IDTechEx Pregunta Dónde Aporta Más Valor La Electrónica Híbrida Flexible

¿Puede aplicarse la fabricación digital y/o de alto rendimiento a las placas de circuitos? ¿Puede fabricarse electrónica estirable sin sacrificar la capacidad de procesamiento? La electrónica híbrida flexible (FHE) es una metodología de fabricación emergente que pretende resolver estas dos cuestiones. Al combinar aspectos de la electrónica impresa y la convencional, concretamente tintas conductoras estampadas sobre un sustrato flexible con componentes montados como circuitos integrados (CI), representa una solución atractiva "lo mejor de ambos mundos".

 

 

En esencia, FHE es un enfoque alternativo a la fabricación de circuitos. Como tales, los circuitos FHE pueden utilizarse, en principio, allí donde se necesiten placas de circuito impreso relativamente sencillas (es decir, no circuitos multicapa complejos). Por supuesto, la sustitución de una tecnología establecida requiere una ventaja convincente que suele depender de la aplicación: no espere que los circuitos FHE desplacen pronto a las placas de circuito impreso en la mayoría de los productos electrónicos de consumo.

 

En comparación con las placas de circuito impreso flexibles existentes, FHE ofrece 3 propuestas de valor distintas: Fabricación digital aditiva, conformabilidad/estirabilidad y compatibilidad con la

fabricación rollo a rollo (R2R). La clave del éxito de la comercialización es encontrar un producto que encaje en el mercado en el que una o más de estas propuestas de valor justifiquen el cambio o faciliten una nueva aplicación que de otro modo no sería posible.

 

 

 

Dado que la tinta conductora puede imprimirse con métodos digitales como la inyección de tinta o la incipiente transferencia directa inducida por láser (LIFT), FHE permite la fabricación digital aditiva. Por lo tanto, el FHE es muy adecuado para la creación de prototipos y la fabricación de muy alta mezcla y bajo volumen (HMLV); también podría utilizarse para facilitar la creación de versiones e incluso la "personalización masiva", algo difícil de imaginar sin la fabricación digital.

 

La fabricación aditiva es menos derrochadora que los enfoques sustractivos más establecidos, por lo que resulta especialmente ventajosa cuando los componentes y, por tanto, las trazas conductoras están muy espaciados. Un ejemplo de ello es el montaje de LED en láminas para la iluminación de grandes áreas, que también puede producirse mediante fabricación R2R.

 

 

La conformabilidad/estirabilidad es una propuesta de valor clave de FHE. Mientras que las placas de circuito impreso flexibles suelen emplear islas rígidas para montar circuitos integrados empaquetados y otros componentes SMD rígidos, los circuitos FHE pueden ser más flexibles, ya que muchos componentes (por ejemplo, sensores) pueden imprimirse. Además, las tintas conductoras estirables o resistentes a la flexión permiten reducir el radio de curvatura e incluso la estirabilidad.

 

El factor de forma flexible (y potencialmente extensible) hace que la FHE sea ideal para la tecnología portátil, incluidos los parches electrónicos para la piel y los e-textiles, ya que mejora la comodidad del usuario en relación con las actuales cajas rígidas que contienen la electrónica convencional. Entre los retos que se plantean están el lavado y la sostenibilidad en relación con la electrónica rígida reutilizable montada dentro de una caja extraíble.

 

 

Para la fabricación de grandes volúmenes, las trazas conductoras pueden imprimirse utilizando métodos analógicos rotativos como la flexografía, el huecograbado y la serigrafía rotativa. Esto permite una deposición muy rápida mediante la fabricación R2R, lo que reduce los costes. Las ventajas económicas son especialmente significativas si las trazas pueden imprimirse sobre superficies existentes (como etiquetas de envases), eliminando la necesidad de una estructura específica.

 

Dados los grandes volúmenes necesarios y el relativamente bajo valor añadido por artículo, minimizar los costes es esencial para que la electrónica se adopte para los envases inteligentes/RFID. Aunque la mayoría de las etiquetas RFID utilizan actualmente papel de aluminio estampado para las antenas, la impresión con tintas de cobre reducirá los costes y mejorará la sostenibilidad. Se prevé que la producción de R2R FHE se amplíe a circuitos de envasado inteligente más sofisticados y con mayor funcionalidad, como la detección.

 

 

El informe de IDTechEx "Flexible Hybrid Electronics 2024-2034" evalúa la situación y las perspectivas de los circuitos FHE, que, según nuestras previsiones, alcanzarán un tamaño de mercado de unos 1.800 millones de dólares en 2034, más si se incluyen la infraestructura, el software y los servicios asociados. Basándose en años de seguimiento de la industria de la electrónica impresa y en 40 perfiles de empresas basados en entrevistas, el informe esboza las tendencias e innovaciones en los materiales, componentes y métodos de fabricación necesarios. Explora los sectores de aplicación en los que es más probable que se adopte la FHE, basándose en la actividad actual y en conversaciones en profundidad con fabricantes contratados y posibles adoptantes. Las previsiones de mercado detalladas desglosan las oportunidades de los circuitos FHE en 5 sectores de aplicación (automoción, bienes de consumo, energía, sanidad/bienestar e infraestructuras/edificios/industria) en 39 oportunidades específicas, como los sensores de temperatura de la piel y las etiquetas RFID impresas.

 

Para obtener más información sobre este informe IDTechEx, incluidas las páginas de muestra descargables, visite www.IDTechEx.com/FHE.