flexible et in-mold par TechBlick
(le texte ci-dessous est transcrit automatiquement)
Soudure à basse température
Le premier sujet est le brasage à basse température. Et si vous pensez aux PCB flexibles, vous remarquerez que beaucoup d'entre eux sont en fait basés sur un substrat. Cela s'explique en partie par le fait que le substrat peut tolérer une température relativement élevée, ce qui permet d'automatiser le processus de soudure par refusion.
C'est en partie la raison pour laquelle, bien sûr, on peut toujours souder sur du PET, mais cela se fait généralement manuellement. Et la raison en est que, lorsqu'on le fait manuellement, on peut beaucoup mieux contrôler le profil de température du processus de soudage, en s'assurant qu'il ne dépasse pas les contraintes du PET.
Cependant, il existe maintenant des approches très, très intéressantes qui permettent de souder sur des substrats tels que le PET. L'une de ces approches intéressantes est celle de notre sponsor d'or, NovaCentrex. L'une des approches les plus intéressantes est celle de notre sponsor d'or, NovaCentrex, qui a introduit son système d'éclairage pulsé dans la soudure afin d'exposer les joints à une forte dose de lumière et que la lumière pulsée forme le joint sans que le substrat subisse une température élevée.
Et ce qui est encore plus intéressant, c'est que ce processus peut se produire, si le profil de frittage est optimisé, en l'espace de quelques millisecondes. Cela signifie que vous pouvez vraiment souder rouleau à rouleau à haut débit sur des substrats tels que le PET.
Une autre innovation très intéressante est montrée au milieu de cette diapositive, et celle-ci est intéressante parce qu'elle vient du même, vous savez, elle vient du lieu de naissance de la soudure SAC305 : l'Université d'État de l'Iowa.
La société qui la commercialise est une start-up appelée Safi-Tech. Elle développe une soudure SAC305 en microcapsules qui peut être appliquée sur du PET à seulement 120 degrés Celsius.
C'est très intéressant car cela signifie que l'on peut combiner les propriétés de la soudure, y compris l'auto-alignement automatique, ce qui allège la tâche des préposés au prélèvement en place, qui n'ont pas besoin d'être aussi précis avec un substrat à basse température.
Tout cela signifie que l'électronique hybride flexible se rapproche de la réalité, car il est possible de métalliser de rouleau à rouleau, de prélever et de placer de rouleau à rouleau et de souder à des vitesses assez élevées, mais surtout à basse température.
Mais les adhésifs conducteurs connaissent également de nombreuses tendances intéressantes. L'une d'entre elles, que j'aimerais mettre en avant, est celle de CondAlign. CondAlign a un procédé très intéressant. Ce qu'ils font, c'est qu'ils utilisent des champs électriques pour aligner verticalement, ou former des chaînes, de charges à l'intérieur de l'hôte. Le principal avantage de ce procédé est qu'il permet d'obtenir une conductivité thermique ou électrique anisotrope sans avoir besoin d'autant de charges. Et c'est souvent la charge qui est la partie la plus coûteuse dans ces types d'adhésifs conducteurs. On peut donc réduire la quantité de charge de 80 à 90 %, par exemple.
Vous pouvez voir ici un exemple sur le côté droit. En haut, vous pouvez voir les particules qui sont dans l'hôte dispersées au hasard. Et dans la deuxième image à droite au milieu, vous pouvez voir que les particules ont été alignées verticalement sous un champ électrique. De façon à réduire la quantité nécessaire pour une performance égale ou supérieure.
Et comme vous pouvez le voir dans l'image ci-dessous, cela peut se présenter sous forme de feuilles. Cela se fait de rouleau à rouleau. L'épaisseur de la feuille peut être variable selon la demande du client. De plus, la densité du pas est maintenant excellente et le processus est en train d'être mis à l'échelle.
Je pense donc qu'il s'agit d'une innovation intéressante qui peut contribuer à réduire les coûts tout en dépassant ou au moins en égalant les performances des options existantes.
L'électronique imprimée dans l'éclairage de grande surface
Une autre tendance intéressante est celle de l'électronique imprimée dans l'éclairage LED de grande surface. Et je pense, bien sûr, que depuis un certain temps, l'électronique imprimée ou les circuits imprimés ou la métallisation sont appliqués à l'éclairage LED.
Et l'un des principaux avantages, comme vous pouvez le voir sur la gauche, et cela vient d'une société appelée Kundisch, est que l'on peut réaliser des motifs personnalisés sur la surface et ensuite appliquer les LED sur ces motifs personnalisés. Cela signifie donc que l'on peut obtenir la forme, la géométrie ou le design que l'on souhaite en utilisant le circuit imprimé sur le substrat flexible ou sur le substrat plus grand.
Une autre tendance intéressante est que cela existe depuis un certain temps. Certaines entreprises ont commencé à commercialiser cette technologie il y a quatre ou cinq ans au moins, mais elle prend de l'ampleur et tout se fait de rouleau à rouleau.
Vous pouvez donc rouler les prins, les métallisations et les matériaux de fixation des composants, mais aussi assembler les LED sur votre substrat flexible conformable, ce qui permet d'obtenir un excellent rendement. Il peut s'agir d'un excellent processus de production pour créer des feuilles de LED flexibles conformables.
Je pense donc qu'il s'agit là encore d'un domaine intéressant à suivre de près. L'exemple particulier que j'ai mis en évidence ici est celui du Holst Center aux Pays-Bas.
L'électronique imprimée dans les écrans microLED
Mais tant que nous sommes sur le sujet des LED, je pense que l'une des tendances chaudes dans l'industrie de l'affichage, est, bien sûr, les microLED.
Elles sont fantastiques, mais elles sont difficiles à fabriquer. Comme vous pouvez le voir sur la droite, elles se présentent sous de très nombreuses formes différentes et peuvent être utilisées dans différents types d'écrans, depuis les écrans de petite taille, les micro-écrans, jusqu'aux écrans de très, très grande surface. Et il existe de nombreuses méthodes de transfert des encres, de transfert vers les LED, etc.
Un point qui est souvent négligé est de savoir comment métalliser le substrat réel. Une fois que les DEL ont été créées, elles doivent être placées ou transférées sur le substrat mère, qui doit être métallisé, ce qui peut être fait par PVD. Il faut ensuite créer une connexion entre la face avant du substrat, généralement en verre, et la face arrière en créant un via et en le remplissant.
Cependant, les entreprises proposent maintenant que cette métallisation et la connexion entre la face avant et la face arrière soient réalisées par sérigraphie.
Voici un exemple fourni par Applied Materials. Cela vient de leur groupe italien. Vous pouvez voir que les électrodes de sérigraphie s'enroulent autour du bord du verre et relient la face avant à la face arrière, et qu'elles atteignent un rapport largeur de ligne/espacement d'environ 60 à 40 micromètres.
L'avantage est que l'on n'a pas besoin de vias et que l'on fait de l'impression additive. Je pense donc qu'il s'agit d'une approche très intéressante, et c'est un problème d'ingénierie qui n'est pas, disons, aussi sexy que le problème du transfert. Il reçoit donc moins d'attention mais est tout aussi important. Et je pense que l'impression additive peut jouer un rôle intéressant ici.
Le défi du transfert dans les microLED
Mais bien sûr, le transfert est un gros, gros problème lorsqu'il s'agit de fabriquer des microLEDs.
Sur le côté gauche, vous pouvez voir que les microLED sont très petites. Ce graphique vous montre une comparaison de taille avec, disons, un cheveu, qui est relativement gros en fait par rapport aux microLEDs, et avec la poussière et les virus. Et notez que l'axe des x est en fait logarithmique.
Le graphique de droite montre le nombre de matrices défectueuses pour un rendement donné, à différentes résolutions, et l'encart est une sorte d'agrandissement ou de zoom.
En gros, pour obtenir très peu de matrices défectueuses, le rendement du processus doit être très, très élevé. Et cela est, bien sûr, extrêmement difficile si l'on agrège le rendement de l'ensemble du processus, y compris la métallisation, le transfert, le collage et ainsi de suite.
L'impression numérique dans la réparation des présentoirs
Il y a donc un besoin de réparation. Et l'une des possibilités qu'offre l'électronique imprimée à nouveau est l'impression numérique de précision sur des surfaces 3D.
Ici, je veux mettre en évidence cette entreprise très intéressante de Pologne. Elle dispose d'une imprimante numérique capable de réaliser des lignes très, très fines en utilisant ses propres nanoparticules d'argent visqueuses.
En haut à gauche, vous pouvez voir des exemples où ils ont imprimé, disons, une ligne de 3,2 microns avec un espacement de seulement 0,7 %.
Si vous regardez en bas à gauche, vous pouvez voir des exemples d'application de cette technologie pour permettre la réparation de défauts ouverts sur des écrans haute résolution.
Bien sûr, cela pourrait être appliqué aux microLED, mais aussi à d'autres types d'écrans. C'est vraiment intéressant car cela montre comment la résolution des processus d'impression s'améliore de façon spectaculaire.
Ici, à droite, vous pouvez voir une comparaison de ce procédé avec d'autres types de procédés additifs, notamment le jet d'encre et l'aérosol, etc. Ce qui est intéressant, c'est qu'il est possible d'obtenir des caractéristiques de très bonne taille, de très petite taille, tout en conservant une bonne viscosité de l'encre.
Il s'agit donc d'un procédé qui, bien entendu, ne s'applique pas uniquement à la réparation de défauts dans les écrans haute résolution, mais qui pourrait être utilisé dans le domaine de la sécurité, dans le prototypage de couches de redistribution, dans les emballages électroniques et dans de très nombreuses autres applications.
Impression R2R haute résolution et haute vitesse
Mais je pense que la tendance à une meilleure résolution ne se limite pas à l'impression numérique, et je tiens à souligner ici que l'impression de rouleau à rouleau permet également d'atteindre des résolutions qui n'étaient pas habituelles aux premiers jours de l'électronique imprimée.
Je me souviens que lorsque je suis entré dans ce domaine il y a environ 10 ans, l'une de mes premières rencontres a été avec une entreprise qui faisait de l'impression R2R de pointe, atteignant une résolution de largeur de ligne d'environ 18 micromètres.
Voici maintenant un exemple de Kodak, qui montre à nouveau qu'il est possible de faire de l'impression flexographique de rouleau à rouleau, en obtenant une résolution de largeur de ligne de cinq micromètres tout en faisant fonctionner le processus à une vitesse de 100 mètres par minute.
C'est très intéressant. Et bien sûr, comme vous pouvez le voir en bas à droite, une partie de l'innovation est liée à la façon dont ils forment leurs gabarits. Et l'un des points clés ici est la façon dont ils ont fabriqué les points pour avoir un sommet plat.
Antennes transparentes
Et l'une des applications concerne les antennes transparentes. Et ici, en fait, il ne s'agit pas d'une approche entièrement directe, par impression additive. C'est une approche hybride. Et vous pouvez le voir en bas à gauche. Elle est hybride parce qu'elle implique la création d'un motif à l'aide d'une impression flexographique R2R, puis le processus passe par une galvanisation rouleau à rouleau pour le métalliser davantage.
Mais si vous regardez le tableau en bas à droite, vous pouvez voir des paramètres très intéressants. On obtient une maille métallique avec une ligne de sept à huit micromètres, une résistance de feuille d'à peine six ohms par carré et une très bonne transparence d'environ 90,5 % et un vert à 550 nanomètres.
Et l'application visée est une antenne transparente, imprimée, dont la conception peut être personnalisée pour répondre à différentes exigences, y compris GPS LTE et Wi-Fi et ainsi de suite.
Patchs cutanés et électronique médicale
Les électrodes médicales constituent un domaine d'actualité dans le domaine de l'électronique flexible imprimée, et les applications sont nombreuses.
L'une des frontières du développement a été l'utilisation de patchs électroniques sur la peau pour la surveillance continue des soins de santé. Et bien sûr, ce domaine est devenu extrêmement brûlant lorsque nous sommes passés, ou sommes en train de passer, d'un échantillonnage standard du glucose à un échantillonnage continu du glucose, ainsi qu'à tous les types de surveillance continue de la fréquence cardiaque, qui représentent aujourd'hui des activités de plusieurs milliards de dollars.
Et l'impression peut vraiment jouer un rôle ici. L'exemple que je veux mettre en évidence ici est le développement par Holst Center et ils ont développé une solution complète. Il s'agit d'un patch jetable de qualité clinique avec une électronique réutilisable, avec une électrode sèche, etc. Et l'électrode sèche comprend une métallisation imprimée. Et cela permet de mesurer l'électrocardiogramme, la respiration et la température. Et il est utile pour une surveillance continue de sept jours. Donc la solution complète, de l'adhésif aux lignes imprimées à l'électronique rigide et ainsi de suite. Et je pense. Cela vous montre ce qui est possible avec l'électronique imprimée.
L'exemple de droite vient d'une autre société, Screentec Oy. Et ce que vous trouvez ici, c'est qu'en haut à droite, l'image rouge pourpre, vous voyez une électrode médicale avec des dispositifs métalliques de surface intégrés sur le dessus. Et l'image en bas à droite est un exemple de capteur sérigraphié qui peut détecter les activités des muscles squelettiques. Vous pouvez donc voir que toutes sortes d'électrodes peuvent être imprimées.
Encres conductrices extensibles pour les e-textiles
Et pendant que nous parlons des patchs cutanés, les textiles électroniques ont également fait l'objet de nombreuses discussions. Et l'un des chevauchements entre les textiles électroniques et l'électronique imprimée concerne souvent l'impression des interconnexions ou l'impression des capteurs extensibles.
Au début, il y a quatre ou cinq ans, les entreprises ont commencé à sortir la première génération d'encres conductrices étirables.
Depuis deux ans environ, les entreprises ne se contentent plus de proposer des encres conductrices extensibles, mais elles offrent toute la gamme d'encres extensibles nécessaires à la création de textiles électroniques. Cela comprend, bien sûr, les encres argentées, mais aussi les encres au carbone, l'encre diélectrique, l'adhésif conducteur.
L'exemple que j'ai choisi ici vient de Nagase. Vous pouvez voir qu'ils ont une encre argentée qui peut être étirée à 100 %. Ils ont une encre de carbone et ils ont même un très bon adhésif.
Le graphique au milieu vous montre les propriétés de l'adhésif, il peut être étiré jusqu'à 30 % avec très peu d'hystérésis. Et il peut également être polymérisé à 180 degrés Celsius. Et je pense que les adhésifs sont très, très importants dans le système complet.
Et le graphique en bas à droite, je l'ai choisi parce qu'il vous montre que si vous n'aviez que des lignes imprimées en argent, la résistivité serait plus faible que si vous aviez une pile imprimée, une pile composée d'argent, de carbone et de diélectriques. Mais lorsque vous avez une pile, vous la rendez plus lavable. Et dans ce cas, vous pouvez voir qu'après avoir subi 100 cycles de lavage, le matériau ou la pile de matériaux s'est mieux comporté. La modification de la résistance globale a été plus faible.
Électronique médicale : Sérigraphie en volume R2R
Pour en revenir à ce sujet des électrodes, je tiens à souligner qu'il s'agit d'un marché assez important. Je vais vous montrer un exemple, celui de Mekprint, au Danemark.
L'exemple que vous voyez sur le côté droit est un rouleau à rouleau d'électrodes ECG sérigraphiées. Et cette application représente un volume de ventes de plus de cent millions d'unités par an.
Et l'exemple que je vous montre à gauche est un capteur d'incontinence. Il est également sérigraphié de rouleau à rouleau. La raison pour laquelle il est intéressant est qu'ici, les lignes de câbles conducteurs sont en fait imprimées de rouleau en rouleau sur un matériau non tissé extensible. Là encore, il s'agit d'une application commerciale et le capteur imprimé fait partie d'une solution complète, comprenant l'électronique rigide, les communications, etc.
Présentoirs imprimés R2R
Lorsque nous parlons d'impression rotative, j'aimerais souligner l'exemple des écrans électrochromiques.
Les écrans électrochromes existent depuis un certain temps, en fait, et au début, la production était manuelle et très lente. Mais aujourd'hui, l'entreprise Ynvisible a fait en sorte que le processus se déroule en continu.
Vous pouvez voir ici un exemple de machine à rouler et tout le processus se fait de rouleau à rouleau. Ainsi, l'impression, la conversion, les tests, tout peut se dérouler sur les machines roll to roll.
Et bien sûr, cela permet de réduire les coûts et de répondre aux demandes de volume.
Une application récente, qui a été annoncée il y a quelques mois, est l'application montrée ici au milieu, où les écrans électrochromiques sont fixés à l'emballage pour permettre de surveiller en permanence les conditions de la viande hachée tout au long de la chaîne de valeur.
En fait, Ynvisible est désormais en mesure d'accompagner ses clients depuis la R&D, la phase de conception, jusqu'à la production pilote et en volume, en tant que fournisseur unique.
Innovations dans les batteries secondaires imprimées
Alors que je parlais d'écrans électrochromes, je suis tombé sur cette avancée dans le domaine des batteries imprimées. Et la raison pour laquelle je l'ai choisi, c'est à cause de l'exemple en bas à droite.
Donc si vous regardez cet exemple, vous avez un chargeur NFC sur le côté gauche. Vous avez un écran électrochrome sur le dessus et au milieu, vous avez une batterie imprimée, entièrement imprimée, une batterie secondaire.
En quelques secondes, vous pouvez la charger et l'utiliser pour alimenter votre écran électrochrome. Une innovation très intéressante, à mon avis, car il s'agit d'une batterie polymère à semi-conducteurs unique et durable.
L'entreprise qui la fournit est Evonik
vous pouvez sérigraphier les boues dans le cadre de votre propre processus de production pour répondre à vos propres exigences en matière de conception et de géométrie. Il n'y a pas de produits toxiques et il s'agit d'une batterie secondaire. Je pense donc qu'elle résout certains des principaux problèmes de notre industrie.
Et bien sûr, nous savons tous que l'industrie a utilisé la vente de pièces de monnaie même si les piles imprimées étaient disponibles (bien sûr, quelques très bonnes exceptions). Les piles imprimées sont commercialisées, ont été commercialisées).
Je pense que c'est vraiment un développement intéressant dans l'industrie.
Interaction complète des processus R2R
Je vais vous montrer un exemple de système de bobine à bobine intégré en ligne complète, intégrant des processus numériques et analogiques. Il s'agit d'un système de Coatema, et il est vraiment intéressant parce qu'il contient tout en une seule machine, des dérouleurs aux sécheurs, en passant par la mise en forme au laser, les sérigraphies rotatives, le jet d'encre, l'inspection en ligne et le refroidissement.
Vous pouvez donc voir que l'on peut avoir presque une fonderie de rouleau à rouleau dans un système de boîte.
Sur la droite, vous pouvez voir des exemples des différents éléments des machines utilisées à différentes étapes.
Coatema est une entreprise fantastique avec de très nombreuses années d'expérience dans le domaine. Elle vous permet de réaliser des prototypes et de tester des encres et des concepts sur ses machines. Et ils doivent avoir une expérience profonde et de longue date dans le domaine.
Photovoltaïques organiques et pérovskites imprimés
Au début, j'ai mentionné que l'électronique imprimée et le photovoltaïque sont, bien sûr, très étroitement liés. Nous savons que les barres omnibus imprimées sont utilisées dans les cellules solaires et qu'il s'agit déjà d'une application très importante.
Et, vous savez, les gens ont également essayé d'imprimer des cellules photovoltaïques organiques pendant de nombreuses années. Et l'apogée, la lune de miel, c'était quand Konarka était là .
Certains d'entre vous se souviennent peut-être de Konarka, la société américaine, qui a levé plus de cent millions de dollars. Et au final, ils ont échoué. Ils ont gonflé l'industrie de façon spectaculaire. Ils ont fait trop de promesses. Et après l'échec de Konarka, l'industrie est entrée dans cette longue période de désert. Elle était perdue.
Et, vous savez, elle a en quelque sorte perdu l'attention des pérovskites parce que les pérovskites démontraient une efficacité en croissance très, très rapide.
Mais je pense que les OPV sont de nouveau à l'ordre du jour. Ils sont à l'ordre du jour et ils montrent soudainement des améliorations rapides de l'efficacité.
Le graphique ci-dessous nous a été fourni par Brilliant Materials, au Canada, et il montre les matériaux en cours de développement pour améliorer encore l'efficacité des OPV.
On constate également un passage des accepteurs à base de fullerène aux accepteurs à base de non fullerène, ce qui accélère cette tendance.
Il y a maintenant beaucoup plus de savoir-faire en matière de production sur le terrain. Les entreprises passent donc à une impression plus large, plus rapide, et sont bien plus à même de contrôler la morphologie du mélange accepteur-donneur imprimé sur le substrat.
Ce qui est également très intéressant, à mon avis, c'est l'exemple de droite. Il s'agit de l'entreprise EMS, qui, je crois, est issue de Kodak.
Ce qu'ils font, c'est qu'ils essaient d'augmenter la production de pérovskites de rouleau à rouleau. Ils impriment sur un verre flexible de 100 micromètres.
L'image du milieu vous montre comment ils impriment la maille métallique sur un verre flexible de 100 micromètres. Dans cet exemple, ils ont pu atteindre une vitesse de 60 mètres par seconde. Mais bien sûr, l'ensemble du processus est un peu plus lent.
Comme vous pouvez le voir sur la droite, ils passent d'un rôle de pilote à un pilote à une machine à très grande échelle.
Et l'idée ici est qu'ils veulent le faire sur une bande de 1,5 mètre avec une vitesse de bande ciblée de 30 mètres par seconde. Et si tout se passe bien, cela pourrait être une application importante pour le verre flexible. Une grande réussite pour l'impression R2R, avec la création d'une usine de pérovskites imprimées ou enduites sur rouleau de 4GW.
Bien sûr, il y a encore beaucoup de développement à faire. Mais néanmoins, cela vous montre le type d'intention et le chemin parcouru par ces entreprises.
Électronique imprimée en 3D : Apporter de l'intelligence aux surfaces 3D
Parlons maintenant un peu d'électronique imprimée en 3D. C'est également un domaine très intéressant. Et je pense que, grosso modo, on peut le diviser en deux directions. La première consiste à métalliser des substrats déjà formés en 3D.
Donc, la rangée du haut vous montre des exemples de cela. Vous pouvez voir ici la métallisation d'une antenne sur un substrat de forme 3D. Vous pouvez voir des exemples dans l'automobile, dans un appareil de chauffage, et aussi dans un dispositif médical. Et il y a beaucoup d'autres applications. Bien sûr, l'impression d'antennes était la plus importante. Mais je pense qu'il y en aura d'autres.
La rangée du bas vous montre des exemples d'électronique imprimée en 3D, où l'électronique imprimée est combinée à l'impression 3D classique pour créer des circuits et parfois des dispositifs montés en surface à l'intérieur et à l'extérieur d'un objet imprimé en 3D de forme très complexe.
Vous pouvez voir ici des exemples où les pièces ont été intégrées dans une sorte de dispositif ou dans une forme d'œuf.
Cela permet d'apporter une réelle intelligence à l'impression 3D. Ainsi, au lieu de créer uniquement des objets mécaniques, on peut également intégrer l'électronique dans l'objet imprimé en 3D. Et si l'on dispose d'un processus transparent de la conception à la production, cela peut ouvrir de nombreuses possibilités fantastiques.
Un bon exemple est une entreprise, Neotech AMT, de Nuremberg en Allemagne, qui possède certaines des meilleures machines dans ce domaine.
Impression de PCB sur toutes sortes de substrats
Bien sûr, les PCB sont gravés, ils ne sont pas imprimés, mais une tendance qui a commencé il y a quatre ou cinq ans et qui commence à se développer est l'impression des PCB.
Un exemple est l'entreprise canadienne Volterra. Elle propose une imprimante de bureau qui permet d'imprimer les lignes conductrices. Vous fournissez donc à la machine un fichier Gerba et elle imprime les lignes de métallisation. Elle peut créer les vias, déposer les soudures ou les adhésifs conducteurs, et elle peut aussi passer par le processus de refusion.
Il s'agit d'un ordinateur de bureau intéressant, d'une solution clé en main tout en un, avec de nombreuses applications de prototypage pour tous les nouveaux centres de recherche, pour les groupes qui essaient de concevoir divers types de circuits et de les tester. Et aussi, bien sûr, pour les universités.
InMold Electronics : Décollage
L'EMI est une autre tendance qu'il convient de surveiller car elle commence à mûrir. Je pense que la grande histoire, il y a de nombreuses années, était que Ford avait accepté la console de pavillon fabriquée à l'aide de l'électronique dans le moule, mais qu'il avait ensuite dû rappeler le produit en raison de défauts.
Mais le développement s'est poursuivi dans les coulisses. Et puis, il y a quelques années, des applications, de petite taille, dans les wearables et les appareils grand public sont apparues.
Puis nous avons eu des applications ics pour créer des chauffages intégrés dans le verre de couverture des lumières LED pour les voitures afin d'accélérer le dégivrage.
Et maintenant, je pense que nous avons atteint un point où nous pouvons nous attendre à ce que très bientôt des applications dans l'intérieur des voitures soient réalisées à l'aide de l'électronique dans le moule.
Ce processus a donc parcouru un long chemin, depuis la mise au point de l'ensemble des matériaux jusqu'au développement de processus très complexes, ce qui a nécessité une courbe d'apprentissage très raide pour l'industrie, l'impression de toutes les couches nécessaires, le reformage et le durcissement.
C'est un processus assez complexe. Mais aujourd'hui, l'industrie a acquis une certaine expérience. L'industrie est capable de gérer un design complexe, un éclairage intégré, d'intégrer diverses fonctionnalités dans la petite électronique.
Je pense donc que c'est une tendance qui est en train de prendre son envol. Mais je veux montrer que la mise en forme et l'étirement en 3D et l'application de couches fonctionnelles ne concernent pas seulement l'électronique. Kimoto en est un très bon exemple.
Ils ont créé ces trois films de diffusion formables. Vous pouvez les voir sur le côté droit. L'idée est que vous avez ce film, comme vous pouvez le voir en bas à droite, qui peut être étiré jusqu'à 200 % dans la forme arbitraire que vous voulez.
Il s'agit d'un film diffuseur de lumière, dont l'objectif est illustré en haut à droite. Ainsi, au lieu d'avoir des lumières LED discrètes, cela ressemble davantage à un éclairage continu. Par conséquent, en appliquant ces films de diffusion formables en 3D, on peut obtenir une excellente distribution de la lumière.
De plus, le film est capable de bien dissiper la chaleur, et donc de cacher une grande partie des points chauds.
Chauffage transparent imprimé dans l'automobile
Les chauffages transparents imprimés, vous savez, excusez le jeu de mots, sont vraiment un domaine d'actualité, car il n'y a pas beaucoup de bonnes solutions pour imprimer des chauffages transparents et beaucoup des solutions qui émergent impliquent l'impression.
L'une des approches consiste à creuser de très, très fines tranchées à l'intérieur du substrat, à imprimer la couche d'ensemencement, puis à effectuer une électrodéposition, ce qui permet d'obtenir des lignes de cuivre très fines mais profondes, hautement conductrices, dans un substrat et d'obtenir d'excellentes caractéristiques de maillage métallique sur de grandes surfaces. On obtient ainsi à la fois une très faible connectivité et une très grande transparence.
Une autre approche est celle d'une société du Massachusetts, Chasm, qui a son propre matériau, qui est, je crois, une combinaison de nanofils d'argent et de nanotubes de carbone, qui peut être sérigraphié.
Et lorsque vous le sérigraphiez sur un film, comme vous pouvez le voir dans l'exemple du bas, vous pouvez créer un chauffage qui atteint, je crois, 120 degrés Celsius ou plus.
Vous pouvez voir un exemple sur la droite où ce film a été appliqué sur le capot avant d'une voiture. Et vous pouvez voir comment le profil de température a en fait augmenté.
Encres de cuivre : les défis ont-ils été relevés ?
Bien sûr, l'histoire de l'électronique imprimée et des encres conductrices sont intimement liées. Et pendant de nombreuses années, les gens ont essayé de créer des bagues en cuivre pour remplacer l'argent, très coûteux, sans trop de succès.
Deux problèmes majeurs se sont posés. L'un d'eux a été le durcissement sans oxydation. Il fallait donc un équipement spécial ou des conditions particulières, ce qui entraînait souvent des dépenses et des équipements supplémentaires, et faisait que le cuivre ne pouvait PAS remplacer l'argent.
Et un autre problème a été que l'encre de cuivre n'était pas assez conductrice. Vous finissiez donc par imprimer une couche tellement épaisse que vos avantages en termes de coûts disparaissaient.
Aujourd'hui, on voit apparaître sur le marché des produits en cuivre qui semblent très prometteurs. Et l'exemple que je veux mettre en évidence est celui d'une société israélienne, Copprint.
Vous pouvez voir leur propre analyse comparative ici. Il s'agit d'une analyse comparative réalisée par l'entreprise elle-même. Mais vous pouvez voir ici un exemple de conductivité par rapport au temps de frittage de leur cuivre en comparaison avec une gamme de nanoparticules et d'autres types d'encres. Il s'agit d'un procédé qui consiste à imprimer, à sécher, puis à effectuer un frittage très rapide pour obtenir une conductivité très élevée.
Le frittage est généralement supérieur à 200C. Mais il existe également un procédé qui permet de fritter à 160°C ou plus, ce qui est compatible avec, disons, le PET stabilisé à la chaleur.
Encres à base de nanoparticules d'argent : performances accrues à des températures de durcissement plus basses
Le progrès l'histoire du développement ne se limite pas au cuivre, les nanoparticules d'argent aussi.
Les nanoparticules d'argent ne sont pas une nouvelle technologie. Elles existent depuis plus d'une décennie, si ce n'est plus. Elles sont maintenant une technologie en phase d'améliorations progressives, mais ces améliorations progressives sont néanmoins très importantes.
Je voudrais souligner l'exemple d'AGFA qui a récemment acquis les actifs de l'activité nanoparticules d'argent de Clariant. Elle dispose donc désormais d'encres à base de nanoparticules d'argent organiques et aqueuses dans son portefeuille.
Ces exemples vous montrent que pour une température de durcissement donnée, la conductivité obtenue s'est considérablement améliorée. En particulier, si vous regardez le cas où le durcissement n'est que de 110 degrés Celsius, vous pouvez voir que la dernière génération d'encres atteint une bien meilleure conductivité.
Il s'agit d'un développement important car il pousse les nanoparticules d'argent vers le traitement à basse température. Elle élargit le champ des substrats disponibles. Pendant longtemps, les gens se sont plaints du fait que, lorsque vous avez une sorte de contrainte de température de recuit et que votre substrat ne peut pas supporter la température, le problème est que vous n'obtenez pas une conductivité suffisante. Ces développements tentent donc vraiment de résoudre ce problème.
Même les IHM ne restent pas immobiles
L'électronique imprimée a longtemps, très longtemps, pendant des décennies, porté sur les commutateurs à membrane, les interfaces homme-machine et les commutateurs capacitifs. Je voudrais juste souligner rapidement que même dans ces domaines, l'industrie ne reste pas immobile, n'est pas au point mort et fait de très bons progrès.
Voici donc trois exemples. À gauche, vous pouvez voir un clavier à membrane personnalisé avec USB intégré. Au milieu, un clavier capacitif avec un contrôleur intégré, et à droite, un capteur étanche intégré avec un pilote d'affichage.
En gros, le message ici est que les entreprises qui fabriquent des commutateurs à mémoire atomisée et des commutateurs capacitifs essaient d'intégrer des étapes plus complexes et de plus grande valeur dans le processus d'impression, ou elles intègrent un système USB dans le commutateur à membrane, etc.
L'idée est de migrer vers une valeur ajoutée plus élevée à mesure que le commutateur à membrane lui-même devient, comme il l'a été, une activité hautement banalisée.
[This is automatically translated from English]
