Elektronika drukowana - technologia przeszłości i przyszłości

Elektronika drukowana (PE) to nowa, szybko rozwijająca się dziedzina w biznesie połączeń. Wywodzi się ona z drukowanych elastycznych klawiatur do urządzeń oraz rozwijających się technologii w ekskluzywnych magazynach i literaturze. Ironią PE jest to, że technologia ta była prawdopodobnie pierwszą wykorzystaną podczas II wojny światowej, a wszystkie drukowane obwody zawdzięczają swój początek PE.

ZASTOSOWANIA

Najbardziej ekscytującą rzeczą w PE są wszystkie nowe zastosowania i rynki, które otworzy. Na rysunku 1 przedstawiono tylko dziesięć rynków, które obecnie są eksplorowane przez deweloperów PE. Dla większości z tych rynków, aplikacje są krótkotrwałe, a faktyczne podłoża PE mogą być jednorazowe. Niektóre aplikacje zostały już ustanowione, jak elastyczne klawiatury, drukowane czujniki glukozy i drukowane etykiety RFID. Inne, jak maski na zmarszczki z kremem kosmetycznym zasilane drukowanymi bateriami i elektroforetycznymi elektrolitami, nawet nie znajdują się na tej liście.

MATERIAŁY

Materiały nadal stanowią główne wyzwanie dla deweloperów PE. Ponieważ wiele aplikacji PE jest wrażliwych na koszty, obecne przewodzące tusze ze srebra i izolatory z folii poliimidowych są zbyt drogie dla ich zastosowań. Obecne izolatory jako kandydaci są przedstawione w Tabeli 1, a przewodniki w Tabeli 2.

Badania wydają się faworyzować nanotechnologie szkła, papieru plastycznego oraz PET jako substraty oraz miedź, grafen/grafit oraz nanorurki węglowe (CNT) jako przewodniki.

TABELA 2: Materiały przewodzące i tusze odpowiednie dla PE

PROCESY PRODUKCYJNE

Elektronika drukowana przywodzi na myśl niskokosztowy druk, taki jak w przypadku magazynów. Ta technologia jest jedną z naszych najstarszych i najbardziej zautomatyzowanych. Jednak inne technologie druku są przedstawione na Rysunku 2.

Różne metody drukowania tuszów charakteryzują się w zależności od ich rozdzielczości (w mikronach) i przepustowości w metrach kwadratowych na sekundę.

Bardziej szczegółowa tabela druku jest pokazana w Tabeli 3. Zawiera ona informacje o prędkości, rozdzielczości, grubości filmu (w mikronach) oraz lepkości tuszów, które może wykorzystać.

NARZĘDZIA PROJEKTOWE

Jeśli przeszliście na Altium Designer^® 19, mogliście zauważyć, że posiada on możliwość projektowania Elektroniki Drukowanej. To szczęśliwy zbieg okoliczności, ponieważ wiele pomysłów i innowacyjnych rozwiązań elektronicznych może przyjąć formę drukowanego substratu elektronicznego. Druk 3D może teraz tworzyć elektronikę drukowaną przy użyciu past srebrnych oraz różnych izolatorów, tuszy rezystancyjnych i pojemnościowych. Wkrótce dostępne będą również tusze półprzewodnikowe (typu P i N) oraz pasty OLED. W miarę jak technologia staje się bardziej popularna, będą rozwijane inne specjalne tusze oraz ulepszane substraty podobne do papieru.

Aby uzyskać wszechstronne i dogłębne wyjaśnienie dotyczące elektroniki drukowanej, pobierz i przeczytaj moją Rozdział 11: Elektronika Drukowana, str. 380-444 w eBooku Josepha Fjelstada: Technologia Obwodów Elastycznych-Czwarte Wydanie na www.iconnect007.com

RYCINA 2. Dziewięć metod szybkiego druku jako funkcja ich rozdzielczości

TABELA 3. Więcej szczegółów na temat charakterystyk szybkiego druku dostępnego obecnie z wskazaniem zakresu lepkości tuszy, które może wykorzystać

REFERENCJE:

1. Organic and Printed Electronics Association, OPE journal, 1-2007, www.ope-journal.com