Tisknutelná elektronika se v posledních letech již stala významnou oblastí inovací. V budoucnu bude poptávka v Evropě pravděpodobně ještě dále růst. Na co si musí dát pozor tiskárny, které se chtějí do této oblasti pustit?

Tištěná elektronika – to zní jako špičková technologie. A také jako budoucnost; konzultanti společnosti Fortune Business Insights totiž předpovídají, že do roku 2032 vzrostou globální tržby v tomto odvětví na 69,5 miliardy amerických dolarů, a to při roční míře růstu přesahující 22 procent.

Oblasti použití tištěné elektroniky

Techniky jako sítotisk a flexotisk, ale i průmyslový inkoustový tisk se používají především k výrobě

  • Senzory (teploty, tlaku, optické)
  • Displeje pro malá mobilní zařízení
  • Solární články
  • RFID štítky
  • Zdroje elektřiny
  • Topné prvky

používají. Často se jedná o relativně jednoduché obvody, které se realizují nanášením vodivých past na ohebné fólie nebo přímo na tuhé povrchy. Typickými oblastmi použití jsou produkty pro automobilový průmysl a obranný průmysl, zdravotnictví, nositelná elektronika, výrobu energie a klimatizační techniku, jakož i řízení procesů, monitorování a IoT (internet věcí). Jedná se tedy o všechny oblasti podnikání, u nichž lze i v budoucnu očekávat značný růst.

Sítotiskové zařízení pro tištěnou elektroniku od společnosti INO. Foto: Sonja Angerer

Sítotisk v průmyslu

Využití tiskových technologií v průmyslových procesech není žádnou novinkou. Již od 50. let 20. století se v Evropě především pomocí sítotisku nanášejí povlaky na sklo a zdobí se, tisknou se stupnice pro měřicí přístroje a označují se součástky. Někdy se tyto aplikace vyrábějí na stejných sítotiskových linkách, které se používají i v grafickém průmyslu.

Občas se dokonce najdou sítotiskárny, které se zabývají jak grafickým, tak průmyslovým sítotiskem. Koneckonců při výrobě sít není žádný rozdíl a ani pro samotný tiskový proces není v zásadě důležité, zda se nanášejí barvy, funkční laky nebo vodivé pasty.

V posledních letech se však na trhu stále častěji objevují malé, flexibilní sítotiskové linky, které jsou speciálně optimalizovány pro výrobu tištěné elektroniky, například od slovinského výrobce INO. Většinou jsou tyto zařízení poměrně kompaktní a lze je kombinovat s automatizačními a navazujícími moduly, jako jsou například stohovače a odstohovače nebo sušicí jednotky.

V oblasti tištěné elektroniky se sítotisk používá především pro výrobu větších sérií levných součástek a dále tam, kde jsou vyžadovány obzvláště odolné obvody s velkou tloušťkou vrstvy.

Při výrobě malých sérií nebo prototypů tištěné elektroniky se stále větší oblibě těší také speciální inkoustové tiskárny. Jsou obzvláště flexibilní a rychlé, protože odpadá nutnost výroby sít. Mezi významné vývojáře patří například francouzská společnost Kelenn Technology nebo rakouská firma Profactor.

Obvody vytištěné na fólii. Foto: Sonja Angerer

Specializace na tištěnou elektroniku

Ačkoli je zcela možné provozovat grafický a průmyslový sítotisk souběžně, většina dodavatelů elektroniky vyráběné sítotiskem se dnes specializuje výhradně na tuto oblast.

To má několik důvodů:

  • Čistota: Výroba tištěné elektroniky vyžaduje v závislosti na konkrétním použití prostředí, které je z velké části bezprašné, někdy dokonce čisté prostory.
  • Bezpečnost: Tištěná elektronika se často využívá v citlivých oblastech, jako je finanční sektor nebo zbrojní průmysl.
  • Certifikace: Mnoho zákazníků vyžaduje od dodavatelů tištěné elektroniky nejen běžné certifikáty ISO, ale také dodržování dalších výrobních norem.
  • Výzkum a vývoj: V případě tištěné elektroniky je často nutné zavést nový komplexní proces.
  • Další zpracování: Aby se z tištěného obvodu stal elektronický komponent, jsou zapotřebí kontakty a konektory. Proto je nutné pořídit také montážní automaty, například od firmy Föhrenbach.
  • Zajištění kvality: Na rozdíl od grafického sítotisku je třeba u tištěných elektrických obvodů provést nejen povrchovou kontrolu vzhledu, ale také zkontrolovat jejich technickou funkčnost. V rámci zajištění kvality může být proto nutné automaticky otestovat každý jednotlivý komponent.

Zkušení zaměstnanci grafické sítotiskárny dokážou většinou s minimálním zaškolením vytvářet tiskové předlohy pro tištěnou elektroniku. I samotný tiskový proces lze zvládnout poměrně dobře, zejména u jednodušších obvodů. Kromě toho jsou však zapotřebí další odborníci, například se znalostmi v oblasti elektroniky nebo materiálového inženýrství. Ti se v grafických tiskárnách zpravidla nenacházejí. Proto existují specializovaní poradci, jako je například MSWtech Test Center Europe v Norimberku, které disponuje také testovacím prostředím pro flexibilní tištěnou elektroniku.

Automatický montážní stroj pro konektory na deskách s plošnými spoji. Foto: Sonja Angerer

Perspektivy sítotisku ve výrobě tištěné elektroniky
Tištěná elektronika je bezpochyby oblastí, v níž bude sítotisk hrát i v budoucnu významnou roli. Pokroky v materiálovém inženýrství a tiskových technologiích navíc dále zvýší výkonnost a šířku uplatnění tištěné elektroniky.

To činí tuto oblast zajímavou i pro firmy, které se v současné době zabývají především grafickým sítotiskem. V některých případech je totiž možné vyrábět jednodušší obvody dokonce i na stávajících strojích. Zejména pokud již existují kontakty v průmyslu, například díky stávajícím zakázkám v oblasti velkoplošného tisku, může být rozšíření oblasti podnikání o tištěnou elektroniku výhodné i pro střední sítotiskárny. Předpokladem je však ochota investovat do kvalifikovaných pracovníků a strojů a seznámit se s úplně novou oblastí.