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  • 印刷电子的含义,你了解吗?

    2020-10-09 中国包装材料网

    简介:  一、定义  印刷电子学(Printed electronics),顾名思义,是基于印刷原理的电子学。更具体一些,是利用传统的印刷技术制造电子器件与...

      一、定义

      印刷电子学(Printed electronics),顾名思义,是基于印刷原理的电子学。更具体一些,是利用传统的印刷技术制造电子器件与系统的科学与技术。印刷电子制造技术中使用的“油墨”是具有导电、介电或半导体性质的材料。—《印刷电子学》

      二、特点

      1.印制技术的导入简化电子产品制造工艺

      任何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。印制电子产品兼有PCB作用,可代替PCB。印制电子制造是采用直接印制图形的方法,与PCB及PCBA(装配)制造相比基本流程如图,显然印制电子比前者工序简化约一半。

      2.把电子电路与元器件集合在一起,连接可靠

      通常的PCB仅是PWB(印制线路板), 成为电路功能的元件是后装上去的,即由PCBA完成。而印制电子是在基材上既有线路又有元件,都由印制完成,成为真正的电子电路。而且印制电子产品的元件与线路是完整一体,连接可靠性高。

      3.产品轻薄、可挠曲,减少体积与重量,适合各种形状要求

      印制电子产品基材以有机薄膜为主, 具有可挠曲、轻薄的特点,其印制形成的元件是厚膜型的,相比PCB上安装的元件要轻薄。因此印制电子具有挠性印制板(FPC)的优点,又胜过FPC。

      4.省料省工,减少成本

      印制电子用有机薄膜和各种油墨材料的成本,低于PCB用覆铜箔板和各种化工材料;印制电子加工过程也少于PCB和PCBA,而且印制电子又可以成卷加工(R2R);由于加工过程简单,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。

      5.绿色生产,有利环境保护

      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,是项清洁生产工艺技术。

      三、应用领域

      印刷电子技术是基于印刷原理的电子制造技术。在过去的50年中,硅基半导体微电子技术占据了电子技术的绝对主导地位。但由于硅基集成电路制造技术的日益复杂和所需要的巨大投资,硅基集成电路的制造完全垄断在全世界少数几家大公司手中。因此,在过去10多年中对溶液化有机与无机半导体材料的研究开发,催生了用传统印刷技术制造各种电子器件的探索研究。溶液化有机与无机半导体材料的最大特点是它们不依赖于基底材料的导体或半导体性质,可以以薄膜形态沉积到任何材料上。沉积的手段可以是蒸发、旋涂或印刷方式。

      由此而产生了不同于硅基微电子学的一些新的电子学领域,例如有机电子学 (Organic electronics),因为有机半导体材料是最早开发出来的溶液化半导体材料,当然有机半导体材料还包括非溶液化的小分子材料等;塑料电子学或纸电子学 (Plastic electronics,Paper electronics),因为溶液化半导体材料可以制作在塑料薄膜或纸张上;柔性电子学 (Flexible electronics),因为基底材料的柔软性不影响这类电子器件的工作;透明电子学(Transparent electronics),因为许多有机或无机电子材料是透明或半透明的,做在玻璃或透明塑料基底材料上可以使整个电子学器件或显示屏透明化;印刷电子学 (Printed electronics),因为大面积或打阵列电子器件可以像传统报纸印刷那样大批量制作。而印刷电子学则可以涵盖其他这些特殊电子学领域。例如,印刷电子既可以印刷无机电子材料,也可以印刷有机电子材料(包含了有机电子学);既可以在硅、玻璃、不锈钢衬底上印刷,也可以在塑料或纸衬底上印刷(包含了塑料电子学、纸电子学或透明电子学);即可以在刚性衬底上印刷,也可以在柔性衬底上印刷(包含了柔性电子学)。

      印刷电子产品的最大特点与优势是大面积、柔性化与低成本,与硅基微电子产品形成强烈对比。印刷制作电子器件所需设备投资极低,而且印刷电子器件可以制作在任何衬底材料上。尽管印刷制作的电子器件性能不如硅基微电子器件,但成本上的优势和大面积与柔性化特点使印刷电子技术仍有硅基微电子器件所不能胜任的大量应用领域。有关印刷电子学的详细介绍,参见《印刷电子学:材料、技术及其应用》(高教出版社,2012年3月出版)。

      印刷电子(PE)与印制电路板(PCB)

      目前的印制板多数是在电子设备中仅起电子元器件的支撑与连接作用,名符其实是印制线路板。而印制板的发展是包含电子元件,如多层板内埋置电阻、电容,以及埋置IC器件,这是名符其实的印制电路板。基板上含有电子元件和连接线路,即为电子电路。为了适应电子设备小型化、便携带,印制板的发展方向,就是高密度互连的埋置元件印制板、集成印制板与光电印制板。

    产品应用领域

    印制电子产品

    产品特点

    半导体器件

    薄膜晶体管(TFT)

    RFID系统

    逻辑电路、存储器

    比硅基IC重量轻、体积小,

    适于挠曲和低温装配,

    比硅基半导体成本低。

    显示

    有机光电显示管(OLED)

    有机光电广告屏

    电子纸

    电泳显示、电致变色显示、

    场致发光显示、热显示等等

    改善平板显示器强度,

    可设计成卷曲的新产品,

    适于成卷高效生产。

    照明

    有机发光二极管(OLED)

    消耗电量少节能,

    可分散、卷曲排列灯光,

    成本低 适于成卷生产。

    电源

    薄膜太阳能电池

    光伏

    新颖环保、低成本电源,

    重量轻、体积小,可卷曲。

    传感

    接触压力感应器

    光电感应器

    温度感应器等

    用于不同结构的信号检测,

    重量轻、体积小、成本低,

    能用于生物产品中,

    能挠曲与纤维织物结合。

    其它

    薄膜开关

    重量轻、体积小、成本低

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