Печатная электроника — это сфера электротехники, которая занимается созданием электронных схем при помощи печатного оборудования.
Четвёртая промышленная революция
Четвёртой промышленной революцией является предсказанное событие, которое связано с массовым внедрением кибернетических и физических систем в индустриальную сферу, а также в обслуживание потребностей людей в быту, труде и отдыхе. Этот термин появился по инициативе бизнесменов, политиков и учёных Германии в 2011 году как метод увеличения конкурентных возможностей её промышленного производства посредством усиления интеграции кибернетических систем в производственные процессы. Прогнозируется, что перемены затронут различные аспекты жизнедеятельности людей, включая трудовые рынки, среду жизнеобеспечения, политическую организацию и другие сферы.
Порождаемая экономической необходимостью и возможностью повысить качественный уровень жизни людей, четвёртая промышленная революция содержит в себе риски увеличения нестабильности мирового порядка, что может восприниматься в качестве вызова, на который людям нужно будет дать ответ.
Как правило, четвёртую промышленную революцию принято описывать указанием используемых базовых технологий. К этим технологиям относятся следующие обобщённые названия будущих развитых технологий:
- Технология больших данных.
- Технология интернета вещей.
- Технология виртуальной и дополнительной реальности.
- Технология печати 3D.
- Технология печатной электроники.
- Технология квантовых вычислений.
- Технология блокчейна.
Четвёртая промышленная революция уже началась, и она должна сильно изменить жизненный уклад всех людей. Ожидается самая грандиозная за всю человеческую историю трансформация, которая затронет все сферы общественной жизни. Главной отличительной чертой данной революции станет взаимовлияние всех вышеназванных технологий.
Печатная электроника
Печатная электроника считается новейшей технологической темой сегодняшнего дня. Сам термин «печатная электроника» применяется для определения технологии, которая даёт возможность распечатывать электронику на простых носителях, таких как, бумага, пластмасса и ткань, применяя обычную технологию процесса печати. Чтобы распечатать активное устройство, к примеру, тонкоплёночные транзисторы, вместо краски для печати применяются специальные электрическое семейство функциональных электронных чернил.
Сегодняшние методики печати, основанные на высоких технологиях, позволяют увеличить производство электронных компонентов от десяти тысяч до ста тысяч раз в сравнении со стандартными методами производства элементов на основе кремния с использованием травления или напылением вместе с фотолитографией. Для выпуска печатных полимерных электронных компонентов используются материалы с необходимыми характеристиками. Они делятся на следующие главные группы:
- Проводниковые материалы.
- Полупроводниковые материалы.
- Изоляционные материалы.
Методика по нанесению материалов на некоторую подложку для каждой группы одна и та же. Она состоит из двух частей. Сначала создаётся полимерный материал с требуемыми электрическими свойствами. Проектирование этих материалов в специализированных в области химии научных организациях. Промышленное производство материала реализуется компаниями химического профиля. Вторым этапом является напыление на подложку разработанного и серийно выпускаемого полимерного материала как стандартной печатной краски.
Первооткрывателем, который впервые осуществил изготовление электронных схем целиком с использованием промышленных методов печати, считается немецкая компания Printed Systems GmbH.
По методам использования печатная электроника может быть поделена на следующие категории:
- Распечатка больших дисплеев на различной материальной основе. Главным направлением здесь являются использование органических светоизлучающих диодов. Прогнозируется, что они заменят сегодняшние теле и мониторные экраны благодаря малой себестоимости и отличным прочностным характеристикам.
- Осуществление замены различных электронных элементов печатными аналогами, сокращающими финансовые вложения и дающими законченный продукт за единый прогон. Очень много оборудования уже распечатывается целиком или частями главным образом струйной печатью, иногда флексографической и глубокой методикой печати. К примеру, это гальванические фотоэлементы, плёночные транзисторные схемы и так далее.
- Распечатка электронных меток радиочастотной идентификации. На них базируется будущая логистика и розничная торговля. Эти метки призваны заменить штрих коды. Пример на рисунке ниже:
Рисунок 1. Распечатка электронных меток радиочастотной идентификации. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Специалисты компании Xerox спроектировали токопроводящий тип чернил, который позволяет наносить электронные схемы фактически на все известные материалы, в том числе на ткань, пластик, полимерные материалы. Краска, основанная на нано частицах серебра, может использоваться в электронике и оптоэлектронном приложении для формирования гибкого и растягивающегося микро электрода, передающего импульсы от одного компонента цепи к другому. Такие печатные микроскопические электроды способны выдерживать многократные сгибы и растяжки практически без потери своих электронных качеств. Этот метод позволяет выполнять печать микро электродов не только на плоской подложке, как при чернильном или трафаретном способе печати, но и с непосредственным пересечением уже существующих структур путём создания перекрывающего арочного основания. В стандартной схеме необходимо присутствие изоляционного слоя или обводной матрицы электродов.
В течение ближайших нескольких лет может появиться технология печати электронных элементов аналогично обычным обоям. На подобных «обоях» из пластика смогут получаться, например, полноформатные экраны для мониторов.
