Tlačená elektronika sa v posledných rokoch stala významnou oblasťou inovácií. V budúcnosti bude dopyt v Európe pravdepodobne ešte rásť. Čo musia zohľadniť tlačiarne, ktoré chcú vstúpiť do tejto oblasti?

Tlačená elektronika – to znie ako špičková technológia. A ako budúcnosť – veď konzultanti zo spoločnosti Fortune Business Insights predpovedajú, že do roku 2032 vzrastú globálne tržby v tejto oblasti na 69,5 miliardy amerických dolárov pri ročnom tempe rastu presahujúcom 22 percent.

Oblasť použitia tlačenej elektroniky

Techniky ako sieťotlač a flexotlač, ale aj priemyselný atramentový tlač sa používajú predovšetkým na výrobu

  • Senzory (teplota, tlak, optika)
  • Displeje pre malé mobilné zariadenia
  • Solárne články
  • RFID štítky
  • Zdroje elektrickej energie
  • Ohrievacie prvky

Používajú sa. Často ide o pomerne jednoduché obvody, ktoré sa realizujú nanášaním vodivých pást na ohybné fólie alebo priamo na tuhé povrchy. Typickými oblasťami použitia sú výrobky pre automobilový priemysel a obranný priemysel, zdravotníctvo, nositeľné zariadenia, výrobu energie a klimatizačnú techniku, ako aj riadenie procesov, monitorovanie a IoT (internet vecí). Ide teda o všetky oblasti podnikania, v ktorých sa aj v budúcnosti očakáva značný rast.

Sítotlačové zariadenie pre tlačenú elektroniku od spoločnosti INO. Foto: Sonja Angerer

Sítotlač v priemysle

Využitie tlačových technológií v priemyselných procesoch nie je ničím novým. Už od 50. rokov 20. storočia sa v Európe sklo povrchovo upravuje a zdobí predovšetkým pomocou sieťotlače, tlačia sa stupnice pre meracie prístroje a označujú sa súčiastky. Niekedy sa takéto aplikácie vyrábajú na tých istých sieťotlačových linkách, ktoré sa používajú aj v grafickom priemysle.

Občas sa dokonca nájdu sieťotlačové dielne, ktoré sa venujú tak grafickej, ako aj priemyselnej sieťotlači. Veď pri výrobe sieťotlačových šablón nie je žiadny rozdiel a aj pre samotný proces tlače je v podstate irelevantné, či sa nanášajú farby, funkčné laky alebo vodivé pasty.

V posledných rokoch sa však na trhu čoraz častejšie objavujú malé, flexibilné sieťotlačové zariadenia, ktoré sú špeciálne optimalizované pre výrobu tlačenej elektroniky, napríklad od slovinského výrobcu INO. Väčšinou sú pomerne kompaktné a dajú sa kombinovať s automatizačnými a spracovateľskými modulmi, ako sú napríklad zariadenia na ukladanie a vyberanie alebo sušiace jednotky.

V oblasti tlačenej elektroniky sa sieťotlač využíva predovšetkým pri výrobe väčších množstiev lacných komponentov, ako aj tam, kde sú potrebné obzvlášť odolné obvody s veľkou hrúbkou vrstvy.

Pri výrobe malých sérií alebo prototypov tlačenej elektroniky sa čoraz väčšej obľube tešia aj špeciálne atramentové tlačiarne. Vyznačujú sa mimoriadnou flexibilitou a rýchlosťou, keďže nie je potrebné sieťotlač. Medzi významných vývojárov patria napríklad francúzska spoločnosť Kelenn Technology alebo rakúska spoločnosť Profactor.

Obvody vytlačené na fólii. Foto: Sonja Angerer

Špecializácia na tlačenú elektroniku

Hoci je celkom možné prevádzkovať grafický a priemyselný sieťotlač súbežne, väčšina dodávateľov elektroniky tlačenej sieťotlačou sa dnes špecializuje výlučne na túto oblasť.

Je to z viacerých dôvodov:

  • Čistota: Výroba tlačenej elektroniky si v závislosti od konkrétneho použitia vyžaduje prostredie, ktoré je z veľkej časti bezprašné, niekedy dokonca čisté priestory.
  • Bezpečnosť: Tlačená elektronika sa často využíva v citlivých odvetviach, ako je finančný sektor alebo zbrojársky priemysel.
  • Certifikácia: Mnohí zákazníci od dodávateľov tlačenej elektroniky vyžadujú nielen bežné certifikáty ISO, ale aj dodržiavanie ďalších výrobných noriem.
  • Výskum a vývoj: V prípade tlačenej elektroniky je často potrebné nanovo zaviesť komplexný proces.
  • Ďalšie spracovanie: Aby sa z tlačeného obvodu stal elektronický komponent, sú potrebné kontakty a konektory. Preto je potrebné dokúpiť aj montážne automaty, napríklad od spoločnosti Föhrenbach.
  • Zabezpečenie kvality: Na rozdiel od grafického sieťotlače sa vytlačené elektrické obvody musia skontrolovať nielen povrchovo z hľadiska vzhľadu, ale aj z hľadiska ich technickej funkčnosti. V tejto súvislosti môže byť potrebné automaticky otestovať každý jednotlivý komponent v rámci zabezpečenia kvality.

Skúsení zamestnanci grafickej sieťotlačiarne dokážu zvyčajne s minimálnym zaškolením vytvárať tlačové predlohy pre tlačenú elektroniku. Aj samotný proces tlače sa dá pomerne dobre zvládnuť, najmä v prípade jednoduchších obvodov. Okrem toho sú však potrební aj ďalší odborníci, napríklad so znalosťami v oblasti elektroniky alebo materiálov. Tých sa v grafických tlačiarňach zvyčajne nenájdu. Preto existujú špecializovaní poradcovia, ako je napríklad MSWtech Test Center Europe v Norimbergu, ktoré disponuje aj testovacím prostredím pre flexibilnú tlačenú elektroniku.

Automatický montážny stroj na konektory v oblasti tlačených elektronických obvodov. Foto: Sonja Angerer

Perspektívy sieťotlače pri výrobe tlačenej elektroniky
Tlačená elektronika je bezpochyby oblasť, v ktorej bude sieťotlač aj naďalej zohrávať dôležitú úlohu. Pokroky v materiálových vedách a tlačových technológiách navyše ďalej zvýšia výkonnosť a šírku uplatnenia tlačenej elektroniky.

To robí túto oblasť zaujímavou aj pre firmy, ktoré sa v súčasnosti venujú predovšetkým grafickému sieťotlači. V niektorých prípadoch je totiž možné vyrábať jednoduchšie obvody dokonca aj na existujúcich strojoch. Najmä ak už existujú kontakty v priemysle, napríklad vďaka existujúcim zákazkám v oblasti veľkoplošnej tlače, môže byť rozšírenie pôsobnosti smerom k tlačenej elektronike výhodné aj pre stredné sieťotlačové podniky. Predpokladom je však ochota investovať do kvalifikovaných pracovníkov a strojov a zoznámiť sa s úplne novou oblasťou.