Hybrid printed electronics: elektronica is overal

Deskundigheid in uitvoering

Door onderzoek van wereldklasse te combineren met een uitgebreid portfolio aan technologieën vindt TNO innovatieve oplossingen voor technische uitdagingen in printed electronics. Wij werken in de hele waardeketen van elektronica en werken samen met de academische wereld, leveranciers van materialen en apparatuur en eindgebruikers om marktklare innovaties te ontwikkelen.

Discreet gezondheid meten

TNO ontwikkelt medische bewakingsapparatuur en slimme kleding die ons de gegevens verschaffen om nieuwe inzichten te verkrijgen waarmee we onze gezondheid en ons welzijn kunnen verbeteren. Geïnspireerd door de menselijke huid zijn deze apparaten zo dun en vervormbaar dat mensen niet merken dat zij ze dragen. Een goed voorbeeld is de klinisch gevalideerde patch voor cardiovasculaire controle die zeven dagen gedragen kan worden zonder dat mensen er iets van merken.

Oppervlakken die kunnen waarnemen

TNO creëert aanpasbare, multisensorische folies die gemakkelijk in alledaagse voorwerpen kunnen worden geïntegreerd. Deze geprinte folies zijn in hoge mate vervormbaar en kunnen worden uitgerust met de mogelijkheid om fysieke verschijnselen zoals temperatuur en druk waar te nemen. In combinatie met de relevante algoritmen voor gegevensanalyse kunnen ze worden gebruikt om van alles te maken, van batterijbeheersystemen tot matrassen die de hart- en ademhalingssnelheid van een slapende baby in de gaten houden.

Elektronica op maat

De industrie begint de voordelen van 3D-printen in te zien: ultieme ontwerpvrijheid, massa-maatwerk, en just-in-time 'lokale' productie. TNO zet de volgende stap door printed electronics toe te voegen, en 3D-printen zelfs te combineren met printed electronics.

Onze 3d-printed electronics technologieën maken productie mogelijk met een ongekende ontwerpvrijheid en integreerbaarheid tegen minimale milieueffecten. Het maakt bijvoorbeeld super-geïntegreerde en geminimaliseerde medische apparatuur en instrumenten mogelijk die niet op andere manieren kunnen worden gemaakt. Maar ook kunnen er veel meer functies in halfgeleiderchips worden geïntegreerd.

Van alledaags tot baanbrekend

De technologie van het spuitgieten van elektronica (oftewel in-mould electronics) kan alledaagse kunststof objecten, zoals een autodashboard, veranderen in geavanceerde, intuïtieve gebruikerservaringen. Van nabijheidsdetectie tot directe aanraking, van hoogwaardige verlichting en displays tot krachtsensoren en haptische feedback: de TNO-benadering voegt elektronische functies toe aan elk kunststof oppervlak.

Een enkele folie wordt bedrukt met zowel afbeeldingen als elektronica en vervolgens geïntegreerd in een kunststof object door middel van spuitgieten of thermoforming. Dit vergroot de ontwerpvrijheid, verlaagt de kosten en maakt de lichtste oplossingen mogelijk.

Nieuwe technologieën en technieken

TNO verkent voortdurend de mogelijkheden voor verdere innovatie en nieuwe markttoepassingen. Zo werkt TNO bij Holst Centre aan een nieuwe printtechnologie die met hoge doorvoersnelheden dikke sporen met een hoge resolutie kan printen, die de huidige bedradingstechnieken in halfgeleiderchipverpakkingen en displays zouden kunnen vervangen.

Ook ontwikkelen we een nieuwe soldeertechniek - fotonisch solderen - waarbij intense lichtflitsen het soldeerproces in gang zetten. Dit zou een veel hogere doorvoercapaciteit mogelijk maken, evenals solderen op substraten met een laag thermisch budget. Ten slotte ontwikkelt TNO een lasergebaseerde massatransfertechnologie om een snelle en nauwkeurige plaatsing van siliciumcomponenten op flexibele kunststof substraten mogelijk te maken, zoals voor microLED-displays.