EON
ews
n.
573
-
marzo
2014
11
getto verranno sviluppate
tecniche AVT (Advanced
Vision Technology), che
consentono di assemblare
e collegare elettricamen-
te su di un substrato sia i
circuiti integrati su silicio
“thinned” sia quelli ad area
larga su foglio.
Buona parte della tecno-
logia dei componenti elet-
tronici utilizza il silicio; al
momento non ci sono tran-
sistor organici e tuttavia la
scheda diventa organica e
la tecnologia di packaging
utilizza più tecnologie ad-
ditive come ad esempio la
stampa, e persino le vias
sono già stampate.
Al prossimo step, probabil-
mente anche i passivi di-
venteranno organici e in ta-
luni casi verranno stampati
sulla scheda.
A livello di ricerca è già
possibile realizzare sistemi
di sensori elettronici com-
pletamente organici”.
EONEWS:
Ciò significa
che il silicio potrà essere
abbandonato nel tempo?
BOCK:
No, il silicio non
verrà mai abbandonato,
neppure nel caso che l’e-
lettronica organica arrivi a
offrire circuiti elettronici af-
fidabili; essa coesisterà con
il silicio.
Professor Karlheinz Bock,
head of business area
“FlexibleSystems”
Fraunhofer EMFT è parte
del ben noto istituto di ri-
cerca tedesco Fraunhofer.
EMFT è l’acronimo che si-
gnifica ricerca applicata nei
sensori e negli attuatori per
l’uomo e l’ambiente.
Competenze core dell’Isti-
tuto sono la tecnologia del
silicio, l’elettronica flessi-
bile, materiali chimici per
sensori e la capacità di cre-
are sistemi.
Ognuna di queste
competenze con-
sente di creare
nuovi tipi di senso-
ri e attuatori. Ma è
nell’interazione di
queste tre compe-
tenze che l’Istituto
si differenzia.
“Dopo tutto, dicono
all’Istituto, spes-
so le innovazioni
emergono quando
le tecnologie raggiungono
il loro limite e comincia la
fertilizzazione reciproca.
EONEWS:
Quali sono le
sfide tecnologiche da vin-
cereper l’avventodi un’in-
dustria europea dell’elet-
tronicaorganica?
BOCK:
“I materiali organici
semiconduttori e i processi
di deposizione devono an-
cora essere migliorati per
quanto riguarda la mobilità
e la stabilità, ma soprattut-
to per quanto riguarda la
protezione contro l’umidità
e l’ossigeno (ancora bas-
si), l’affidabilità dei device
organici nel lungo periodo,
le tecnologie di produzio-
ne che devono essere ef-
ficienti sotto il profilo dei
costi.
Ai fini dell’integrazione in
fogli
con sistemi di area
larga si deve arrivare a
sviluppare una fabbrica-
zione roll-to-roll in grandi
volumi”.
EONEWS:
Quali compo-
nenti elettronici possono
trarre vantaggio dall’elet-
tronica organica?
BOCK:
“L’elettronica orga-
nica è vantaggiosa in tutti i
prodotti che devono avere
caratteristiche di flessibilità,
trasparenza, stampabilità,
produzioni su area larga e
costi contenuti.
Negli altri casi è meglio uti-
lizzare le tecnologie classi-
che dei componenti e delle
schede.
In particolare, il silicio nel-
la maggioranza dei casi è
il materiale più performan-
te per transistor e
diodi anche se nel
caso di transistor
semplici, traspa-
renti e stampabili
forse avrebbe più
senso utilizzare
transistor organici
OTFT”.
EONEWS:
A che
stadio di sviluppo
si trova la ricerca
per l’applicazione dell’e-
lettronica organica?
BOCK:
“Rispondo portan-
do come esempio il pro-
getto della Commissione
Europea Interflex – ICT
247710 nel quale è partner
anche Fraunhofer EMFT.
Il progetto riguarda lo svi-
luppo di tecnologie di struc-
turing e interconnessione
per sistemi “multilayer foil”
etero-integrati.
Fraunhofer EMFT sta svi-
luppando un sistema di
sensori flessibile “foil-
based”, che consente di
monitorare vari parametri
dell’aria negli spazi interni
quali l’umidità, la tempera-
tura e la concentrazione di
CO
2
.
Il foglio di sensori è inte-
grato in un sistema sensibi-
le di fogli che svolge le fun-
zioni di energy harvesting
e storage, data collection e
analysis, e anche di scam-
bio dati wireless inRF.
Come parte di questo pro-
R
eport
Elettronica organica
L’elettronica organica su area larga (OLAE) è un nuovo tipo di elettronica che
ha enormi potenzialità di mercato soprattutto in quattro aree applicative:
display, illuminazione, fotovoltaico e sistemi integrati intelligenti. Il cuore
della tecnologia è costituito da nuovi tipi di polimeri, come semiconduttori
organici e altri materiali processabili a basse temperature. La combinazione
di questi nuovi materiali con tecniche di manufacturing innovative consente
la produzione di molte applicazioni preziose a costi decisamente bassi. Alcuni
esempi: dispositivi diagnostici usa e getta, pannelli solari avvolgibili, confezioni
con display pubblicitari inseriti nel materiale di avvolgimento. I sistemi
elettronici basati sui polimeri sono infatti sottili, flessibili, leggeri e volendo
anche trasparenti, tanto da potersi installare nella trama dei tessuti rendendo
possibili applicazioni un tempo impensabili.
L’elettronica dei polimeri è estremamente avanzata anche nella miniaturizza-
zione; processori, unità di stoccaggio e sensori possono essere compattati in un
unico componente da 10 nanometri. “Ad esempio si possono produrre sensori
dei fumi di scarico in grado di individuare lemolecole una a una emonitorare
con esattezza il consumo di carburante di un’auto” si legge nell’essay di Um-
bria Innovazione sull’elettronica organica.
“Nell’ultimo decennio –viene ancora detto nell’essay– l’elettronica legata ai ma-
teriali organici è stata oggetto di interesse nell’applicazione di questi materiali
a dispositivi su larga area, dove l’impiego di semiconduttori tradizionali come il
silicio diventa critico al crescere delle dimensioni”.
I vantaggi dei semiconduttori organici riguardano in particolare la possibilità
di sintetizzare materiali ad hoc per una specifica applicazione, la possibilità
di trattare alcuni tipi di polimeri con tecniche di lavorazione semplici ed eco-
nomiche, come lo spin coating, che non richiedono alto vuoto o temperature
estremamente elevate, la flessiblità delle proprietà meccaniche dei materiali
(dispositivi su substrati sottili) e di progettazione di sistemi ibridi che combina-
no organico e inorganico.
L’elettronica organica si è sviluppata anche grazie alle tecnologie di stampa
che consentono di sfruttarne il potenziale. Ad oggi possono essere stampati
conduttori, sensori, display, sistemi di immagazzinamento energia e memoria,
RFID e così via. Secondo dati riportati nell’essay di Umbria Innovazione, nel
2015 i display a carta elettronica e le antenne RFID stampate avranno un im-
patto economico a livellomondiale pari a 1,6miliardi di euro.
Karlheinz
Bock,
head
of business
area “Flexible
Systems”,
Fraunhofer EMFT
