PrintIC gekroond tot winnaar 2020 Create the Future Design Contest – Electronics/Sensors/IoT Categorie

PRINTIC – FLEXIBELE EN HERWIJBEGEN INTEGRALE CIRCUITS EN SYSTEMEN

Giorgio Dell’Erba, Andrea Perinot, en Paolo Colpani FLEEP Technologies Milaan, Italië

Winnaar van een HP Workstation

Ontwikkeld door FLEEP Technologies — een afsplitsing van het Italiaans Institute of Technology — is PrintIC een unieke technologie voor geïntegreerde circuits en systemen gemaakt alleen met koolstof-gebaseerde materialen en ausschliesselijk standaard printtechnieken (bijv. inkjet, flexo, screen, etc.) te gebruiken.

De technologie gebruikt specialistische koolstof-gebaseerde poeders die geleiders, halfgeleiders of isolatoren kunnen zijn. Ze worden opgelost in veelvoorkomende oplosmiddelen en gebruikt als inkt in standaard printers. Het proces begint bij de basisbouwsteen — de transistor — die in een TFT-configuratie met een CMOS stack gemaakt wordt. De transistoren worden gebruikt om complexe digitale of analoge geïntegreerde circuits te bouwen.

Organische materialen zijn van nature flexibel en dit maakt de transistoren en circuits buigbaar, een eigenschap die niet van toepassing is op standaard siliciumtechnologie. De IC's kunnen gebogen worden tot een 1-mm straal voor >1.000 cycli zonder prestatieverlies.

De koolstof-gebaseerde materialen zijn doorgaans bekend als kunststoffen; daarom kunnen deze apparaten gerecycled worden als gewoon plastic en worden niet als speciaal afval beschouwd. Het fabricageproces overschrijdt niet 100 °C, wat de koolstofvoetafdruk voor productie ten opzichte van standaard elektronica sterk reduceert. Bovendien is het productieproces additief, dus er is minder materiaalafval.

In tegenstelling tot standaard elektronica waar veel componenten op een enkele PCB gesoldeerd worden, kunnen met PrintIC-technologie sensoren, actuatoren, energiebronnen en IC's op hetzelfde substraat geprint worden, wat assemblage kosten voorkomt. De apparaten zijn dunner dan 1µm en kunnen geprint worden op substraten variërend van 1 tot 200 µm.

De toegenomen behoefte aan continue monitoring en point-of-care medische apparaten maakt PrintIC-technologie de beste kandidaat voor flexibele toepassing in het veld (bijv. glucosemonitoring, dosistelling, dostiming, slimme pleisters, slimme patches).

De verpakkingssector heeft altijd geprobeerd intelligentie te integreren, maar vond het moeilijk door naleving van herwinbaarheidsregelgeving. Het toevoegen van standaard elektronica maakt elke verpakking speciaal afval. Omdat ze herwinbaar zijn, zijn PrintICs de perfecte oplossing voor slimme verpakkingstoepassingen zoals klantbetrokkenheid en houdbare voedselmonitoring.

Met de stijgende vraag naar alomtegenwoordige elektronica, is een milieuvriendelijke technologie nodig. PrintIC is een meer milieuvriendelijke oplossing die het e-waste probleem in de IoT-sector kan oplossen.