Suchen

Innome

Gedruckte Elektronik – so günstig, dass sie für Wegwerfprodukte taugt

| Autor/ Redakteur: Eike Kottkamp / Alexander Stark

Der intelligente Katheter, der frühzeitig die Symptome einer Blasenentzündung erkennt, oder die Injektionsnadel, die den Blutdruck in der Vene oder Arterie messen kann – die Ideen, invasive Consumables intelligent werden zu lassen, sind vielseitig. Sensoren liefern die dazu notwendigen Informationen.

Firmen zum Thema

Katheter mit umwickeltem multiparametrischem Foliensensor. Die Kontaktierung befindet sich im nicht-invasiven Bereich und wurde als Foil-Connector ausgelegt.
Katheter mit umwickeltem multiparametrischem Foliensensor. Die Kontaktierung befindet sich im nicht-invasiven Bereich und wurde als Foil-Connector ausgelegt.
(Bild: Innome)
  • Folienbasierte Sensoren speziell für Anwendungen im Bereich Medizintechnik inklusive Wearables und Biotechnologie
  • Foliensensoren nachträglich auf oder in bestehende Medizinprodukte integrieren

Auch nicht-invasiv können smarte Patches, die kardiovaskuläre Erkrankungen frühzeitig detektieren oder Risikopatienten kontinuierlich überwachen, einen enormen Erkenntnisgewinn und somit Behandlungs- und Patienten-Benefit liefern. Gleiches gilt für die Dehydrierung von Demenzkranken oder auch im Bereich der Wundversorgung von chronischen Wunden, wo die Pflegekraft informiert werden soll, sobald sich eine Sepsis entwickelt.

Ingenieure und Entwickler stehen vor dem Problem, wie man einen Drucksensor an die Spitze der Injektionsnadel bekommt, ohne dass ein starres und volumenkörper-ausgeprägtes Sensorbauelement die Grundform der Nadel verändert und limitiert. Wie gelingt es, einen pH-Sensor in unmittelbare Nähe, in das Exsudat, einer chronischen Wunde zu bringen, ohne die Elastizität der schaum­artigen Wundauflage zu stören? Innome liefert die Antwort mit folienbasierten Sensoren, speziell für Anwendungen im Bereich Medizintechnik inklusive Wearables und Biotechnologie. Die Wertschöpfungskette reicht von der Definition der Druckpasten und Tinten bis hin zur Produktion von hybriden Foliensensoren.

Buchtipp Das Fachbuch „Cybersicherheit" führt grundlegend und praxisnah an die Einrichtung von Schutzmaßnahmen in produzierenden Unternehmen heran. Dabei werden bewusst neue digitale Entwicklungen, wie die Vernetzung industrieller Maschinen und Anlagen durch Industrie-4.0-Technologien, adressiert. „Cybersicherheit“ kann hier versandkostenfrei oder als E-Book bestellt werden.

Das Design und die Aufteilung (Layout) können frei konstruiert werden. So ist es möglich, auf einer Trägerfolie mehrere und/oder verschiedene Sensoren aufzubauen. Somit können auf einem Foliensubstrat unterschiedliche Sensoren realisiert werden, welche im Späteren multiparametrische Messgrößen erfassen können.

Im Aufbau und in der Herstellung eines Foliensensors können verschiedene Verfahren und Elemente kombiniert werden. Bei der Herstellung eines pH-Sensors werden beispielsweise die Zuleitungen aus Silber mittels Siebdruck auf das Trägermaterial aufgebracht. Für den Korrosionsschutz wird eine veränderte Layoutschablone verwendet, womit eine Graphit-Polymere-Paste im Kontaktierungs-Pad-Bereich aufgedruckt wird. Das Aushärten der Schichten geschieht in einem Sinterprozess. Je nach Kombination aus Trägerfolienmaterial und aufgedruckter Paste oder Tinte entscheidet sich, ob ein thermisches Sinterverfahren, Licht- oder Laser-Sintern eingesetzt wird.

Kaschierte Foliensensoren geben Freiheit beim Elektronikdesign

Über einen Pick-and-Place-Prozess ist es möglich, weitere Elemente in den Folienaufbau zu integrieren. Beispielsweise wird bei einem kapazitiven Drucksensor ein elastisches, drucksensitives Material oberhalb der Elektrode angeordnet. Im Weiteren wird die Gegenelektrode, welche sich auf der Deck- bzw. Isolationsfolie befindet, positionsgerecht mit dem Verbund aus Trägerfolie, Basiselektrode und bestücktem, elastischem Element über einen Laminier-Prozess zusammengebracht.

Foliensensoren erlauben unterschiedlichste Designs: Sowohl die Außenkontur des Foliensensors als auch die Anordnungen und Größen der Sensor­elemente sowie die Zuleitungen können frei definiert werden. Der Aufbau des Foliensensors kann auf die Anforderungen der Applikation hin erfolgen. Bedeutet, wenn ein Foliensensor um einen Katheter verlaufen soll, wird für die Verheiratung von Katheter und Foliensensor im Vorfeld unter der Trägerfolie ein Haftvermittler, z.B. ein Heißlaminat oder doppelseitiges Klebeband, vollflächig aufgetragen. Foliensensoren können nachträglich auf oder in bestehende Medizinprodukte integriert werden. Neben dem nachträglichen Einbringen oder Aufbringen können Foliensensoren auch direkt in den Herstellungsprozess integriert werden, beispielsweise durch das Um- oder Hinterspritzen im Spritzgussprozess. Foliensensoren bieten also eine Möglichkeit, die sogenannte Sensorfizierung von Produkten zu realisieren.

Lesen Sie auch:

Weitere Artikel über Elektronik finden Sie in unserem Themenkanal Konstruktion.

* Der Autor: Eike Kottkamp, Geschäftsführer von Innome

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 46162891)