HYBRID – DESARROLLO DE SOLUCIONES ELECTRÓNICAS HÍBRIDAS SOBRE SUSTRATO TEXTIL

I + D / Textiles inteligentes y soluciones TIC 

HYBRID – DESARROLLO DE SOLUCIONES ELECTRÓNICAS HÍBRIDAS SOBRE SUSTRATO TEXTIL

Fecha: 2020

 

MOTIVACIONES


La electrónica híbrida flexible es un enfoque en que se mezclan dos tipos de tecnologías con una misma finalidad. Por una parte, está la electrónica impresa, basada en la impresión de circuitos sobre sustratos flexibles. Esta tecnología ha ido evolucionando durante los últimos años los materiales empleados en las tintas, así como en los métodos de aplicación. Esta evolución está produciendo materiales flexibles e incluso elásticos que pueden ser impresos sobre una gran variedad de superficies con buenos resultados. Por otra parte, se encuentra la tecnología electrónica basada en circuitos impresos de silicio, donde el nivel de miniaturización es máximo. Además, esta tecnología ofrece las mejores prestaciones en cuanto a procesamiento de datos o transmisión de datos siendo un complemento muy adecuado a la tecnología anterior.

No obstante, la electrónica híbrida flexible, lleva asociados una gran serie de retos y desafíos técnicos que deben ser salvados para que pueda llegar y tener un mayor nivel de uso. Parte de esos retos vienen asociados a los materiales empleados ya que al aplicarse sobre sustratos flexibles suponen un reto mayor que sobre sustratos convencionales. Por una parte, encontramos la aplicación de las tintas conductoras, que aunque son flexibles y algunas de ellas estirables, ofrecen unas características eléctricas que pueden verse afectadas por estas propiedades. Por otra parte, encontramos el reto de colocar pequeños componentes de silicio sobre estas tintas conductoras asegurando su fijación, así como una conductividad eléctrica óptima. Para ello es necesario desarrollar soluciones que permitan dichas fijaciones que puedan aplicarse sobre unas condiciones adecuadas que no afecten al resto de componentes y además deben ofrecer propiedades tales que la flexibilidad de los sustratos no tenga efectos negativos.

 

OBJETIVOS


En este entorno surge el proyecto HYBRID, buscando resolver estas problemáticas de fusión de la tecnología electrónica impresa y la tecnología electrónica de silicio, empleado sustratos textiles como soporte.

Para ello, como objetivo inicial se definió la impresión electrónica sobre sustratos textiles con la finalidad de ser empleada como soporte de soluciones de electrónica híbrida. Una serie de pruebas fueron definidas empleando diferentes materiales bajo diferentes condiciones de fabricación.

Como parte del objetivo anterior se planteó el empleo de varias tecnologías de deposición de material conductor sobre sustrato textil. Por una parte, serigrafía empleando pantallas de diferentes gramajes con el fin de asegurar un resultado óptimo dependiendo el grosor de línea deseado y el grosor de capa. Por otra parte, se planteó emplear impresión por flexografía que permite mayor velocidad de impresión, ya que el proceso es en continuo. Además, se consideró la impresión por inkjet en el caso de partes o componentes impresos que necesitasen de gran precisión.

Como medio para alcanzar los objetivos anteriores se incluyó el desarrollo de tintas conductoras aptas para ser impresas sobre sustratos textiles. Así como trabajar en soluciones de acabados o pretratamientos que mejoren las propiedades del sustrato para su posterior impresión.

Como objetivo final se planteó realizar un desarrollo de impresión híbrida sobre sustrato textil que permita presentar la tecnología, así como sus posibilidades. Para ello, se consideró desarrollar estructuras flexibles funcionales impresas con diferentes tecnologías, tales como sensores avanzados que permitan la detección de temperatura o humedad.

 

RESULTADOS OBTENIDOS


Con la ejecución del proyecto se han obtenido conocimientos para la aplicación de tintas electrónicas en el desarrollo de diferentes sustratos con propiedades eléctricas y empleando las tecnologías aditivas de screen printing, Inkjet, y flexografía.

Además, se ha experimentado con la fabricación propia de tintas conductoras, así como de acabados sobre sustrato textil que mejoren la adhesión e impresión de circuitos electrónicos. También se han obtenido resultados positivos empleando tintas y pastas conductoras para soldar componentes de silicio sobre pistas conductoras. Uno de los retos ha consistido en determinar las condiciones más adecuadas de curado considerando sustratos, tintas conductoras, así como pastas conductoras de adhesión.

A nivel de prototipos desarrollados se ha conseguido realizar un circuito flexible que permite incorporar un sensor analógico con lectura por NFC. Para ello, se ha experimentado con diferentes diseños de antena, así como circuitos de adaptación. Además, se han empleado varias técnicas para su fabricación con el fin de determinar la complejidad de cada una de ellas.

Respecto a la transferencia tecnológica se ha presentado una solicitud de patente que protege parte de los resultados obtenidos en este proyecto.

Este proyecto cuenta con el apoyo de la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball de la Generalitat Valenciana, a través del IVACE.

EXPEDIENTE: IMAMCI/2020/1

MÁS INFORMACIÓN EN EL PLAN DE ACTUACIÓN 

Para consultar los resultados detallados del proyecto haga click en el siguiente enlace:
INFORME DE RESULTADOS

Información adicional

  • Año: 2020

  • Estado: Finalizado

  • Entidad: IVACE
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