Elettronica stampata e flessibile: Situazione, innovazioni e prospettive, discusse da IDTechEx

Dr Matthew Dyson
Elettronica stampata e flessibile: Situazione, innovazioni e prospettive, discusse da IDTechEx
Che cosa hanno in comune i cerotti elettronici per la pelle, il fotovoltaico flessibile a film sottile e le console per interni delle automobili? Tutti sono prodotti con l'elettronica stampata e flessibile, un approccio alternativo ai circuiti stampati tradizionali che combina la produzione additiva con substrati flessibili. Grazie a vantaggi quali la prototipazione rapida, una maggiore sostenibilità, la possibilità di differenziare i fattori di forma e persino l'estensibilità, l'elettronica stampata e flessibile si sta affermando in una gamma estremamente diversificata di applicazioni.
 
Il nuovo rapporto di IDTechEx "Elettronica flessibile e stampata 2023-2033: previsioni, tecnologie, mercati" fornisce una panoramica completa di quello che può sembrare un argomento di portata sconcertante. Riassumendo l'ampio portafoglio di rapporti di IDTechEx sull'elettronica stampata/flessibile e attingendo ad anni di esperienza in questo settore in via di sviluppo, il rapporto delinea le innovazioni, le opportunità e le tendenze in 5 settori del mercato dell'elettronica stampata e flessibile: automotive, beni di consumo, energia, sanità/benessere e infrastrutture/edilizia/industriale. L'analisi comprende previsioni dettagliate su 50 applicazioni distinte e 40 profili aziendali dettagliati.
 
Inoltre, il rapporto delinea gli sviluppi di diverse tecnologie sottostanti: 6 modalità di produzione distinte (tra cui l'elettronica in-mold e l'elettronica ibrida flessibile), 5 tipi di materiali (tra cui inchiostri conduttivi e materiali di fissaggio dei componenti) e 4 tipi di componenti (tra cui i circuiti integrati flessibili). Numerosi esempi recenti, acquisiti da interviste e conferenze di settore, mostrano le direzioni di sviluppo della tecnologia e il successo della commercializzazione. Sono incluse anche valutazioni della preparazione tecnologica e commerciale, oltre a previsioni aggiuntive per i metodi di produzione e gli inchiostri conduttivi.
 
Opportunità di applicazione
 
Come per i PCB convenzionali, l'elettronica stampata e flessibile trova applicazione nella maggior parte dei mercati verticali. Ad esempio, sono già disponibili cerotti elettronici per la pelle che utilizzano inchiostri conduttivi per elettrodi e contatti, così come solette stampate sensibili alla pressione per il monitoraggio dell'andatura. La conformità si presta agli interni delle automobili, dove l'elettronica stampata/flessibile viene utilizzata per l'illuminazione, il riscaldamento e le interfacce sensibili al tatto. Il fotovoltaico organico sta vivendo una rinascita, con esempi commerciali recenti che includono sia l'integrazione negli edifici che la raccolta di energia negli ambienti interni. I sensori basati sull'elettronica stampata per il tracciamento degli asset e la manutenzione preventiva promettono costi di produzione ridotti e nuovi fattori di forma per soddisfare requisiti specifici.
 
Innovazioni
 
L'elettronica stampata e flessibile rappresenta un approccio fondamentalmente diverso alla produzione, che sostituisce la rimozione sottrattiva del rame laminato con la deposizione additiva di inchiostro conduttivo. Questo riduce gli scarti e facilita la produzione digitale, con i vantaggi associati di una rapida prototipazione e di semplici modifiche alla progettazione. Il rapporto valuta una serie di innovazioni produttive e le loro prospettive, che vanno dall'elettronica 3D completamente additiva all'elettronica in-mold e ai metodi di stampa digitale emergenti con risoluzioni fino a 1 μm.
 
Le innovazioni dei materiali sono alla base di molte tecnologie hardware emergenti e l'elettronica stampata non fa eccezione. Gli inchiostri conduttivi sono alla base della tecnologia, con decine di aziende che sviluppano inchiostri con una vasta gamma di composizioni e caratteristiche. L'inchiostro viscoso a base di fiocchi d'argento per la stampa serigrafica domina, ma le alternative, come gli inchiostri con nano-particelle e senza particelle, stanno guadagnando terreno per applicazioni specifiche come la schermatura EMI. Una tendenza particolarmente significativa è lo sviluppo dell'inchiostro di rame, che promette una sostanziale riduzione dei costi rispetto alle controparti argentate. Altri materiali specializzati sono le saldature a bassissima temperatura e gli adesivi conduttivi anisotropi allineati al campo, che consentono di fissare saldamente componenti come i LED a substrati più economici e termicamente fragili. Inoltre, molti sensori richiedono materiali speciali, come i polimeri piezoelettrici stampabili per il rilevamento delle vibrazioni e i nanotubi di carbonio funzionalizzati per il rilevamento degli ioni.
 
Mentre la visione originale dell'elettronica stampata e flessibile prevedeva la stampa di ogni aspetto del circuito, compreso il circuito integrato, questa visione è stata ampiamente soppiantata dall'elettronica ibrida flessibile (FHE), che combina funzionalità stampate e montate. Per questo motivo, esiste un'opportunità per i circuiti integrati, le batterie e gli schermi nativamente flessibili.
 
Fattori che motivano l'adozione dell'elettronica stampata e flessibile. Fonte: IDTechEx
 
Costruire sulla base delle competenze
 
IDTechEx ha svolto ricerche sugli sviluppi del mercato dell'elettronica stampata e flessibile per oltre un decennio. Da allora, IDTechEx ha seguito da vicino gli sviluppi tecnici e commerciali, intervistando i principali attori a livello mondiale, partecipando annualmente a conferenze come FLEX e LOPEC, realizzando numerosi progetti di consulenza e organizzando corsi e workshop sull'argomento. "Elettronica flessibile e stampata 2023-2033: previsioni, tecnologie, mercati" si avvale di questa esperienza e competenza per riassumere le conoscenze e le intuizioni di IDTechEx sull'intero settore.
 
Per saperne di più, comprese le pagine campione scaricabili, visitate il sito www.IDTechEx.com/PE.