with jaws. The heat input takes place for example by means of a heat radiator. 3e shows the cured conductive adhesive 9 , By means of this the electrical and mechanical connection between the electrically conductive portions 8th and hence between the first and second flexible conductor sheets 5 . 7 implemented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010064328 A1 [0003]

Claims

Electrical arrangement ( 2 ) with a first and a second module ( 3 . 4 ), the first assembly ( 3 ) a first substrate and the second assembly ( 4 ) comprises a second substrate, wherein the first and the second substrate each have at least one electrically conductive subregion ( 8th ), wherein the at least one electrically conductive subregion ( 8th ) of the first substrate with the at least one electrically conductive subregion ( 8th ) of the second substrate ( 7 ) by means of an electronically anisotropic adhesive compound ( 9 ) is electrically and mechanically connected, wherein the first substrate as a first flexible conductor foil ( 5 ), characterized in that the second substrate is designed as a second flexible conductor foil ( 7 ) is trained.

Electrical arrangement ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the surface sides of the flexible conductor foils ( 5 . 7 ) are arranged overlapping, such that the at least one electrically conductive portion ( 8th ) of the first flexible conductor foil ( 5 ) the at least one electrically conductive subregion ( 8th ) of the second flexible conductor foil ( 7 ) contacted electrically.

Electrical arrangement ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the electronically anisotropic adhesive compound ( 9 ) between the electrically conductive subregions ( 8th ) of the first and second flexible conductor foil ( 5 . 7 ) is detachably formed.

Electrical arrangement ( 2 ) according to claim 3, characterized in that the electronically anisotropic adhesive connection is releasable by means of heating.

Use of an electronically anisotropic adhesive compound ( 9 ) in the electronic arrangement ( 2 ) according to one of the preceding claims 3 or 4 for the detachable connection of at least one electrically conductive portion ( 8th ) of the first flexible conductor foil ( 5 ) with at least one electrically conductive subregion ( 8th ) of the second flexible conductor foil ( 7 ).

Sensor system ( 1 ) with a plurality of electrically interconnected electrical arrangements ( 2 ) according to one of the preceding claims 1 to 4, wherein the electrical arrangements ( 2 ) by means of further electronically anisotropic adhesive compounds ( 9 ) are electrically and mechanically interconnected, wherein the first and / or the second assemblies ( 3 . 4 ) Sensor elements ( 6 ).

Sensor system ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the assemblies ( 3 . 4 ) of one of the electrical arrangements ( 2 ) by means of the electronically anisotropic adhesive compounds ( 9 ) with the assemblies ( 3 . 4 ) of other electrical arrangements ( 2 ) are connected.

Sensor system ( 1 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the first assemblies ( 3 ) at least one of the sensor elements ( 6 ) and wherein the second assemblies ( 4 ) each as links of two modules ( 3 . 4 ) are formed.

Sensor system ( 1 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the first and the second assemblies ( 3 . 4 ) at least one of the sensor elements ( 6 ).

Sensor system ( 1 ) according to one of the preceding claims 6 to 9, characterized in that the first and / or the second flexible conductor foils ( 5 . 7 ) the at least one electrically conductive subregion ( 8th ) on exactly one of two faces.

Sensor system ( 1 ) according to one of the preceding claims 6 to 9, characterized in that the first and / or the second flexible conductor foils ( 5 . 7 ) the at least one electrically conductive subregion ( 8th ) on both of two face sides.

Method for producing the electrical arrangement ( 2 ) comprising the following steps: - providing a first and a second assembly ( 3 . 4 ), wherein the first assembly comprises a first flexible conductor foil ( 5 ) with at least one electrically conductive subregion ( 8th ) and the second assembly ( 4 ) a second flexible conductor foil ( 7 ) with at least one electrically conductive subregion ( 8th ); - providing an electronically anisotropic conductive adhesive; - application of the electronically anisotropic conductive adhesive ( 9 ) on the at least one electrically conductive portion ( 8th ) of the first and / or the second flexible conductor foil ( 5 . 7 ); Manufacture of an electrical and mechanical connection between the at least one electrically conductive subregion ( 8th ) of the first flexible conductor foil ( 5 ) with the at least one electrically conductive subregion ( 8th ) of the second flexible conductor foil ( 7 ) by means of pressure and / or heat input.

A method according to claim 12, characterized in that the electronically anisotropic conductive adhesive ( 9 ) to release the electrical and mechanical connection between the electrically conductive subregions ( 8th ) of the first and second flexible conductor foil ( 5 . 7 ) is heated.