Zum Thema gedruckte Elektronik hielt Hans van de Mortel, Inhaber von Metafas, einen Vortrag mit dem Titel „From switch to swipe“ (Vom Schalter zum Wischen) auf dem Seminar „User Interface Design“. Metafas in Asten entwickelt und produziert Benutzerschnittstellen (Front- und Bedienfelder) und gedruckte Elektronik.

Sie fragen sich, worum es in diesem Vortrag ging? Wir fassen ihn in diesem Blog für Sie zusammen.

Siebdruck für gedruckte Elektronik

Für den industriellen Einsatz ist der Siebdruck eine gängige Technik. Metafas verwendet die fortschrittliche Computer-to-Screen-Methode, um ein Sieb mit dem gewünschten Muster zu belichten.

Wir erforschen die verschiedenen Möglichkeiten des Siebdrucks, variieren Farben, Substrate und Nachbehandlungen. Wir können heute eine Auflösung (Breite der gedruckten Spuren) von 40 Mikrometern erreichen.

Im Bereich der gedruckten Elektronik sind wir eines der größten unabhängigen Produktionsunternehmen in Europa und arbeiten eng mit dem Eindhoven Holst Centre zusammen, dem Joint Venture von TNO und dem belgischen imec, das eine führende Position in Forschung und Entwicklung einnimmt.

Unsere Produktion betrifft noch hauptsächlich Prototypen und Nullserien. Aber für den 'Atag One smart thermostat' haben wir bereits eine sehr große Serie der Frontplatte mit 'Touch'-Tasten hergestellt. Das ist ein tolles Beispiel für gedruckte Elektronik.

Es handelt sich übrigens oft um Hybridelektronik, denn Leistungsanwendungen, die einen Kühlkörper benötigen, können nicht in gedruckte Elektronik integriert werden; dafür ist konventionelle Elektronik wie eine Leiterplatte (PCB) erforderlich.

Dehnbare Tintenspuren

Heutzutage können elektrische Schaltungen auf eine Vielzahl von (flexiblen) Substraten gedruckt werden, z. B. auf Folie, Papier, Karton oder sogar Textilien. Die Entwicklungen in der Nanotechnologie haben unter anderem zu leitfähigen Tinten auf Basis von Silberemulsionen geführt, die dehnbar sind.

Erst bei einer Dehnung von 20 Prozent oder mehr steigt der elektrische Widerstand der gedruckten Spuren deutlich an. Damit eröffnen sich für Metafas neue Möglichkeiten, bei denen Anwendungen von LEDs, Sensoren oder aktiven elektronischen Bauteilen mit gedruckten Leiterbahnen kombiniert und beispielsweise in Kleidung eingearbeitet werden.

Dies ermöglicht auch die Herstellung von RFID-Antennen auf flexibler Folie für Wi-Fi, Bluetooth oder NFC (Nahfeldkommunikation) und im Internet der Dinge sind diese Antennen die Schnittstelle zwischen physischen Produkten und der „Cloud“.

Gedruckte Elektronik in der Autoindustrie

Die Elastizität der Tinte ermöglicht auch die Anwendung von Techniken wie Thermoformung und Spritzguss auf Substrate, die bereits Spuren aufweisen. So kommen beispielsweise flexible Displays und Schnittstellen sowie andere 3D-geformte Produkte ins Spiel. Das gibt Flexibilität und Gestaltungsfreiheit. Dieser Trend war auch auf der Lopec (der internationalen Fachmesse für gedruckte Elektronik, Mitte März in München) zu beobachten.

Die Unternehmen stellen auch Produkte vor, die eine Kombination aus gedruckter Elektronik und Techniken wie Thermoformung und Spritzgießen nutzen.