Online im Internet; URL: https://www.iws.fraunhofer.de/de/technologiefelder/trennen-und-fuegen/kleben/carBONDshield.html

LGtouch screenphone2009

Touchscreens had been in development for over two decades by this time and in February of 2006 a famous TedTalk was given with a touch screen demo that will blow your mind even in 2017. Using the decades of research and engineering, LG brought it to market first and Apple followed shortly after. The rest is history.

First touchscreensmartphone

Alle elektrischen Systeme und Geräte erzeugen grundsätzlich elektromagnetische Wellen und sind somit Verursacher elektromagnetischer Interferenzen (EMI). Ein wichtiger Faktor bei der fortschreitenden Digitalisierung ist die drahtlose Kommunikation zwischen unterschiedlichsten Geräten. Um diese in der notwendigen hohen Geschwindigkeit, niedriger Latenz und Fehlerrate für eine Vielzahl von Geräten zu ermöglichen, sind neue Funkstandards wie beispielsweise der 5G-Mobilfunk erforderlich. Diese Standards operieren zur Erreichung der Anforderungen bei Frequenzen im ein- (Mobiltelefone) bis zweistelligen (Industrie-4.0) Gigahertz-Bereich. Um trotz zunehmender »elektromagnetischer Verschmutzungen« eine Beeinflussung anspruchsvoller Elektronikanwendungen so gering wie möglich zu halten, werden neuartige Schirmungskonzepte benötigt.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen sollen Schirmungsanwendungen auf Polyurethan- sowie Silikonbasis im Projekt »carBONDshield« zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) evaluiert und optimiert werden. Dabei werden sowohl Klebstoffsysteme für die Verbindung und Abdichtung als auch Verguss- und Beschichtungssysteme für die Kapselung elektronischer Komponenten betrachtet.

LGtouch screenphone2010

Im Projekt »ESDBond« haben das Kunststoff-Zentrum (SKZ) und das Fraunhofer IWS erfolgreich flexible elektrisch leitfähige Kleb-und Vergusssysteme zur Ableitung elektrostatischer Ladungen modifiziert.

Darüber hinaus können durch den Einsatz hoher Frequenzen auch häufiger Interferenzen einzelner Komponenten innerhalb der elektronischen Komponenten auftreten. Durch die fortschreitende Miniaturisierung der Geräte müssen immer mehr Funktionen auf engstem Bauraum untergebracht werden, weshalb klassische Verfahren, wie die Kapselung durch metallische Schirmbleche, nicht nur wegen ihrer begrenzten Schirmleistung an Grenzen stoßen. Gleichzeitig steigen auch die Anforderungen gegenüber Geräteausfällen und Zuverlässigkeit, zum Beispiel bei mobilen Geräten, Wearables, Transportelektronik, Industriesteuerungen.

LGPradaphone2006

LGtouch screenphone2008

Quelle: Fraunhofer-GesellschaftFraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS - Untersuchungen zum Abschirmungsverhalten Carbon-Nanotube-modifizierter flexibler Dichtklebungen sowie Verguss- und Beschichtungslösungen für elektromagnetische Interferenzen (carBONDshield)

Die Entwicklung elastischer Abschirmungssysteme beispielsweise auf Basis von Polyurethanen oder Silikonen mit minimalen Füllstoffgehalten weist eine hohe Relevanz auf. Im IGF-Projekt ESDBond haben SKZ und das Fraunhofer IWS bereits erfolgreich flexible elektrisch leitfähige Kleb und Vergusssysteme zur Ableitung elektrostatischer Ladungen modifiziert. Dabei wurden durch den Zusatz geringster Mengen Carbon Nanotubes erhebliche Verringerungen des elektrischen Volumenwiderstands (bis zu 13 Größenordnungen) erreicht, wodurch die elektrisch leitfähigen Modifikationen auch nur mit moderaten Preisänderungen der Ausgangsysteme verbunden sind.

Did You Know That (DYKT) in December of 2006 LG first started sharing information on their “Prada” phone. It was launched in May of 2007 making it the first capacitive touchscreen phone that could be fully operated without the use of a stylus. The LG Prada was rectangular in shape, icon based and was brought to market two months before Apple released the iPhone.

Aktuelle Lösungen bestehen beispielsweise im metallischen Beschichten von gekapselten Komponenten mittels Physical Vapor Deposition (PVD), Spray- oder Inkjet-Verfahren. Wesentliche Kostentreiber bilden hierbei insbesondere die erforderliche Vakuumtechnik (PVD) oder die Handhabung sowie Lagerung der zumeist hochgefüllten Silbertinten. Die resultierenden Schichten sind zumeist starr und spröde, sodass sie für flexible Elektronikanwendungen nur eine eingeschränkte Eignung aufweisen.

Mit der weiteren Elektronisierung sowie Digitalisierung der Lebensbereiche werden sich diese Herausforderungen weiter verschärfen, da immer mehr und zugleich auch immer leistungsfähigere Quellen für stark fluktuierende elektromagnetische Störfelder hinzukommen. Daher sind technische Lösungen für die zuverlässige Schirmung elektromagnetischer Felder, insbesondere in hochfrequenten Bereichen, erforderlich.

Bonus DYKT – Although both LG and Apple released the first touch screen phones in 2007, the first smart phones were released in the mid 1990s. Depending on your definition of what a smart phone is it could have been as early as 1992 when IBM released the Simon Personal Communicator. Want more… read the rest here.

Neben der Untersuchung gleichartiger homogener CNT-Netzwerke liegt der Schwerpunkt der Arbeiten insbesondere auch auf der Betrachtung segregierter Füllstoffnetzwerke, die mehr als eine Art von Füllstoffen umfassen Dies beinhaltet bspw. neben verschiedenen Kohlenstoffallotropen auch den Einsatz weiterer Füllstoffe, wie z. B. Silber-Nanodrähte (AgNWs) oder weichmagnetischer Additivmischungen. Darüber hinaus sollen Konzepte entwickelt werden, um mit diesen Materialien Mehrschichtstrukturen mit verbesserter Schirmung aufzubauen. Hierdurch sollen höhere Durchsätze und niedrigeren Umsetzungskosten für leistungsfähigere EMI-Abschirmlösungen erreicht werden.