اخبار فناوری

آیا الکترونیک چاپی یکبار مصرف آینده صنایع جهان خواهد بود؟

الکترونیک , الکترونیک چاپی , الکترونیک یکبار مصرف , صنعت بسته بندی

کاربرد لوازم الکترونیکی در زندگی انسان امروز، تنها به تلفن‌های هوشمند و خودروهای خودران محدود نمی‌شود؛ بلکه طیف گسترده‌ای از صنایع را شامل شده و حتی در محصولات یکبار مصرف نیز کاربرد دارد. شاید برای شما جالب باشد که محصولات الکترونیکی بعد از یک بار استفاده دور ریخته شوند. لوازم الکترونیکی چاپی عاری از سیلیکون، نمونه‌های خاصی در صنعت قطعات الکترونیک به شمار می‌روند که می‌توانند چهره این صنعت را تا حد زیادی دگرگون کرده و ارتقاء بخشند؛ چراکه این لوازم برای دور ریختن طراحی شده‌اند.

فناوری الکترونیک یکبار مصرف چیست؟

الکترونیک یکبار مصرف همانطور که از آن نام آن نیز پیداست، به وسایل الکترونیکی گفته می‌شود که بعد از مصرف دور ریخته خواهند شد که البته با انواع بازیافتی آن که قابلیت بازیابی مجدد را دارند، متفاوت هستند. حوزه کاربرد وسایل یکبار مصرف الکترونیک، طیف وسیعی از پزشکی تا علوم را شامل می‌شود. از نمونه‌های بارز الکترونیک یکبار مصرف، شارژرهای تلفن همراه هستند که یکبار مصرف بوده و شامل یک باتری کوچک و یک رابط USB می‌شوند.

تصورش نیز رضایت‌بخش است، شارژر یکبار مصرفی که در مواقع ضروری به کمک ما می‌آید و تا 50 درصد گوشی‌مان را شارژ می‌کند.

البته شاید مثال شارژر یکبار مصرف، کمی غریب به نظر برسد، اما مطمئناً همه ما با کاتریج‌ چاپگر آشنا هستیم، تراشه‌های به کار رفته در این کارتریج‌ها، از نمونه‌های سنتی وسایل الکترونیک یکبار مصرف محسوب می‌شوند که در نهایت، پس از استفاده، کارتریج به همراه تراشه به دور انداخته خواهد شد. ردیاب‌های هوشمند نیز نمونه دیگری از وسایل الکترونیکی یکبار مصرف به شمار می‌روند که به دلیل حفاظت از دارایی‌های مردم، قطعاً محبوبیت بیشتری پیدا خواهند کرد؛ ضمن اینکه استفاده از آنها در صنعت حمل‌ونقل و پست نیز بسیار توجیه‌پذیر است.

دامنه کاربرد قطعات الکترونیکی به منظور کاربرد یکبار مصرف گسترش زیادی یافته و به­ویژه در صنعت پزشکی ورود پیدا کرده است، مانند آزمایش دیجیتال بارداری که از طریق تعبیه مدارهای میکروکنترلر در کاغذهایی که برای آزمایش سنتی بارداری به کار می‌رفت، صورت می‌گیرد.

تغییر ساخت و طراحی محصول با چاپ

الکترونیک چاپی در سال‌های اخیر چیزی را به صنعت الکترونیک ارائه کرده که در گذشته فقط در دسترس تولیدکنندگان نیمه‌هادی بوده است: توانایی داشتن یک مدار کاملاً سفارشی با اجزاء سفارشی.

عموماً تولید برد مدار چاپی شامل مراحل زیر می‌شود: ابتدا برد مورد نظر طراحی و چاپ می‌شود، در مرحله بعد هنگامی که PCB  آماده پر شدن است، بخش‌های سفارش‎شده‌ به صورت دستی یا ماشینی روی PCB قرار می‌گیرند و بعد از قرارگیری قطعات در جای خود، برد مدار چاپی مورد نظر به همراه قطعات ارسال می‌شود تا در محصول نهایی قرار بگیرد یا اینکه خود PCB محصول نهایی است.

در صورت نیاز به تغییر طراحی در فرآیند مذکور، ممکن است مهندسین به طراحی مجدد و حتی در برخی موارد، طراحی کل PCB نیاز داشته باشند که طبیعتاً در بخش‌ها یا کل خط تولید اتفاق خواهد افتاد. انجام این تغییرات در فرآیند طراحی و تولید ممکن است چندین روز به طول بینجامد که چنین رویکردی میزان تولید و فروش شرکت‌های فعال در این حوزه را با تأخیر روبه‌رو خواهد کرد.

اینجا دقیقاً همان جایی است که الکترونیک چاپی می‌تواند تفاوت ایجاد کند. تصور کنید یک برد طراحی شده است و نیاز به یک نمونه اولیه دارد. به جای ارسال آن برای PCB و ساخت دستی واحد، می‌توان طرح چاپ شده را برای یک چاپگر سه‌بعدی فرستاد که برد مورد نظر را با تمام اتصالات آن ظرف چند ساعت تولید کند. در این صورت تنها چند ساعت طول خواهد کشید تا محصول نهایی که از الکترونیک چاپی ساخته شده است، با چند مرحله میانجی و بدون تکیه به توزیع‌کنندگان قطعات، تولید شود. در صورت نیاز به تغییر طراحی نیز می‌توان با ارسال تغییرات جدید به سازنده، تغییرات فوری را در بردهای جدید خط تولید ایجاد کرد.

البته مزایای الکترونیک چاپی فقط به تولید سریع‌تر و انجام تغییرات در زمان کمتر محدود نمی‌شود. تولید انبوه نیز از دیگر مزیت‌های بالقوه دیگری است که الکترونیک سیلیکونی نمی‌تواند با آن برابری کند.

مشکلات سیلیکون در مقایسه با الکترونیک چاپی

قبل از پرداختن به مزیت تولید انبوه الکترونیک چاپی، خالی از لطف نخواهد بود اگر مختصری درباره سیلیکون، این یار قدیمی صنعت، صحبت کنیم. سیلیکون امکان ساخت هر نوع مدار را، از کنترل قدرت گرفته تا پردازش پیشرفته رایانه، امکان‌پذیر می‌کند. طی 50 سال گذشته، سیلیکون توانسته است هر سال با تهیه دستگاه‌های بهتر، تقاضای صنعت را برآورده کند. در حالی که قدرت دستگاه نیمه‌هادی به آهستگی به مرز خود نزدیک می‌شود، جنبه‌ای از دستگاه‌های نیمه‌هادی وجود دارد که صنعت تا کنون به آن فکر نکرده است. در حال حاضر میزان تولید میکروکنترلر در جهان برای اپلیکیشن‌هایی مانند رایانه، دستگاه‌های اینترنت اشیاء و سایر دستگاه‌ها کافی به نظر می‌رسد، اما اگر قرار باشد لوازم الکترونیکی در همه محصولات و کالاهای تجاری ادغام شود، به نظر می‌رسد این میزان پاسخگوی چنین نیازی نباشد.

الکترونیک چاپی و مزیت تولید انبوه

در لوازم الکترونیکی مورد نیاز برای انواع بسته‌بندی (مانند یک جعبه شش‌تایی تخم‌مرغ) نیازی به پیشرفته‌ بودن بیش از حد دستگاه‌های جانبی مانند USB، پشته‌های TCP و حتی GPIO نیست. به منظور تولید بسته‌بندی هایتک روزمره، تنها یک پردازنده که به یک لینک ارتباطی نزدیک متصل باشد، کافی خواهد بود؛ به طوری که توابع آن مانند اسکن امنیتی و اطلاعات محصول، قابل اجرا و پیاده‌سازی باشند.

پردازنده‌های کوچک، قابل چاپ و البته یکبار مصرف، مظاهر نوآوری صنعت الکترونیک به شمار می‌روند که در صنایع مختلف کاربرد خواهند داشت. برچسب‌های هوشمندی که روی جعبه محصولات فاسدشدنی مواد غذایی قرار گرفته و نمودار حافظه چاپی هوشمند و غیرفرار هستند. فناوری‌ای که در فرآیند تولید انبوه این محصولات جدید مورد استفاده قرار می‌گیرد جالب توجه است، چراکه از طریق ایجاد یک بستر انعطاف‌پذیر، امکان تولید انبوه آنها را فراهم می‌کند، بنابراین نه تنها فرآیند تولید با این دستگاه‌ها نسبت به نیمه‌هادی‌ها، آسان‌تر خواهد بود، بلکه انعطاف‌پذیری آنها نیز موجب تسهیل تولید انبوه خواهد شد. با توجه به اینکه این دستگاه‌ها را می‌توان روی رول ذخیره کرد، برای صنعت بسته‌بندی نیز بسیار ایده‌آل هستند.

برای امتیاز به این نوشته کلیک کنید!
[کل: 0 میانگین: 0]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *