Electrónica híbrida flexible (FHE): Revolucionando la manufactura con una nueva plataforma electrónica

La electrónica híbrida flexible (FHE) es un proceso innovador que combina elementos de la industria electrónica con la de la industria de impresión de alta precisión.

Con FHE, los fabricantes pueden crear sensores que pueden ser más ligeros, adaptarse a las curvas del cuerpo humano o estirarse a lo largo de la forma de un objeto o estructura —todo mientras preservan la integridad operativa completa de las arquitecturas electrónicas tradicionales.

Al integrar componentes de silicio ultrafinos mediante manipulación de alta precisión; imprimir con tintas conductoras y activas; y pegar sustratos elásticos, las tecnologías híbridas flexibles revolucionarán cómo se usan los electrónicos. FHE sacará la electrónica «de la caja» e la integrará directamente en wearables, artículos manufacturados y estructuras.

Investigación recién financiada impulsando la innovación

En agosto de 2015, el Departamento de Defensa creó un nuevo Instituto de Innovación en Manufactura para FHE liderado por un consorcio de 162 empresas, organizaciones sin fines de lucro, laboratorios y universidades con sede en San José, CA, en el corazón del Valle del Silicio. Iniciado con una inversión total de más de $171 millones, $75 millones en fondos federales y más de $96 millones en contribuciones no federales, este fue el primer instituto de manufactura lanzado con sede en la Costa Oeste.

El consorcio ganador unió a importantes empresas de electrónica y semiconductores como Applied Materials, Apple, United Technologies, Hewlett Packard y Qualcomm con usuarios finales como Boeing, General Motors, Cleveland Clinic, Corning y Motorola. El resultado final siendo poder incrustar estos electrónicos flexibles y doblables en todo, desde dispositivos médicos hasta jets supersónicos, mientras se basa en la investigación de vanguardia en curso en universidades asociadas como Stanford, UC Berkeley, Harvard y MIT.

El futuro de FHE

Las aplicaciones de electrónica flexible e impresa se están volviendo reales. Los pronosticadores predicen un mercado de casi $30 mil millones para dispositivos conectados a internet en un sector combinado industrial y de consumo. De esos, la salud es actualmente el segmento FHE más fuerte, donde el rendimiento es del más alto valor y la fiabilidad es crítica entre la vida y la muerte.

Al empaquetar componentes electrónicos en un sustrato elástico flexible, las tecnologías habilitadas a través de estos procesos de manufactura innovadores preservarán la operación completa de circuitos electrónicos tradicionales en arquitecturas portátiles y conformables. Estos dispositivos altamente funcionales pueden adherirse a formas curvas e irregulares y estirarse a través de edificios, objetos y humanos, conduciendo a aplicaciones del siglo XXI que incluyen:

• Revolucionar dispositivos wearables de información electrónica para monitorear signos vitales y estados físicos para optimizar decisiones de salud y estilos de vida.
• Mejorar dramáticamente la entrega de tecnología médica —a través de biomarcadores e implantes de dispositivos— que pueden monitorear signos vitales para ancianos, personas con condiciones crónicas y nuestros soldados durante el combate.
• Habilitar sensores integrados para monitorear el estado de automóviles y aviones comerciales operando en entornos hostiles como presiones submarinas o temperaturas extremas.
• Mejorar operaciones de seguridad, con aplicaciones en robótica ligera, así como capacidades de imagen y detección de próxima generación, usadas en todo el espectro de sistemas terrestres, aéreos, marítimos y espaciales.
• Reducir dramáticamente el tamaño y peso del paquete de sistemas electrónicos a través de electrónicos que se adaptan a formas complejas como alas de aviones o plataformas de vehículos no tripulados, e integrar electrónicos en ropa y telas.

La demanda es alta para aumentar la fabricabilidad de todos estos productos. Los esfuerzos de investigación actuales apuntan a reducir el precio por unidad y aumentar el valor para el cliente. El resultado serán productos inteligentes ligeros, bajo costo, flexibles, cómodos, elásticos y altamente eficientes con innumerables usos en aplicaciones de consumo, comerciales y militares.