Circuitos Integrados Massivos Impressos em Uma Única Passagem Usando Tecnologia Avançada de Serigrafia

Pesquisadores imprimiram circuitos integrados completos com mais de 1.000 transistores eletroquímicos orgânicos. Imprimir circuitos eletrônicos com largura de linha de aproximadamente 100 micrômetros coloca altas demandas na tecnologia de impressão. Para resolver o problema, a equipe desenvolveu quadros de serigrafia com malhas que podem imprimir linhas extremamente finas e tinta de impressão com as propriedades certas. O material usado é o polímero PEDOT:PSS.

Pelo menos três desafios foram enfrentados: reduzir o tamanho do circuito, aumentar a qualidade de forma que a probabilidade de que todos os transistores no circuito funcionem esteja o mais próximo possível de 100%, e resolver a integração com circuitos baseados em silício necessários para processar sinais e comunicar com o ambiente.

Circuitos impressos foram usados para criar uma interface com componentes eletrônicos tradicionais baseados em silício. Vários tipos de circuitos impressos baseados em transistores eletroquímicos orgânicos foram construídos. Um destes é um registrador de deslocamento, que pode formar uma interface e lidar com o contato entre o circuito baseado em silício e outros componentes eletrônicos como sensores e displays. Isso resulta em um chip de silício com menos contatos, que precisa de uma área menor e é menos caro.

O desenvolvimento de tinta para imprimir as linhas finas e melhorias dos quadros de serigrafia contribuíram não apenas para o processo de miniaturização, mas também para alcançar maior qualidade. Mais de 1.000 transistores eletroquímicos orgânicos podem ser colocados em um substrato plástico tamanho A4 e podem ser conectados de diferentes maneiras para criar diferentes tipos de circuitos integrados impressos.

Estes circuitos integrados de grande escala (LSI) podem ser usados, por exemplo, para alimentar um display eletrocrômico — ele mesmo manufaturado como eletrônica impressa — ou outra parte do mundo eletrônico online que a Internet das Coisas traz.