Il y a un avenir prometteur pour l'électronique flexible. Si vous n’avez pas encore entendu parler de cela, l’autre terme désignant cette technologie est celui des circuits flexibles. Ce n’est pas une nouvelle technologie, c’est une innovation qui a été récemment modernisée et qui est utilisée de multiples façons. Pour vous familiariser avec l’électronique flexible, voici tout ce que vous devez savoir à ce sujet et pourquoi nous pensons que les perspectives sont bonnes.
Qu'est-ce que l'électronique flexible?
L'électronique flexible, ou circuits flexibles, est une innovation en technologie électronique qui implique l'utilisation de substrats en plastique flexible comme structure de base pour l'assemblage de circuits électroniques via le montage de dispositifs électroniques sur les substrats en plastique. Un type spécial de film polyester conducteur est le plus couramment utilisé dans ce processus. C’est une méthode et une autre consiste à cribler des circuits argentés sur du polyester pour créer des circuits souples. Il existe un processus de fabrication qui utilise des formes de carte de circuit imprimé pour former la forme de base des cartes flexibles et qui utilise des techniques de gravure pour obtenir le substrat le plus mince possible et les rendre flexibles avec un bon rayon de courbure. Le silicium flexible est un moyen utilisé par certains fabricants.
Matériaux utilisés dans les circuits flexibles
Les panneaux rigides flexibles auxquels nous avons fait référence peuvent aller de deux à plusieurs couches supplémentaires dans leur construction. Les circuits flexibles à film épais en polymère absorbaient ceux dont les conducteurs étaient directement imprimés sur la base d’un film polymère. Ces types sont généralement constitués de structures stratifiées à un seul conducteur. Cependant, celles composées de plusieurs couches sont constituées de couches d’isolant entre celles imprimées avec des conducteurs. Certains sont imprimés d'un côté et d'autres sont imprimés des deux côtés. Les circuits PTF constituent une alternative moins coûteuse pour plusieurs applications différentes nécessitant une faible puissance à des tensions plus élevées, telles que les claviers et autres applications similaires.
Les éléments d’un circuit souple comprennent le matériau de base, l’adhésif de liaison et la feuille métallique. Lorsque nous discutons du matériau de base, nous nous référons au fondement du stratifié, qui est généralement un film polymère flexible. Ce matériau offre les caractéristiques idéales pour une utilisation dans l'électronique flexible tout en offrant un large spectre d'épaisseurs possibles pour s'adapter à une gamme d'applications de l'électronique. Les types de film qui sont utilisés comme matériau de base comprennent le PET, qui est un polyester, un PI ou un polyimide, un PEN ou un polyéthylène naphtalate, un PEI ou un polyétherimide, une variété de FEP, de polymères fluorés ou de copolymères. Chaque fabricant a ses propres préférences en matière de mélange de matériaux pour obtenir le résultat souhaité pour le produit fini, mais tous possèdent des propriétés thermiques, chimiques, mécaniques et électriques intéressantes.
L'adhésif de liaison est le support utilisé pour produire le stratifié pour les couches de circuit flexibles. Des adhésifs spécifiques sont utilisés pour cette étape du processus, qui travaillent de manière optimale avec le matériau de base pour assurer une bonne liaison assurant une durabilité dans le temps. Il existe une variété d'adhésifs de liaison d'épaisseurs, comme dans les matériaux de base et l'épaisseur dépend de la fonction de l'application et des autres types de matériaux utilisés. Cela devient un peu technique, mais voici un aperçu du processus.
Le troisième matériau important utilisé dans la création de circuits souples est une feuille métallique. C'est un élément important car c'est le matériau conducteur qui est essentiel au bon fonctionnement du circuit Flex. C'est le matériau de la feuille métallique qui est utilisé pour créer le chemin du circuit tout au long du processus de gravure. Plusieurs types de feuilles métalliques sont utilisés, en fonction du type de circuit flexible à créer. Le choix le plus populaire est le cuivre en raison de sa rentabilité et de sa capacité à remplir la fonction nécessaire. Encore une fois, il existe huit types de feuilles de cuivre qui sont utilisés dans la création de circuits flexibles.
L'histoire de l'électronique flexible
L'électronique flexible existe depuis longtemps. La première utilisation connue de cette technologie remonte à 1903, lorsque Albert Hansen utilisa un papier revêtu de paraffine associé à des conducteurs en métal plat pour créer une forme plus primitive de la technologie. Roger W. Curtis et Cledo Brunetti ont publié en 1947 un ouvrage intitulé «Techniques de circuits imprimés», publié dans le numéro de novembre 1947 de la circulaire 468 du Bureau national de normalisation. Cet ouvrage a suscité un intérêt pour la technologie des circuits flexibles. Au cours de cette période, des écrits du laboratoire de Thomas Edison portant des notations similaires utilisant de la poudre de graphite, du papier lin et de la gomme de cellulose pour créer des circuits flexibles étaient similaires, mais ces idées n'étaient pas pleinement mises en œuvre sous une forme qui était utilisée à une échelle connue. , l’idée était là. C'est Royden Sanders qui a progressé sous sa forme la plus moderne, qui consiste à imprimer et à graver des conducteurs plats sur des matériaux flexibles, qui remplaceraient les faisceaux de câbles archaïques par cette nouvelle innovation et il a réussi à obtenir un brevet pour son innovation. Depuis lors, le câblage imprimé est devenu la méthode privilégiée pour le câblage des composants électroniques et il est devenu de plus en plus courant avec l’avancée du temps.
Études universitaires axées sur la technologie électronique flexible
Selon les auteurs K. Jain; M. Klosner; M. Zemel; S. Raghunandan, l’utilisation de l’électronique flexible présente de nombreux avantages. Cette technologie est de plus en plus utilisée en raison du grand nombre d'applications améliorées par son utilisation. Les circuits flexibles ont pour avantage d'être légers et de maintenir un profil bas. Leur utilisation présente également des inconvénients, tels que les défis créés par l’utilisation de motifs lithographiques sur certains des substrats souples qui sont actuellement utilisés.
Recherches en cours sur les circuits flexibles
Bien que la technologie ne soit certainement pas nouvelle, elle évolue. Comme pour la plupart des types de technologie, des progrès considérables ont été accomplis ces dernières décennies dans la création de nouveaux types de composants électroniques flexibles, plus performants, destinés aux nouvelles applications en cours de développement. Une variété de publications ont récemment fait surface, explorant de nouveaux concepts et matériaux avec un large spectre d’applications et d’applications potentielles. Dans le domaine médical, des recherches sont en cours sur l’utilisation d’électrodes à base de nanotechnologies pour la mise au point d’une surveillance par électrocardiogramme omniprésente. Un autre domaine concerne les capteurs multifonctionnels dans les peaux électroniques grâce à l'utilisation du métal amorphe FeZr. D'autres travaux se concentrent sur l'utilisation de mousses polymères pour la création de capteurs capacitifs basse pression, à la fois très sensibles et flexibles, l'utilisation de papier nanocellulose transparent dans la création de cellules solaires à pérovskite, la mise au point d'un film hybride stratifié inorganique pour la création des électrodes transparentes, la formation de contacts par le biais de l’impression laser pour la création de circuits flexibles sur papier, la protection contre les interférences électromagnétiques, le désaffinage en phase vapeur avec des électrodes à nanomes métalliques et la liste continue.
Désavantages
Le principal inconvénient de l'électronique flexible réside dans le coût de fabrication. On pense cependant que cette question sera bientôt une chose du passé. Étant donné que le potentiel de ce secteur est immense, de nombreuses recherches ont été consacrées non seulement au développement de la technologie, mais également à des méthodes qui le rendent plus rentable et écologique. Un autre inconvénient est que certaines des méthodes de création de circuits flexibles ne sont pas aussi efficaces en termes de performances à long terme. L’objectif général est de créer un support qui non seulement maintiendra une flexibilité extrême, mais il améliorera également les performances et la durabilité.
Selon le site Web de BAO Research, des progrès ont été réalisés dans le domaine de l'électronique flexible, ce qui contribue à de meilleures performances et à un formidable élan pour les fabricants. Nous avons appris que les composants électroniques flexibles sont fabriqués avec des transistors organiques ou à base de carbone, qui produisent des capteurs à faible coût sous forme de papier électronique. C'est toujours une bonne nouvelle pour la planète et ses habitants quand on adopte une approche plus naturelle et que Stanford, de même que les chercheurs de UCLA, découvrent des méthodes de fabrication de composants électroniques flexibles hautes performances, économiques et respectueux de l'environnement. Ils ont trouvé un moyen d’utiliser des monocristaux organiques pour créer des motifs plus larges avec des résultats impressionnants pour le transport rapide de courants électriques. Un ancien inconvénient de ce procédé organique était la quantité de temps et de dépenses nécessaires à la fabrication car avant la création d’un procédé d’estampage, les cristaux devaient être soigneusement disposés. Grâce à un système d’emboutissage unique utilisant des cristaux organiques et un procédé de condensation de vapeur, ils sont en mesure de les fabriquer avec plus de rapidité et d’efficacité, selon les rapports publiéset les tests ont montré que les produits résistent bien, même en cas de flexion et de flexion répétées. Bien que beaucoup de travail reste à faire avant que cette technologie ne devienne utile pour la fabrication, c’est un signe que de réels progrès sont accomplis pour rendre la fabrication de circuits flexibles extrêmement rentable tout en réduisant l’empreinte carbone.
Avantages de l'électronique flexible
Les avantages de l'électronique flexible sont immenses. Selon botfactory, cette technologie a le potentiel de «se transformer avec la façon dont nous fabriquons et utilisons l’électronique». Nous savons tous que le public est cohérent dans ses demandes de produits plus petits, plus légers et plus réactifs. Les fabricants de produits électroniques ont été rapides pour répondre aux demandes du public avec des avancées assez impressionnantes dans leur technologie en fabriquant des versions de PC sur des ordinateurs plus petits et des tablettes aux capacités étonnantes. Pour certaines industries, leurs produits doivent devenir de plus en plus légers, rapides et fiables en raison de la concurrence intense qui règne actuellement sur le marché. C'est un domaine dans lequel l'électronique flexible est la clé pour donner aux clients ce qu'ils veulent.
Applications pour l'utilisation de circuits flexibles
L'électronique flexible est utilisée dans une large gamme d'applications. Ces circuits ultra-minces peuvent être façonnés et moulés selon des schémas offrant des chemins exceptionnels pour les courants électriques qui alimentent les petits et les grands appareils électroniques. Cette technologie est largement utilisée dans les ordinateurs, y compris les ordinateurs personnels, les ordinateurs portables, les tablettes, ainsi que dans l’industrie des télécommunications mobiles pour les smartphones et autres appareils tels que les consoles de jeu de tous types. Les circuits flexibles permettent aux fabricants d’éliminer dans de nombreux cas les faisceaux de câbles lourds et encombrants afin de créer un appareil plus léger et plus petit, de plus en plus demandé par un monde de consommateurs capricieux. Il est également utilisé dans les dispositifs médicaux, tels que les moniteurs ECG, ainsi que dans les technologies portables qui deviennent de plus en plus populaires. Les circuits flexibles sont présents dans presque tous les appareils où il est nécessaire que le poids soit aussi léger que possible.
Dernières pensées
Il y a un avenir prometteur pour l'électronique flexible. C'est une technologie en développement et en évolution depuis plus de cent ans. Des progrès considérables ont été réalisés pour rendre le processus de fabrication plus rentable et des études sont en cours pour améliorer les méthodes de production et pour améliorer les performances et la durabilité des circuits estampés, imprimés et gravés. De nouveaux matériaux sont testés ainsi que des méthodes de production améliorées qui nécessitent moins de temps et de main-d’œuvre. Certains chercheurs étudient même l'utilisation de matériaux organiques, comme ceux qui travaillent actuellement sur les matériaux cristallins dans les laboratoires de l'Université de Stanford et de l'UCLA. Nous avons déjà parcouru un long chemin depuis le développement de la technologie en 1903, mais nous avons encore beaucoup de chemin à parcourir pour perfectionner le processus et les produits finis qui entrent dans la composition des composants vitaux qui alimentent l’électronique sur laquelle nous comptons désormais. notre vie quotidienne, au travail et à la maison. Les progrès les plus récents ont donné des résultats initiaux passionnants et nous nous attendons à en savoir plus sur les recherches en cours.
