Download La electrónica impresa sobre plástico permite desarrollar chips

Cesic.es
08/02/2013
¿Eso que doblas es un chip?
La electrónica impresa sobre plástico permite desarrollar chips
flexibles y adaptables a casi cualquier superficie, con costes más
reducidos que los chips de silicio. El PEC4, asociación en la que
participa el CSIC, fomentará la investigación y ayudará a las
empresas a desarrollar aplicaciones e introducirse en este nuevo
ámbito tecnológico e industrial.
PEC4 (siglas de Printed Electronic Cluster) es la primera asociación de
España en esta área. Está formada por
el centro tecnológico
CETEMMSA, el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM)
del CSIC, el Parc de Recerca UAB, el Centro de Accesibilidad e
Inteligencia Ambiental de Cataluña, y el Centro de Investigación en
Metamateriales para la Innovación en Tecnologías Electrónica y de
Comunicaciones (los dos últimos pertenecientes a la Universidad
Autónoma de Barcelona).
El objetivo de este clúster es promover la investigación y el desarrollo
en estas tecnologías emergentes, y generar las sinergias necesarias
con el sector industrial para facilitar su incorporación al ámbito de la
electrónica impresa.
Lo hará mediante la elaboración y participación en proyectos de
I+D+i, la vigilancia tecnológica, los programas de formación y los
estudios de viabilidad de casos planteados por las propias empresas.
Así mismo asesorará en el diseño y desarrollo de nuevos productos y
facilitará el acceso a los centros de fabricación y test de prototipos y
series.
El sector de la electrónica impresa es uno de los más innovadores y
con mayores perspectivas de crecimiento en todo el mundo: se prevé
que en 2020 las ventas derivadas de sus productos generarán unos
60 billones de dólares.
Qué puede hacer la electrónica impresa…
La electrónica impresa puede desarrollar aplicaciones en campos tan
diversos como la construcción, el deporte, la automoción, la prensa,
el marketing, el textil o el packaging, entre otros, con unos tiempos y
unos costes de producción muy bajos.
El secreto está en poder imprimir los dispositivos electrónicos y
fotónicos mediante técnicas de impresión convencionales, como la
serigrafía o la inyección, con la particularidad de que se usan tintas
conductoras o semi-conductoras. Así, se pueden imprimir elementos
como resistencias, condensadores, bobinas, transistores ... -todos los
componentes electrónicos presentes en los circuitos convencionales-
Cesic.es
08/02/2013
sobre un plástico flexible, que después se puede adaptar fácilmente a
otros soportes no rígidos o de formas diversas (tejidos, envases y
embalajes u otros objetos).
Entre las aplicaciones posibles están las placas solares flexibles.
Tienen algo menos de rendimiento que las rígidas de silicio, pero
pueden aprovechar mayor radiación solar, al poder adaptarse a
entornos irregulares (tejados, paredes, columnas, ventanas,
vehículos, mobiliario urbano…).
Otra área prometedora es el envasado de alimentos, en el que se
podrán desarrollar etiquetas con nuevas prestaciones (como sensores
para controlar la cadena de frío o detectar posibles contaminaciones
en alimentos). O en productos de gama alta (perfumería, ropa,
complementos, vinos y licores…), con etiquetas que den mayor
garantía de la autenticidad del producto, evitando así la copia y el
fraude.
Otro ejemplo son los tejidos que incorporen alguna funcionalidad
extra (color variable, temperatura ajustable, nanoparticulas
terapéuticas…). O las baterías impresas, que en el futuro podrían ser
incluso recargables, con aplicación en productos impresos (libros,
catálogos, publicidad…) que incorporen iluminación y audio. Los
sensores biomédicos y los displays flexibles son otras de las líneas en
desarrollo.
La flexibilidad y la posibilidad de amoldarse a formas imposibles para
la electrónica del silicio es una de las mayores ventajas de la
electrónica impresa. La otra es la referida a los costes. Lluís Teres,
investigador del CNM, explica que “la microelectrónica en silicio tiene
muy altas prestaciones pero es cara. Hacer el diseño y fabricación de
los prototipos es un proceso lento, no exento de riesgos y de
elevados costes. Para que los costes compensen hay que tener un
volumen de producción muy elevado, no siempre necesario para
todos los productos y en muchos casos sólo asumibles por empresas
grandes o incluso gigantes de la electrónica”.
Los costes de fabricación no son tan caros, lo que permite
producciones de menos unidades y que empresas pequeñas puedan
hallar nuevos nichos de negocioEn cambio, con la electrónica impresa
los costes de fabricación no serían tan caros, lo que permitirá
producciones de menos unidades y que empresas más pequeñas
puedan hallar nuevos nichos de negocio.
Además, y a diferencia de la microelectrónica de silicio -que está
concentrando la fabricación en unas pocas firmas en el sudeste
asiático-, en el caso de la electrónica impresa se prevé una gran
dispersión geográfica de pequeñas y medianas empresas fabricantes.
Cesic.es
08/02/2013
Eso permitirá una mejor adaptación de las escalas de producción a
nivel local y específico.
…y qué no, de momento
El número de transistores que puede llegar a incorporar un circuito de
plástico está en varios miles, muy lejos de las decenas de millones
que puede incorporar un chip de silicio. Las prestaciones de los
circuitos integrados en silicio están muy por encima de las que
puedan asumir los circuitos en plástico electrónico.
Eso hace que ciertas operaciones muy complejas ejecutadas por chips
de silicio no puedan ser ejecutadas por los primeros. En estos casos,
y si la aplicación lo justifica, se puede optar por la combinación de
ambas tecnologías (electrónica impresa que incorpore un pequeño
chip de silicio para unas funciones concretas), conjugando así
flexibilidad y prestaciones. De hecho, la combinación de estas
tecnologías con los clásicos circuitos impresos rígidos ya está siendo
una realidad hoy en día.
Se trata, pues, de ámbitos distintos con aplicaciones diferentes. La
gran baza que juega la electrónica impresa en plástico no es competir
para sustituir a la de silicio, sino complementarla y abrir un abanico
de posibilidades hasta ahora inviables.
“Ha nacido la electrónica flexible, fungible y reciclable”, dice Lluis
Terés, del CSIC, “pues se trata de materiales orgánicos y cada día
surgen para ella nuevas potenciales aplicaciones, ya sea con la
electrónica impresa por sí sola o en combinación con otras
tecnologías”.
PEC4 es miembro de OEA (Organics Electronics Association), de la
plataforma 3NEO (Plataforma Española de Nuevos materiales, Nuevas
propiedades y Nuevos procesos de Tecnologías de Impresión e
industrias afines). También participa en el proyecto europeo COLAE
(Commercialising Organic and Large Area Electronics). Asimismo, los
actuales miembros de PEC4, ya sea utilizando esta asociación como
paraguas o de forma individual, están vinculados a diversos proyectos
de investigación tanto de ámbito europeo como nacional.