Flexible Hybrid Electronics (FHE) is the Next Big Thing in Manufacturing:een geheel nieuw platform voor elektronica

Flexibele hybride elektronica (FHE) is een innovatief proces dat combineert elementen van de elektronica-industrie met die van de zeer nauwkeurige printindustrie.

Met FHE kunnen fabrikanten sensoren maken die lichter in gewicht kunnen zijn, zich kunnen aanpassen aan de rondingen van een menselijk lichaam of zich uitstrekken over de vorm van een object of structuur, en dat alles met behoud van de volledige operationele integriteit van traditionele elektronische architecturen.

Door ultradunne siliciumcomponenten te integreren door middel van zeer nauwkeurige handling; printen met geleidende en actieve inkten; en plakken op rekbare substraten, flexibele hybride technologieën zullen een revolutie teweegbrengen in de manier waarop elektronica wordt gebruikt. FHE zal elektronica "out of the box" brengen en deze rechtstreeks integreren in wearables, gefabriceerde items en structuren.

Nieuw gefinancierd onderzoek dat innovatie stimuleert

In augustus 2015 heeft het ministerie van Defensie een nieuw Manufacturing Innovation Institute voor FHE opgericht onder leiding van een consortium van 162 bedrijven, non-profitorganisaties, laboratoria en universiteiten met het hoofdkantoor in San Jose, CA, in het hart van Silicon Valley. Begonnen met een totale investering van meer dan $ 171 miljoen, $ 75 miljoen in federale fondsen en meer dan $ 96 miljoen in niet-federale bijdragen, was dit het eerste productie-instituut dat werd gelanceerd met het hoofdkantoor aan de westkust.

Het winnende consortium verenigde grote elektronica- en halfgeleiderbedrijven zoals Applied Materials, Apple, United Technologies, Hewlett Packard en Qualcomm met eindgebruikers zoals Boeing, General Motors, de Cleveland Clinic, Corning en Motorola. Het eindresultaat is dat we deze flexibele, buigbare elektronica in alles kunnen integreren, van medische apparaten tot supersonische jets, en tegelijkertijd voortbouwen op het baanbrekende onderzoek dat aan de gang is bij partneruniversiteiten zoals Stanford, UC Berkeley, Harvard en MIT.

De toekomst van FHE

Flexibele en gedrukte elektronicatoepassingen worden realiteit. Voorspellers voorspellen een markt van bijna $ 30 miljard voor op internet aangesloten apparaten in een gecombineerde industrie- en consumentensector. Daarvan is de gezondheidszorg momenteel het sterkste FHE-segment, waar prestaties van de hoogste waarde zijn en betrouwbaarheid cruciaal is op leven en dood.

Door elektronische componenten te verpakken op een flexibel rekbaar substraat, zullen technologieën die mogelijk worden gemaakt door deze innovatieve productieprocessen de volledige werking van traditionele elektronische circuits in draagbare en aanpasbare architecturen behouden. Deze zeer functionele apparaten kunnen worden bevestigd aan gebogen, onregelmatige vormen en worden uitgerekt over gebouwen, objecten en mensen, wat leidt tot toepassingen van de 21e eeuw, waaronder:

• Een revolutie teweeggebracht in elektronische draagbare informatie-apparaten om vitale functies en fysieke toestanden te bewaken om beslissingen over gezondheid en levensstijl te optimaliseren.
• Dramatisch verbeteren van de levering van medische technologie - door middel van biomarkers en implantaten van apparaten - die vitale functies kunnen bewaken voor ouderen, mensen met chronische aandoeningen en onze soldaten tijdens gevechten.
• Ingebouwde sensoren inschakelen om de staat te bewaken van commerciële auto's en vliegtuigen die in ruwe omgevingen werken, zoals onderzeese druk of extreme temperaturen.
• Verbeteren van beveiligingsoperaties, met toepassingen in lichtgewicht robotica, evenals de volgende generatie beeld- en detectiemogelijkheden, gebruikt in het hele spectrum van land-, lucht-, zee- en ruimtegebaseerde systemen.
• De grootte en het gewicht van het pakket van elektronische systemen drastisch verminderen door middel van elektronica die zich aanpast aan complexe vormen zoals vliegtuigvleugels of onbewaakte voertuigplatforms, en het integreren van elektronica in kleding en stoffen.

Er is veel vraag naar het vergroten van de maakbaarheid van al deze producten. De huidige onderzoeksinspanningen zijn gericht op het verlagen van de prijs per eenheid en het verhogen van de waarde voor de klant. Het resultaat zijn lichtgewicht, goedkope, flexibele, comfortabele, rekbare en zeer efficiënte slimme producten met talloze toepassingen in consumenten-, commerciële en militaire toepassingen.