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印刷电子,会成为通向未来的“金钥匙”吗?

2016-03-01 13:42:08

[导读] 人们用传统方式制造电路板已经持续了半个世纪,不过就目前看来,这一产业貌似已经走到技术的结尾,想要再创造摩尔定律的辉煌怕是很难。而且传统电路板对于环境的污染也在无时无刻不侵蚀着我们,每年产生的电子废料,一直是一个不容忽视的环境问题。然而现在,一种新兴的技术似乎能够完美解决以上所有的问题——印刷电子技术,正从昔日的“赋能技术”转变为今日许多终端市场正在应用的技术。

人们用传统方式制造电路板已经持续了半个世纪,不过就目前看来,这一产业貌似已经走到技术的结尾,想要再创造摩尔定律的辉煌怕是很难。而且传统电路板对于环境的污染也在无时无刻不侵蚀着我们,每年产生的电子废料,一直是一个不容忽视的环境问题。然而现在,一种新兴的技术似乎能够完美解决以上所有的问题——印刷电子技术,正从昔日的“赋能技术”转变为今日许多终端市场正在应用的技术。

未来技术,何为印刷电子

印刷电子产业,是目前在全球发展迅速的新兴产业之一。与传统微电子技术相比,印刷电子技术具有用材少、成本低、无污染、柔性化等优势,是一种绿色制造技术。印制电子技术(Print Full Electronic Technology)是指采用快速、高效和灵活的数字喷墨打印技术(Digital Printing Inkjet Technology)在基板(无铜箔)上形成导电线路和图形,或形成整个印制电路板的过程。通俗来讲,印刷电子就是在塑料薄膜上印刷电路,这无疑要比传统手法经济、干净得多。借助在印刷行业已经成熟的丝网印刷或者滚筒印刷技术,只需找到合适的基板和可以导电的“墨水”,工程师就可以大批量地印刷出电路板来。而且由于印刷电子先天性的优势,其具有可降解并随意废弃设备的优越性,通过降低生产成本并开辟新的环保产品市场,将帮助人们逐渐摆脱电子废料的困扰。

 

优势明显,为什么说印刷电子是大势所趋

随着电子产品呈现小型化,轻薄型的特点,对于电路板就提出了更加严苛的要求。而目前电子设备必定有相关元器件和零件组成,通常是由印制板(PCB)承担了元器件的支撑和连接作用。与传统PCB板相比,印制电子的基材本身就包含有线路又有元件,都由印制完成,成为真真正正的电子电路,这种完整一体性是PCB板无法比拟的。同时,由于印刷电子本身就是有印刷而来,其基材以有机薄膜为主,它将表现出良好的弯曲性和超薄属性,自身良好的可塑性将为电子产品节省更多空间,且可以在外观上带来前所未有的突破。

除了以上两大优势,从成本上来看。由于印制电子用有机薄膜和各种油墨材料印刷而成,加工过程简单,印制电子用生产设备投资也没有PCB和PCBA复杂;因此印制电子适合低成本要求。同时印制电子生产废弃物极少,不需化学蚀刻和电镀工序,几何没有废水,是一项真正意义上的清洁生产工艺技术。

印刷电子的应用前景

随着智能产品市场日趋成熟,我们发现消费者对于有创造力的产品设计元素越来越看重。而作为可塑性极强的印刷电子,无疑将在其中扮演极为重要的角色。目前印刷电子的主要用途即是制造柔性电子器件。2014年印刷电子的市场规模为11.5亿美元,到2019年预计将达167亿美元,复合年均增长率约为58%,未来印刷电子将在更多领域发挥更大的作用。

可穿戴设备,弯曲屏幕成为可能

首当其冲的热门领域,必然是来自于可穿戴设备。根据IMS报告研究,智能穿戴设备的市场有望在2016年达到1.71亿的出货量,而2011年出货量仅为0.14亿。可穿戴设备正在成为人们日常生活的必需品。而当印刷电子+可穿戴设备,将会使目前千篇一律的可穿戴设备外观出现百花齐放的情景。由于印刷电子良好的弯曲性,决定了它将促进柔性显示屏的普及。柔性显示屏是由柔软的材料制成、使用了PHOLED磷光性OLED技术的可变型可弯曲的显示装置。因为它像纸一样薄,即使切掉电源内容也不会消失,因此也被叫做“电子纸”。正如前文所言,使用印刷电子技术的柔性屏幕,将打破目前显示屏平整的外观,弯曲的形状将帮助智能设备生产商发挥出更多全新产品,比如更加贴合手腕的智能手环,比如外观更加时尚的智能手机。同时,印刷电子天生轻薄的属性,也将大大减小可穿戴设备的屏幕厚度和重量,对于微型化的可穿戴设备来说,将给人们的佩戴带来更加轻便的体验。

 

物联网需求,柔性传感器潜力无限

据通讯巨头思科公司估计,到2020年,全世界约有150亿至500亿的连接设备。而英特尔公司则更加乐观,认为至少有2万亿的智能设备将接入互联网。国际著名研机机构IDC认为,传感器及功能模块等设备的产值将达到整个物联网产