Y por qué lo son nuestros aparatos electrónicos?
Andy Behr, Director de Tecnología, Panasonic Electronic Materials andy.behr@us.panasonic.com
Sitio web de América del Norte: https://na.industrial.panasonic.com/products/electronic-materials Visite nuestro stand virtual
La respuesta simple y directa es: porque así es como los hemos hecho siempre. Y, durante los últimos 80 años aproximadamente, este enfoque plano ha servido bastante bien a la humanidad. Los chips IC son planos y rectangulares. Las placas de circuito son planas y rectangulares. Las pantallas son planas y rectangulares. Y los fabricamos por millones. Sin embargo, es un reto para los diseñadores crear dispositivos con factores de forma alternativos cuando todos los componentes funcionales primarios disponibles son duros, planos y rectangulares.
Pero, como cantaba Bob Dylan, los tiempos están cambiando. Las empresas creativas se han dado cuenta de que existe una enorme y emergente demanda de nuevos factores de forma en una amplia variedad de sectores verticales. Los avances en la electrónica impresa, la impresión 3D, la fabricación aditiva, el procesamiento de rollo a rollo y la electrónica blanda están posibilitando nuevos dispositivos en sectores tan diversos como la medicina/el bienestar/la salud, la automoción, la industria aeroespacial, la robótica, la realidad extendida, los deportes, la moda y otros.
Sin embargo, hay que afrontar importantes retos. Por ejemplo, la fabricación y el montaje de placas de circuitos convencionales llevan décadas optimizando todo el proceso de fabricación y la cadena de suministro en función de los formatos de los paneles para crear conjuntos de circuitos fiables de forma ágil y rentable. Los materiales utilizados en estos procesos suelen requerir un alto grado de resistencia química y térmica para sobrevivir a procesos de fabricación como el grabado del cobre, la laminación multicapa y la soldadura por reflujo. Está claro que, si los nuevos circuitos de factor de forma se fabrican utilizando toda o parte de la infraestructura establecida de fabricación y montaje de placas de circuito impreso, se necesitarán nuevas clases de materiales.
Una de las formas en que Panasonic está contribuyendo a esta evolución del nuevo factor de forma es a través del desarrollo de materiales innovadores. Los investigadores de la sede de la división industrial de Panasonic en Osaka (Japón) han inventado una tecnología de polímeros realmente novedosa, diseñada para impulsar el desarrollo de circuitos electrónicos más blandos, flexibles e incluso estirables. Los primeros trabajos en este campo habían tomado prestados polímeros blandos y estirables disponibles en el mercado destinados a otras aplicaciones, principalmente el poliuretano termoplástico (TPU) y la silicona. Aunque ambos materiales son blandos y estirables, cada uno de ellos presenta problemas importantes para su uso en conjuntos de circuitos flexibles. Por ejemplo, los TPU suelen tener una resistencia aerodinámica en línea a muy baja temperatura (130 °C o menos) y sufren de histéresis (la deformación permanente tras la tensión, como el estiramiento). Las siliconas no suelen llevarse bien con otros materiales electrónicos y resolver los problemas de compatibilidad puede ser un dolor de cabeza para los diseñadores y fabricantes.
El sistema de polímeros patentado por Panasonic Electronic Materials presenta algunas características muy atractivas. Tiene una resistencia a las altas temperaturas, con una temperatura de degradación térmica superior a los 300°C. Tiene una alta energía superficial y es compatible a altas temperaturas con una amplia variedad de tintas, pastas, películas, revestimientos y adhesivos. Es muy blando (un módulo inferior a 5 MPa), lo que lo hace atractivo para aplicaciones sobre el cuerpo o cuando se requiere la conformidad con geometrías complejas. Es estirable hasta un 200%, tiene una histéresis ultrabaja, inferior al 0,1%, y puede estirarse durante miles de ciclos.
El producto de primera generación de Panasonic basado en esta química única, denominado BEYOLEX, es una película transparente diseñada para aplicaciones de electrónica impresa. Se trata de una película BEYOLEX de 100 micras suministrada en un soporte PEN con una lámina superior de PET. El PEN de alta temperatura funciona como estabilizador mecánico durante el procesamiento y el PET protege la película durante el transporte. Los paquetes que contienen cinco láminas de BEYOLEX, con número de referencia MUAS13111AA, pueden adquirirse en línea en Digi-Key.
El equipo de investigación de Panasonic está desarrollando más productos de película y formatos de entrega basados en este sistema de polímeros. Al mismo tiempo, seguimos trabajando con los clientes y socios de todo el mundo en nuevos productos que no están limitados por el paradigma de la electrónica plana y rectangular. Panasonic Electronic Materials se compromete a hacer posible la próxima generación de dispositivos electrónicos que se adapten a nuestro mundo. [This is automatically translated from English]