In diesem zweiten Teil der Artikelserie beleuchtet TechBlick vielversprechende Innovationen und Markttrends in der gedruckten, hybriden und InMold-Elektronik. Zu den in diesem Artikel behandelten Themen gehören (1) flexible Hybridelektronik, (2) additiver Präzisionsdruck und R2R-Druck, (3) gedruckte und R2R-Photovoltaik und (4) hybride CMOS-SWIR-Sensoren.
Alle in diesem Artikel hervorgehobenen Trends werden von den wichtigsten Akteuren in diesem Bereich auf den kommenden interaktiven LIVE- und Online-Konferenzen und Ausstellungen von TechBlick diskutiert, die am 10. und 11. März 2021 und am 11. und 12. Mai 2021 stattfinden.
Mit einer einzigen Jahreskarte haben Sie Zugang zu allen zukünftigen LIVE-(Online-)Konferenzen und Ausstellungen, Meisterkursen, einer Bibliothek mit On-Demand-Inhalten und Möglichkeiten zur Vernetzung in der Gemeinschaft.
Zu den bevorstehenden Veranstaltungen gehören:
10. und 11. März: Gedruckte, flexible, hybride und InMold-Elektronik (I)
14. und 15. April: Graphen, 2D-Materialien und Kohlenstoff-Nanoröhren
11. und 12. Mai: Gedruckte, flexible, hybride und InMold-Elektronik (II)
11. und 12. Mai: Quantenpunkte: Materialinnovation und aufkommende Anwendungen
15. und 16. Juni: Innovationen und Trends bei Displays und Beleuchtung: OLEDs, Flexible, Gedruckte, microLED und darüber hinaus
14. und 15. Juli: Hautpflaster, Wearables, E-Textilien und dehnbare Elektronik
Verwenden Sie den folgenden Rabattcode, um 10% Rabatt zu erhalten
10%RabattAA
Flexible Hybridelektronik (FHE): der wichtigste Trend in der gedruckten Elektronik?
Trotz aller Fortschritte hat die gedruckte Logik nie die erforderliche Mobilität, Stabilität und Größe erreicht, was die Möglichkeiten der gedruckten Elektronik einschränkte. Jetzt werden jedoch dünne und flexible Dies/ICs geformt, die flexible Hybridelektronik ermöglichen. Dies ist einer der spannendsten Trends in der gedruckten und flexiblen Elektronik.
Einige Beispiele für ultradünne und flexible ICs sind unten abgebildet. Außerdem ist eine Roadmap abgebildet, die den Anstieg der Leistungsfähigkeit zeigt. Es ist zu beachten, dass diese Bauelemente nicht auf dem Druckverfahren basieren. Dennoch handelt es sich um Technologien, die Anwendungen der gedruckten Elektronik ermöglichen.
Für die Entwicklung ultradünner Chips und/oder ICs gibt es inzwischen mehrere Ansätze. Ein Ansatz besteht darin, Siliziumchips so weit wie möglich zu verdünnen und sie dadurch flexibel zu machen. In diesem Fall sind die technologischen Fähigkeiten mit denen von Silizium vergleichbar. In der Tat wurden bereits flexible und ultradünne ICs auf Bluetooth-Niveau demonstriert. Dies ist ein wichtiger Meilenstein.
Ein weiterer Ansatz ist die Entwicklung flexibler ICs auf der Grundlage nativer dünner Technologien unter Verwendung flexibler elektronischer Fertigungstechniken, die den Weg zu nativ flexiblen LSI- und VLSI-ICs ebnen. Das ultimative Ziel ist es, Alltagsgegenstände intelligenter zu machen, aber die technologische Leistungsfähigkeit liegt noch Jahrzehnte hinter der von Silizium zurück.
Mit einer Jahreskarte haben Sie Zugang zu all unseren interaktiven LIVE- und Online-Konferenzen und Ausstellungen und können von allen wichtigen Akteuren, die diese Technologie vorantreiben, hören: American Semiconductor, ARM, CEA, und Lux Semiconductor.
Quelle: www.TechBlick.com
Niedertemperatur-Verbindungen (Die- oder IC-Attach) sind ebenfalls ein entscheidender Bestandteil der aufkommenden FHE (Flexible Hybrid Electronics). Aufgrund des Mangels an geeigneten Lösungen sind flexible Leiterplatten (FPCBs) auf PI-Substrate beschränkt, was die Kosten unnötig hoch hält.
Um hier Abhilfe zu schaffen, gibt es mehrere Ansätze, um PET-kompatible Low-T-Technologien zur Befestigung von Die oder ICs zu ermöglichen.
NovaCentrix hat das Löt-Photosintern entwickelt, das es Anwendern ermöglicht, sowohl die Verarbeitungszeit als auch die Temperatur zu senken, wodurch der Ansatz mit der R2R-Verarbeitung und mit PET-Substraten kompatibel ist. Dabei ersetzen Lichtimpulse mit hoher Intensität einen Reflow-Ofen und bringen das Lot in Millisekunden auf seine Liquidustemperatur, ohne das darunter liegende Substrat zu beschädigen.
Saf-Tech entwickelt Ultra-Niedrigtemperatur-Lot. Das Unternehmen stammt von der Iowa State University, die das berühmte und inzwischen weit verbreitete SAC-Lot entwickelt hat. Der Ansatz von Saf-Tech sieht vor, das Löten von SAC305 bei Temperaturen so niedrig wie die Umgebungstemperatur zu ermöglichen und damit die Tür zu PET- oder papierkompatibler flexibler Hybridelektronik zu öffnen.
Alpha Assembly entwickelt ebenfalls Ultra-Niedrigtemperatur-Lötmittel, die ihre Kompatibilität auf hitzestabilisiertes PET und darüber hinaus ausweiten. Beachten Sie, dass Lötmittel die Fähigkeit zur Selbstausrichtung besitzt, was für R2R-FHE wichtig ist, da es die Präzisionsanforderungen des Pick-and-Place-Verfahrens erleichtert und die Einführung von immer komplexeren ICs mit vielen eng gepackten E/A-Pins ermöglicht.
Leitfähige Klebstoffe sind natürlich für niedrige Temperaturen geeignet. Sie werden in der RFID-Technik eingesetzt, vielleicht die erste erfolgreiche einfache FHE-Anwendung. Sie eignen sich jedoch nicht für große ICs mit einer hohen Anzahl von E/A-Pins.
CondAlign entwickelt einen neuartigen anisotropen leitfähigen Klebefilm. Dabei werden die eingebetteten Partikel elektrisch ausgerichtet. Diese Folien werden jetzt in R2R-Maßstab mit Dicken von einigen µm bis zu einigen hundert µm und einem Widerstand von unter 0,01 Ohm/cm^2 hergestellt. Interessant ist, dass sie 10um-Teilungen unterstützen können.
Mit einer Jahreskarte haben Sie Zugang zu all unseren interaktiven LIVE-, aber auch Online-Konferenzen und -Ausstellungen und können die neuesten Informationen aus erster Hand in LIVE-(Online-)Präsentationen von allen oben genannten Akteuren hören.
Quelle: www.TechBlick.com
Natürlich würde all dies ohne Anwendungen und letztlich ohne R2R-Verarbeitung keinen Sinn machen. Ersteres ist der Schlüssel, sonst bleibt FHE eine Lösung, die ein Problem sucht. Letzteres ist erforderlich, damit die Technologie ihre potenziellen Kostenvorteile pro Einheit realisieren kann.
In unserer interaktiven LIVE-Konferenz- und Ausstellungsreihe haben wir interessante Unternehmen ausgewählt, die an Anwendungen und R2R-Verfahren arbeiten.
GE Research wird seinen Ansatz vorstellen, wie man vom Schoß zu realen Anwendungen kommt. Jabil wird über die Markteinführung flexibler Hybridelektronik berichten. Beide Unternehmen verfügen über eine langjährige Erfahrung in der Kommerzialisierung gedruckter Elektronik.
Smooth & Sharp wird seine R2R gedruckten RFID-Tags für den Covid-Druck vorstellen. IDENTIV wird seine NFC- und UHF-Sensoren vorstellen, die mit flexibler Hybridelektronik hergestellt werden. CPI (Centre for Process Innovation) wird seine Fortschritte bei der Nutzung der R2R-Verarbeitung zur Herstellung flexibler Hybridelektronik vorstellen.
Mit einer Jahreskarte haben Sie Zugang zu all unseren interaktiven LIVE-, aber auch Online-Konferenzen und -Ausstellungen und können die neuesten Informationen aus erster Hand in LIVE-(Online-)Präsentationen von allen oben genannten Akteuren hören.
Quelle: www.TechBlick.com
Präzisionsdruck
Der Trend zum hochauflösenden Drucken von Elektronik ist einer der wichtigsten in diesem Bereich. Alle Drucktechnologien haben im letzten Jahrzehnt Auflösungssprünge gezeigt. Sogar der Siebdruck hat jetzt in einigen Fällen Linienbreiten von 10 um erreicht.
In unserer interaktiven LIVE-Online-Konferenz- und Ausstellungsreihe stellen wir einige der interessantesten Unternehmen und Fortschritte auf diesem Gebiet vor. XTPL wird seine ultrapräzise Depositionstechnologie vorstellen, mit der Merkmale von nur 1µm auf 3D-geformte Oberflächen gedruckt werden können. Das Unternehmen bietet sowohl einen eigenen Drucker als auch hochdichte Silber-Nanopartikeltinten an. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig und umfassen das Prototyping/Drucken von Umverteilungsschichten, die späte Reparatur von Mikro-LEDs und anderen Displays, das Drucken von Sicherheitsmerkmalen, das Drucken von Quantenpunkten und vieles mehr. Mit der Zeit kann dies zu einer Plattformtechnologie werden.
Enjet wird auch sein ultrafeines elektrohydrodynamisches Druckverfahren vorstellen. Dabei handelt es sich um eine Nahfeld-Jet-Drucktechnologie, die ein elektrostatisches Feld nutzt. Damit lassen sich auch kleine Merkmale auf nicht ebenen Oberflächen erzielen.
Ein einzigartiger und innovativer Ansatz wird von NanoOps, einer Ausgründung der Northwestern University, entwickelt. Sie können Transferdrucke im Submikrometerbereich (bis zu 20nm) durchführen. Dabei wird der Schaltkreis zunächst auf eine Schablone geätzt. Diese Schablone wird dann in einen chemischen Batch eingelegt, in dem die Nanopartikelmaterialien durch elektrostatische Kraft von den Schaltkreismustern angezogen werden. Diese Schablone wird dann gegen das Zielsubstrat, z. B. ein flexibles, gedrückt, um das Muster zu übertragen. Dies ermöglicht den waferbasierten Multilayer-Multimaterialdruck mit einer Auflösung im Submikrometerbereich. Das Verfahren wird jetzt als modulare automatisierte Gen2-Produktionslinie angeboten.
Quelle: www.TechBlick.com
Die oben beschriebenen Ansätze sind nicht R2R. Allerdings macht auch der R2R-Druck Fortschritte bei der Auflösung.
Kodak wird sein Flexodruckverfahren mit hohem Durchsatz und hoher Auflösung mit einer Auflösung von weniger als 10 µm und Druckgeschwindigkeiten von 10 m/min vorstellen. Dies könnte in R2R-Photovoltaik, aktiven Schaltkreisen, Sicherheitsmerkmalen, transparenten Antennen und RFID-Etiketten und darüber hinaus eingesetzt werden.
Asahi Kasei hat auch ein R2R-Verfahren entwickelt, das mit seiner so genannten nahtlosen Walzenformtechnologie, die mittels Elektronenstrahllithografie strukturiert wird, eine Auflösung im Submikrometerbereich erreicht. Das Unternehmen entwickelt auch seine eigenen Cu-Tinten. Diese können in vielen Bereichen eingesetzt werden, z. B. für transparente Heizelemente, für die Metallisierung von Display-Verbindungen und für transparente RFID-Etiketten. Tatsächlich entwickelt Asahi Kasei sein Geschäft zu einem vollständigen Prozess für Tag- und Trace-Lösungen unter Verwendung seiner transparenten RFID-Technologie weiter.
Mit einer Jahreskarte haben Sie Zugang zu allen interaktiven LIVE-Online-Konferenzen und -Ausstellungen und können sich die neuesten Informationen aus erster Hand in LIVE-Präsentationen (online) von allen oben genannten Akteuren anhören.
Gedruckte Fotovoltaik
Die gedruckte Photovoltaik hat eine lange Geschichte mit Höhen und Tiefen hinter sich. Doch endlich sieht es so aus, als würde die Technologie reifen. Vor allem die OPV hat die Geduld der Entwickler seit den berauschenden Tagen von Konarka auf die Probe gestellt. Nun aber gibt es positive Nachrichten, weshalb wir sie in unserem Programm hervorheben.
Ein positiver Trend ist, dass der EQE von OPVs wieder zu steigen begonnen hat und damit die lange Phase der Stagnation durchbrochen wurde. Wie unten dargestellt, hat die Umstellung auf Nicht-Fulleren-Akzeptoren diesen Trend gefördert und unterstützt.
Quelle: www.TechBlick.com
Parallel dazu ist die Verarbeitungstechnologie ausgereift, und einige haben sich auf eine schnellere und breitere R2R-Verarbeitung eingestellt. Die Materialien sind jetzt auch stabiler, was die Anforderungen an die Barriere lockert und auch die Herstellungsprozesse erleichtert.
Entscheidend ist, dass sich auch der Anwendungsbereich stark weiterentwickelt hat. Nicht mehr jeder steckt OPVs in dieselbe Kategorie wie Si-PVs. In der Tat erkennen und nutzen viele die einzigartigen Eigenschaften von OPVs, wie z. B. die gute Innenraum-EQE, die Flexibilität und die Möglichkeit, individuelle Muster zu erstellen, usw.
Auf unserer Konferenz werden wir alle wichtigen Trends aufzeigen. Armor wird neue OPV-Anwendungen vorstellen, und Sunew wird über die Skalierung der OPV-Produktion und industrielle Herausforderungen berichten.
Brilliant Matters, mit seinem ständig wachsenden Portfolio an Halbleitern und Zwischenschichten für OPVs, wird seine neueste Generation von Photovoltaik-Materialien vorstellen. Raynergy Tek wird seine besten OPV-Materialien vorstellen und Philips 66 wird seine photoaktiven Polymere vorstellen, die auf den industriellen Druck von OPVs zugeschnitten sind.
Natürlich ist das Drucken oder die R2R-Verarbeitung von PVs nicht auf organische PVs beschränkt, wie unten gezeigt wird. Auch in anderen Bereichen sind gute Fortschritte zu verzeichnen. In den USA wird der R2R-Hochgeschwindigkeitsdruck auf Perowskite angewandt, während der Tintenstrahldruck für die ersten kommerziellen gedruckten Perowskit-PVs verwendet wird. Letztere werden von Saule Technologies entwickelt, die auch in unserer interaktiven Online- aber LIVE-Konferenz- und Ausstellungsreihe vertreten sein werden.
Mit einer Jahreskarte haben Sie Zugang zu allen unseren interaktiven LIVE-Online-Konferenzen und -Ausstellungen und können die neuesten Informationen aus erster Hand in LIVE-Präsentationen (online) von allen oben genannten Akteuren hören.
Quelle: www.TechBlick.com
Hybride CMOS-Photodetektoren für NIR- und SWIR-Sensorik
Wie weiter unten gezeigt wird, kann gedruckte Elektronik bei der Herstellung von vollständig gedruckten und hybriden Fotodetektoren eine Rolle spielen. Ein interessanter Trend sind hybride CMOS-SWIR-Sensoren. CMOS kann SWIR nicht sehen. Durch Innovationen wie tiefe Isolationsgräben wird bestenfalls eine Effizienz von 40-50 % im NIR-Bereich erreicht. Es gibt jedoch unzählige Anwendungen im SWIR-Bereich, z. B. in der industriellen Inspektion, der Textilsortierung, bei ADAS und beim autonomen Fahren.
Derzeit ist InGaAs die Technologie der Wahl. Sie ist teuer für SWIR und sehr teuer für erweitertes SWIR. Außerdem hat sie eine niedrige Auflösung, da die Pixelgröße traditionell durch die Notwendigkeit der Hybridisierung von InGaAs und Si- Auslese-Chips mit Hilfe von Lötpunkten begrenzt war (Anmerkung: Die Cu-Cu-Bonding-Technologie von Sony wird dies ändern). QD und organische Materialien können in Lösung gegossen oder auf CMOS ROICs aufgedampft werden, um hybride Sensoren zu ermöglichen, die NIR, SWIR und sogar MWIR erkennen können. Die Absorptionseigenschaften lassen sich durch Feinabstimmung des QD-Durchmessers einstellen.
Hier hat es große Fortschritte gegeben. In unserer Konferenzserie haben wir die besten Arbeiten herausgesucht. SWIR Vision System ist das erste Unternehmen, das ein QD-CMOS-Produkt auf den Markt bringt; Emberion, ein Nokia-Spin-Out, steht nach jahrelanger Entwicklung kurz vor der Markteinführung seines Produkts; IMEC ist die führende Forschungseinrichtung auf diesem Gebiet, die einen Pixelgrößenrekord von 0,13 um aufgestellt hat und an der Industrialisierung des Prozesses arbeitet; und das Fraunhofer FEP hat die klassenbeste Arbeit an organischen CMOS-NIR- und SWIR-Photodetektoren abgeschlossen.
Mit einer Jahreskarte haben Sie Zugang zu all unseren interaktiven LIVE- und Online-Konferenzen und Ausstellungen und können die neuesten Informationen aus erster Hand in LIVE-(Online-)Präsentationen von allen oben genannten Akteuren hören.
Quelle: www.TechBlick.com
mit folgendem Rabattcode, um 10% Rabatt zu erhalten
10%RabattAA
Registrieren Sie sich heute, um Kontakte zu knüpfen, zu lernen und sich zu engagieren
mit der Gemeinschaft aufstrebender Technologien
Ein ganzes Jahr lang.
[This is automatically translated from English]