Alors pourquoi nos appareils électroniques le sont-ils?
Andy Behr, responsable de la technologie, Panasonic Electronic Materials andy.behr@us.panasonic.com
Site web pour l'Amérique du Nord : https://na.industrial.panasonic.com/products/electronic-materials
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La réponse simple et directe est : parce que c'est ainsi que nous les avons toujours fabriqués. Et, au cours des 80 dernières années environ, cette approche plane a plutôt bien servi l'humanité. Les puces électroniques sont plates et rectangulaires. Les circuits imprimés sont plats et rectangulaires. Les écrans sont plats et rectangulaires. Et nous fabriquons ces objets par millions ! Cependant, il est difficile pour les concepteurs de créer des dispositifs à facteur de forme alternatif lorsque tous les composants fonctionnels primaires disponibles sont durs, plats et rectangulaires.
Mais, comme le chantait Bob Dylan, les temps changent. Les entreprises créatives ont compris qu'il existe une demande énorme et émergente pour de nouveaux facteurs de forme dans une grande variété de secteurs verticaux. Les progrès de l'électronique imprimée, de l'impression 3D, de la fabrication additive, du traitement rouleau à rouleau et de l'électronique souple permettent de créer de nouveaux appareils dans des secteurs aussi divers que le médical, le bien-être et les soins de santé, l'automobile, l'aérospatiale, la robotique, la réalité étendue, le sport, la mode, etc.
Mais il reste des défis importants à relever. Par exemple, la fabrication et l'assemblage conventionnels de cartes de circuits imprimés ont eu des décennies pour optimiser l'ensemble du processus de fabrication et de la chaîne d'approvisionnement en fonction des formats de panneaux afin de créer des assemblages de circuits fiables de manière rationnelle et rentable. Les matériaux utilisés dans ces processus exigent généralement un haut degré de résistance chimique et thermique pour survivre aux processus de fabrication tels que la gravure du cuivre, la stratification multicouche et le brasage par refusion. Il est clair que, si les nouveaux circuits à facteur de forme sont fabriqués en utilisant tout ou partie de l'infrastructure établie de fabrication et d'assemblage des circuits imprimés, de nouvelles catégories de matériaux seront nécessaires.
Panasonic contribue à l'évolution de ce nouveau facteur de forme en développant des matériaux innovants. Les chercheurs du siège de la division industrielle de Panasonic à Osaka, au Japon, ont inventé une technologie polymère véritablement nouvelle, conçue pour favoriser le développement de circuits électroniques plus souples, plus flexibles et même étirables. Les premiers travaux dans ce domaine avaient emprunté des polymères souples et extensibles disponibles dans le commerce et destinés à d'autres applications, principalement le polyuréthane thermoplastique (TPU) et le silicone. Bien que ces deux matériaux soient souples et extensibles, leur utilisation dans des assemblages de circuits souples présente des difficultés importantes. Par exemple, les TPU ont généralement une résistance à l'étirement en ligne à très basse température (130°C ou moins) et souffrent d'hystérésis (la déformation permanente après une déformation, telle que l'étirement.) Les silicones ne s'entendent généralement pas avec les autres matériaux électroniques et la résolution des problèmes de compatibilité peut être un casse-tête pour les concepteurs et les fabricants.
Le système polymère exclusif de Panasonic Electronic Materials présente des caractéristiques très intéressantes. Il résiste à de très hautes températures, avec une température de dégradation thermique supérieure à 300°C. Il possède une énergie de surface élevée et est compatible à haute température avec une grande variété d'encres, de pâtes, de films, de revêtements et d'adhésifs. Il est très souple (un module de moins de 5 MPa), ce qui le rend intéressant pour les applications sur le corps ou lorsque la conformité à des géométries complexes est requise. Il est étirable jusqu'à 200 %, présente une hystérésis ultra-faible, inférieure à 0,1 %, et peut être étiré pendant des milliers de cycles.
Le produit de première génération de Panasonic basé sur cette chimie unique, baptisé BEYOLEX, est un film transparent conçu pour les applications d'électronique imprimée. Il s'agit d'un film BEYOLEX de 100 microns livré sur un support PEN avec une feuille supérieure en PET. Le PEN haute température sert de stabilisateur mécanique pendant le traitement et le PET protège le film pendant le transport. Des paquets contenant cinq feuilles de BEYOLEX, référence MUAS13111AA, peuvent être achetés en ligne sur Digi-Key.
L'équipe de recherche de Panasonic est en train de développer d'autres films et formats de distribution basés sur ce système polymère. Dans le même temps, nous continuons à travailler avec nos clients et partenaires du monde entier sur de nouveaux produits qui ne sont pas limités par le paradigme de l'électronique plate et rectangulaire. Panasonic Electronic Materials s'engage à permettre la prochaine génération de dispositifs électroniques adaptés à notre monde. [This is automatically translated from English]