A era da eletrônica impressa

A eletrônica impressa se constitui por uma série de métodos onde se cria um dispositivo eletrônico ou híbrido (mecânico, fluídico e/ou ótico) pela deposição de tintas e também de pastas funcionais condutoras e/ou semicondutoras, sobre um substrato qualquer (vidro, metais, plásticos, cerâmicas ou materiais compósitos).

As aplicações são diversas, como o desenvolvimento de painéis solares orgânicos, supercapacitores e baterias impressas, sensores, microssistemas cerâmicos, antenas, radares, eletrônica flexível, dispositivos eletroluminescentes, dispositivos opto-eletrônicos, entre outros.

Os principais setores beneficiados são: automotivo, elétrico, telecomunicações, aeroespacial, mineração, defesa, biomedicina e a chamada eletrônica de consumo.

Sobre a eletrônica impressa

Recentemente, pesquisadores suecos afirmam ter dado o passo que faltava para levar a impressão de circuitos eletrônicos do laboratório para as fábricas, viabilizando a aplicação da eletrônica em larga escala.

O passo decisivo foi a integração entre o novo campo da eletrônica impressa e a eletrônica tradicional, baseada em silício e fabricada pelas técnicas tradicionais de máscara e litografia.

A vantagem é que não precisamos misturar diferentes métodos de fabricação: tudo é feito por serigrafia e em relativamente poucas etapas de processamento. A chave é garantir que as diferentes camadas terminem exatamente no lugar certo. Chegamos a era da eletrônica impressa!

A impressão de circuitos eletrônicos

A impressão de circuitos eletrônicos totalmente funcionais podem ser realizadas em plásticos flexíveis e transparentes ou em qualquer outro material que possua uma superfície que seja possível imprimir.

Um primeiro passo foi a criação de telas serigráficas que permitem imprimir linhas extremamente finas, para que as tintas semicondutoras possam formar componentes com precisão e grande densidade por área.

Pelo menos três desafios adicionais foram enfrentados desde então: reduzir o tamanho do circuito, aumentar a qualidade, de modo que a probabilidade de todos os transistores no circuito funcionem seja o mais próximo possível de 100%, e a integração com os circuitos baseados em silício, necessários para processar sinais e se comunicar com o ambiente.

Um dos principais avanços é que agora é possível usar circuitos impressos para criar uma interface com componentes eletrônicos tradicionais baseados em silício.

Os pesquisadores desenvolveram vários tipos de circuitos impressos baseados em transistores eletroquímicos orgânicos. Um deles é o registro de deslocamento, que pode formar uma interface e lidar com o contato entre o circuito à base de silício e outros componentes eletrônicos, como sensores e telas. Isso significa que agora é possível usar um chip de silício com menos contatos, o que exige uma área menor e, dessa forma, é muito mais barato.

O desenvolvimento das tintas semicondutoras foi outro elemento decisivo para o processo de miniaturização e também para obter maior qualidade. Esses circuitos integrados de grande escala poderão ser usados, por para alimentar telas eletrocrômicas, sendo elas próprias também fabricadas como eletrônicos impressos. E a tecnologia avança rapidamente!

A grande expectativa, contudo, é que a eletrônica impressa dê o impulso final para a fabricação dos circuitos de baixo custo e baixo consumo de energia exigidos pela chamada “internet das coisas“.

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Referências: Inovação Tecnológia e Artigo: All-Printed Large-Scale Integrated Circuits Based on Organic Electrochemical Transistors. Nature Communications. Vol.: 10, Nº: 5053. DOI: 10.1038/s41467-019-13079-4

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