Experten aus Montreal arbeiten mit NRC zusammen, um intelligente 5G-Oberflächenlösungen zu entwickeln

22. juni 2021

Mit der Integration gedruckter Elektronik in industrielle und kommerzielle Produkte und Lösungen hat sich der Begriff "gedruckte Elektronik" mittlerweile durchgesetzt. Während es gedruckte Elektronik und e₂ip-Technologie verwendet, kooperiert es mit dem National Research Council of Canada (NRC), um die Materialwissenschaft und Herstellung von In-Mold-Elektronik voranzutreiben, und kooperiert mit dem Canadian Communications Research Center (CRC) bei der Entwicklung seines 5G smarte Oberflächentechnik. Dieser Artikel beschreibt diese Technologien.

Was ist ein elektronisches In-Mold-Produkt?

In Mold Electronics wird zu einem Schlagwort in der Human Machine Interface (HMI)-Branche. Es ist nicht üblich, die Komplexität zwischen dem Designprozess und der Herstellung eines fertigen IME-Produkts zu verstehen, daher hilft eine vereinfachte Erklärung, die Vorteile der Technologie zu verstehen.

industrielles Design

IME-Design beginnt mit der Erstellung von 3D-Oberflächen durch Industriedesign-Experten, die eine Vision und Intuition darüber haben, wie Benutzer mit Geräten interagieren. Von der Berührung über die Beleuchtung bis hin zur Materialauswahl und Integration in die Umgebung werden all diese Attribute verwendet, um das gewünschte Erscheinungsbild zu schaffen. Dies macht die Oberfläche intelligenter, um unser tägliches Leben zu vereinfachen.

Ingenieurwesen

Sobald das Teil in der CAD-Modellphase entworfen wurde, wird die Konstruktion im 2D-Format neu erstellt. An diesem Punkt werden Ingenieure eingreifen und elektronische Fähigkeiten, Know-how in gedruckter Elektronik, Steckverbindermethoden und Beleuchtungstechnologie in Kombination mit Drucktechnologie einsetzen, um komplexe Versionen von Leiterplatten auf dünnen Kunststofffoliensubstraten unter Verwendung spezieller formbarer Materialien zu erstellen. Leitfähige und nichtleitfähige Tinten.

Herstellung

Wenn das Schaltungs- und Grafikdesign abgeschlossen ist, beginnen die eigentlichen Herstellungsprozessschritte. Der erste Schritt stellt die Druckphase dar. Es ist notwendig, die Farbchemie und das Stapeln der Druckschichten zu verstehen. In einigen Fällen wird der gesamte Druckstapel auf einem Film fertiggestellt, in anderen Fällen werden zwei Filme verwendet.

Der zweite Prozessschritt umfasst das Aufnehmen und Platzieren der Komponenten, die zum Hinzufügen von LEDs, passiven Komponenten und in einigen Fällen von Mikroprozessorfunktionen erforderlich sind. Es sollte beachtet werden, dass der Aufnahme- und Platzierungsschritt je nach verwendetem Tintentyp zu einem späteren Zeitpunkt im Prozess verschoben werden kann.

Der dritte Prozessschritt wandelt den flachen Druckbogen in seine beabsichtigte 3D-Benutzeroberflächenform um. Alle Farben und Komponenten auf der Folie werden schließlich exakt in der erwarteten Position in der endgültigen Form des Teils positioniert. Typische Thermoformverfahren umfassen Hochdruckformen und in einigen Fällen Vakuumformen. Die Folie wird beschnitten, mal vor dem Spritzgießen, mal nach dem Spritzgießen, und die Funktion der Schaltung wird überprüft. Das Formen ist der letzte Prozess, bei dem die geformte Folie in eine Form gelegt wird, wobei Harz zwischen die Folien eingespritzt wird, um alle Komponenten einzukapseln. Dies bietet auch eine starre Struktur für die Teile und eine Möglichkeit, sie mit Schraubnaben oder Klemmen zu verbinden.

Fertiges Produkt

IME repräsentiert die Zukunft der HMI in mehreren Branchen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Luft- und Raumfahrt, Automobil, Medizin, Weiße Ware und Industrie. IME bietet Industriedesignern die Freiheit, wirklich innovative Benutzeroberflächen mit glatten Oberflächen zu schaffen, die sich nahtlos in die Umgebung integrieren lassen. Die fertigen Teile sind dünn, leicht, langlebig, kostengünstig und äußerst zuverlässig. Darüber hinaus sind sie einfach zu montieren, haben einen vereinfachten Herstellungsprozess, geringere Montagekosten und einen geringeren CO2-Fußabdruck.

Erweiterung der e₂ip-Technologie IME-Produkte werden als "intelligente Formteile" bezeichnet und können kapazitive Berührungsschalter, verschiedene Beleuchtungstechnologien, Näherungssensoren, gedruckte Heizelemente, Antennen und Abschirmungs technologien umfassen.

Intelligente 5G-Oberfläche

Diese Technologie ist in der gedruckten Elektronik von e₂ ip einzigartig, da sie keine Human Machine Interface (HMI)-Anwendung hat.

Sehen Sie, diese Technik könnte nicht einfacher sein. Die e₂ip 5G Smart Surface ist ein Muster aus feinen Linien, das auf ein dünnes und flexibles Substrat gedruckt wird. Das Design des Musters kündigt die Funktion an.

Anwendung zur Signalumleitung

Zuerst müssen wir die grundlegenden Eigenschaften der Millimeterwellenausbreitung verstehen. Aufgrund der kurzen Wellenlänge können diese Signale weder große Flächen abdecken noch Gebäude, Mauern, Bäume oder feste Strukturen durchdringen. Daher werden Millimeterwellen-5G-Netze immer "tote Zonen" haben, insbesondere in dichten städtischen Konfigurationen. Um die Abdeckung auf diese "toten Zonen" auszudehnen, haben Anbieter Kleinzellenantennen eingesetzt. Diese Antennen benötigen für den Betrieb Strom und viele Installationsressourcen. Die 5G Smart Surface ist passiv, benötigt keine Stromquelle und ist eine kostengünstige Alternative, um je nach Netzwerkdesign und Anforderungen einen Teil der Gesamtzahl der in einem 5G-Netzwerk benötigten Small Cells zu ersetzen.

Da diese Technologie passiv ist, ist die Installation relativ einfach. Die e2ip 5G Smart Surface wird auf die Oberfläche aufgebracht und in Sichtlinie des 5G-Signals platziert, um das Signal in die voreingestellte Richtung umzuleiten. Die Oberfläche kann eine Wand, ein Fenster, eine Werbetafel, ein Gemälde oder eine benutzerdefinierte Tafel sein. Die Abmessungen variieren je nach Design und Netzwerk anforderungen.

Verschiedene Modi bieten verschiedene Funktionen. Zur Signalumleitung kann die 5G Smart Surface (Reflektor) als Spiegel der ausgewählten Frequenz fungieren und das Signal in einem bestimmten Winkel umleiten. Die 5G Smart Surface (Diffusor) leitet das Signal in mehrere Richtungen um. Die Diffusor-Technologie wird verwendet, um tote Zonen in Gebäuden abzudecken oder die Abdeckung von 5G-Außennetzen in dicht besiedelten Städten zu verbessern.

Anwendung zur frequenze blocker

Die 5G-Smart-Oberfläche von e₂ip kann bestimmte frequenze blocker und alle anderen ignorieren. Diese Technologie kann verwendet werden, um die Datenübertragung bei bestimmten Frequenzen von einem Raum zum anderen zu schützen, oder als Schutzschild gegen die Ausbreitung bestimmter Millimeterwellen.

Die Mechanik und Funktionen der Oberfläche können individuell an die spezifischen Bedürfnisse jedes Kunden angepasst werden. Die Technologie ist für den Betrieb unter rauen Außenbedingungen ausgelegt.