Печатная электроника - технология прошлого и будущего

Печатная электроника (PE) является новым, быстро развивающимся направлением в области соединительных технологий. Её происхождение связано с печатными гибкими клавиатурами для бытовой техники и с расширяющимися технологиями в сфере модных журналов и литературы. Ирония PE заключается в том, что технология, вероятно, была впервые использована во время Второй мировой войны, и все печатные платы в долгу перед PE.

ПРИМЕНЕНИЕ

Самое захватывающее в PE - это все новые приложения и рынки, которые она открывает. На рисунке 1 представлено всего десять рынков, которые в настоящее время разрабатываются разработчиками PE. Для большинства этих рынков приложения недолговечны, и сами PE-субстраты могут быть одноразовыми. Некоторые приложения уже установлены, например, гибкие клавиатуры, печатные глюкозные сенсоры и печатные RFID-метки. Другие, как маски от морщин с косметическим кремом, питаемые от печатных батарей и электрофоретических электролитов, даже не включены в этот список.

МАТЕРИАЛЫ

Материалы продолжают оставаться основной проблемой для разработчиков PE. Поскольку многие приложения PE чувствительны к стоимости, текущие проводящие чернила на основе серебра и изоляторы из полиимидных пленок слишком дороги для их применения. Текущие изоляторы в качестве кандидатов представлены в Таблице 1, а проводники - в Таблице 2.

Исследования отдают предпочтение нанотехнологиям из стекла, пластифицированной бумаги и PET в качестве субстратов, а также меди, графиту/графену и углеродным нанотрубкам (CNT) в качестве проводников.

ТАБЛИЦА 2: Проводящие материалы и чернила, подходящие для печатной электроники

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

Печатная электроника напоминает недорогую печать, подобную журналам. Эта технология является одной из наших самых старых и наиболее автоматизированных. Но существуют и другие технологии печати, представленные на Рисунке 2.

Различные методы печати чернил характеризуются в зависимости от их разрешения (в микронах) и производительности в квадратных метрах в секунду.

Более подробная таблица печати представлена в Таблице 3. В ней указаны скорость, разрешение, толщина пленки (в микронах) и вязкость используемых чернил.

ИНСТРУМЕНТЫ ДИЗАЙНА

Если вы обновились до Altium Designer^® 19, то, возможно, вы заметили, что он имеет возможность проектирования печатной электроники. Это важно, поскольку множество идей и инновационных электронных устройств могут принимать форму печатной электронной основы. Теперь с помощью 3D печати можно создавать печатную электронику, используя серебряные пасты и различные изоляторы, резистивные и емкостные чернила. Вскоре станут доступны полупроводниковые (P & N типа) чернила, а также пасты OLED. По мере того как технология становится более популярной, будут разрабатываться другие специальные чернила, а также улучшенные основы, аналогичные бумаге.

Для всестороннего и подробного объяснения печатной электроники скачайте и прочитайте мою Главу 11: Печатная электроника, стр. 380-444 в электронной книге Джозефа Фьелстада: Технология гибких схем-Четвертое издание на www.iconnect007.com

РИСУНОК 2. Девять методов высокоскоростной печати в зависимости от их разрешения

ТАБЛИЦА 3. Более подробная информация о характеристиках современной высокоскоростной печати с указанием диапазона вязкости чернил, которые она может использовать

ССЫЛКИ:

1. Ассоциация органической и печатной электроники, журнал OPE, 1-2007, www.ope-journal.com