DE102006031322A1 - Electromechanical component for use in car seat, has rigid carrier board and flexible carrier foil with respective sections that overlap with each other, and nano-wires providing electrical and mechanical connections between board and foil - Google Patents

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Abstract

The component (1) has a rigid carrier board (2) e.g. printed circuit board, with a section (3), and a flexible carrier foil (4) with a section (5). Nano-wires (6) are formed at an angle on a surface of the sections (3, 5). The sections (3, 5) partially overlap with each other, and the nano-wires provide electrical and mechanical connections between the rigid carrier board and the flexible carrier foil. Density of the nano-wires is selected such that the surfaces of the nano-wires are nested together. An independent claim is also included for a method for manufacturing an electromechanical component.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromechanisches Bauteil mit einer starren Trägerplatte und einer flexiblen Trägerfolie, die miteinander mechanisch und elektrisch verbunden sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.The The present invention relates to an electromechanical component with a rigid support plate and a flexible carrier film, which are mechanically and electrically connected to each other, as well a method for producing the same.

Häufig ist es notwendig, flexible Materialien, wie z. B. mit Leiterbahnen bedruckte Plastik- bzw. Kunststofffolie, mit einer starren Trägerplatte, wie beispielsweise eine Leiterplatte oder Platine elektrisch und mechanisch zu verbinden. Es können beispielsweise Kunststofffolien mit elektromechanischen Bauelementen versehen werden oder in Kunststofffolien eingeschlossen werden, die dann über eine elektrische Verbindung, beispielsweise Drähte oder gedruckte Leiterbahnen aus flexiblen Metallisierungen mit weiteren elektrischen Schaltkreisen auf einer festen Platine verbunden werden müssen.Frequently it is necessary to use flexible materials, such as B. printed with printed conductors Plastic or plastic film, with a rigid support plate, such as a printed circuit board or board electrically and mechanically connect. It can For example, plastic films with electromechanical components be provided or enclosed in plastic films, then over an electrical connection, such as wires or printed conductors from flexible metallizations with other electrical circuits must be connected on a fixed board.

Es besteht beispielsweise die Möglichkeit, die entsprechende Trägerfolie durch FFC-Crimping zu befestigen und eine elektrische Verbindung zu der Leiterplatte herzustellen. FFC-Crimp-Verfahren zur Befestigung von flexiblen flachen Kabeln (FFC = Flexible Flat Cable) sind weit verbreitet.It For example, there is the possibility that the corresponding carrier film through FFC crimping and an electrical connection to produce the circuit board. FFC crimping method for fastening flexible flat cables (FFC) are widely used.

Ferner sind anisotrope leitfähige Klebemittel bekannt, die in beispielsweise senkrechter Richtung zur Klebefläche zwischen der jeweiligen Leiterplatte und der flexiblen Folie elektrisch leitend sind.Further are anisotropic conductive Adhesive known in, for example, the vertical direction adhesive surface between the respective printed circuit board and the flexible film electrically are conductive.

Eine weitere Methode besteht darin, auf den entsprechenden flexiblen Folien und der jeweiligen Platine Metallisierungen anzubringen und im Bügel-Lot-Verfahren die beiden Materialien miteinander zu verbinden.A another method is to adapt to the corresponding flexible Foils and the respective board to install metallizations and in the ironing-soldering process to connect the two materials together.

Die bekannten Verfahren zum Verbinden von starren und flexiblen Trägern haben eine Reihe von Nachteilen. Sowohl beim Crimpen als auch beim Bügellöten sind sowohl der starre wie auch der flexible Träger Spannungen und Kräften ausgesetzt, was zu Brüchen führen kann. Ferner sind viele aufwändige Verfahrensschritte und beim Crimpen zusätzliche Metallpins notwendig. Leitfähige Klebematerialien sind in der Regel teuer und bremsen die Produktion insbesondere bei Massenartikeln durch ihre benötigte Aushärtezeit, Druck und Temperatur.The have known methods for connecting rigid and flexible straps a number of disadvantages. Both crimping and ironing are both the rigid and flexible beams are subjected to stresses and forces what about breaks to lead can. Furthermore, many complex process steps and when crimping additional metal pins necessary. conductive Adhesive materials are usually expensive and slow down production in particular for mass articles due to their required curing time, pressure and temperature.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektromechanisches Bauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine verbesserte und einfach herzustellende Verbindung zwischen einem flexiblen und einem starren Träger ermöglicht.It Therefore, the object of the present invention, an electromechanical To provide a component of the type mentioned, which improved and easy to make connection between a flexible and a rigid carrier allows.

Diese Aufgabe wird durch ein elektromechanisches Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner löst diese Aufgabe ein Verfahren mit den im Patentanspruch 14 genannten Verfahrensschritten.These Task is by an electromechanical component with the features of claim 1. Further dissolves this task a method with the mentioned in claim 14 Process steps.

Demgemäß ist ein elektromechanisches Bauteil mit einer starren Trägerplatte, die einen ersten Abschnitt aufweist, und mit einer flexiblen Trägerfolie, die einen zweiten Abschnitt aufweist, vorgesehen. Dabei sind auf den Abschnitten Nanodrähte mit einem Winkel zur Oberfläche des jeweiligen Abschnitts ausgebildet, und der erste und der zweite Abschnitt überlappen mindestens teilweise einander. Dabei stellen die Nanodrähte eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen der starren Trägerplatte und der flexiblen Trägerfolie her.Accordingly, a Electromechanical component with a rigid support plate, the first Section, and with a flexible carrier film, which has a second Section has provided. Here are on the sections nanowires with a Angle to the surface of the respective section, and the first and second sections overlap at least partially each other. The nanowires make one electrical and mechanical connection between the rigid support plate and the flexible carrier film ago.

Das erfindungsgemäße elektromechanische Bauteil nutzt die besonderen Eigenschaften der Nanodrähte, die vorzugsweise auf dem jeweiligen Abschnitt einen Nanorasen ausbilden. Bei einem Nanorasen sind eine Vielzahl von Nanodrähten, die eine z. B. im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen und vorzugsweise senkrecht zur jeweiligen Oberfläche verlaufen, ausgebildet. Die Querschnittsdurchmesser liegen dabei vorzugsweise zwischen 100 nm und 400 nm, und die Nanodrähte haben eine Höhe bzw. Länge zwischen 1 μm und 3 μm. Nanodrähte haben also ein hohes Aspektverhältnis. Die ähnlich einem Klettverschluss miteinander in Verbindung gebrachten Nanodrähte der beiden Nanorasen können daher ineinander greifen und stellen eine feste mechanische und elektrische Verbindung miteinander her.The Electromechanical component according to the invention Uses the special properties of nanowires, preferably on the each section form a nanorase. At a nanorase are a variety of nanowires, the one z. B. have substantially cylindrical shape and preferably perpendicular to the respective surface, educated. The cross-sectional diameter are preferably between 100 nm and 400 nm, and the nanowires have a height or length between 1 μm and 3 μm. So nanowires have a high aspect ratio. The similar a velcro connected nanowires of the both nanorases can therefore interlock and provide a solid mechanical and electrical connection with each other.

Die Dichte der Nanodrähte auf der Oberfläche des jeweiligen Abschnitts ist dabei vorzugsweise derart gewählt, dass die Oberflächen der Nanodrähte des ersten Abschnitts und die Oberflächen der Nanodrähte des zweiten Abschnitts aneinander anschmiegbar sind. Es ist dann z. B. möglich, dass, wenn beim Zusammenfügen der beiden mit Nanorasen belegten Abschnitte Druck und Temperatur ausgeübt wird, die Materialien der Nanodrähte ineinander diffundieren und eine sehr feste robuste Verbindung realisieren.The Density of nanowires on the surface the respective section is preferably selected such that the surfaces the nanowires of the first section and the surfaces the nanowires of the second section are conformable to each other. It is then z. Possible, that when merging the two pressure and temperature sections covered with nanorases exercised becomes, the materials of the nanowires diffuse into each other and realize a very strong robust connection.

Die Nanodrähte sind vorzugsweise galvanisch, insbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Material gewachsen, wie z. B. Zinn, Silber, Nickel, Kupfer und/oder Gold. Vorteilhafterweise werden zunächst metallische Bereiche auf den Abschnitten ausgebildet, auf denen die Nanodrähte zur Herstellung eines Nanorasens aufgewachsen werden.The nanowires are preferably galvanic, in particular of an electrical conductive material grown, such. As tin, silver, nickel, copper and / or gold. Advantageously, first metallic areas formed on the sections on which the nanowires grown to produce a nanorase.

Vorzugsweise ist die starre Trägerplatte und die flexible Trägerfolie mit einem weiteren mechanischen Befestigungsmittel befestigt. Als Befestigungsmittel kommen beispielsweise nicht-leitende Klebstoffe oder besondere Pins oder Stecker in Frage, die jedoch lediglich eine mechanische Verstärkung der Verbindung zwischen der Trägerfolie und der Trägerplatte bewirken.Preferably, the rigid support plate and the flexible carrier foil is fastened with a further mechanical fastening means. Suitable fasteners are, for example, non-conductive adhesives or special pins or plugs in question, but only a mechanical reinforcement of the connection between the carrier film and the carrier effect plate.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trägerplatte als Leiterplatte oder Platine mit elektronischen Schaltkreisen ausgebildet. Die flexible Leiterplatte weist zum Beispiel druckempfindliche Sensoren auf. Als Material für den flexiblen Träger kommen beispielsweise Polyimid oder PET in Frage.In a preferred embodiment is the carrier plate designed as a printed circuit board or circuit board with electronic circuits. The flexible circuit board has, for example, pressure-sensitive sensors on. As material for the flexible carrier For example, polyimide or PET come into question.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die flexible Trägerfolie mit druckempfindlichen Sensoren ausgestattet, die auf einer Sitzfläche angeordnet sind, und die elektronischen Schaltkreise, welche auf der starren Trägerplatte ausgebildet sind, sind als Ausleseelektronik zum Erkennen eines Belegungszustandes der Sitzfläche ausgeführt. Diese Weiterbildung eignet sich besonders zum Einsatz in einem Autositz zum Detektieren des Belegungszustandes der jeweiligen Sitzfläche.In a development of the invention is the flexible carrier film equipped with pressure-sensitive sensors arranged on a seating surface, and the electronic circuits, which are on the rigid support plate are formed are as readout electronics for detecting a Occupancy state of the seat executed. This training is particularly suitable for use in a car seat for detecting the occupancy state of the respective seat surface.

Da insbesondere viele Autositze mit einer entsprechenden Vorrichtung zum Detektieren des Belegungszustandes ausgestattet werden müssen, eignet sich das erfindungsgemäße elektromechanische Bauteile besonders gut, da eine zuverlässige Verbindung zwischen dem flexiblen und dem starren Träger möglich ist und dessen Herstellung nur wenige Verfahrensschritte bei der Produktion erfordert.There in particular many car seats with a corresponding device must be equipped to detect the occupation state, is suitable the electromechanical invention Components are particularly good, as a reliable connection between the flexible and rigid carrier possible is and whose production is only a few steps in the Production requires.

Ein Verfahren zum Herstellen eines entsprechenden elektromechanischen Bauteils sieht die folgenden Verfahrensschritte vor:

  • – galvanisches Aufwachsen von Nanodrähten auf der Oberfläche des ersten Abschnitts und auf der Oberfläche des zweiten Abschnitts, und
  • – aneinander Legen des ersten Abschnitts und des zweiten Anschnitts derart, dass die Nanodrähte des ersten Abschnitts und die Nanodrähte des zweiten Abschnitts eine elektrische und eine mechanische Verbindung eingehen.
A method for producing a corresponding electromechanical component provides the following method steps:
  • - galvanic growth of nanowires on the surface of the first section and on the surface of the second section, and
  • - Laying the first portion and the second gate together such that the nanowires of the first portion and the nanowires of the second portion form an electrical and a mechanical connection.

Dabei werden vorzugsweise vor dem galvanischen Aufwachsen der Nanodrähte ein Bereich des ersten und/oder ein Bereich des zweiten Abschnitts metallisiert, und die Nanodrähte werden auf dem metallisierten Bereich aufgewachsen.there are preferably before the galvanic growth of the nanowires Metallized region of the first and / or an area of the second section, and the nanowires are grown on the metallized area.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele. Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen dabei:Further advantageous embodiments and refinements of the invention are Subject of the dependent claims and the embodiments described below. The following are exemplary embodiments the invention with reference to the figures explained in more detail. It shows:

1: eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Bauteils; 1 a first embodiment of the electromechanical component according to the invention;

2: eine schematische Darstellung von Nanodrähten bzw. Nanorasen; 2 : a schematic representation of nanowires or nanorases;

3: ein Ablaufdiagramm einer Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für ein elektromechanisches Bauteil; 3 a flowchart of a variant of the manufacturing method according to the invention for an electromechanical component;

4: verschiedene Herstellungszustände einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Bauteils während seiner Herstellung; und 4 various manufacturing states of an embodiment of the electromechanical component according to the invention during its production; and

5: ein Autositz mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Detektieren des Belegungszustandes der Sitzfläche. 5 a car seat with an embodiment of a device according to the invention for detecting the occupancy state of the seat.

In den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts Anderes angegeben ist.In The figures are the same or functionally identical elements with the same Reference signs have been provided unless otherwise stated.

1 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Bauteils 1. Es ist eine starre Trägerplatte 2 als Leiterplatte oder Platine vorgesehen, die an einer Seite, welche der flexiblen Folie 4 zugewandt ist, einen mit dem Bezugszeichen 3 bezeichneten Abschnitt aufweist. Ferner ist eine flexible Trägerfolie 4 vorgesehen, die einen zweiten Abschnitt 5 aufweist, der in der 1 auf der Unterseite der flexiblen Trägerfolie 4 mit einer gepunkteten Linie dargestellt ist. Die starre Trägerplatte weist ferner elektronische Schaltkreise 7 auf, die über Verbindungsleitungen 8 mit dem leitfähigen Abschnitt 3 mit den Nanodrähten verbunden ist. 1 shows an embodiment of the electromechanical component according to the invention 1 , It is a rigid carrier plate 2 provided as a printed circuit board or circuit board, on one side, which is the flexible film 4 facing one with the reference numeral 3 has designated portion. Furthermore, a flexible carrier film 4 provided a second section 5 which is in the 1 on the underside of the flexible carrier film 4 is shown with a dotted line. The rigid support plate also has electronic circuits 7 on that over interconnections 8th with the conductive section 3 connected to the nanowires.

Der erste Abschnitt 3 der Leiterplatte 2 und der zweite Abschnitt 5 der flexiblen Trägerfolie 4 weisen jeweils aufgewachsene Nanodrähte 6 auf, die einen sogenannten Nanorasen ausbilden. Ferner sind die beiden Abschnitte 3, 5 derart zusammengebracht, sodass die jeweilige Fasern oder Nanodrähte der Rasenflächen bzw. Abschnitte 3, 5 ineinandergreifen und eine feste elektrische und mechanische Verbindung eingehen. Optional ist zur Verstärkung der mechanischen Verbindung ein Befestigungspin 25 vorgesehen, der die Träger 2, 4 zusammenhält. Es sind auch mehrere derartige Pins denkbar.The first paragraph 3 the circuit board 2 and the second section 5 the flexible carrier film 4 each have grown nanowires 6 on, which form a so-called nanorases. Further, the two sections 3 . 5 brought together such that the respective fibers or nanowires of the lawns or sections 3 . 5 mesh and make a firm electrical and mechanical connection. Optionally, a fixing pin is used to reinforce the mechanical connection 25 provided the carrier 2 . 4 holds together. There are also several such pins conceivable.

Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen elektromechanischen Bauteils hat insbesondere den Vorteil, dass keine weiteren Fixierungsmittel notwendig sind, die in der Herstellung Zeit und Material kosten. Der Nanorasen kann beispielsweise auch strukturiert auf den Abschnitten 3, 5 ausgebildet werden, sodass Verbindungspads entstehen, wodurch mehrere elektrische und mechanische Verbindungen zwischen der starren Trägerplatte und der flexiblen Trägerfolie 4 ausgebildet werden.The embodiment of the electromechanical component according to the invention has the particular advantage that no further fixing means are necessary, which cost time and material in the production. For example, the nanorases can also be structured on the sections 3 . 5 are formed, so that connecting pads are formed, creating multiple electrical and mechanical connections between the rigid support plate and the flexible carrier film 4 be formed.

2 zeigt schematisch beispielhafte Formen von verwendeten Nanodrähten 10, 11, 12 zur Ausbildung eines Nanorasens. Auf einer Oberfläche 9, beispielsweise einem metallisierten Bereich auf einem der Abschnitte 3 oder 5 der starren Leiterplatte 2 oder der flexiblen Trägerfolie 4, wie sie in der 1 dargestellt sind, sind im Wesentlichen zylinderförmige Drähte 10, 11, 12 aufgewachsen. 2 schematically shows exemplary shapes of nanowires used 10 . 11 . 12 for the formation of a nanorase. On a surface 9 For example, a metallized area on one of the sections 3 or 5 the rigid circuit board 2 or the flexible carrier film 4 as they are in the 1 are substantially cylindrical wires 10 . 11 . 12 grew up.

Eine Herstellung dieser Fasern oder Häärchen kann galvanisch erfolgen, indem die jeweiligen Oberflächen 9 zusammen mit einer Metallanode in einem Elekrolyt-Bad galvanisiert werden. Dabei wachsen bei der sogenannten Template-Technik entsprechende haarförmige Nanodrähte 10, 11, 12 auf der Oberfläche. Für diese mikromolekularen Strukturen von Nanodrähten 10, 11, 12 wurde durch Forscher des "Fraunhofer Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration" der Begriff "Nanorasen" geprägt.A preparation of these fibers or bunches can be done galvanically by the respective surfaces 9 galvanized together with a metal anode in an electrolytic bath. In the case of the so-called template technique corresponding hair-shaped nanowires grow 10 . 11 . 12 on the surface. For these micromolecular structures of nanowires 10 . 11 . 12 The term "nanorases" was coined by researchers of the "Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration".

Die entsprechenden Nanodrähte 10, 11, 12 haben typischerweise einen Querschnittsdurchmesser D von 300 nm und wachsen in eine Höhe h von etwa 2 μm. Dabei verläuft die Längsachse eines jeweiligen Drahtes in einem nicht verschwindenden Winkel α zur Oberfläche 9 des jeweiligen Substrats bzw. dem jeweiligen Abschnitt 3, 5.The corresponding nanowires 10 . 11 . 12 typically have a cross-sectional diameter D of 300 nm and grow to a height h of about 2 μm. The longitudinal axis of a respective wire runs in a non-vanishing angle α to the surface 9 of the respective substrate or the respective section 3 . 5 ,

Es ist ferner möglich, die Nanodrähte mit unterschiedlichen Materialien zu wachsen. Beispielsweise kann ein erster Fuß 12a des Nanodrahtes in einem ersten Metall, beispielsweise Gold, gewachsen werden und anschließend ein End- oder Kopfteil 12b des Drahtes in einem zweiten Material, wie beispielsweise Zinn ausgebildet werden. Häufig verjüngen sich die Nanodrähte 10, 11, 12 zu deren Spitze hin, also dem distalen Ende bezüglich der Oberfläche 9 auf etwa 1 μm Querschnittsdurchmesser. Als Materialien eignen sich z. B. Gold, Silber, Nickel, Zinn oder auch Kupfer.It is also possible to grow the nanowires with different materials. For example, a first foot 12a of the nanowire in a first metal, such as gold, are grown and then an end or head part 12b of the wire are formed in a second material, such as tin. Often, the nanowires taper 10 . 11 . 12 towards its tip, ie the distal end with respect to the surface 9 to about 1 micron cross-sectional diameter. As materials are z. As gold, silver, nickel, tin or copper.

Anhand der 3 und 4 ist eine Variante des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für ein elektromechanisches Bauteil näher dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt S1 wird zunächst die Leiterplatte 2 mit dem ersten Bereich 3 und bereits darauf ausgebildeten Schaltkreisen 7, die über Verbindungen 8 an den Bereich 3 geführt sind, bereitgestellt. Ferner liegt eine flexible Trägerfolie 4 mit einem zweiten Bereich 5 vor, wobei auf der flexiblen Trägerfolie z. B. druckresistive Sensoren 13 ausgebildet sind, die über eine auf der Folie 4 aufgedruckten Verdrahtung 14 miteinander und an dem Bereich 5 verschaltet sind. Um die druckresistiven Sensoren 13 elektrisch an die Schaltkreise 7 zu koppeln, ist eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Leiterplatte 2 und der Trägerfolie 4 notwendig.Based on 3 and 4 a variant of the manufacturing method according to the invention for an electromechanical component is shown in more detail. In a first method step S1, first the printed circuit board 2 with the first area 3 and already trained circuits 7 that have connections 8th to the area 3 are provided. Furthermore, there is a flexible carrier film 4 with a second area 5 before, wherein on the flexible support film z. B. pressure-resistant sensors 13 are formed, which have one on the slide 4 printed wiring 14 with each other and at the area 5 are interconnected. To the pressure-resistant sensors 13 electrically to the circuits 7 To couple, is an electrical and mechanical connection between the circuit board 2 and the carrier film 4 necessary.

In einem nächsten Schritt S2 werden die Bereiche 3 und 5 beispielsweise mit Zinn oder Silber metallisiert. In 4B, die einen Querschnitt der beiden Träger 2, 4 darstellt, sind die metallisierten Bereiche auf dem ersten Abschnitt 3 und auf dem zweiten Abschnitt 5 mit den Bezugszeichen 16 und 15 bezeichnet. Im Folgeschritt S3 werden mittels einer sogenannte Template-Technik Metallmoleküle zu den Nanodrähten 17, 18 galvanisch abgeschieden. Dadurch entsteht auf den metallisierten Bereich 15, 16 jeweils ein Nanorasen. Die beiden Abschnitte 3 und 5 werden zunächst miteinander in Deckung gebracht und dann im Schritt S4 aufeinandergedrückt.In a next step S2, the areas become 3 and 5 metallized for example with tin or silver. In 4B , which is a cross section of the two carriers 2 . 4 represents, the metallized areas are on the first section 3 and on the second section 5 with the reference numerals 16 and 15 designated. In the following step S3, metal molecules become the nanowires by means of a so-called template technique 17 . 18 galvanically deposited. This creates the metallized area 15 . 16 one nanorase each. The two sections 3 and 5 are first brought into coincidence with each other and then pressed together in step S4.

Durch das Zusammendrücken schmiegen sich z. B. die Oberflächen der Nanodrähte 17 der flexiblen Trägerfolie 4 und der Nanodrähte 18 der starren Trägerplatte 2 aneinander. Die entstandene mechanische Verbindung ähnelt der eines Klettverschlusses, wobei die Nanodrähte miteinander "verfilzen". Ferner verstärken Diffusionsvorgänge, d. h. die Diffusion des Materials der Nanodrähte 17 der flexiblen Trägerfolie 4 in das Material der Nanodrähte 18 der starren Trägerplatte 2 und umgekehrt, die Verbindung.By squeezing nestled z. B. the surfaces of the nanowires 17 the flexible carrier film 4 and the nanowires 18 the rigid support plate 2 together. The resulting mechanical connection is similar to that of a hook and loop fastener, where the nanowires are "felted" together. Furthermore, diffusion processes, ie the diffusion of the material of the nanowires, increase 17 the flexible carrier film 4 in the material of the nanowires 18 the rigid support plate 2 and vice versa, the connection.

Gegebenenfalls kann zur Verbesserung der Diffusion eine Temperatur beaufschlagt werden. Bei einer Ausführung der Trägerfolie 4 aus Polyimid sind z. B. Temperaturen von 130°C über bis zu 30 Sekunden möglich. Somit entsteht eine feste mechanische und elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der Trägerplatte 2 und der flexiblen Trägerfolie 4.Optionally, a temperature can be applied to improve the diffusion. In an embodiment of the carrier film 4 made of polyimide z. As temperatures of 130 ° C for up to 30 seconds possible. This creates a solid mechanical and electrically conductive connection between the carrier plate 2 and the flexible carrier film 4 ,

Besonders geeignet ist der Einsatz eines erfindungsgemäßen elektromechanischen Bauteils bei einer Vorrichtung zur Erkennung einer Sitzbelegung. Dabei sind die in 4A als 7 bezeichneten elektronischen Schaltkreise als Ausleseelektronik ausgeführt, die aus den elektrischen Eigenschaften der druckresistiven Sensoren 13 erkennen, ob auf die Sensoren 13 ein Druck durch einen Fahrer oder Beifahrer auf einen Autositz ausgeübt werden.Particularly suitable is the use of an electromechanical component according to the invention in a device for detecting a seat occupancy. Here are the in 4A when 7 Designated electronic circuits designed as readout electronics, consisting of the electrical properties of pressure-resistant sensors 13 recognize if on the sensors 13 a pressure exerted by a driver or passenger on a car seat.

Aufwändiges Crimpen und der Einsatz metallischen Pins ist nicht notwendig. Damit entfallen im Herstellungsprozess mehrere Verfahrensschritte wie das Crimpen des Pins und ein Einpressen in die Leiterplatte. Eine Belastung der elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte durch das Einpressen wird ebenfalls verhindert. Somit kann auch der Platz auf der Leiterplatte durch ein geeignetes Layout besser genutzt werden. Durch die Einsparung des Metallpins und FFC-Crimpens ist eine Kosteneinsparung beim Material und den Herstellungsprozessen möglich.Elaborate crimping and the use of metallic pins is not necessary. This accounts in the manufacturing process several process steps such as crimping of the pin and a press into the PCB. A burden The electronic components on the circuit board through the press-fitting will also prevented. Thus, also the space on the circuit board through a suitable layout can be better used. By the savings Metal pin and FFC crimping is a material cost savings and the manufacturing processes possible.

5 zeigt einen Autositz 19, der eine als Belegungserkennungsvorrichtung ausgeführten erfindungsgemäßen Bauelement ausgestattet ist. Der Sitz weist eine Sitzfläche 20 und eine Lehne 24 auf, wobei in die Sitzfläche eine Trägerfolie 21 mit druckresistiven Sensoren eingearbeitet ist. Ferner ist eine Auswerteelektronik 23 in der Sitzlehne integriert, an die beispielsweise über einen Einschub eine starre Trägerplatte 22 verbunden ist. Die Trägerfolie 21 mit den druckempfindlichen Sensoren ist an die Leiterplatte 22 über Nanorasenflächen, wie es beispielsweise in den 1 und 4 dargestellt ist, mechanisch und elektrisch verbunden. 5 shows a car seat 19 which is equipped with a component according to the invention designed as an occupancy detection device. The seat has a seat 20 and a backrest 24 on, wherein in the seat a carrier sheet 21 is incorporated with pressure-resistant sensors. Furthermore, an evaluation 23 integrated into the seat back, to which, for example, via a drawer a rigid support plate 22 connected is. The carrier foil 21 with the pressure-sensitive sensors is connected to the ladder plate 22 over nano lawn areas, as for example in the 1 and 4 is shown, mechanically and electrically connected.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern vielfältig modifizierbar. Insbesondere sind weitere Materialien für die flexible Trägerfolie möglich. Nur beispielhaft sei auf Polyimid oder PET verwiesen. Die flexible Trägerfolie kann neben den druckresistiven Sensoren weitere Elemente enthalten oder mehrschichtig ausgeführt sein. Die den Nanorasen bildenden Nanodrähte können unregelmäßigere Formen als beispielsweise in der 2 dargestellt aufweisen. Es ist ebenfalls denkbar, dass Nanodrähte aus organischen leitfähigen Materialien, wie Kohlenstoff-Nanoröhrchen, gebildet werden.Although the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but variously modifiable. In particular, other materials for the flexible carrier film are possible. For example, refer to polyimide or PET. The flexible carrier film may contain other elements in addition to the pressure-resistant sensors or be designed in multiple layers. The nano-wires forming nanorods can be more irregular shapes than, for example, in the 2 have shown. It is also conceivable that nanowires are formed from organic conductive materials such as carbon nanotubes.

Claims (18)

Elektromechanisches Bauteil (1) mit einer starren Trägerplatte (2), die einen ersten Abschnitt (3) aufweist, und mit einer flexiblen Trägerfolie (4), die einen zweiten Abschnitt (5) aufweist, wobei auf den Abschnitten (3, 5) Nanodrähte (6, 17, 18) in einem Winkel (α) zur Oberfläche (9) des jeweiligen Abschnitts (3, 5) ausgebildet sind, und wobei der erste und der zweite Abschnitt (3, 5) zumindest teilweise einander überlappen und die Nanodrähte (6, 17, 18) eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen der starren Trägerplatte (2) und der flexiblen Trägerfolie (4) herstellen.Electromechanical component ( 1 ) with a rigid support plate ( 2 ), a first section ( 3 ), and with a flexible carrier film ( 4 ), which has a second section ( 5 ), where on the sections ( 3 . 5 ) Nanowires ( 6 . 17 . 18 ) at an angle (α) to the surface ( 9 ) of the respective section ( 3 . 5 ), and wherein the first and second sections ( 3 . 5 ) at least partially overlap each other and the nanowires ( 6 . 17 . 18 ) an electrical and mechanical connection between the rigid support plate ( 2 ) and the flexible carrier film ( 4 ) produce. Bauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nanodrähte (6, 17, 18) eines jeweiligen Abschnitts (3, 5) einen Nanorasen ausbilden.Component ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the nanowires ( 6 . 17 . 18 ) of a respective section ( 3 . 5 ) form a nanorase. Bauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Nanodrähte (10, 11, 12) im Wesentlichen eine zylindrische Form aufweisen, insbesondere mit einem Querschnittsdurchmesser (D) zwischen 100nm und 400nm und einer Höhe (h) zwischen 1μm und 3μm.Component ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least some nanowires ( 10 . 11 . 12 ) substantially have a cylindrical shape, in particular with a cross-sectional diameter (D) between 100nm and 400nm and a height (h) between 1μm and 3μm. Bauteil (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dichte von Nanodrähten (6, 10, 11, 12) auf der Oberfläche (9) eines jeweiligen Abschnitts (3, 5) derart gewählt ist, dass die Oberflächen der Nanodrähte des ersten Abschnitts (3) und die Oberflächen der Nanodrähte (17) des zweiten Abschnitts (5) aneinander schmiegbar sind.Component ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a density of nanowires ( 6 . 10 . 11 . 12 ) on the surface ( 9 ) of a respective section ( 3 . 5 ) is selected such that the surfaces of the nanowires of the first section ( 3 ) and the surfaces of the nanowires ( 17 ) of the second section ( 5 ) are flangeable to each other. Bauteil (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Nanodrähte (6, 10, 11, 12, 17, 18) galvanisch, inbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Material, gewachsen sind.Component ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least some nanowires ( 6 . 10 . 11 . 12 . 17 . 18 ) are galvanically grown, in particular of an electrically conductive material. Bauteil (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Material der Nanodrähte (18) des ersten Abschnitts (3) in die Nanodrähte (17) des zweiten Abschnitts (5) diffundiert ist und eine feste Verbindung zwischen den Nanodrähten (17, 18) ausgebildet ist.Component ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that a material of the nanowires ( 18 ) of the first section ( 3 ) into the nanowires ( 17 ) of the second section ( 5 ) is diffused and a firm connection between the nanowires ( 17 . 18 ) is trained. Bauteil (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Nanodrähte (6, 10, 11, 12, 17, 18) Zinn, Silber, Nickel, Kupfer und/oder Gold aufweisen.Component ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least some nanowires ( 6 . 10 . 11 . 12 . 17 . 18 ) Tin, silver, nickel, copper and / or gold. Bauteil (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Abschnitt (3, 5) eine metallisierten Bereich (16, 15) aufweist, auf dem die Nanodrähte (18, 17) ausgebildet sind.Component ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second section ( 3 . 5 ) a metallized area ( 16 . 15 ), on which the nanowires ( 18 . 17 ) are formed. Bauteil (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die starre Trägerplatte (2) und die flexible Trägerfolie (4) mit weiteren mechanischen Befestigungsmitteln (25) miteinander befestigt sind.Component ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the rigid support plate ( 2 ) and the flexible carrier film ( 4 ) with further mechanical fastening means ( 25 ) are fastened together. Bauteil (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (2) als Leiterplatte ausgeführt ist und elektronische Schaltkreise (7) aufweist.Component ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the carrier plate ( 2 ) is designed as a printed circuit board and electronic circuits ( 7 ) having. Bauelement (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Trägerplatte (4) aus einem flexiblen Kunststoff, der insbesondere Polyimid und/oder PET aufweist, gefertigt ist.Component ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the flexible carrier plate ( 4 ) made of a flexible plastic, which in particular polyimide and / or PET, is made. Bauelement (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem flexiblen Träger (4) druckempfindliche Sensoren (13) ausgebildet sind.Component ( 1 ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the flexible support ( 4 ) pressure-sensitive sensors ( 13 ) are formed. Vorrichtung zum Detektieren des Belegungszustandes einer Sitzfläche (20), insbesondere für einen Autositz (19), mit einem Bauteil nach den Ansprüchen 11 und 12, wobei die flexible Trägerfolie (21) mit den druckempfindlichen Sensoren (13) auf der Sitzfläche (20) angeordnet ist und die elektronischen Schaltkreise (7) als Ausleseelektronik zum Erkennen eines Belegungszustandes der Sitzfläche (20) ausgeführt sind.Device for detecting the occupancy state of a seat surface ( 20 ), in particular for a car seat ( 19 ), with a component according to claims 11 and 12, wherein the flexible carrier film ( 21 ) with the pressure-sensitive sensors ( 13 ) on the seat ( 20 ) and the electronic circuits ( 7 ) as readout electronics for detecting an occupancy state of the seat surface ( 20 ) are executed. Verfahren zum Herstellen eines elektromechanischen Bauteils (1), welches eine starre Trägerplatte (2) mit einem ersten ersten Abschnitt (3), und eine flexible Trägerfolie (4) mit einem zweiten Abschnitt (5) aufweist, mit den Verfahrensschritten: a) galvanisches Aufwachsen (S3) von Nanodrähten (17, 18) auf der Oberfläche des ersten Abschnitts (3) und auf der Oberfläche des zweiten Abschnitts (5); und b) aneinander Legen des ersten Abschnitts (3) und des zweiten Anschnitts (5) derart, dass die Nanodrähte (18) des ersten Abschnitts (3) und die Nanodrähte (17) des zweiten Abschnitts (5) eine elektrische und eine mechanische Verbindung eingehen.Method for producing an electromechanical component ( 1 ), which is a rigid carrier plate ( 2 ) with a first first section ( 3 ), and a flexible carrier film ( 4 ) with a second section ( 5 ), with the method steps: a) galvanic growth (S3) of nanowires ( 17 . 18 ) on the surface of the first section ( 3 ) and on the surface of the second section ( 5 ); and b) placing the first section together ( 3 ) and of the second gate ( 5 ) such that the nanowires ( 18 ) of the first section ( 3 ) and the nanowires ( 17 ) of the second section ( 5 ) enter into an electrical and a mechanical connection. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem galvanischen Aufwachsen (S3) der Nanodrähte (17, 18) ein Bereich (16) des ersten Abschnitts (3) und/oder ein Bereich (15) des zweiten Abschnitts (5) metallisiert wird und die Nanodrähte (17, 18) auf dem metallisierten Bereich (15, 16) aufgewachsen werden (S2).A method according to claim 14, characterized in that before the galvanic growth (S3) of the nanowires ( 17 . 18 ) an area ( 16 ) of the first section ( 3 ) and / or an area ( 15 ) of the second section ( 5 ) and the nanowires ( 17 . 18 ) on the metallized area ( 15 . 16 ) are grown (S2). Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die aneinander liegenden Abschnitte (3, 5) vorübergehend derart mit einem Druck und/oder einer Temperatur beaufschlagt werden (S4), dass eine feste elektrische und mechanische Verbindung zwischen den Abschnitten (3, 5) entsteht.Method according to claim 14 or 15, characterized in that the adjacent sections ( 3 . 5 ) are temporarily subjected to such a pressure and / or a temperature (S4) that a fixed electrical and mechanical connection between the sections (S4) 3 . 5 ) arises. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck und/oder die Temperatur derart gewählt werden, dass das Material der Nanodrähte (18) des ersten Abschnitts (3) in das Material der Nanodrähte (17) des zweiten Abschnitts (5) zumindest teilweise diffundiert.A method according to claim 16, characterized in that the pressure and / or the temperature are chosen such that the material of the nanowires ( 18 ) of the first section ( 3 ) in the material of the nanowires ( 17 ) of the second section ( 5 ) at least partially diffused. Verfahren nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 14-17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil (1) nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 1-12 ausgebildet wird.Method according to at least one of the preceding claims 14-17, characterized in that a component ( 1 ) is formed according to at least one of the preceding claims 1-12.
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