Das IoT drucken

Dr. Janos Veres, der den Park leitet 's Novel and Printed Electronics-Programm befasst sich mit der Umwandlung des Drucks in eine Fertigungstechnik für Elektronik, um die Anforderungen für Internet-of-Things-Anwendungen (IoT) zu erfüllen. Die Elektronik tritt in eine neue Ära ein, die durch den rasanten Aufstieg des IoT getrieben wird. Wearables, Automobile und die breite Palette von IoT-Anwendungen können nicht mit herkömmlichen Electronic-in-a-Box-Lösungen bedient werden /P>

Ein Schlüsselfaktor für diesen Übergang ist eine flexible und konforme Elektronik. In den letzten Jahrzehnten galt gedruckte und flexible Elektronik als kostengünstige Herstellungsoption für Massenprodukte wie Displays, RFID, Sensoren und Schnittstellenpanels. Automobilunternehmen begannen mit In-Mould-Elektronik zu experimentieren, während gedruckte Speicher auftauchten, die mit vorhandenen Werkzeugen hergestellt werden konnten.

Die Herausforderung, Kosten und Leistung im Wettbewerb mit etablierten Produkten und Prozessen zu liefern, war jedoch erheblich. In letzter Zeit haben wir neue Möglichkeiten für flexible, gedruckte und hybride Elektronik gesehen, um Nischenprodukte und einzigartige Formfaktoren bereitzustellen.

Internet der intelligenten Dinge

Das Konzept der druckbaren Elektronik ist ein wichtiger Wegbereiter für die Massenanpassung von Elektronik, um ein Internet der intelligenten Dinge zu schaffen, die Form und Funktion auf neue Weise verschmelzen. Die wichtigste Veränderung, die eingetreten ist, ist die Erkenntnis, dass wir nicht versuchen sollten, Silizium zu schlagen, sondern es stattdessen als Teil unseres Werkzeugkastens verwenden.

Drucken wird dann zu einer Integrationstechnik, um einzigartige Formfaktoren mit der Integration von weichen und harten Materialien und Komponenten bereitzustellen, die maßgeschneiderte On-Demand-Produkte zu niedrigen Kosten ermöglichen. Der Einsatz neuer Materialien und Gestaltungsfreiheit ist für Hersteller spannend. Intelligente Verpackungen entstehen beispielsweise als Unternehmen wie Thin Film Electronics und Pragmatisch Experimentieren Sie mit der Integration von NFC (Near Field Communications).

In Verpackungen integrierte Sensoren und Datenverarbeitung können auch die Überwachung von Umweltparametern ermöglichen. Bei einigen pharmazeutischen Produkten ist beispielsweise die Überwachung von Temperatur, Feuchtigkeit oder Kohlendioxidgehalt besonders wertvoll. Mit intelligenter Verpackung ergeben sich eine ganze Reihe von Vorteilen von erhöhter Produktqualität, reduziertem Abfall und vereinfachten Inspektionen bis hin zu dynamischer Preisanpassung sowie Zeit- und Kosteneinsparungen.

Sogar dehnbare Elektronik

In Zukunft sehen wir flexible Hybrid-Elektronik-Systeme (FHE) weit verbreitet, wo gedruckte Multilayer-Leiterplatten mit gedünnten Chips zu flexibler, weicher und sogar dehnbarer Elektronik führen. Drucken ist wichtig, da es eine On-Demand-Fertigung auf viel größeren Flächen ermöglicht und eine komplexe Integration Schicht für Schicht ermöglicht.

Dies bedeutet, dass Drucken das Potenzial hat, eine wertvolle Fertigungstechnik für eine Vielzahl von Elektronik- und IoT-Geräten zu werden, bis hin zu flexiblen persönlichen Geräten der Komplexität eines Mobiltelefons.

Viele Herausforderungen müssen noch gelöst werden, bevor wir dort ankommen. Es werden neue Materialien benötigt, die gut zusammenspielen und Alternativen zu teuren Elementen wie Silber bieten. Bedrucktes Kupfer ist ein Beispiel, aber wir werden auch kreative Lösungen auf Basis anderer Materialien sehen.

Dehnbarkeit ist eine weitere Herausforderung, die von der Materialwissenschaft angegangen werden muss. Unsere kühnste Vorhersage ist, dass wir Mikrochips in Tinten verwandeln und damit drucken könnten. Dies ist ein radikales Konzept, das eine schnelle On-Demand-Fertigung komplexer Schaltungen ermöglicht, aber neue Ansätze für das Schaltungsdesign erfordert.

Die Zukunft ist gedruckt

Insgesamt stellen wir uns eine gedruckte FHE-Zukunft vor, die uns näher bringt, um maßgeschneiderte Lösungen für kleine oder große Dinge zu entwickeln, die Intelligenz in das Gewebe der Geräte um uns herum einbetten. Wir werden eine Vielzahl von Sensoren sehen, die in Automobil- oder Luftfahrtrahmen eingebettet sind, um die Sicherheit zu erhöhen.

Weiche Robotik und Prothetik sind weitere Bereiche sowie benutzerdefinierte Smart Patches, die Ihre Gesundheit überwachen. Wichtig ist, dass wir uns vorstellen, dass das Entwerfen und Herstellen solcher Komponenten vereinfacht und zugänglich wird, was einen beschleunigten Weg für den Gesamtfortschritt der Elektronik und des IoT ermöglicht.

Der Autor dieses Blogs ist Dr. Janos Veres von Parc