Electrónica impresa: una tecnología del pasado y del futuro

La electrónica impresa (PE, por sus siglas en inglés) es un negocio de interconexión nuevo y en rápido crecimiento. Tiene su origen en los teclados flexibles impresos para electrodomésticos y para las tecnologías en expansión en revistas y literatura sofisticada. La ironía de la PE es que probablemente fue la primera tecnología empleada durante la Segunda Guerra Mundial y todos los circuitos impresos le deben su origen a la PE.

APLICACIONES

Lo más emocionante de la PE son todas las nuevas aplicaciones y mercados que abrirá. En la Figura 1 se muestran solo diez de los mercados que actualmente están siendo explorados por los desarrolladores de PE. Para la mayoría de estos mercados, las aplicaciones son de corta duración y los sustratos de PE pueden ser desechables. Algunas aplicaciones ya se han establecido, como los teclados flexibles, los sensores de glucosa impresos y las etiquetas RFID impresas. Otras, como las máscaras de crema para arrugas cosméticas alimentadas por baterías impresas y electrolitos electroforéticos, ni siquiera están en esta lista.

MATERIALES

Los materiales continúan siendo el mayor desafío para los desarrolladores de PE. Dado que muchas aplicaciones de PE son sensibles al costo, las tintas conductoras actuales de plata y los aislantes de películas de poliimida son demasiado caros para sus aplicaciones. Los aislantes actuales como candidatos se muestran en la Tabla 1 y los conductores en la Tabla 2.

Las investigaciones parecen favorecer las nano-tecnologías de vidrio, papel plastificado y PET como sustratos y el cobre, grafito/grafeno y los nanotubos de carbono (CNT) como conductores.

TABLA 2: Materiales conductivos y tintas adecuadas para PE

PROCESOS DE FABRICACIÓN

La Electrónica Impresa remite a la impresión de bajo costo como las revistas. Esa tecnología es una de nuestras más antiguas y automatizadas. Pero otras tecnologías de impresión se muestran en la Figura 2.

Los diversos métodos de impresión de tintas se caracterizan en función de su resolución (en micrones) y rendimiento en metros cuadrados por segundo.        

Una tabla más detallada de impresión se muestra en la Tabla 3. Lista la velocidad, resolución, grosor de la película (en micrones) y viscosidad de las tintas que puede usar.

HERRAMIENTAS DE DISEÑO

Si has actualizado a Altium Designer^® 19, es posible que hayas notado que tiene la capacidad de diseñar Electrónica Impresa. Esto es afortunado, porque muchas ideas e innovaciones electrónicas pueden tomar la forma de un sustrato electrónico impreso. La impresión 3D ahora puede realizar electrónica impresa utilizando pastas de plata y varios aislantes, tintas resistivas y capacitivas. Pronto estarán disponibles también tintas semiconductoras (tipo P & N) así como pastas OLED. A medida que la tecnología se vuelve más popular, se desarrollarán otras tintas especiales así como sustratos mejorados similares al papel.

Para una explicación completa y detallada de la electrónica impresa, descarga y lee mi Capítulo 11: Electrónica Impresa, pp. 380-444 en el eBook de Joseph Fjelstad: Tecnología de Circuitos Flexibles-Cuarta Edición en www.iconnect007.com

FIGURA 2. Nueve métodos de impresión de alta velocidad en función de su resolución

TABLA 3. Más detalles sobre las características de la impresión de alta velocidad disponible hoy en día con indicación del rango de viscosidad de las tintas que puede emplear

REFERENCIAS:

1. Asociación de Electrónica Orgánica e Impresa, revista OPE, 1-2007, www.ope-journal.com