Elektroniką drukowaną nazywamy urządzenia, do produkcji których została zastosowana specyficzna technika. Polega ona na drukowaniu na różnych podłożach elementów wchodzących w skład urządzenia z użyciem przewodzących lub półprzewodzących tuszów. Tusze te są zwykle wykonane ze srebra, miedzi lub węgla. Po wydrukowaniu tusz jest suszony na miejscu i nakładane lub drukowane są dodatkowe warstwy w celu odizolowania i ochrony różnych elementów końcowej części.

Najczęściej elektronika drukowana to cienkie elastyczne obwody, ale obecnie również klasyczne PCB na sztywnym podłożu są wykonywane techniką drukowania atramentowego. Inne drukowane elementy elektroniczne to czujniki, baterie, ogniwa fotowoltaiczne i anteny. Według General Label, Inc. korzyści płynące z drukowania elektroniki w porównaniu z tradycyjnymi metodami drukowania obejmują niższe koszty, możliwość drukowania na elastycznych materiałach, lepszą skalowalność, większe możliwości dostosowywania i mniejszy wpływ na środowisko.

Drukowanie pozwala również na szybkie tworzenie prototypów oraz szybkie i wydajne modyfikowanie projektów. Zmniejsza to zapotrzebowanie na oprzyrządowanie i obniża koszty.

Gotowi na zwiększenie udziału

Nazywając rynek elektroniki drukowanej „siłą transformacyjną w przemyśle elektronicznym”, Transparency Market Research twierdzi, że sektor ten jest gotowy do zwiększenia udziału w tej branży i jest na dobrej drodze do osiągnięcia 45,5 mld USD na całym świecie do 2031 roku – z zaledwie 13,6 mld USD w 2022 roku. Popyt na elektronikę drukowaną gwałtownie rośnie i zwiększa złożoną roczną stopę wzrostu (CAGR) wynoszącą prawie 15% dla urządzeń.

Firma badawcza przyznaje, że integracja zaawansowanych technologii druku z materiałami nowej generacji pomaga intensyfikować innowacje w projektowaniu i produkcji elektroniki drukowanej.

– Firmy coraz częściej inwestują w badania i rozwój w celu zwiększenia wydajności, trwałości i funkcjonalności elektroniki drukowanej. Zastosowania wykonane tą techniką rozwijają się w różnych branżach, od urządzeń do noszenia po inteligentne opakowania przyczyniając się do szybkiego wzrostu rynku – czytamy w raporcie.

Rynek elektroniki drukowanej jest kształtowany przez kilka innych znaczących trendów. Są to:

• Rosnące zapotrzebowanie na elastyczną i nadającą się do noszenia elektronikę w służbie zdrowia, elektronice użytkowej i przemyśle motoryzacyjnym. Elektronika drukowana umożliwia produkcję ultracienkich, lekkich urządzeń, które mogą dostosowywać się do różnych kształtów, co czyni je idealnymi do noszenia monitorów zdrowia, inteligentnych etykiet i wyświetlaczy samochodowych.
• Rosnąca popularność zrównoważonych praktyk produkcyjnych. Elektronika drukowana stanowi przyjazną dla środowiska alternatywę dla tradycyjnych procesów produkcji elektroniki, ponieważ zużywa mniej materiałów i generuje mniej odpadów.
• Rozwój Internetu rzeczy (IoT) i inteligentnych urządzeń. Elektronika drukowana odgrywa kluczową rolę w rozwoju aplikacji IoT, umożliwiając integrację czujników, anten i urządzeń magazynujących energię w kompaktowych i opłacalnych formatach.

Elektronika drukowana jest wykorzystywana w wielu praktycznych zastosowaniach. Na przykład w opiece zdrowotnej elektronika drukowana umożliwia tworzenie zaawansowanych urządzeń medycznych, takich jak biosensory, plastry na e-skórę i systemy dostarczania leków, które zmieniają opiekę nad pacjentem i diagnostykę. W dziedzinie inteligentnych opakowań, elektronika drukowana jest wykorzystywana do osadzania czujników, wyświetlaczy i technologii komunikacji bliskiego zasięgu w materiałach opakowaniowych, poprawiając śledzenie produktu.

Elektronika drukowana w akcji

W tym roku zespół naukowców z Simon Fraser University i USask opracował materiał, który przechowuje do 1000 razy więcej ładunku niż obecne formy elektroniki drukowanej. Phys.org twierdzi, że praca ta może przybliżyć koncepcję IoT – która obejmuje dodawanie drukowanej elektroniki do przedmiotów codziennego użytku – o kolejny krok bliżej rzeczywistości.

Zespół wykorzystał intensywnie jasne światło synchrotronowe („Canadian Light Source” lub CLS) do analizy materiału i poprawy jego wydajności.

– CLS pozwoliło nam zrozumieć nanoskalową strukturę naszego materiału i zrozumieć, co umożliwia dobrą wydajność, a co ją utrudnia. Dane, które zebraliśmy w synchrotronie, zapewniają pewne sposoby na lepszą inżynierię materiałów – powiedział phys.org Loren Kaake, profesor nadzwyczajny SFU.

Oczekuje się, że elektronika drukowana wejdzie na rynek w ciągu około siedmiu lat. Kiedy nadejdzie ten czas, ich materiał może być łatwo wdrożony podczas tworzenia prototypów.

– Opracowywanie nowych materiałów jest bardzo ważnym kierunkiem badań, ponieważ zawsze można użyć lepszego materiału w danym zastosowaniu, jeśli zostanie on odkryty. Jeśli nasz materiał jest kompatybilny z przyszłymi technikami druku elektronicznego, to jest to w dużej mierze zamiennik typu 'plug and play’ – dodał Kaake.

Autor oryginału: Bridget McCrea

Źródło: Supply Chain Connect