InnovationLab en Heidelberg produceren geprinte en organische sensoren op industriële schaal

Sensoren maak je traditioneel in een proces in negen stappen in halfgeleidergieterijen. Deze aanpak heeft verschillende nadelen: Design-to-production cycli zijn traag, iteratie is duur – net als de prijs per sensor – en de keuze van substraat is beperkt tot stijve materialen zoals silicium, waardoor de sensoren niet overal geschikt voor zijn.Daarentegen bieden printsensoren met roll-to-roll printing methoden meer keuze in functionele materialen, substraten en depositiemethoden, wat het ontwerp flexibeler maakt.

Voordelen:
• Een brede materiaalbank, waaronder organische halfgeleiders en nanomaterialen, (transparante) geleidende inkten, kracht- en temperatuur-gevoelige materialen, stelt klanten in staat om te kiezen tussen stijve substraten (bijvoorbeeld glas, ITO-glas, silicium) en flexibele substraten (bijvoorbeeld PET, PEN, TPU, flexibel glas, en anderen)
• Geprinte sensoren vereisen een proces in slechts twee stappen, wat tijd en middelen bespaart en de kosten van de materiaalafrekening aanzienlijk kan verlagen
• Sensoren kunnen worden geprint op flexibele, zelfs biologisch afbreekbare materialen, zoals textiel – wat nieuwe toepassingen binnen bereik brengt, zoals folies van geprinte sensoren die je rond autobatterijen wikkelt om de staat van de batterij te monitoren in real-time, of geprinte sensoren in verbanden die een wond monitoren. Geprinte flexibele sensoren op voedingsartikelen kunnen supply chain voorwaarden volgen, zoals naleving van de koudeketen.

Technische mogelijkheden

InnovationLab biedt een ISO 9001-gecertificeerde faciliteit die gebruik maakt van processen die voldoen aan de IATF 16949 automotive kwaliteitsnorm. Klanten hebben de keuze uit twee productielocaties, beide met cleanrooms.InnovationLab heeft een sterk gemodificeerde drukpers die prototyping- en pilot productie van maximaal een miljoen (vingerformaat) sensoren per dag mogelij maakt. Heidelberg’s productielocatie in Wiesloch beschikt over een verder ontwikkelde drukpers die uitsluitend wordt gebruikt voor de industriële productie van geprinte sensoren, uitgevoerd in een drie-shift operatie.

Groeimarkt

Volgens IDTechEx, zal de markt voor geprinte sensoren, die zowel organische als flexibele sensoren omvat, tegen 2030 4,5 miljard dollar waard zijn. Ze worden dan gebruikt in de automotive, gezondheidszorg, toelevering. Om aan dat vraagniveau te voldoen, is een nieuwe benadering van het proces nodig.

"Naar onze mening opent onze betrokkenheid bij deze productie van high-tech sensoren een groeipotentieel in het bereik van twee tot drie cijfers", aldus CEO Rainer Hundsdörfer van Heidelberg. "Onze samenwerking met InnovationLab stelt ons in staat om klanten designkwaliteit te bieden, betrouwbaarheid, lagere materiaalkosten en de grootst denkbare volumes. In feite hebben we de capaciteit om voldoende sensoren te produceren om elk uur een tennisbaan te bedekken."

Managing director Luat Nguyen van InnovationLab: "Samen met Heidelberg kunnen we een one-stop-shop bieden voor grote volumes hoogwaardige geprinte en organische elektronica. Dat biedt klanten een snelle transitie van ontwerp en haalbaarheidsstudies via markttoetreding, helemaal naar massaproductie. Dit is ons unieke Lab2Fab concept."