Elastyczna elektronika (eBook)

Twoje ciało będzie wchodzić w interakcje z elastyczną elektroniką

Fouad Sabry (Autor)

eBook Download: EPUB

2023 | 1. Auflage
329 Seiten
Jeden Miliard Kompetentny [Polish] (Verlag)
978-0-00-043399-2 (ISBN)

Infos

Co to jest elastyczna elektronika

Montaż elementów elektronicznych na elastycznych podłożach z tworzyw sztucznych, takich jak poliimid, PEEK czy przezroczysta przewodząca folia poliestrowa, to metoda stosowana w technologii tzw. elastyczna elektronika, znana również jako elastyczne obwody. Ta metoda służy do montażu układów elektronicznych. Oprócz tej metody, srebrne obwody mogą być drukowane sitodrukiem na poliestrze w celu utworzenia elastycznych obwodów. Możliwe jest zbudowanie elastycznych zespołów elektronicznych przy użyciu tych samych komponentów, które są używane do produkcji sztywnych płytek drukowanych. Daje to desce możliwość dostosowania się do dowolnego pożądanego kształtu i wygięcia podczas użytkowania.

Jakie korzyści odniesiesz

(I) Spostrzeżenia i walidacje dotyczące następujących tematów:

Rozdział 1: Elastyczna elektronika

Rozdział 2: Elektronika organiczna

Rozdział 3: Płytka drukowana

Rozdział 4: BoPET

Rozdział 5: Przetwarzanie roll-to-roll

Rozdział 6: Laminowanie

Rozdział 7: FR-4

Rozdział 8: Poliimid

Rozdział 9: Cienka warstwa

Rozdział 10: Przełącznik membranowy

Rozdział 11: Bariera dyfuzyjna

Rozdział 12: Elastyczny kabel płaski

Rozdział 13: Podłoże energoelektroniczne

Rozdział 14: Automatyczne łączenie na taśmie

Rozdział 15: Elektronika drukowana

Rozdział 16: IPC (elektronika)

Rozdział 17: Termiczny słupek miedziany

Rozdział 18: Zintegrowane urządzenia pasywne

Rozdział 19: Kondensator foliowy

Rozdział 20: Stéphanie P. Lacour

Rozdział 21: Glosariusz terminów związanych z produkcją mikroelektroniki

(II) Answerin g najpopularniejsze pytania opinii publicznej na temat elastycznej elektroniki.

(III) Przykłady użycia elastycznej elektroniki w wielu dziedzinach.

(IV) 17 załączników do krótkiego wyjaśnienia 266 nowych technologii w każdej branży, aby mieć pełne zrozumienie technologii elastycznej elektroniki.

Dla kogo jest ta książka

Profesjonaliści, studenci studiów licencjackich i magisterskich , entuzjastów, hobbystów i tych, którzy chcą wyjść poza podstawową wiedzę lub informacje na temat wszelkiego rodzaju elastycznej elektroniki.

Textauszug

Rozdział 1: Elastyczna elektronika

Montaż elementów elektronicznych na elastycznych podłożach z tworzyw sztucznych, takich jak poliimid, PEEK lub przezroczysta przewodząca folia poliestrowa, jest metodą stosowaną w technologii znanej jako elastyczna elektronika, która jest również znana jako obwody elastyczne. Ta metoda służy do montażu obwodów elektronicznych. Oprócz tej metody, srebrne obwody mogą być drukowane sitodrukiem na poliestrze w celu utworzenia obwodów elastycznych. Możliwe jest budowanie elastycznych zespołów elektronicznych przy użyciu tych samych komponentów, które są używane do produkcji sztywnych płytek drukowanych. Daje to desce możliwość dostosowania się do dowolnego pożądanego kształtu i zginania się, gdy jest używana.

Proces znany jako fotolitografia jest wykorzystywany w produkcji elastycznych obwodów drukowanych (FPC). Laminowanie niezwykle cienkich taśm miedzianych (0,07 mm) pomiędzy dwiema warstwami PET jest dodatkową metodą, która może być stosowana w produkcji elastycznych obwodów foliowych lub elastycznych płaskich (FFC). Te warstwy PET, które zwykle mają grubość 0,05 milimetra, mają klej termoutwardzalny, który został na nich umieszczony. Klej ten stanie się aktywny podczas procesu laminowania. FPC i FFC zapewniają szereg korzyści w różnych zastosowaniach, w tym:

Elementy elektroniczne, które zostały starannie skonstruowane w pakiety, takie jak kamery i inne urządzenia, które wymagają połączeń elektrycznych w trzech wymiarach (zastosowanie statyczne).

Połączenia elektryczne, które są używane w zespołach, które są potrzebne do zginania podczas regularnego użytkowania, takie jak składane telefony komórkowe, są znane jako połączenia elastyczne (aplikacja dynamiczna).

Połączenia elektryczne między podzespołami w celu zastąpienia wiązek przewodów, które są cięższe i bardziej masywne, takie jak samochody, rakiety i satelity. Te połączenia elektryczne mogą być również uważane za połączenia międzysystemowe.

Połączenia elektryczne wykonane w sytuacjach, gdy decydującym czynnikiem jest grubość płyty lub dostępna przestrzeń.

Możliwość wymiany kilku sztywnych desek lub połączeń jednocześnie

Aplikacje, które wymagają wysokiego flexu lub dynamicznego ruchu, są idealne do stosowania obwodów jednostronnych.

FPC ułożone w wiele różnych kombinacji

Wzrost kosztów w porównaniu do sztywnych PCB

Istnieje większe prawdopodobieństwo wystąpienia szkody podczas obchodzenia się lub użytkowania.

Procedura montażu, która jest bardziej skomplikowana.

Naprawa lub ponowne wykonanie zadania jest trudne lub niemożliwe.

Ogólnie rzecz biorąc, mniejsze zużycie paneli, co prowadzi do wzrostu kosztów

Możliwość serwisowania sztywnych płytek drukowanych lub okablowania ręcznego może być ograniczona w niektórych zastosowaniach ze względu na potrzebę elastyczności, oszczędności miejsca lub ograniczeń produkcyjnych. W takich przypadkach obwody elastyczne są często wykorzystywane jako złącza. Jednym z powszechnych zastosowań obwodów elastycznych są klawiatury komputerowe; W rzeczywistości matryca przełączników większości klawiatur jest realizowana za pomocą obwodów Flex.

Szkło jest materiałem z wyboru na podłoże do produkcji wyświetlaczy LCD. Warstwa osadzona na podłożu jest zazwyczaj bardzo cienka, w skali kilku mikrometrów, dlatego cały system może być elastyczny, jeśli zamiast tego jako podłoże zostanie użyte cienkie elastyczne tworzywo sztuczne lub metalowa.

Jeśli chodzi o elastyczne wyświetlacze, organiczne diody elektroluminescencyjne (OLED) są często stosowane zamiast podświetlenia. Skutkuje to stworzeniem elastycznego wyświetlacza organicznej diody elektroluminescencyjnej.

Jednak niektóre obwody elastyczne są używane tylko do tworzenia połączeń między innymi zespołami elektronicznymi, bezpośrednio lub za pomocą złączy. Większość obwodów elastycznych to pasywne struktury okablowania, które są używane do łączenia elementów elektronicznych, takich jak układy scalone, rezystory, kondensatory i tym podobne.

W przemyśle motoryzacyjnym elastyczne obwody są wykorzystywane w różnych miejscach, w tym na tablicach przyrządów, sterownikach umieszczonych pod maską, obwodach, które mają być ukryte pod podsufitką kabiny i systemach ABS. W komputerowych urządzeniach peryferyjnych elastyczne obwody są używane do łączenia sygnałów z ruchomym ramieniem napędów dyskowych, które przenosi głowice odczytu/zapisu. Dodatkowo elastyczne obwody są wykorzystywane na ruchomej głowicy drukującej drukarek do drukowania. Aparaty fotograficzne, osobiste urządzenia rozrywkowe, kalkulatory i monitory aktywności to przykłady gadżetów elektroniki użytkowej, które wykorzystują elastyczne obwody.

Aby zmieścić dużą liczbę połączeń w małym pojemniku, elastyczne obwody są stosowane w różnych zastosowaniach medycznych i przemysłowych. Innym powszechnym zastosowaniem elastycznych obwodów jest nowoczesne telefony komórkowe.

Ogniwa słoneczne, które są elastyczne i można je zwijać, zostały stworzone do użytku w zasilaniu statków kosmicznych. Ze względu na ich niską wagę, możliwość złożenia w celu transportu i prostotę użytkowania, ogniwa te są doskonałym wyborem do danego zastosowania. Można je również przyszyć do rzeczy takich jak plecaki i odzież.

Inżynierowie z Uniwersytetu Keio w Tokio i Uniwersytetu Stanforda wspólnie ogłosili w grudniu 2021 r., że z powodzeniem opracowali rozciągliwe i przypominające skórę obwody półprzewodnikowe. Te urządzenia elektroniczne do noszenia mogą zostać wykorzystane w niedalekiej przyszłości do bezprzewodowego przesyłania danych zdrowotnych do lekarzy.

Patenty, które zostały przyznane na przełomie 20 wieku, ujawniają, że wcześni badacze rozważali sposoby tworzenia płaskich przewodników, które byłyby umieszczone między warstwami materiału izolacyjnego w celu rozplanowania obwodów elektrycznych, które byłyby używane we wczesnych aplikacjach przełączania telefonii.

Dr Ken Gilleo był w stanie znaleźć jeden z pierwszych opisów tego, co można uznać za obwód flex i został opublikowany w angielskim patencie Alberta Hansena w 1903 roku. W patencie Hansen opisał strukturę składającą się z płaskich przewodników metalowych na papierze pokrytym parafiną.

Książki laboratoryjne Thomasa Edisona z tego samego okresu wskazują również, że myślał o pokryciu wzorów gumy celulozowej nakładanej na papier lniany proszkiem grafitowym, aby stworzyć coś, co byłoby wyraźnie elastycznymi obwodami, pomimo faktu, że nie ma dowodów sugerujących, że został on uruchomiony.

W publikacji "Printed Circuit Techniques" Cledo Brunettiego i Rogera W. Curtisa z 1947 roku odbyła się krótka dyskusja na temat tworzenia obwodów na elastycznych materiałach izolacyjnych (takich jak papier), co wskazywało, że pomysł był na miejscu. W 1950 roku wynalazcy Sanders Associates (Nashua, NH) Victor Dahlgren i założyciel firmy Royden Sanders poczynili znaczące postępy w opracowywaniu i patentowaniu procesów drukowania i trawienia płaskich przewodników na elastycznych materiałach bazowych. Procesy te: Jedna z reklam, która została opublikowana w 1950 roku przez Photocircuits Corporation w Nowym Jorku, ujawniła również żywe zainteresowanie firmy elastycznymi obwodami.

W dzisiejszym świecie elastyczne obwody, znane również jako elastyczny drut drukowany, flex print i obwody elastyczne, są stosowane w szerokiej gamie towarów. Obwody te mają również wiele innych nazw na całym świecie. Wysiłki japońskich ekspertów w dziedzinie opakowań elektronicznych, którzy opracowali niezliczone nowatorskie metody wykorzystania technologii obwodów elastycznych, zasługują na znaczną część uznania za to osiągnięcie. W ciągu ostatnich dziesięciu lat rynek obwodów elastycznych był niezmiennie jednym z sektorów branży produktów do połączeń wzajemnych o najwyższej stopie wzrostu. Termin "elastyczna elektronika" odnosi się do wariantu technologii elastycznych obwodów, który został opracowany niedawno. Elastyczna elektronika często obejmuje włączenie zarówno aktywnych, jak i pasywnych funkcji do przetwarzania.

Konstrukcję elastycznych obwodów można podzielić na kilka podstawowych kategorii, jednak istnieje duża różnorodność między różnymi rodzajami pod względem sposobu ich łączenia. Najbardziej rozpowszechnione formy elastycznych konstrukcji obwodów zostaną omówione w poniższym artykule.

Na wierzchu elastycznej folii dielektrycznej znajduje się pojedyncza warstwa przewodnika, która może być metalem lub przewodzącym (wypełnionym metalem) polimerem w jednostronnych obwodach elastycznych. Te warstwy przewodnika są używane do przenoszenia prądu elektrycznego. Charakterystyka zakończenia komponentu jest dostępna tylko z jednej strony. Otwory mogą być wiercone w folii bazowej w celu zapewnienia przejścia dla przewodów elementów, które mają być lutowane lub w inny sposób połączone ze sobą. Możliwe jest wytwarzanie jednostronnych obwodów elastycznych z powłokami ochronnymi lub bez nich, znanych jako warstwy pokrywające lub powłoki; Niemniej jednak nakładanie powłoki ochronnej na obwody jest procedurą, która jest stosowana przez zdecydowaną większość czasu. Wytwarzanie przezroczystych folii LED jest teraz możliwe dzięki rozwojowi urządzeń montowanych powierzchniowo na napylanych foliach przewodzących. Folie te są stosowane w szkle LED, a także w elastycznych kompozytach oświetlenia...

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 18.1.2023
• Übersetzer: Miroslaw Dudek
• Sprache: Polish
• Themenwelt: Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
• ISBN-10: 0-00-043399-3 / 0000433993
• ISBN-13: 978-0-00-043399-2 / 9780000433992