IDTechEx Chiede Dove L'elettronica Ibrida Flessibile Aggiunga Il Maggior Valore

Scientist show novel transparent flexible film material in laboratory
È possibile applicare la fabbricazione digitale e/o ad alta produttività ai circuiti stampati? È possibile produrre elettronica estensibile senza sacrificare le capacità di lavorazione? L'elettronica ibrida flessibile (FHE) è una metodologia di produzione emergente che mira a risolvere entrambe le questioni. Combinando aspetti dell'elettronica stampata e convenzionale, in particolare inchiostri conduttivi modellati su un substrato flessibile con componenti montati come i circuiti integrati (IC), rappresenta un'interessante soluzione "migliore dei due mondi".
 
Abbinare Le Proposte Di Valore Alle Applicazioni
 
FHE è un approccio alternativo alla produzione di circuiti. In quanto tali, i circuiti FHE possono, in linea di principio, essere utilizzati ovunque siano necessari PCB relativamente semplici (cioè non circuiti multistrato complessi). Naturalmente, la sostituzione di una tecnologia consolidata richiede un vantaggio convincente, che in genere dipende dall'applicazione: non ci si deve aspettare che i circuiti FHE sostituiscano presto il PCB nella maggior parte dell'elettronica di consumo.
 
Rispetto ai PCB flessibili esistenti, FHE offre 3 proposte di valore distinte: Produzione digitale additiva, conformabilità/estensibilità e compatibilità con la produzione roll-to-roll (R2R). La chiave per una commercializzazione di successo è trovare un prodotto-mercato in cui una o più di queste proposte di valore giustifichino il cambiamento o facilitino una nuova applicazione che non sarebbe altrimenti possibile.
 
Valutazione della proposta di valore di FHE in molteplici applicazioni con diversi volumi di produzione. Fonte: IDTechEx
 
Fabbricazione Digitale Additiva
 
Poiché l'inchiostro conduttivo può essere stampato con metodi digitali come il getto d'inchiostro o l'emergente trasferimento in avanti indotto dal laser (LIFT), FHE consente la fabbricazione digitale additiva. La FHE è quindi adatta alla prototipazione e alla produzione di volumi bassi e di alta gamma (HMLV), ma potrebbe anche essere utilizzata per facilitare la creazione di versioni e persino la "personalizzazione di massa", che è difficile da immaginare senza la fabbricazione digitale.
 
La produzione additiva è meno dispendiosa rispetto agli approcci sottrattivi più consolidati ed è quindi particolarmente vantaggiosa quando i componenti e, quindi, le tracce conduttive sono ampiamente distanziati. Un esempio è il montaggio di LED su lastre per l'illuminazione di grandi aree, che può essere prodotto anche con la produzione R2R.
 
Conformità/Estensibilità
 
La conformità/estensibilità è una proposta di valore chiave di FHE. Mentre i circuiti stampati flessibili spesso utilizzano isole rigide per il montaggio di circuiti integrati confezionati e altri componenti
SMD rigidi, i circuiti FHE possono essere più flessibili poiché molti componenti (ad esempio, i sensori) possono essere stampati. Inoltre, gli inchiostri conduttivi estensibili o in grado di resistere alla flessione consentono di ridurre il raggio di curvatura e di ottenere l'estensibilità.
 
Il fattore di forma flessibile (e potenzialmente estensibile) rende FHE ideale per la tecnologia indossabile, compresi i patch elettronici sulla pelle e gli e-textiles, poiché migliora il comfort di chi li indossa rispetto alle attuali scatole rigide che contengono l'elettronica convenzionale. Le sfide includono problemi di lavabilità e sostenibilità rispetto all'elettronica rigida riutilizzabile montata in una scatola rimovibile.
 
Produzione R2R
 
Per la produzione di grandi volumi, le tracce conduttive possono essere stampate con metodi analogici rotativi come la flessografia, la rotocalcografia e la serigrafia rotativa. Ciò consente una deposizione molto rapida attraverso la produzione R2R, riducendo i costi. I vantaggi in termini di costi sono particolarmente significativi se le tracce possono essere stampate su superfici esistenti (come le etichette degli imballaggi), eliminando la necessità di una struttura dedicata.
 
Dati i grandi volumi richiesti e il valore aggiunto relativamente basso per articolo, la minimizzazione dei costi è essenziale per l'adozione dell'elettronica per l'imballaggio intelligente/RFID. Mentre la maggior parte dei tag RFID attualmente utilizza fogli di alluminio stampati per le antenne, la stampa con inchiostri di rame ridurrà i costi e migliorerà la sostenibilità. Si prevede che la produzione di R2R FHE si espanderà a circuiti di imballaggio intelligenti più sofisticati con maggiori funzionalità, come il rilevamento.
 
Approfondimento Completo
 
Il rapporto di IDTechEx "Flexible Hybrid Electronics 2024-2034" valuta lo stato e le prospettive dei circuiti FHE, che secondo le nostre previsioni raggiungeranno una dimensione di mercato di circa 1,8 miliardi di dollari entro il 2034 - un numero maggiore se si includono le infrastrutture, il software e i servizi associati. Basandosi su anni di monitoraggio dell'industria dell'elettronica stampata e su 40 profili di aziende intervistate, il rapporto delinea le tendenze e le innovazioni nei materiali, nei componenti e nei metodi di produzione richiesti. Esplora i settori applicativi in cui è più probabile che la FHE venga adottata, basandosi sull'attività attuale e su discussioni approfondite con i produttori a contratto e i potenziali utilizzatori. Le previsioni di mercato granulari suddividono le opportunità per i circuiti FHE in 5 settori applicativi (automobilistico, beni di consumo, energia, sanità/benessere e infrastrutture/edifici/industriali) in 39 opportunità specifiche, come i sensori di temperatura della pelle e i tag RFID stampati.
 
Per saperne di più su questo rapporto IDTechEx, comprese le pagine campione scaricabili, visitate il sito www.IDTechEx.com/FHE.