DE202021105079U1 - Electronic component made from vegetable material - Google Patents
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Abstract
Elektronisches Bauelement (1) umfassend- ein Trägersubstrat (2) für elektronische Bauteile (16), die auf einer ersten (3) und/oder zweiten Fläche (4) des Trägersubstrats (2) aufgebracht sind,- eine zwischen der ersten Fläche (3) und der zweiten Fläche (4) des Trägersubstrats (2) ausgebildete elektrische Verbindung (5), wobei das Trägersubstrat (2) ein Rattanmaterial mit einer kapillaren Struktur ist, wobei die kapillare Struktur (13) zwischen der ersten (3) und der zweiten Fläche (4) verläuft und als elektrische Verbindung zumindest abschnittsweise zwischen der ersten und der zweiten Fläche (3, 4) des Trägersubstrats (2) dient.Electronic component (1) comprising - a carrier substrate (2) for electronic components (16) which are applied to a first (3) and / or second surface (4) of the carrier substrate (2), - one between the first surface (3 ) and the second surface (4) of the carrier substrate (2) formed electrical connection (5), wherein the carrier substrate (2) is a rattan material with a capillary structure, the capillary structure (13) between the first (3) and the second Surface (4) extends and serves as an electrical connection at least in sections between the first and the second surface (3, 4) of the carrier substrate (2).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Bauelement aus pflanzlichem Material gemäß den Merkmalen des geltenden Schutzanspruch
Es ist bekannt, dass der Trend zur Verwendung von pflanzlichen Materialien in vielen technischen Gebieten zunimmt. Die Verwendung ist im Wesentlichen dadurch begründet, dass die Struktur des pflanzlichen Materials jeweils einzigartig ist und somit dem Gegenstand eine Einzigartigkeit für den Verwender verleiht. So werden pflanzliche Materialien z.B. als Dekor in Innenausstattungen von Fahrzeugen verwendet. Ebenso finden pflanzliche Materialien Verwendung in z.B. sichtbaren Bereichen von Schalttafeln von elektrischen Geräten.It is known that the trend of using vegetable materials is increasing in many technical fields. The reason for the use is essentially that the structure of the plant material is unique in each case and thus gives the object a uniqueness for the user. For example, plant-based materials are used as decorations in vehicle interiors. Vegetable materials are also used in, for example, visible areas of control panels for electrical devices.
Aus
Es ist Aufgabe der Erfindung ein verbessertes elektronisches Bauelement aus pflanzlichem Material anzugeben.It is the object of the invention to specify an improved electronic component made of plant material.
Diese Aufgabe wird mit dem elektronischen Bauelement des unabhängigen Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the electronic component of the independent claim. Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.
Das erfindungsgemäße elektronische Bauelement umfasst ein Trägersubstrat für elektronische Bauteile, die auf einer ersten und/oder zweiten Fläche des Trägersubstrats aufgebracht sind und eine zwischen der ersten Fläche und der zweiten Fläche des Trägersubstrats ausgebildete elektrische Verbindung. Gemäß der Erfindung ist das Trägersubstrat ein Rattanmaterial mit einer kapillaren Struktur, wobei die kapillare Struktur zwischen der ersten und der zweiten Fläche verläuft und die kapillare Struktur zumindest abschnittsweise als elektrische Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Fläche des Trägersubstrats dient.The electronic component according to the invention comprises a carrier substrate for electronic components which are applied to a first and / or second surface of the carrier substrate and an electrical connection formed between the first surface and the second surface of the carrier substrate. According to the invention, the carrier substrate is a rattan material with a capillary structure, the capillary structure running between the first and the second surface and the capillary structure serving at least in sections as an electrical connection between the first and the second surface of the carrier substrate.
In dem erfindungsgemäßen elektronischen Bauelement werden elektrische Signale durch die kapillare Struktur des Rattans von einer ersten Fläche des Trägersubstrats zu einer zweiten Fläche des Trägersubstrats transportiert. Die kapillare Struktur ist somit leitfähig ausgebildet. Das Trägersubstrat kann dabei derart ausgebildet sein, dass vorgegebene Bereiche eine leitfähige kapillare Struktur aufweisen und andere, z.B. benachbarte Bereiche eine nicht leitfähige kapillare Struktur aufweisen. Das Trägersubstrat kann somit in zwischen der ersten und zweiten Fläche leitfähige und nicht leitfähige Abschnitte unterteilt werden. Dadurch ist es möglich ein elektrisches Bauelement zu schaffen, welches abschnittsweise mit verschiedenen weiteren elektrischen Komponenten verbunden ist.In the electronic component according to the invention, electrical signals are transported through the capillary structure of the rattan from a first surface of the carrier substrate to a second surface of the carrier substrate. The capillary structure is thus made conductive. The carrier substrate can be designed in such a way that predetermined areas have a conductive capillary structure and other, e.g. adjacent areas have a non-conductive capillary structure. The carrier substrate can thus be divided into conductive and non-conductive sections between the first and second surfaces. This makes it possible to create an electrical component which is connected in sections to various other electrical components.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an der ersten oder zweiten Fläche des Trägersubstrats ein kapazitiver und/oder induktiver Schalter angeordnet. Es ist dadurch möglich, ein berührungssensitives elektronisches Bauelement zu realisieren. Durch Berührung oder Annäherung an z.B. die erste Fläche des Trägersubstrats kann ein elektrisches Signal durch einen leitfähigen Abschnitt der kapillaren Struktur des Trägersubstrats an eine zweite Fläche geleitet werden, an welche ein berührungssensitiver Schalter angebracht ist. Dieser Schalter kann beispielsweise mit einem Steuergerät oder einem weiteren elektronischen Bauelement verbunden werden. Durch die elektrisch leitfähige kapillare Struktur wird das zu übertragende elektrische Signal verstärkt, wodurch es möglich ist, kleinere und kostengünstigere kapazitive oder induktive Schalter zu verwenden. Dadurch können bauraumoptimierte elektronische Bauelemente geschaffen werden, welche auf beliebig geformten Oberflächen angeordnet oder in beliebig geformten Oberflächen integriert werden können.In a preferred embodiment of the invention, a capacitive and / or inductive switch is arranged on the first or second surface of the carrier substrate. This makes it possible to implement a touch-sensitive electronic component. By touching or approaching the first surface of the carrier substrate, for example, an electrical signal can be conducted through a conductive section of the capillary structure of the carrier substrate to a second surface to which a touch-sensitive switch is attached. This switch can, for example, be connected to a control unit or another electronic component. The electrically conductive capillary structure amplifies the electrical signal to be transmitted, which makes it possible to use smaller and more cost-effective capacitive or inductive switches. As a result, space-optimized electronic components can be created, which can be arranged on surfaces of any shape or integrated in surfaces of any shape.
Damit ist es möglich, ein elektronisches Bauelement aus einem umweltfreundlichen und nachhaltigen Werkstoff herzustellen. Als kapillare Struktur werden im Weiteren in Längsrichtung des Rattanstammes verlaufende Röhrchen verstanden. Rattan zeichnet sich durch ein fehlendes sekundäres Dickenwachstum aus, im Gegensatz zu pflanzlichem Material mit ausgeprägtem Dickenwachstum, wie z.B. Holz. Dadurch entsteht bei Rattan eine weitestgehend parallel verlaufende Ausrichtung der kapillaren Struktur entlang der Wuchsrichtung der Pflanze. Dieser besondere Aufbau ermöglicht das Einbringen der leitfähigen Stoffe mit sehr wenig Energie und in sehr kurzer Zeit.This makes it possible to manufacture an electronic component from an environmentally friendly and sustainable material. In the following, a capillary structure is understood to mean small tubes running in the longitudinal direction of the rattan trunk. Rattan is characterized by a lack of secondary growth in thickness, in contrast to vegetable material with pronounced growth in thickness, such as wood. In rattan, this results in a largely parallel alignment of the capillary structure along the direction of growth of the plant. This special structure enables the conductive materials to be introduced with very little energy and in a very short time.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass auf einer Fläche des Trägersubstrats eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht wird. An diese Schicht kann z.B. eine elektrische Verbindung zu einem Steuergerät oder eine weitere elektrische Komponente angeordnet werden.In an advantageous embodiment of the invention, it is possible for an electrically conductive layer to be applied to a surface of the carrier substrate. An electrical connection to a control unit or another electrical component, for example, can be arranged on this layer.
In einer Ausbildungsform der Erfindung ist mindestens ein elektrischer Anschluss vorhanden. Dieser Anschluss ist mit der elektrisch leitfähigen Schicht und/oder mit der elektrischen Verbindung zwischen der ersten und zweiten Fläche des Trägersubstrats verbunden. Der elektrische Anschluss kann somit entweder direkt auf der elektrisch leitfähigen Schicht auf der ersten oder zweiten Fläche des Trägersubstrats aufgebracht sein oder der elektrische Anschluss kann in die kapillare Struktur eingebracht sein. Der elektrische Anschluss kann hierbei entweder gelötet, geschweißt oder mittels eines elektrisch leitfähigen Klebers mit dem Trägersubstrat verbunden sein.In one embodiment of the invention, there is at least one electrical connection. This connection is connected to the electrically conductive layer and / or to the electrical connection between the first and second surfaces of the carrier substrate. The electrical connection can thus either be made directly on the electrically conductive layer on the first or second surface of the Be applied carrier substrate or the electrical connection can be introduced into the capillary structure. The electrical connection can either be soldered, welded or connected to the carrier substrate by means of an electrically conductive adhesive.
Dadurch ist es möglich, das elektronische Bauelement z.B. mit einer Stromquelle zu verbinden, um elektrische Bauteile, welche auf dem elektronischen Bauelement angeordnet sind mit Strom zu versorgen. Es ist aber auch möglich, mittels des elektrischen Anschlusses eine elektrische Signalverbindung von einem elektrischen Bauteil auf dem Trägersubstrat mit z.B. einem mit dem elektronischen Bauelement verbundenen Steuergerät herzustellen.This makes it possible to connect the electronic component to a power source, for example, in order to supply electrical components which are arranged on the electronic component with power. However, it is also possible to use the electrical connection to establish an electrical signal connection between an electrical component on the carrier substrate and, for example, a control device connected to the electronic component.
In einer weiteren Ausbildungsform ist die elektrische Verbindung zwischen der ersten und zweiten Fläche des Trägersubstrats durch einen in die kapillare Struktur des Trägersubstrats eingebrachten elektrisch leitfähiger Stoff gebildet. Der elektrisch leitfähige Stoff kann auf Kohlenstoff, z.B. geflocktes oder pulverförmiges Leitruß, Acetylenruß oder Kohlenstoffnanoröhren, auf einem Metall, z.B. mit Kupfer beschichtete Aluminium Flakes basieren. Der leitfähige Stoff kann ferner auf einem Polymer, z.B. PEDOT:PSS (Variante von Poly-3,4-ethylendioxythiophen) oder POF (polymer optische Faser) oder auf einem Oxid, z.B. Indiumzinnoxid basieren. Selbstverständlich kann der leitfähige Stoff auch auf einer Kombination daraus basieren.In a further embodiment, the electrical connection between the first and second surfaces of the carrier substrate is formed by an electrically conductive substance introduced into the capillary structure of the carrier substrate. The electrically conductive material can be based on carbon, e.g. flake or powdered conductive black, acetylene black or carbon nanotubes, on a metal, e.g. aluminum flakes coated with copper. The conductive material can also be based on a polymer, e.g. PEDOT: PSS (variant of poly-3,4-ethylenedioxythiophene) or POF (polymer optical fiber) or on an oxide, e.g. indium tin oxide. Of course, the conductive material can also be based on a combination thereof.
Insbesondere kann der elektrisch leitfähige Stoff in die kapillare Struktur des Trägersubstrats gesprüht, gerieben, gespachtelt, gerollt, gestrichen, gezogen, gesaugt, gedrückt, gedampft, genebelt, gewalzt, geflutet oder gegast sein. Selbstverständlich sind auch andere Verfahren möglich, mit denen der elektrisch leitfähige Stoff in gelöster oder ungelöster Form in die kapillare Struktur eingebracht wird. Es ist aber auch möglich, dass der elektrisch leitfähige Stoff in Bereichen zwischen der kapillaren Struktur des Trägersubstrats eingebracht ist.In particular, the electrically conductive substance can be sprayed, rubbed, troweled, rolled, brushed, drawn, sucked, pressed, steamed, misted, rolled, flooded or gasified into the capillary structure of the carrier substrate. Of course, other methods are also possible with which the electrically conductive substance is introduced into the capillary structure in dissolved or undissolved form. However, it is also possible for the electrically conductive substance to be introduced in areas between the capillary structure of the carrier substrate.
In einer weiteren Variante der Erfindung weist das elektronische Bauelement eine dreidimensionale Form auf. Dies wird z.B. dadurch realisiert, dass das Trägersubstrat in eine vorgegebene dreidimensionale Form gebracht ist. Anschließend kann das geformte Trägersubstrat in vorgegebenen Bereichen mit einer elektrisch leitfähigen Schicht versehen werden. Das Trägersubstrat und somit das elektronische Bauteil kann somit derart hergestellt werden, dass es optimal in z.B. ein vorgegebenes Gehäuse eingepasst werden kann.In a further variant of the invention, the electronic component has a three-dimensional shape. This is achieved, for example, by bringing the carrier substrate into a predetermined three-dimensional shape. The shaped carrier substrate can then be provided with an electrically conductive layer in predetermined areas. The carrier substrate and thus the electronic component can thus be manufactured in such a way that it can be optimally fitted into a given housing, for example.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das Trägersubstrat eine transparente oder quasitransparente Schicht oder Folie. Diese Schicht oder Folie kann hierbei das Trägersubstrat vollständig oder lediglich bereichsweise umschließen. Dadurch wird das Trägersubstrat sowie die elektrisch leitfähige Schicht und vorhandene elektrische Anschlüsse vor äußeren Umgebungseinflüssen geschützt.In a further development of the invention, the carrier substrate comprises a transparent or quasi-transparent layer or film. This layer or film can enclose the carrier substrate completely or only in certain areas. This protects the carrier substrate as well as the electrically conductive layer and existing electrical connections from external environmental influences.
Die Erfindung wird im Weiteren anhand Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine erste Darstellung eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen elektronischen Bauelements, -
2 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen elektronische Bauelements.
-
1 a first illustration a perspective view of an electronic component according to the invention, -
2 a further representation of an electronic component according to the invention.
Beispielhaft sind in einem ersten Bereich
In einem zweiten Bereich
Auf der zweiten Fläche
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- elektronisches Bauelementelectronic component
- 22
- TrägersubstratCarrier substrate
- 33
- erste Flächefirst surface
- 44th
- zweite Flächesecond face
- 55
- elektrische Verbindungelectrical connection
- 66th
- erster Bereichfirst area
- 77th
- zweiter Bereichsecond area
- 88th
- elektrisch leitfähige Schichtelectrically conductive layer
- 99
- elektrischer Anschlusselectrical connection
- 1010
- LitzeStrand
- 1111
- Kabelcable
- 1212th
- Röhrchentube
- 1313th
- kapillare Strukturcapillary structure
- 1414th
- elektrisch leitfähiger Stoffelectrically conductive material
- 1515th
- weitere Schichtanother layer
- 1616
- elektrisches Bauteilelectrical component
- 1717th
- Schaltercounter
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DD 205692 A1 [0003]DD 205692 A1 [0003]
- DE 102016109467 A1 [0003]DE 102016109467 A1 [0003]
- DE 102019003555 A1 [0003]DE 102019003555 A1 [0003]
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2021
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |