Слово «революция» вызывает у нас не самые приятные эмоции. Но не все революции несут с собой страдания и потери. Технологические перевороты, возникающие из-за появления новых технологий, приводят к появлению новых, более эффективных способов производства. Начало XXI века оказалось богатым на технологические революции. Одна из них – начало массового производства печатной электроники. А так как электроника не может работать без источников питания, пришлось придумывать и батарейки, которые тоже можно печатать.
Под печатной электроникой (не путать с печатным монтажом!) имеются в виду технологии производства электронных схем методами, схожими с полиграфической печатью. Такие схемы могут создаваться практически на любых жёстких или гибких подложках – стекле, полимерных плёнках и даже бумаге. Для печати компонентов и проводников применяются различные пасты и жидкости (проводящие чернила), содержащие металлы, полупроводники и органические компоненты, которые наносятся на подложку струйным, трафаретным, офсетным и другими способами. Быстрые и недорогие процессы печати электронных схем позволяют массово производить, например, RFID-метки и электронные билеты. Миллионы людей пользуются ими ежедневно, но мало кто знает, что в этих самых обыденных предметах заложены передовые технологии электронной промышленности. А тем временем сложность печатной электроники растёт: в 2011 г. удалось напечатать микроконтроллер из 4000 органических элементов, работающий на частоте 6 Гц!
Где может применяться сложная печатная электроника? Прежде всего, это самая разная полиграфическая продукция – рекламные материалы, открытки, упаковка со световыми и звуковыми эффектами для привлечения внимания и наглядности. Электронные этикетки, оснащённые сенсорами и дисплеями, покажут температуру скоропортящихся продуктов и срок их годности (рис. 1). Коробка от печенья может превратиться в модель автомобиля со светящимися фарами и звучащим гудком. Книги-игрушки, учебники, плакаты – все это может быть «электрифицировано» на радость детям и школьникам. Гибкие электронные схемы могут быть напечатаны и на ткани «умной» одежды.
 |
|
| Рис. 1. | Электронная этикетка с датчиком температуры. |
Особое применение печатных электронных схем – медицина. Косметические и лечебные трансдермальные пластыри с электронным управлением могут регулировать поступление лекарственных веществ в кожу, избавляя пациента от неприятных инъекций.
Но для всего этого нужно питание. Можно смело утверждать, что, не появись на свет технологии производства печатных батарей, эта область электроники так и осталась бы с RFID-метками и проездными билетами, и о революции не было бы и речи. Сегодня известно несколько методов изготовления печатных батарей. Один из крупных серийных производителей, компания Blue Spark, изготавливает гибкие марганцево-цинковые (Zn/MnO2) батарейки по рулонной технологии (рис. 2, 3).
 |
|
| Рис. 2. | Батарейки Blue Spark. |
 |
|
| Рис. 3. | Рулонная технология производства печатных батарей. |
Blue Spark предлагает две серии батареек – UT (Ultra-Thin, толщиной 0.5 мм – самая тонкая батарея на рынке!) и ST (Standart Thin, 0.75 мм, см. таблицу). Это, конечно, больше толщины листа бумаги, но сравнимо с картоном. Поэтому такие батарейки можно смело применять в любой «полиграфическо-электронной» продукции, не опасаясь испортить её внешний вид.
Батарейки различаются соотношением сторон и расположением контактов, которые напечатаны черными токопроводящими чернилами. Их копланарность позволяет просто наклеивать батарейку на поверхность с напечатанными (или даже нарисованными токопроводящим маркером) проводниками. А когда батарейка израсходует заряд (или раньше, если вам не понравится новый формат рекламных листовок), её в составе напечатанной схемы можно смело выбрасывать с бытовыми отходами: батарейки Blue Spark не содержат ртути, кадмия и свинца.
| Таблица. Характеристики печатных батареек BlueSpark | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1) Зависит от условий работы 2) Кратковременные токи могут быть больше |
О компании
Компания Blue Spark Technologies (г. Уэстлейк, Огайо, США) была основана в 2003 году под именем Thin Battery Technologies. Основным направлением работы компании стала разработка и производство тонкоплёночных батарей на основе технологий, купленных у компании Eveready Battery Company (теперь – Energizer). Серийный выпуск тонких батарей компания начала уже в 2004 году.
Посмотреть подробные характеристики печатных батареек BlueSpark
