Está começando a era da eletrônica impressa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/11/2019

Protótipos de LSIs (circuitos integrados de larga escala) saídos direto da impressora.
[Imagem: Thor Balkhed]

Eletrônica impressa

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 orgânica 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.

"Este é um passo decisivo para uma tecnologia que nasceu na Universidade de Linkoping há pouco mais de 17 anos," disse o professor Magnus Berggren.

"A vantagem que temos aqui 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," acrescentou seu colega Peter Ersman.

Imprimindo circuitos eletrônicos

Imprimir circuitos eletrônicos totalmente funcionais - eles podem ser impressos em plásticos flexíveis e transparentes ou em virtualmente qualquer outro material - exigiu uma série de inovações ao longo desses 17 anos.

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 - não menos importante - a integração com os circuitos baseados em silício, necessários para processar sinais e se comunicar com o ambiente.

"Um dos principais avanços é que conseguimos usar circuitos impressos para criar uma interface com componentes eletrônicos tradicionais baseados em silício. Desenvolvemos 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 nós agora podemos usar um chip de silício com menos contatos, o que exige uma área menor e, dessa forma, é muito mais barato," disse Berggren.

A internet das coisas será a primeiro grande beneficiária da eletrônica de imprimir.
[Imagem: Ersman et al. - 10.1038/s41467-019-13079-4]

Internet das coisas e telas

O desenvolvimento das tintas semicondutoras foi outro elemento decisivo para o processo de miniaturização e também para obter maior qualidade. "Nós agora podemos colocar mais de 1.000 transistores eletroquímicos orgânicos em um substrato plástico de tamanho A4 e conectá-los de diferentes maneiras para criar diferentes tipos de circuitos integrados impressos," disse o professor Simone Fabiano, membro da equipe.

Esses circuitos integrados de grande escala, ou LSI, na sigla em inglês, poderão ser usados, por exemplo, para alimentar telas eletrocrômicas, elas próprias fabricadas como eletrônicos impressos.

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 internet das coisas.

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