Flexibele Hybride Electronica (FHE): Productie revolutioneren met een nieuw electronica-platform

Flexibele hybride electronica (FHE) is een innovatief proces dat elementen van de elektronica-industrie combineert met die van de hoogprecisie-drukindustrie.

Met FHE kunnen fabrikanten sensoren creëren die lichter in gewicht zijn, zich aan de kurven van een menselijk lichaam aanpassen of zich uitrekken over de vorm van een object of structuur – allemaal terwijl de volledige operationele integriteit van traditionele elektronische architecturen behouden blijft.

Door ultra-dunne siliciumcomponenten te integreren door middel van hoogprecisie-handling; printen met geleidende en actieve inktten; en plakken op uitrekbare substraten, zullen flexibele hybride technologiëen revolutioneren hoe elektronica wordt gebruikt. FHE brengt elektronica "uit de doos" en integreert ze direct in wearables, gefabriceerde items en structuren.

Nieuw Gefinancierd Onderzoek Drijft Innovatie

In augustus 2015 creëerde het Department of Defense een nieuw Manufacturing Innovation Institute voor FHE, geleid door een consortium van 162 bedrijven, non-profits, laboratoria en universiteiten gevestigd in San Jose, CA in het hart van Silicon Valley. Gestart 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 op de Westkust gevestigd was.

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 in staat om deze flexibele, buigbare elektronica in alles te integreren, van medische apparaten tot overgeluide jets, terwijl ook wordt voortgebouwd op het forefront-onderzoek bij partneruniversiteiten zoals Stanford, UC Berkeley, Harvard en MIT.

De Toekomst van FHE

Flexibele en geprinte elektronica-toepassingen worden realiteit. Voorspellers voorspellen een bijna $30 miljard markt voor internet-verbonden apparaten in een gecombineerde industrie- en consumentensector. Van die is gezondheidszorg momenteel het sterkste FHE-segment, waar prestaties van de hoogste waarde zijn en betrouwbaarheid levensbelangrijk is.

Door elektronische componenten op een flexibel uitrekbaar substraat te verpakken, zullen technologiën die door deze innovatieve productieprocessen mogelijk worden, de volledige werking van traditionele elektronische circuits in draagbare en aanpasbare architecturen behouden. Deze hoogfunctionele apparaten kunnen worden bevestigd aan gebogen, onregelmatige vormen en uitgerekt over gebouwen, objecten en mensen, wat leidt tot 21e-eeuwse toepassingen inclusief:

• Elektronische draagbare informatie-apparaten revolutioneren om vitale tekenen en fysieke toestanden te monitoren om gezondheid en leefstijlbeslissingen te optimaliseren.
• Medische technologielevering dramatisch verbeteren – door biomarkers en apparaatimplantaten – die vitale tekenen kunnen monitoren voor ouderen, mensen met chronische aandoeningen en onze soldaten tijdens gevecht.
• Ingebedde sensoren mogelijk maken om de toestand van commerciële auto's en vliegtuigen te monitoren die opereren in harde omstandigheden zoals onderzeedruk of extreme temperaturen.
• Beveiligingsoperaties verbeteren, met toepassingen in lichtgewicht robotica, alsook next-generation imaging en sensormogelijkheden, gebruikt over het hele spectrum van land, lucht, zee en ruimte-gebaseerde systemen.
• De elektronische systeemplaatsegrootte en -gewicht dramatisch verkleinen door elektronica die zich aanpast aan complexe vormen zoals vliegtuigvleugels of onbemande voertuigplatforms, en elektronica integreren in kleding en stoffen.

De vraag is hoog om de fabricagebaarheid van al deze producten te verhogen. Huidige onderzoeksinspanningen zijn gericht op het verlagen van de per-eenheid prijs en het verhogen van de waarde voor de klant. Het resultaat zal lichtgewicht, laagkost, flexibel, comfortabel, uitrekbaar en hoog-efficiënte slimme producten zijn met onmetbare toepassingen in consumenten, commerciële en militaire toepassingen.