Défis liés à la mise à l'échelle de la fabrication d'électronique imprimée : Partie 2

La compatibilité et l'approvisionnement en matériaux deviennent de plus en plus complexes lorsqu'il s'agit d'augmenter la production d'électronique imprimée. Les matériaux (substrats, encres conductrices, diélectriques, hydrogels) étant les éléments constitutifs des composants électroniques imprimés, il est essentiel de garantir un approvisionnement constant et fiable en matériaux de haute qualité pour assurer la réussite de la fabrication à grande échelle.

Passons en revue quelques domaines auxquels vous devrez prêter attention lorsque vous passerez à des volumes plus importants.

Sélection et compatibilité des matériaux :

Commencez par sélectionner des matériaux bien adaptés aux processus d'impression et aux équipements spécifiques que vous prévoyez d'utiliser pour la production de masse. Effectuez des tests approfondis de compatibilité des matériaux au cours de la phase de prototypage afin d'identifier rapidement les problèmes potentiels. Il s'agit notamment de tester la compatibilité des encres conductrices, des substrats et des matériaux diélectriques avec la technologie d'impression et les méthodes de durcissement que vous avez choisies.

1. Encres conductrices: Les encres conductrices sont un élément fondamental de l'électronique imprimée, utilisées pour créer des traces, des électrodes et des composants conducteurs. L'augmentation de la production nécessite un volume d'encre important et il est essentiel de s'assurer de la compatibilité de ces encres avec le processus d'impression, les substrats et les méthodes de durcissement. Les propriétés des matériaux , telles que la viscosité, la résistance, la taille des particules et l'adhérence, doivent être adaptées à la technologie d'impression et au matériau du substrat choisis. D'autres paramètres du processus seront également déterminés par les caractéristiques de l' encre - maille de l'écran, temps de travail sur l'écran, temps de séchage, etc.
2. Supports : Les matériaux de support constituent la base de l'électronique imprimée. Lorsque l'on passe de faibles volumes à une production de masse, il est important de sélectionner des substrats qui conviennent bien au processus d'impression et aux applications finales souhaitées. Des facteurs tels que l'épaisseur du substrat, la taille de la feuille, la flexibilité, le traitement de surface et toute exigence de prétraitement peuvent avoir un impact sur la qualité et les performances des composants imprimés.
3. Matériaux diélectriques : Outre les encres conductrices, les matériaux diélectriques sont utilisés pour créer des couches isolantes dans les dispositifs électroniques imprimés. Vous devez vous assurer de la compatibilité entre vos matériaux diélectriques et vos encres conductrices afin de garantir une isolation électrique et une fonctionnalité adéquates.
4. Hydrogels ou hydrocolloïdes: Il peut s'agir d'une caractéristique essentielle pour les dispositifs médicaux portables utilisant la technologie de l'électronique imprimée. Le processus d'assemblage peut être déterminé par le choix du matériau. Par exemple, certains sont uniquement coulables et polymérisables. D'autres sont disponibles sous forme de feuilles à découper. Chacun de ces matériaux présente des avantages. Lesprincipales caractéristiques à prendre en compte lors de l'augmentation des volumes sont la durée de conservation, la taille des rouleaux, les temps de polymérisation et le soutien général des fournisseurs.
   

Approvisionnement en matériaux :

Fiabilité de la chaîne d'approvisionnement : L'augmentation des volumes entraîne une hausse de la demande de matériaux, ce qui peut peser sur la chaîne d'approvisionnement. Les fabricants doivent mettre en place un réseau fiable et solide de fournisseurs afin d'éviter les perturbations causées par des pénuries de matériaux ou des retards. La meilleure stratégie consiste à s'approvisionner auprès de plusieurs fournisseurs ou régions afin d'atténuer les risques. La multiplicité des fournisseurs permet d'assurer la redondance et la flexibilité au cas où l'un d'entre eux rencontrerait des problèmes de production, des catastrophes environnementales imprévues ou des blocages logistiques. Le défi le plus important doit être relevé dès le début du processus de développement, à savoir la double source d'approvisionnement. L'équipementier doit être convaincu très tôt qu'il est important de consacrer le temps et les efforts nécessaires pour tester, valider et qualifier deux sources d'approvisionnement. Dans certains cas, cette étape est cruciale.

Assurance qualité : Les variations de la qualité des matériaux peuvent entraîner des incohérences dans les composants électroniques imprimés. Pour éviter cela, collaborez avec votre réseau de fournisseurs afin d'établir des protocoles d'assurance qualité, d'effectuer des tests réguliers sur les matériaux et de vous assurer qu'ils répondent aux spécifications requises. Créez un processus de rejet des matériaux non conformes afin d'éviter qu'ils n'entrent dans la chaîne de production et ne causent des problèmes.

Gestion des coûts: Il n'est pas surprenant que l'augmentation de la production entraîne une hausse des coûts des matériaux. Les fabricants doivent trouver un équilibre entre le besoin de matériaux de haute qualité et la rentabilité. Négocier des contrats avantageux avec les fournisseurs, étudier les possibilités d'achat en gros et optimiser l'utilisation des matériaux sont des stratégies qui permettent de gérer efficacement les coûts.

Documentation sur les spécifications des matériaux : élaborer et/ou réviser des documents détaillés sur les spécifications des matériaux qui décrivent les propriétés requises de chaque matériau utilisé dans le processus de production. Les fabricants de matériaux ont généralement des spécifications très détaillées. Vous devrez comprendre quelles sont celles qui sont importantes pour votre application et vous assurer que vous et le fournisseur avez mis en place des contrôles pour les gérer. Ces spécifications doivent couvrir des paramètres tels que la viscosité, la distribution de la taille des particules, les caractéristiques d'adhésion et la conductivité électrique, bien que vos exigences puissent varier. Partagez-les avec vos fournisseurs pour vous assurer qu'ils comprennent bien ce qui est essentiel à votre processus.

Pour relever le défi de la compatibilité des matériaux et de l'approvisionnement, il faut adopter une approche multidimensionnelle qui englobe la sélection des matériaux, les relations avec les fournisseurs, le contrôle de la qualité et la gestion des coûts. La réussite de la production d'électronique imprimée à grande échelle dépend d'une stratégie bien structurée et solide en matière de matériaux, qui garantit un approvisionnement régulier et constant en matériaux tout en respectant les normes de qualité et de durabilité. La collaboration entre les fabricants et les fournisseurs de matériaux est souvent essentielle pour trouver des solutions innovantes à ces défis.

En travaillant avec un fabricant expérimenté dans la mise en œuvre de ces solutions, vous pouvez atténuer bon nombre de ces difficultés, ce qui facilite le passage des prototypes à la production de masse tout en conservant des produits fiables et de haute qualité. La collaboration, des essais approfondis et un contrôle de qualité rigoureux sont des éléments clés de ce processus.