Täglich entwickeln wir neue Ideen, Technologien und Verfahren, mit denen wir unseren Kunden entscheidende Wettbewerbsvorteile verschaffen. Nur ein Beispiel: Seit bald 20 Jahren verwenden wir gedruckte Elektronik für unsere Glas-basierten HMIs. Das bedeutet, dass wir – wo es technisch sinnvoll ist – Schaltungen auf das Glas drucken und elektronische Bauteile direkt auf das Glas bestücken. Das hält zunächst einmal die empfindlichen Signalleitungen zwischen den PCAP-Sensoren und deren Auswerteelektronik so kurz wie nur möglich.
Das Entwickeln solcher Technologien ist die eine Bedeutung von „mind over glass“. Man kann diesen Titel aber auch so verstehen, dass wir damit alle Designer, Konstrukteure und Entwickler dezent motivieren möchten, sich mit uns auf eine Entdeckungsreise in die Welt dieses faszinierenden, nachhaltigen und umweltfreundlichen Werkstoffes zu begeben.
IMPAeGlass – Gedruckte Elektronik auf Glas
Gedruckte Elektronik auf Glas ist unser Steckenpferd. Seit bald 20 Jahren bringen wir Leiterbahnen und komplette Schaltungen per Siebdruck direkt auf Glassubstrat. Für unsere Kunden ergeben sich daraus innovative Möglichkeiten für modernes, hochwertig anmutendes HMI-Design. So lässt sich in zahlreichen Anwendungsbereichen die herkömmliche Leiterplatte durch Glas ersetzen.
Unterschiedliche Farbschichten bringen wir mittels anorganischem und vor allem umweltfreundlichem keramischen Siebdruck auf das Glas. Für die Elektronik werden diese dann um den funktionalisierten Druck von Leiterbahnstrukturen und elektronischen Schaltungen ergänzt. Das Elektronik-Layout ist von vorne nicht sichtbar. Im nachfolgenden Härteprozess emaillieren die einzelnen Funktionsschichten zu einem stoffschlüssigen Verbund.
Die entsprechenden Druckvorlagen fertigen wir mittels hochauflösender Belichtungssysteme im Haus. In Serie realisierbar sind Strukturbreiten bis 80 µm (fine pitch).
Das elektronisch funktionalisierte Glas mit seiner gedruckten Schaltung wird anschließend konventionell SMD-bestückt. Übliche Microcontroller der Bauformen QFN (bzw. MLF), SOP oder SSOP lassen sich problemlos verarbeiten.
LED-Leuchte ohne Platine – die gesamte Elektronik, einschließlich Spannungswandler, ist direkt auf das Glas bestückt.
Chip on Glass
Der Elektronik-Druck auf Glassubstrat bietet ästhetisch ansprechende wie optisch anspruchsvolle Einsatzmöglichkeiten, von der Licht- und Gebäudesteuerung über die Industrie- bis hin zur Medizintechnik: hinterleuchtete Schalter und Taster, Slider oder Encoder-ähnliche Eingabeelemente mit kapazitiver Touch-Funktion für innovative Bedieneinheiten und Eingabepanels. Anzeige-, Leucht- und Bedienfunktionen bilden ein einziges Glas-Touch-Element, welches stabil, platzsparend, leicht zu reinigen und problemlos zu desinfizieren ist.
In unseren Schaltungen setzen wir in aller Regel 32-bit-PSoC von Cypress ein. Für uns besonders wichtig: Die einfache Konfigurierbarkeit der analogen und digitalen Funktionen, sowie die freie Zuordenbarkeit der IOs zu den Pins. Letzteres hilft uns, Layout- und Funktions-Entwicklung zu entkoppeln und agil zu parallelisieren.
Mit CapSense bieten diese PSoC zudem ausgeklügelte Möglichkeiten, Tasten, eindimensionale Schieberegler (Slider) oder zweidimensionale Eingabefelder (Touchpad) zu realisieren.
Dank ihrer Rechenleistung (bis ARM Cortex-M3) sowie der konfigurierbaren Funktionsblöcke, können unsere Controller alle Aufgaben übernehmen, die in Elektro-Kleingeräten, Medizingeräten oder intelligenten Messgeräten anfallen. Dort ist dann keine einzige weitere Platine mehr erforderlich – die gesamte Elektronik für HMI, Display, Gerätesteuerung, Ankopplung von Sensoren oder WLAN-Konnektivität… befindet sich auf dem Glas.
Ein weiterer Einsatzbereich sind Hochtemperatur– oder Hochfrequenzanwendungen. Denn Glas – mit seinen HTCC– und LTCC-ähnlichen Eigenschaften – ist dafür ein ideales Substrat.
Die von uns eingesetzten PSoC haben genügend Leistungsreserven, um Sensoren auszulesen, Daten zu verarbeiten und Konnektivität bereit zu stellen – und ersparen Ihnen Aufwände für zusätzliche Elektronik im Gerät.
Bestens geschützt: Gedruckte elektronische Systeme hinter Glas
Von vorne: Gefälliges Design und die unvergleichliche Haptik eines edlen Werkstoffs. Auf der Rückseite gedruckte Elektronik auf Glas mit einem leistungsfähigen embedded-Rechner. Sondern auch die individuell auf Ihr Produkt abgestimmte Montagelösung mit Abdeckrahmen, Lichtführungen, ESD-Schutz, Befestigungsmöglichkeiten, Klebepunkten, Verguss…
Mit unseren „Systems behind glass“ machen wir aus vielen Einzelteilen eine einbaufertige Baugruppe. Sparen Ihnen Material-, Montage- und Prozesskosten. Reduzieren Fehlerquellen, verkürzen Lieferzeiten und minimieren Risiken der Lieferkette. Schnittstellen zwischen Menschen und Maschinen, also HMIs, sind dabei nur ein Bereich dessen, was unsere Systemtechnik möglich macht.
Wäre vielleicht ein Microlabor mit tiefgreifenden Analysefunktionen und Drahtloskommunikation etwas für Sie? Funktionalisierung auf kleinsten Glasflächen?
Kanäle, Kavitäten, Reaktionskammern etc. zu erzeugen, ist für unsere Laserbearbeitung ebenso wenig ein Problem, wie Lichtschutz für unseren Siebdruck. Ebenfalls mit auf dem Glas: Die Elektronik, welche die physikalischen, chemischen oder optischen Messwerte zusammenfasst und auswertet. Mit drahtloser Anbindung oder nur gut/schlecht-Anzeige, mit Touch-Display, oder ohne. Mit Batterie. Oder mit Energy-Harvester…
Nur die Gesetze der Physik oder der Chemie setzen Ihrer Kreativität Grenzen!
Eines unserer ersten digitalen Bedienpanels für Wanne und Brause. Mit zwei Microcontrollern, programmierbaren Presets, Sicherheitssperre, IP69K…
Fertige Plattformen
Die Umsetzung Ihrer Ideen und Vorstellungen in Produkte mit Wow-Effekt, in Hingucker mit kaum kopierbaren Alleinstellungen, unterstützen wir mit einem breiten Portfolio an ausentwickelten Technologie-Plattformen. In handwerklicher Perfektion entwickelt, in industrielle Prozesse umgesetzt und durch gewerbliche Schutzrechte weitreichend abgesichert. Unwahrscheinlich, dass Sie auch nur einen Teil davon wo anders auf dieser Welt finden.
Machen Sie sich in Ruhe mit unseren Technologie-Plattformen vertraut – oder nehmen Sie ganz einfach Kontakt mit uns auf. Wir beraten und begleiten Sie von Anfang an – nur Ihrer Applikation und deren bestmöglichen Umsetzung verpflichtet.
Weiterführende Informationen:
Das zentrale Bedienelement von Trainingsgeräten – unempfindlich gegen Wasser und Schweiß. Mehrfarbige Displays und Bluetooth-Kommunikation mit der persönlichen Fitness-App…
Ihr kurzer Weg zum Prototyp
Laserstrukturierung und Digitaldruck sorgen nicht nur dafür, dass in der Entwicklungsphase kaum Werkzeugkosten anfallen, sondern auch für eine schnelle Umsetzung Ihrer Vorstellungen in einen Hands-On-Prototyp. Oder mehrere. Oder eine kleine Serie, die Sie Ihren besten Kunden zur Erprobung zur Verfügung stellen können, um vor der Markteinführung Usability-Tests zu machen und Anwendungserfahrung zu sammeln. Egal, wie Ihre Roadmap aussieht – verlassen Sie sich von Anfang an auf unsere Erfahrung und die tatkräftige Unterstützung durch unsere Spezialisten.
Weiterführende Informationen:
Vorderseite und – um 90° gedreht – die Rückseite eines ansprechenden und unempfindlichen Zeiterfassungs-Terminals.
Die IMPA-Story
Alle unsere Technologie-Plattformen beginnen mit den vier Buchstaben IMPA. Diese stehen nicht für „industrielle maximale Prozess-Ausbeute“ und auch nicht für „Irlbacher makes perfect applications“. Es sind schlicht die ersten vier Buchstaben des englischen Wortes IMPAct. Denn alle diese Technologie-Plattformen basieren auf gehärtetem Glas – also „impact-resistant glass“.
Weiterführende Informationen:
Glas und keramischer 3D-Druck in vollendeter Symbiose: Der admaflex 130 von ADMATEC ist ein echter Hingucker. Seine Glasfront ist sicher – dank Irlbacher IMPA-Technologie. Foto © Admatec Europe
Die IMPAtouch-Story – oder wie die gedruckte Elektronik aufs Glas kam
Touch-Displays sind eine feine Sache, wenn man, wie bei Smartphones – den Bauraum kompakt halten und gut gegen Störeinflüsse von außen abschirmen kann. Einbauherde, Duscharmaturen oder Industriesteuerungen sind da eine andere Nummer. Was haben wir nicht alles ausprobiert, um Fehlauslösungen zu verhindern. Kurze Leitungen. Geschirmte Kabel. Elektronik auflaminiert. Große Masseflächen. Niederohmige Ableitung… Nichts von alledem hat wirklich gut funktioniert.
Bis jemand die Idee aussprach: „Lasst uns doch die Elektronik hinten auf das Glas bestücken. Dann haben wir die kürzest möglichen Signalleitungen – unter dem Strich kann das doch nicht aufwändiger sein, als diese ganzen Tricksereien.“ Die Euphorie wich mit den ersten Recherchen schnell der Ernüchterung: So etwas war nirgends beschrieben, auch die Spezialisten der Mikrosystemtechnik zuckten mit den Schultern. Davon hatten sie noch nie gehört. „Ausprobieren“ hieß die häufigste Antwort.
Das taten wir. Nach zahllosen Versuchen und Rückschlägen fanden wir die Materialien, die zu unseren etablierten Fertigungsschritten passten. Erarbeiteten uns die Prozesse und das Prozesswissen, um industrielle Serienfertigung von Elektronik betreiben zu können. Bauten Mitarbeiter auf – und Entwicklungskapazitäten. Gingen über Jahre voll ins Risiko – wie es vermutlich nur Familienunternehmen tun, die an den langfristigen Erfolg ihrer Ideen glauben.
Doch der Erfolg von IMPAtouch gab uns von Anfang an Recht: Gleich die erste Baugruppe war eine richtige Herausforderung. Ziemlich komplex und alles andere, als ein Spaziergang. Doch gefertigt wird sie noch heute, mehr als ein Jahrzehnt später.
Die Frontblende eines Heißgetränke-Automaten für die Gastronomie, mit IMPAtouch und IMPAsense, IMPAled und IMPAfeel…
