WO2002075824A2 - Method for producing adaptronic microsystems - Google Patents

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WO2002075824A2
WO2002075824A2 PCT/DE2002/000942 DE0200942W WO02075824A2 WO 2002075824 A2 WO2002075824 A2 WO 2002075824A2 DE 0200942 W DE0200942 W DE 0200942W WO 02075824 A2 WO02075824 A2 WO 02075824A2
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matrix
transfer carrier
elements
microsystems
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Thomas Gesang
Uwe Maurieschat
Harald Knäbel
Helmut Schäfer
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/01Manufacture or treatment
    • H10N30/06Forming electrodes or interconnections, e.g. leads or terminals

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing adaptronic microsystems, in which one or more converter elements are embedded in a matrix and one or more control elements for controlling and / or for transmitting signals of the converter elements are applied to the matrix or are introduced into the matrix.
  • Adaptronic microsystems of the type mentioned, in particular with actuator and / or sensor transducer elements made of piezoelectric material, are used in many areas of technology in which sensors or actuators of reduced volume are required.
  • sensors or actuators of reduced volume are required.
  • microsystems that can be integrated into the material.
  • a reduced stiffness of the sensors and / or actuators is required, as they have adaptronic microsystems.
  • a generic method for producing adaptronic microsystems is known, for example, from US Pat. No. 5,869,189.
  • this method several elongated piezoelectric fibers are used as transducer elements in parallel and at a defined distance inserted into one another.
  • a liquid polymer material is then poured into the mold to form a polymer matrix.
  • a polyimide film is coated on one side with a thin electrode structure, applied to the not yet hardened polymer matrix and hardened together with the matrix.
  • the matrix with the fibers located therein is first cured. Then the
  • Electrode structure for controlling the transducer elements by means of an electron beam evaporation technique applied to the surface of the matrix.
  • the object of the present invention is to specify a method for producing adaptronic microsystems which enables the control elements to be completely embedded in the matrix. and is suitable for the production of prepeg modules.
  • one or more converter elements are embedded in a matrix, for example a polymer casting compound, in a known manner, and one or more control elements for controlling and / or for transmitting signals of the converter elements to the matrix are introduced onto or into the matrix ,
  • the transducer learnings can be embedded in the matrix, for example, in that the initially liquid matrix material is poured into a mold in which the transducer elements are located.
  • control elements are applied or introduced onto or into the matrix by first connecting the control elements detachably to a first surface of a transfer carrier, for example a sheet, sheet or plate-shaped material.
  • a transfer carrier for example a sheet, sheet or plate-shaped material.
  • This transfer carrier with the control elements is then introduced onto or into the matrix in such a way that the first
  • transducer elements embedded in a matrix and control elements incorporated on or into the matrix is available, which can either be fully cured at the current time or further processed as a prepeg module by only partially curing.
  • the present method can be used to implement an embodiment of an adaptronic microsystem in which the control elements are completely enclosed by the matrix, the electrical insulation of these control elements being achieved from the outside by the matrix material itself.
  • Such a configuration - without additional inner interfaces through an additional insulation layer - offers good protection against moisture and increases the reliability and service life of the microsystem.
  • Connection of the control elements to the transfer carrier be designed such that the control elements - possibly after partial hardening of the matrix - have greater adhesion to the matrix and / or the transducer elements than to the transfer carrier. This can be made possible, for example, by using suitable, non-strongly adhesive connections between the control elements and the conductive adhesives producing the transfer carrier. Also a coating or treatment of the surface of the surface which reduces the adhesion
  • Transfer carrier represents a possibility for producing this boundary condition. Comparable measures with the opposite effect can be carried out to improve the adhesion to the matrix and / or the converter elements.
  • electrode structures are preferably applied as control elements on the transfer carrier. This can already be done as a prefabrication step for the manufacturing process.
  • the electrodes can be implemented, for example, in a known manner as large-area plate electrodes, as line electrodes or in an interdigital arrangement. Linear electrode structures are either congruent on the front and back of the matrix, or are introduced onto or into the matrix with a lateral displacement relative to one another.
  • Electrode structure As material or material form for the Electrode structure comes an electrically conductive film or an electrically conductive film, for example made of metal, carbon or an electrolyte, an electrically conductive network or grid, which can consist of the same materials, as well as intrinsically or extrinsically conductive materials or composite systems, such as paste or adhesive in any hardening state in question.
  • control elements such as light guides
  • the transducer elements can be exposed to an electromagnetic field with light guides.
  • Such light guides can, for. B. in similar structures as conventional electrically conductive electrodes in the microsystem.
  • the control elements can be applied to the matrix or introduced into the matrix in such a way that they are in direct contact with the converter elements.
  • a matrix material layer of adjustable thickness can also be implemented between the control elements and the converter elements. This can further improve the product properties, for example for long-term resistance, since an intermediate layer made of the matrix material breaks down local peaks in the electrical field, which could otherwise permanently damage, for example, piezoceramic fibers.
  • Point-to-point contacting or a partial or complete encapsulation of the converter elements with the control elements can also be achieved if the control elements are not yet or not yet fully cured adhesive are formed and pressed onto the transducer elements.
  • control elements can be connected to the transfer carrier by means of a printing technique, for example screen printing or pad printing, by means of an inkjet technique, by dispensing or by other suitable application techniques. Closed or open-pore materials can be used as transfer carriers.
  • Polymer films are particularly suitable, e.g. B. made of polyester, PP, PE, or FEP, non-woven paper or coated paper.
  • Piezoelectrics, magnetostrictives, shape memory alloys or nanotubes, for example made of carbon can be used as active material of the transducer elements in the present method.
  • the geometry of the transducer elements can be freely selected depending on the desired application.
  • the transducer elements can, for example, be round, oval, long or short, flat or else three-dimensionally complex, such as long and wavy.
  • the transducer elements can be isotropically disordered, i. H. be statistically distributed, embedded under a preferred orientation or also highly ordered (anisotropic) in the matrix material.
  • a three-dimensionally complex arrangement for example as a mesh-like fabric or an arrangement in several layers, can also be realized with the present method.
  • the material of the matrix or the casting compound can be either inorganic or organic, for example as a polymer, or by a mixture of organic and inorganic materials. Both materials that can be hardened using a single hardening mechanism and materials that can be combined with one another are possible. Combined curing is carried out, for example, by combined UV radiation and thermal curing of a polymer. To produce the microsystem as a prepeg, a multi-stage hardening is preferably carried out.
  • the present method can be used to implement microsystems in which the actuator and / or sensory transducer elements can be controlled by means of an electrical, magnetic or electromagnetic field via the control elements.
  • the microsystems can be implemented in such a way that the control elements can be controlled individually or in any size / many groups.
  • the control elements or groups of control elements can of course also be controlled in a phase-shifted manner in a known manner. Suitable control techniques depending on the desired adaptronic effect and structure of the microsystem are familiar to the person skilled in the art.
  • the present microsystem can be constructed, for example, from piezoelectric elements in order to utilize the d31 or the d33 effect.
  • the electrical connections Conclusions can in this case be achieved in part by the provision of collecting electrodes, for example in the case of linear control elements, of connecting pads, for example as soldering points for contacting by the user, and / or of conventional supply lines.
  • the electrically conductive feed lines can be in the form of wire, stranded wire, multi-core cable, paste, adhesive, flexible film, tissue or as an electrically conductive liquid (e.g. electrolyte) be trained.
  • a possible variable orientation and mutual chaining of anisotropically operating microsystems may require providing several contact points for each of the microsystems.
  • Such contact points can be formed, for example, by plug connections.
  • the long-term reliability of the contact points can be improved by the additional introduction of an adhesive.
  • the adhesive required for this can originate, for example, from the microsystem itself, in which, for. B. UV curing in the area of the connection pads is prevented with a combination curing casting compound, with the possibility of thermal post-curing after the plug connection has been produced.
  • the necessary adhesive from the actual component, for. B. a prepeg originate itself or be fed separately.
  • the gluing allows - at least selectively - metallic contact of the partners of the plug connection and maintains them permanently.
  • the electrical connections can be made of the same material or different materials consist. For example, they can be applied to the transfer carrier together with the control elements and transferred to the matrix with this.
  • the present method is advantageously suitable for the electroding of microsystems to be produced using prepeg technology.
  • the piezo fibers piezo fiber laminate
  • the prepeg polymer matrix are gelled onto transfer carriers as transducer elements between two opposite, congruently positioned electrode structures. This condition can be maintained at room temperature. If required, these prepegs can be laminated in CFRP / GFRP laminate layers. The material composite is then cured as usual (e.g. autoclave) using temperature and pressure.
  • microsystems manufactured in prepeg technology are to stack the electrodized piezo fiber laminate congruently on one another in the gelled state, in order thereby to produce stacked microsystems. These stacked microsystems can then only be cured without the application of additional adhesive by applying pressure and temperature, so that the individual microsystems fuse together without the formation of an interface between them. This increases the long-term stability of such systems to a considerable extent, since there are no contact surfaces for moisture or other external influences, such as those formed by a boundary layer.
  • the present method is briefly explained again below using an exemplary embodiment in conjunction with the figure.
  • the single figure shows various process steps in the production of a microsystem according to the present method.
  • the following exemplary embodiment shows the production of an adaptronic microsystem in which piezoelectric fibers are used as transducer elements and electrically conductive electrodes made of conductive adhesive are used as control elements.
  • a polymer film is first provided as a transfer carrier 4.
  • An electrically conductive adhesive for forming an interdigital electrode structure 3 is applied to the surface of this transfer carrier 4 (first surface) by means of screen printing.
  • the electrically conductive adhesive is then z. B. fully cured by means of UV radiation or temperature or only partially cured ( Figure la).
  • the piezoelectric fibers 2 are embedded in a liquid polymer matrix 1, as can be seen from FIG. 1b, and hardened or hardened if necessary.
  • the transfer support 4 provided with the interdigital electrode structure 3 is covered on both sides immediately pressed onto the polymer matrix 2 or pressed into this matrix so that the electrodes 3 touch the fibers 2.
  • the matrix 1 is then cured by means of radiation or temperature. The hardening takes place under defined mechanical pressure in order to maintain contact between the piezoelectric fibers 2 and the electrodes 3 and thus to ensure the electrical contact. If a corresponding contact pressure is applied, it is also possible to press the fibers 2 into the hardened conductive adhesive of the electrodes 3, so that the electrodes 3 completely or partially envelop the fibers 2.
  • the transfer carrier 4 is pulled off. It is of crucial importance here that the adhesion of the electrodes 3 to the transfer carrier 4 is less than to the polymer matrix 1 (FIG. 1d).
  • FIG. 1d After removal of the transfer carrier 4, there is a microsystem 5, as shown in FIG. 1d.
  • the electrodes 3 have direct contact with the fibers 2 and at the same time are completely enclosed by the polymer matrix 1.
  • an embodiment can also be implemented in which the electrodes 3 in FIG. 1c are not pressed against the piezo fibers 2, so that a gap with polymer material remains between the piezo fibers 2 and the electrodes 3. If the polymer matrix 1 is not fully cured, a plurality of such microsystems 5 can also be stacked one above the other and only then cured completely using mechanical pressure - and possibly temperature and / or UV radiation - so that a stacked microsystem is created (see FIG. 1). ,
  • control elements e.g. B. electrodes

Abstract

The invention relates to a method for producing adaptronic microsystems, whereby at least one transducer element (2) is incorporated into a matrix (1) and at least one control element (3) for controlling and/or transmitting signals of the transducer elements (2) is applied to the matrix (1) or is introduced into the matrix (1). The control elements (3) are applied to or introduced into the matrix (1) by detachably connecting the control elements (3) to a first surface of a transfer carrier (4), and by applying or introducing the transfer carrier (4) with the control elements (3) to or into the matrix (1). The transfer carrier (4) is then removed. The inventive method enables adaptronic microsystems to be produced using incorporated control elements which are especially suitable for producing Prepeg modules.

Description

Verfahren zur Herstellung von adaptronischen Process for the production of adaptronic
Mikrosystemenmicrosystems
Technisches AnwendungsgebietTechnical application area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von adaptronischen Mikrosystemen, bei dem ein oder mehrere Wandlerelemente in eine Matrix eingebettet und ein oder mehrere Ansteuerelemente zur Ansteuerung und/oder zum Übertragen von Signalen der Wandlerelemente auf die Matrix aufgebracht oder in die Matrix eingebracht werden.The present invention relates to a method for producing adaptronic microsystems, in which one or more converter elements are embedded in a matrix and one or more control elements for controlling and / or for transmitting signals of the converter elements are applied to the matrix or are introduced into the matrix.
Adaptronische Mikrosysteme der genannten Art, insbesondere mit aktorischen und/oder sensorischen Wandlerelementen aus piezoelektrischem Material, finden in vielen Bereichen der Technik Anwendung, in denen Sensoren oder Aktoren reduzierten Volumens benötigt werden. Im Einsatzbereich von Verbundwerkstoffen besteht ein zunehmender Bedarf an Mikrosystemen, die in den Werkstoff integriert werden können. Gerade für die Implementierung in Faserverbundstrukturen ist zusätzlich eine reduzierte Steifigkeit der Sensoren und/oder Aktoren erforderlich, wie sie adaptronische Mikrosysteme aufweisen.Adaptronic microsystems of the type mentioned, in particular with actuator and / or sensor transducer elements made of piezoelectric material, are used in many areas of technology in which sensors or actuators of reduced volume are required. In the area of use of composite materials, there is an increasing need for microsystems that can be integrated into the material. Especially for the implementation in fiber composite structures, a reduced stiffness of the sensors and / or actuators is required, as they have adaptronic microsystems.
Stand der TechnikState of the art
Ein gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von adaptronischen Mikrosystemen ist bspw. aus der US 5,869 189 bekannt. Bei diesem Verfahren werden mehrere langgestreckte piezoelektrische Fasern als Wandlerelemente parallel und in definiertem Abstand zueinander in eine Form eingelegt . Anschließend wird ein flüssiges Polymermaterial zur Bildung einer Polymermatrix in die Form eingegossen. Eine Polyimid- folie wird einseitig mit einer dünnen Elektroden- Struktur beschichtet, auf die noch nicht ausgehärtete Poly ermatrix aufgebracht und zusammen mit der Matrix ausgehärtet .A generic method for producing adaptronic microsystems is known, for example, from US Pat. No. 5,869,189. In this method, several elongated piezoelectric fibers are used as transducer elements in parallel and at a defined distance inserted into one another. A liquid polymer material is then poured into the mold to form a polymer matrix. A polyimide film is coated on one side with a thin electrode structure, applied to the not yet hardened polymer matrix and hardened together with the matrix.
In einer alternativen Ausgestaltung dieses Verfahrens wird die Matrix mit den darin befindlichen Fasern zunächst ausgehärtet. Anschließend wird dieIn an alternative embodiment of this method, the matrix with the fibers located therein is first cured. Then the
Elektrodenstruktur zur Ansteuerung der Wandlerelemente mittels einer Elektronenstrahl-Verdampfungstechnik auf die Oberfläche der Matrix aufgebracht.Electrode structure for controlling the transducer elements by means of an electron beam evaporation technique applied to the surface of the matrix.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von adaptronischen Mikrosystemen anzugeben, das eine vollständige Einbettung der Ansteuerelemente in die Matrix ermöglicht . und sich für die Herstellung von Prepeg-Modulen eignet.The object of the present invention is to specify a method for producing adaptronic microsystems which enables the control elements to be completely embedded in the matrix. and is suitable for the production of prepeg modules.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved with the method according to claim 1. Advantageous embodiments of the method are the subject of the dependent claims.
Bei dem vorliegenden Verfahren werden in bekannter Weise ein oder mehrere Wandlerelemente in eine Matrix, bspw. eine Polymer-Vergussmasse, eingebettet und ein oder mehrere Ansteuerelemente zur Ansteuerung und/oder zum Übertragen von Signalen der Wandlerelemente auf die Matrix auf- oder in die Matrix eingebracht. Das Einbetten der Wandlerelerne te in die Matrix kann bspw. dadurch erfolgen, dass das zunächst flüssige Matrix- material in eine Form eingegossen wird, in der sich die Wandlerelemente befinden.In the present method, one or more converter elements are embedded in a matrix, for example a polymer casting compound, in a known manner, and one or more control elements for controlling and / or for transmitting signals of the converter elements to the matrix are introduced onto or into the matrix , The transducer learnings can be embedded in the matrix, for example, in that the initially liquid matrix material is poured into a mold in which the transducer elements are located.
Das Aufbringen oder Einbringen der Ansteuerelemente auf bzw. in die Matrix erfolgt beim vorliegen- den Verfahren, indem die Ansteuerelemente zunächst lösbar mit einer ersten Oberfläche eines Transferträgers, bspw. eines folien-, blatt- oder platten- förmigen Materials, verbunden werden. Anschließend wird dieser Transferträger mit den AnSteuerelementen derart auf bzw. in die Matrix eingebracht, dass die ersteIn the present method, the control elements are applied or introduced onto or into the matrix by first connecting the control elements detachably to a first surface of a transfer carrier, for example a sheet, sheet or plate-shaped material. This transfer carrier with the control elements is then introduced onto or into the matrix in such a way that the first
Oberfläche des Transferträgers, auf der die Ansteuerelemente liegen, zu den Wandlerelementen in der Matrix gerichtet ist. Anschließend wird der Transferträger von den AnSteuerelementen abgezogen und entfernt. Dies kann bspw. nach einem teilweisen Anhärten der Matrix, bspw. mittels Temperatureinwirkung und/oder UV-Bestrahlung, erfolgen.Surface of the transfer carrier, on which the control elements lie, is directed towards the transducer elements in the matrix. The transfer carrier is then removed from the control elements and removed. This can take place, for example, after the matrix has partially hardened, for example by means of the effect of temperature and / or UV radiation.
Nach diesem Schritt steht ein System bestehend aus in eine Matrix eingebetteten Wandlerelementen und auf bzw. in die Matrix eingebrachten AnSteuerelementen zur Verfügung, das entweder bereits zum jetzigen Zeitpunkt vollständig ausgehärtet oder durch nur teilweises Anhärten als Prepeg-Modul weiter verarbeitet werden kann.After this step, a system consisting of transducer elements embedded in a matrix and control elements incorporated on or into the matrix is available, which can either be fully cured at the current time or further processed as a prepeg module by only partially curing.
Insbesondere lässt sich mit dem vorliegenden Verfahren eine Ausgestaltung eines adaptronischen Mikrosystems realisieren, bei dem die Ansteuerelemente vollständig von der Matrix umschlossen werden, wobei die elektrische Isolation dieser Ansteuerelemente nach außen durch das Matrixmaterial selbst erreicht wird. Eine derartige Ausgestaltung - ohne zusätzliche innere Grenzflächen durch eine zusätzliche Isolationsschicht - bietet einen guten Schutz gegen Feuchte und erhöht die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Mikrosystems .In particular, the present method can be used to implement an embodiment of an adaptronic microsystem in which the control elements are completely enclosed by the matrix, the electrical insulation of these control elements being achieved from the outside by the matrix material itself. Such a configuration - without additional inner interfaces through an additional insulation layer - offers good protection against moisture and increases the reliability and service life of the microsystem.
Um das Abziehen des Transferträgers von den AnSteuerelementen zu ermöglichen, muss die lösbareIn order to enable the transfer carrier to be pulled off the control elements, the detachable one
Verbindung der Ansteuerelemente mit dem Transferträger derart ausgebildet sein, dass die Ansteuerelemente - ggf. nach teilweiser Anhärtung der Matrix - eine größere Adhäsion zur Matrix und/oder den Wandler- elementen aufweisen als zum Transferträger. Dies lässt sich bspw. durch den Einsatz geeigneter, keine stark haftende Verbindung zwischen den AnSteuerelementen und dem Transferträger herstellender Leit-Klebstoffe ermöglichen. Auch eine die Haftung vermindernde Beschichtung bzw. Behandlung der Oberfläche desConnection of the control elements to the transfer carrier be designed such that the control elements - possibly after partial hardening of the matrix - have greater adhesion to the matrix and / or the transducer elements than to the transfer carrier. This can be made possible, for example, by using suitable, non-strongly adhesive connections between the control elements and the conductive adhesives producing the transfer carrier. Also a coating or treatment of the surface of the surface which reduces the adhesion
Transferträgers stellt eine Möglichkeit zur Herstellung dieser Randbedingung dar. Vergleichbare Maßnahmen mit umgekehrter Wirkung lassen sich für eine Verbesserung der Haftung an der Matrix und/oder den Wandlerelementen durchführen.Transfer carrier represents a possibility for producing this boundary condition. Comparable measures with the opposite effect can be carried out to improve the adhesion to the matrix and / or the converter elements.
Bei dem vorliegenden Verfahren werden vorzugsweise Elektrodenstrukturen als Ansteuerelemente auf dem Transferträger aufgebracht. Dies kann bereits als Vorfertigungsschritt für das Herstellungsverfahren erfolgen. Die Elektroden können beispielsweise in bekannter Weise als großflächige Plattenelektroden, als Linienelektroden oder in Interdigitalanordnung realisiert werden. Linienförmige Elektrodenstrukturen werden entweder auf Vorder- und Rückseite der Matrix deckungsgleich oder mit einer lateralen Verschiebung zueinander auf die Matrix auf- bzw. in die Matrix eingebracht. Als Material bzw. Materialform für die Elektrodenstruktur kommt ein elektrisch leitfähiger Film oder eine elektrisch leitfähige Folie, bspw. aus Metall, Kohlenstoff oder einem Elektrolyt, ein elektrisch leitfähiges Netz oder Gitter, die aus den gleichen Materialien bestehen können, sowie intrinsisch oder extrinsisch leitfähige Materialien oder Verbundsysteme, wie Paste oder Klebstoff in beliebigem Härtungszustand in Frage.In the present method, electrode structures are preferably applied as control elements on the transfer carrier. This can already be done as a prefabrication step for the manufacturing process. The electrodes can be implemented, for example, in a known manner as large-area plate electrodes, as line electrodes or in an interdigital arrangement. Linear electrode structures are either congruent on the front and back of the matrix, or are introduced onto or into the matrix with a lateral displacement relative to one another. As material or material form for the Electrode structure comes an electrically conductive film or an electrically conductive film, for example made of metal, carbon or an electrolyte, an electrically conductive network or grid, which can consist of the same materials, as well as intrinsically or extrinsically conductive materials or composite systems, such as paste or adhesive in any hardening state in question.
Neben Elektroden lassen sich selbstverständlich auch andere Ansteuerelemente, wie bspw. Lichtleiter, für die Herstellung von adaptronischen Mikrosystemen einsetzen. Mit Lichtleitern können die Wandlerelemente mit einem elektromagnetischen Feld beaufschlagt werden. Derartige Lichtleiter können z. B. in ähnlichen Strukturen wie herkömmliche elektrisch leitfähige Elektroden im Mikrosystem angeordnet werden.In addition to electrodes, other control elements, such as light guides, can of course also be used for the production of adaptronic microsystems. The transducer elements can be exposed to an electromagnetic field with light guides. Such light guides can, for. B. in similar structures as conventional electrically conductive electrodes in the microsystem.
Die Ansteuerelemente können derart auf die Matrix auf- bzw. in die Matrix eingebracht werden, dass sie in direktem Kontakt mit den Wandlerelementen stehen. Bei der Herstellung lässt sich auf Wunsch zwischen den AnSteuerelementen und den Wandlerelementen auch eine Matrixmaterialschicht einstellbarer Dicke realisieren. Dies kann nochmals die Produkteigenschaften beispielsweise für die Langzeitbeständigkeit verbessern, da eine Zwischenschicht aus dem Matrixmaterial lokale Spitzen des elektrischen Feldes abbaut, die ansonsten bspw. piezokeramische Fasern auf Dauer schädigen könnten. Auch eine punktweise Kontaktierung oder eine teilweise oder vollständige Umhüllung der Wandlerelemente mit den AnSteuerelementen lässt sich realisieren, wenn die Ansteuerelemente aus einem noch nicht oder nicht vollständig ausgehärteten Klebstoff gebildet sind und auf die Wandlerelemente aufgedrückt werden.The control elements can be applied to the matrix or introduced into the matrix in such a way that they are in direct contact with the converter elements. During production, a matrix material layer of adjustable thickness can also be implemented between the control elements and the converter elements. This can further improve the product properties, for example for long-term resistance, since an intermediate layer made of the matrix material breaks down local peaks in the electrical field, which could otherwise permanently damage, for example, piezoceramic fibers. Point-to-point contacting or a partial or complete encapsulation of the converter elements with the control elements can also be achieved if the control elements are not yet or not yet fully cured adhesive are formed and pressed onto the transducer elements.
Die Verbindung der Ansteuerelemente mit dem Transferträger kann mittels einer Drucktechnik, bspw. Siebdruck oder Tampondruck, mittels einer Tinten- strahltechnik, durch Dispensen oder durch andere geeignete Applikationstechniken erfolgen. Als Transferträger können hierbei geschlossene oder offenporige Materialien eingesetzt werden. Besonders eigenen sich Polymerfolien, z. B. aus Polyester, PP, PE, oder FEP, Vliespapier oder auch beschichtetes Papier.The control elements can be connected to the transfer carrier by means of a printing technique, for example screen printing or pad printing, by means of an inkjet technique, by dispensing or by other suitable application techniques. Closed or open-pore materials can be used as transfer carriers. Polymer films are particularly suitable, e.g. B. made of polyester, PP, PE, or FEP, non-woven paper or coated paper.
Als aktives Material der Wandlerelemente können beim vorliegenden Verfahren bspw. Piezoelektrika, Magnetostriktiva, Formgedächtnislegierungen oder Nanotubes, bspw. aus Kohlenstoff, eingesetzt werden. Die Geometrie der Wandlerelemente ist hierbei je nach gewünschtem Anwendungszweck frei wählbar. Die Wandler- elemente können bspw. rundlich, oval, lang oder kurz, flächig oder auch dreidimensional komplex, wie bspw. lang und gewellt ausgeführt sein. Die Wandlerelemente können isotrop ungeordnet, d. h. statistisch verteilt, unter einer Vorzugsorientierung oder auch hochgeordnet (anisotrop) im Matrixmaterial eingebettet sein. Auch eine dreidimensional komplexe Anordnung, bspw. als netzartiges Gewebe oder eine Anordnung in mehreren Lagen, kann mit dem vorliegenden Verfahren realisiert werde .Piezoelectrics, magnetostrictives, shape memory alloys or nanotubes, for example made of carbon, can be used as active material of the transducer elements in the present method. The geometry of the transducer elements can be freely selected depending on the desired application. The transducer elements can, for example, be round, oval, long or short, flat or else three-dimensionally complex, such as long and wavy. The transducer elements can be isotropically disordered, i. H. be statistically distributed, embedded under a preferred orientation or also highly ordered (anisotropic) in the matrix material. A three-dimensionally complex arrangement, for example as a mesh-like fabric or an arrangement in several layers, can also be realized with the present method.
Das Material der Matrix bzw. der Vergussmasse kann sowohl anorganisch oder auch organisch, bspw. als Polymer, oder durch eine Mischung organischer und anorganischer Materialien gebildet sein. Hierbei kommen sowohl Materialien in Frage, die sich über einen einzelnen Härtungsmechanismus härten lassen, wie auch Materialien bei denen eine sog. Kombihärtung möglich ist. Eine Kombihärtung wird bspw. durch kombinierte UV- Bestrahlung und thermische Härtung eines Polymers durchgeführt . Zur Herstellung des Mikrosystems als Prepeg wird vorzugweise eine mehrstufige Härtung durchgeführt .The material of the matrix or the casting compound can be either inorganic or organic, for example as a polymer, or by a mixture of organic and inorganic materials. Both materials that can be hardened using a single hardening mechanism and materials that can be combined with one another are possible. Combined curing is carried out, for example, by combined UV radiation and thermal curing of a polymer. To produce the microsystem as a prepeg, a multi-stage hardening is preferably carried out.
Mit dem vorliegenden Verfahren lassen sich Mikrosysteme realisieren, bei denen die aktorischen und/oder sensorischen Wandlerelemente mittels eines elektrischen, magnetischen oder elektromagnetischen Feldes über die Ansteuerelemente angesteuert werden können. Die Mikrosysteme können dabei je nach Anordnung der Ansteuerelemente derart realisiert werden, dass die Ansteuerung der Ansteuerelemente einzeln oder in beliebig großen/vielen Gruppen erfolgen kann. Hierbei können die Ansteuerelemente oder Gruppen von Ansteuer- elementen selbstverständlich in bekannter Weise auch phasenverschoben angesteuert werden. Dem Fachmann sind geeignete Ansteuertechniken je nach gewünschtem adaptronischen Effekt und Aufbau des Mikrosystems geläufig.The present method can be used to implement microsystems in which the actuator and / or sensory transducer elements can be controlled by means of an electrical, magnetic or electromagnetic field via the control elements. Depending on the arrangement of the control elements, the microsystems can be implemented in such a way that the control elements can be controlled individually or in any size / many groups. The control elements or groups of control elements can of course also be controlled in a phase-shifted manner in a known manner. Suitable control techniques depending on the desired adaptronic effect and structure of the microsystem are familiar to the person skilled in the art.
Das vorliegende Mikrosystem lässt sich bspw. aus piezoelektrischen Elementen zur Ausnutzung des d31- oder des d33-Effektes aufbauen.The present microsystem can be constructed, for example, from piezoelectric elements in order to utilize the d31 or the d33 effect.
Für die Ansteuerung des mit dem Verfahren hergestellten Mikrosystems über die Ansteuerelemente sind entsprechende Zuführungsleitungen erforderlich, die die Ansteuerelemente kontaktieren. Die elektrischen An- Schlüsse können hierbei teilweise durch die Bereitstellung von Sammelelektroden, bspw. bei linienförmigen AnSteuerelementen, von Anschlusspads bspw. als Lötpunkte zur Kontaktierung durch den Anwender, und/oder von herkömmlichen Zuleitungen realisiert werden. Im Falle eines elektrischen Energieeintrags, wie er im Falle von elektrischen Elektroden als Ansteuerelemente erforderlich ist, können die elektrisch leitfähigen Zuleitungen als Draht, Litze, mehradriges Kabel, Paste, Klebstoff, Flexfolie, Gewebe oder als elektrisch leitfähige Flüssigkeit (z. B. Elektrolyt) ausgebildet sein.For the control of the microsystem produced by the method via the control elements, corresponding supply lines are required which contact the control elements. The electrical connections Conclusions can in this case be achieved in part by the provision of collecting electrodes, for example in the case of linear control elements, of connecting pads, for example as soldering points for contacting by the user, and / or of conventional supply lines. In the case of an electrical energy input, as is required in the case of electrical electrodes as control elements, the electrically conductive feed lines can be in the form of wire, stranded wire, multi-core cable, paste, adhesive, flexible film, tissue or as an electrically conductive liquid (e.g. electrolyte) be trained.
Eine mögliche variable Orientierung und wechselseitige Verkettung anisotrop arbeitender Mikrosysteme kann es erfordern, mehrere Kontaktstellen für jedes der Mikrosysteme vorzusehen. Derartige Kontaktstellen können bspw. durch Steckverbindungen gebildet werden. Die Langzeitzuverlässigkeit der Kontaktstellen lässt sich durch die zusätzliche Einführung einer Verklebung verbessern. Der dazu notwendige Klebstoff kann bspw. aus dem Mikrosystem selbst stammen, in dem z. B. die UV-Härtung im Bereich der Anschlusspads bei einer kombihärtenden Vergussmasse verhindert wird, wobei die Möglichkeit der thermischen Nachhärtung nach Her- Stellung der Steckverbindung besteht. Weiterhin kann der notwendige Klebstoff von dem eigentlichen Bauteil, z. B. einem Prepeg, selbst stammen oder separat zugeführt werden.A possible variable orientation and mutual chaining of anisotropically operating microsystems may require providing several contact points for each of the microsystems. Such contact points can be formed, for example, by plug connections. The long-term reliability of the contact points can be improved by the additional introduction of an adhesive. The adhesive required for this can originate, for example, from the microsystem itself, in which, for. B. UV curing in the area of the connection pads is prevented with a combination curing casting compound, with the possibility of thermal post-curing after the plug connection has been produced. Furthermore, the necessary adhesive from the actual component, for. B. a prepeg, originate itself or be fed separately.
Die Verklebung erlaubt darüber hinaus die - zumin- dest punktuelle - metallische Berührung der Partner der Steckverbindung und hält sie dauerhaft aufrecht. Die elektrischen Anschlüsse können aus ein und demselben Material sein oder aus verschiedenen Materialien bestehen. Sie können bspw. gemeinsam mit den Ansteuer- elementen auf den Transferträger aufgebracht und mit diesem in die Matrix übertragen werden.In addition, the gluing allows - at least selectively - metallic contact of the partners of the plug connection and maintains them permanently. The electrical connections can be made of the same material or different materials consist. For example, they can be applied to the transfer carrier together with the control elements and transferred to the matrix with this.
Das vorliegende Verfahren eignet sich in vorteilhafter Weise für die Elektrodierung von in Prepeg- Technologie herzustellenden Mikrosystemen. Bei dieser Herstellungsvariante werden die mit der Prepeg-Polymermatrix infiltrierten Piezofasern (Piezofaserlaminat) als Wandlerelemente zwischen zwei gegenüberliegenden, deckungsgleich positionierten Elektrodenstrukturen auf Transferträgem angeliert. Dieser Zustand kann bei Raumtemperatur erhalten werden. Nach Bedarf können diese Prepegs in CFK/GFK-Laminatschichten mit ein- laminiert werden. Anschließend erfolgt die Aushärtung des Werkstoff-Verbundes wie üblich (z. B. Autoklav) unter Anwendung von Temperatur und Druck.The present method is advantageously suitable for the electroding of microsystems to be produced using prepeg technology. In this production variant, the piezo fibers (piezo fiber laminate) infiltrated with the prepeg polymer matrix are gelled onto transfer carriers as transducer elements between two opposite, congruently positioned electrode structures. This condition can be maintained at room temperature. If required, these prepegs can be laminated in CFRP / GFRP laminate layers. The material composite is then cured as usual (e.g. autoclave) using temperature and pressure.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für die in Prepeg-Technologie hergestellten Mikrosysteme ist es, das elektrodierte Piezofaserlaminat in angeliertem Zustand deckungsgleich aufeinander zu stapeln, um dadurch Stapelmikrosysteme herzustellen. Diese Stapelmikrosysteme können anschließend ohne das Einbringen von zusätzlichem Klebstoff nur unter Aufbringung von Druck und Temperatur ausgehärtet werden, so dass die einzelnen Mikrosysteme miteinander verschmelzen, ohne dass es zur Ausbildung einer Grenzschicht zwischen ihnen kommt. Dies erhöht die Langzeitstabilität der- artiger Systeme in erheblichem Maße, da keine Angriffsflächen für Feuchte oder andere äußere Einwirkungen vorliegen, wie sie bspw. durch eine Grenzschicht gebildet werden. Kurze Beschreibung der ZeichnungenAnother possible application for the microsystems manufactured in prepeg technology is to stack the electrodized piezo fiber laminate congruently on one another in the gelled state, in order thereby to produce stacked microsystems. These stacked microsystems can then only be cured without the application of additional adhesive by applying pressure and temperature, so that the individual microsystems fuse together without the formation of an interface between them. This increases the long-term stability of such systems to a considerable extent, since there are no contact surfaces for moisture or other external influences, such as those formed by a boundary layer. Brief description of the drawings
Das vorliegende Verfahren wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Figur nochmals kurz erläutert. Die einzige Figur zeigt hierbei verschiedene Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Mikrosystems gemäß dem vorliegenden Verfahren.The present method is briefly explained again below using an exemplary embodiment in conjunction with the figure. The single figure shows various process steps in the production of a microsystem according to the present method.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention
Das folgende Ausführungsbeispiel zeigt die Herstellung eines adaptronischen Mikrosystems, bei dem als Wandlerelemente piezoelektrische Fasern und als Ansteuerelemente elektrisch leitfähige Elektroden aus Leitklebstoff eingesetzt werden.The following exemplary embodiment shows the production of an adaptronic microsystem in which piezoelectric fibers are used as transducer elements and electrically conductive electrodes made of conductive adhesive are used as control elements.
Bei der Herstellung des Mikrosystems wird zunächst eine Polymerfolie als Transferträger 4 bereitgestellt. Auf die Oberfläche dieses Transferträgers 4 (erste Oberfläche) wird mittels Siebdruck ein elektrisch leitfähiger Klebstoff zur Bildung einer Interdigital- Elektrodenstruktur 3 aufgebracht. Der elektrisch leitfähige Klebstoff wird anschließend z. B. mittels UV-Strahlung oder Temperatureinwirkung vollständig ausgehärtet oder nur teilweise angehärtet (Figur la) .When manufacturing the microsystem, a polymer film is first provided as a transfer carrier 4. An electrically conductive adhesive for forming an interdigital electrode structure 3 is applied to the surface of this transfer carrier 4 (first surface) by means of screen printing. The electrically conductive adhesive is then z. B. fully cured by means of UV radiation or temperature or only partially cured (Figure la).
Vor oder nach dieser Verbindung der Elektroden 3 mit dem Transferträger 4 werden die piezoelektrischen Fasern 2 in eine flüssige Polymermatrix 1 eingebettet, wie dies aus Figur lb ersichtlich ist, und gegebenenfalls an- oder durchgehärtet. Nach dieser Infiltration wird der mit der Interdigital-Elektrodenstruktur 3 versehene Transferträger 4 auf beiden Seiten deckungs- gleich auf die Polymermatrix 2 aufgedrückt bzw. in diese Matrix eingedrückt, so dass die Elektroden 3 die Fasern 2 berühren. Anschließend erfolgt eine Anhärtung der Matrix 1 mittels Strahlung oder Temperatur. Die Härtung findet unter definiertem mechanischem Druck statt, um die Berührung zwischen den piezoelektrischen Fasern 2 und den Elektroden 3 aufrecht zu erhalten und damit die elektrische Kontaktierung zu gewährleisten. Hierbei ist bei Aufwendung eines entsprechenden An- pressdrucks auch möglich, die Fasern 2 in den angehärteten Leitklebstoff der Elektroden 3 zu drücken, so dass die Fasern 2 von den Elektroden 3 ganz oder teilweise umhüllt werden.Before or after this connection of the electrodes 3 to the transfer carrier 4, the piezoelectric fibers 2 are embedded in a liquid polymer matrix 1, as can be seen from FIG. 1b, and hardened or hardened if necessary. After this infiltration, the transfer support 4 provided with the interdigital electrode structure 3 is covered on both sides immediately pressed onto the polymer matrix 2 or pressed into this matrix so that the electrodes 3 touch the fibers 2. The matrix 1 is then cured by means of radiation or temperature. The hardening takes place under defined mechanical pressure in order to maintain contact between the piezoelectric fibers 2 and the electrodes 3 and thus to ensure the electrical contact. If a corresponding contact pressure is applied, it is also possible to press the fibers 2 into the hardened conductive adhesive of the electrodes 3, so that the electrodes 3 completely or partially envelop the fibers 2.
Nach dem Aushärten der Polymermatrix 1 wird der Transferträger 4 abgezogen. Hierbei ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Haftung der Elektroden 3 am Transferträger 4 geringer ist als an der Polymermatrix 1 (Figur ld) .After the polymer matrix 1 has hardened, the transfer carrier 4 is pulled off. It is of crucial importance here that the adhesion of the electrodes 3 to the transfer carrier 4 is less than to the polymer matrix 1 (FIG. 1d).
Nach der Entfernung des Transferträgers 4 liegt ein Mikrosystem 5 vor, wie es in Figur ld dargestellt ist. Die Elektroden 3 haben hierbei direkten Kontakt zu den Fasern 2 und sind gleichzeitig von der Polymer- matrix 1 vollständig umschlossen.After removal of the transfer carrier 4, there is a microsystem 5, as shown in FIG. 1d. The electrodes 3 have direct contact with the fibers 2 and at the same time are completely enclosed by the polymer matrix 1.
Selbstverständlich lässt sich auch eine Ausgestaltung realisieren, bei der in Figur lc die Elektroden 3 nicht bis an die Piezofasern 2 gedrückt werden, so dass zwischen den Piezofasern 2 und den Elektroden 3 ein Zwischenraum mit Polymermaterial verbleibt . Bei nicht vollständigem Aushärten der Polymermatrix 1 können auch mehrere derartiger Mikrosysteme 5 zunächst übereinander gestapelt und erst anschließend unter Anwendung von mechanischem Druck - und gegebenenfalls Temperatur und/oder UV-Strahlung - vollständig ausgehärtet werden, so dass ein Stapelmikrosystem entsteht (vgl. Figur le) . Of course, an embodiment can also be implemented in which the electrodes 3 in FIG. 1c are not pressed against the piezo fibers 2, so that a gap with polymer material remains between the piezo fibers 2 and the electrodes 3. If the polymer matrix 1 is not fully cured, a plurality of such microsystems 5 can also be stacked one above the other and only then cured completely using mechanical pressure - and possibly temperature and / or UV radiation - so that a stacked microsystem is created (see FIG. 1). ,
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Polymermatrix1 polymer matrix
2 Wandlerelemente, z. B. piezoelektrische Fasern2 converter elements, e.g. B. piezoelectric fibers
3 Ansteuerelemente, z. B. Elektroden3 control elements, e.g. B. electrodes
4 Transferträger4 transfer carriers
5 Mikrosystem 5 microsystem

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von adaptronischen1. Process for the production of adaptronic
Mikrosystemen, bei dem ein oder mehrere Wandlerelemente (2) in eine Matrix (1) eingebettet und ein oder mehrere Ansteuerelemente (3) zurMicrosystems, in which one or more transducer elements (2) are embedded in a matrix (1) and one or more control elements (3) for
Ansteuerung und/oder zum Übertragen von Signalen der Wandlerelemente (2) auf die Matrix (1) aufgebracht oder in die Matrix (1) eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen oder Einbringen der Ansteuerelemente (3) auf bzw. in die Matrix (1) durch folgende Schritte erfolgt:Control and / or for transmitting signals from the converter elements (2) to the matrix (1) or to the matrix (1), characterized in that the application or introduction of the control elements (3) to or into the matrix ( 1) through the following steps:
- lösbares Verbinden der Ansteuerelemente (3) mit einer ersten Oberfläche eines Transferträgers (4) ;- Detachable connection of the control elements (3) to a first surface of a transfer carrier (4);
- Auf- bzw. Einbringen des Transferträgers (4) mit den Ansteuerelementen (3) auf bzw. in die Matrix (1) , so dass die erste Oberfläche des Transferträgers (4) zu den Wandlerelementen (2) gerichtet ist; und- Applying or introducing the transfer carrier (4) with the control elements (3) onto or into the matrix (1) so that the first surface of the transfer carrier (4) is directed towards the transducer elements (2); and
- Abziehen des Transferträgers (4) .- Pull off the transfer carrier (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein folien-, blatt- oder plattenförmig ausgebildeter Transferträger (4) eingesetzt wird, mit dessen erster Oberfläche die Ansteuerelemente (3) haftend verbunden werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that a film, sheet or plate-shaped transfer carrier (4) is used, with the first surface of the control elements (3) are adhesively connected.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Ansteuerelemente (3) mit dem Transferträger (4) derart erfolgt, dass die Haftung der Ansteuerelemente (3) am Transferträger (4) geringer ist als die Haftung der Ansteuerelemente (3) an der Matrix (1) .3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the connection of the control elements (3) with the transfer carrier (4) is such that the liability of the control elements (3) on the transfer carrier (4) is less than the liability of the control elements ( 3) on the matrix (1).
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Haftung der Ansteuerelemente (3) am Transferträger (4) und/oder der Matrix (1) derart modifiziert wird, dass die Haftung der Ansteuerelemente (3) am Transferträger (4) geringer ist als die Haftung der Ansteuerelemente (3) an der Matrix (1) .4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the adhesion of the control elements (3) to the transfer carrier (4) and / or the matrix (1) is modified such that the adhesion of the control elements (3) to the transfer carrier (4) is less than the adhesion of the control elements (3) to the matrix (1).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbringen oder Aufbringen der5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that after the introduction or application of the
Ansteuerelemente (3) in bzw. auf die Matrix (1) eine Zwischenhärtung der Matrix (1) und/oder der Ansteuerelemente (3) vorgenommen wird.Control elements (3) in or on the matrix (1) an intermediate hardening of the matrix (1) and / or the control elements (3) is carried out.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelemente (3) mittels einer Drucktechnik auf den Transferträger (4) aufgebracht werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the control elements (3) are applied to the transfer carrier (4) by means of a printing technique.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelemente (3) mittels einer Tintenstrahltechnik auf den Transferträger (4) aufgebracht werden.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control elements (3) by means of a Inkjet technology can be applied to the transfer carrier (4).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelemente (3) durch Dispensen auf den Transferträger (4) aufgebracht werden.8. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the control elements (3) are applied to the transfer carrier (4) by dispensing.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Ansteuerelemente (3) Elektroden in Interdigitalanordnung auf den Transferträger (4) aufgebracht werden.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that electrodes are applied in an interdigital arrangement to the transfer carrier (4) as control elements (3).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Ansteuerelemente (3) Elektroden aus elektrisch leitfähigem Klebstoff auf den Transferträger (4) aufgebracht werden.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that electrodes made of electrically conductive adhesive are applied to the transfer carrier (4) as control elements (3).
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitfähige Klebstoff nach dem Aufbringen, insbesondere durch Beaufschlagung mit Strahlung oder durch Temperatureinwirkung, teilweise angehärtet oder vollständig ausgehärtet wird.11. The method according to claim 10, characterized in that the electrically conductive adhesive is partially hardened or fully hardened after application, in particular by exposure to radiation or by the action of temperature.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Transferträger (4) mit den Ansteuer- elementen (3) unter Anwendung von mechanischem Druck auf die Matrix (1) aufgedrückt oder in die Matrix (1) eingedrückt und die Matrix, insbesondere durch Beaufschlagung mit Strahlung oder durch Temperatureinwirkung, teilweise angehärtet oder vollständig ausgehärtet wird.12. The method according to any one of claims 10 or 11, characterized in that the transfer carrier (4) with the control elements (3) is pressed onto the matrix (1) using mechanical pressure or into the The matrix (1) is pressed in and the matrix is partially hardened or completely hardened, in particular by exposure to radiation or by the action of temperature.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Ansteuerelemente (3) elektrisch leitfähige Filme oder Folien eingesetzt werden.13. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that electrically conductive films or foils are used as control elements (3).
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelemente (3) als elektrisch leitfähige Linien-, Netz- oder Gitterstrukturen auf den Transferträger (4) aufgebracht werden.14. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the control elements (3) are applied to the transfer carrier (4) as electrically conductive line, network or grid structures.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelemente (3) aus einem intrinsisch oder extrinsisch elektrisch leitfähigem Material gebildet werden.15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the control elements (3) are formed from an intrinsically or extrinsically electrically conductive material.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Ansteuerelemente (3) Lichtwellenleiter eingesetzt werden.16. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that optical fibers are used as control elements (3).
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Wandlerelemente (2) Piezoelektrika,17. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that as transducer elements (2) piezoelectric,
Magnetostriktiva, Formgedächtnislegierungen oder Nanotubes eingesetzt werden. Magnetostrictives, shape memory alloys or nanotubes can be used.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelemente (3) unter Herstellung eines direkten Kontaktes auf die Wandlerelemente (2) aufgebracht werden.18. The method according to any one of claims 1 to 17, characterized in that the control elements (3) are applied to the transducer elements (2) while making direct contact.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mit den AnSteuerelementen (3) verbundene oder verbindbare Anschlusselemente mit dem zumindest einen Transferträger (4) oder einem oder mehreren weiteren Transferträgem verbunden und in gleicher Weise wie die Ansteuerelemente (3) auf oder in die Matrix (1) übertragen werden.19. The method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that connection elements connected or connectable to the control elements (3) are connected to the at least one transfer carrier (4) or one or more further transfer carriers and in the same way as the control elements (3) be transferred to or into the matrix (1).
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Transferträger (4) eine Polymerfolie eingesetzt wird.20. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that a polymer film is used as the transfer carrier (4).
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Transferträger (4) ein Blatt Vliespapier eingesetzt wird.21. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that a sheet of non-woven paper is used as the transfer carrier (4).
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als Transferträger (4) ein Blatt beschichtetes Papier eingesetzt wird.22. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that a sheet of coated paper is used as the transfer carrier (4).
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerelemente (3) derart in die Matrix (1) eingebracht werden, dass sie von der Matrix (1) vollständig umgeben sind.23. The method according to any one of claims 1 to 22, characterized in that the control elements (3) in the matrix (1) that they are completely surrounded by the matrix (1).
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der hergestellten Mikrosysteme vor dem vollständigen Aushärten der Matrix (1) übereinander gestapelt und anschließend unter Anwendung von mechanischem Druck und Temperatur vollständig ausgehärtet werden. 24. The method according to claim 23, characterized in that a plurality of the microsystems produced are stacked one above the other before the matrix (1) has completely hardened and are then fully hardened using mechanical pressure and temperature.
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