Aujourd'hui, nous discuterons du Metal Gel™ avec Andrea Olvera-Gonzalez de Liquid Wire. Liquid Wire est une société relativement récente qui développe des circuits avancés en phase fluide pour l'électronique flexible et extensible. Comme vous le savez peut-être en lisant ce blog, nous, ici à Indium Corporation, sommes de grands fans de l'électronique extensible. Nous vous invitons à en savoir plus !
Jim : Bonjour Andrea. Merci de m'avoir consacré du temps aujourd'hui. Je me demandais si vous pouviez dire aux lecteurs ce qu'est le gel métallique ?
Andrea : Le gel métallique est un matériau composé de l'alliage liquide eutectique Gallium-Indium-Étain bien connu, modifié par une microstructure d'oxyde et des additifs exclusifs. Il s'agit d'un véritable gel rhéologique dont le composant liquide est entièrement constitué de métal. Cela en fait un excellent conducteur, même s'il reste en phase liquide à des températures de fonctionnement industrielles. Le gel métallique a une consistance similaire à celle du beurre de cacahuète et ne se dessèche jamais. Cela signifie qu'il ne peut pas se briser et que le conducteur s'écoulera avec n'importe quelle surface sur laquelle il est imprimé. Nous développons des procédés pour lier le gel métallique à une variété de substrats de manière à ce qu'il soit entièrement encapsulé. Le comportement fluide à haute viscosité permet aux traces conductrices résultantes de conserver une excellente conductivité électrique même lorsqu'elles sont pliées ou étirées jusqu'à plusieurs fois leur longueur d'origine. La microstructure d'oxyde augmente la viscosité et lie le fluide, évitant ainsi les fuites. Il s'agit d'un matériau très intéressant qui permet d'utiliser de nombreuses techniques traditionnelles de fabrication de circuits imprimés pour construire des circuits en métal liquide, avec l'avantage supplémentaire qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser une étape de soudure à haute température.
Jim : Vous avez parlé de circuits en phase fluide ; comment les fabriquez-vous ?
Andrea : Même s'ils possèdent d'excellentes propriétés matérielles, les circuits fabriqués à partir de métaux en phase liquide ont toujours été considérés comme trop difficiles à fabriquer dans le cadre d'un processus à haut volume et à haut rendement, même s'ils possèdent d'excellentes propriétés matérielles. Grâce à un réglage personnalisé de la rhéologie, nous pouvons imprimer directement sur une gamme de plastiques, de caoutchoucs et de non-tissés courants. En utilisant la gravure au laser et l'application directe de gel métallique, nous pouvons construire des niveaux successifs de circuits de gel métallique dans des couches laminées de films plastiques courants utilisés dans les industries de l'habillement et de l'électronique. Il s'agit d'un processus assez simple dans lequel le gel métallique est le seul conducteur depuis les interconnexions jusqu'aux vias intercouches et à la fixation des composants. Ce système est élégant car il ne nécessite pas d'étapes de polymérisation multiples ni de points fragilisés, comme c'est le cas pour les solutions à base d'encre conductrice. Actuellement, nous nous concentrons sur les circuits multicouches traités sur panneau, avec des caractéristiques allant jusqu'à 300 microns et une taille maximale de 25 cm de côté. En R&D, nous nous efforçons d'atteindre des résolutions de plus en plus petites et de mettre au point des outils de fabrication automatisés. Nous travaillons également avec des clients sur des processus personnalisés pour imprimer des interconnexions en gel métallique directement en ligne avec leurs produits manufacturés.
Jim : Cela semble être une approche unique pour fabriquer des circuits flexibles et extensibles. Pouvez-vous nous parler de certaines des applications que vous envisagez ?
Andrea : Chez Liquid Wire, nous avons investi beaucoup de ressources pour trouver des substrats qui correspondent aux capacités dynamiques du gel métallique. Les applications potentielles sont illimitées. Pensez aux premiers jours d'Internet, aux discussions sur l'avenir et à la myopie dont nous faisions preuve ! Il en va de même pour cette classe de circuits en phase fluide qui révolutionne l'IdO. De nouveaux facteurs de forme, de nouveaux emplacements et une mobilité accrue génèrent davantage de données pour alimenter les systèmes d'intelligence artificielle. À court terme, les circuits Liquid Wire seront utilisés dans des applications allant des vêtements médicaux aux vêtements de sport et de sécurité, en passant par la surveillance des structures, les intérieurs d'automobiles et même l'aérospatiale.
Jim : Comment comptez-vous aborder ces marchés dans un avenir proche ?
Andrea : L'une des façons dont nous nous efforçons de répondre aux besoins complexes de ces énormes marchés est notre participation à NextFlex. L'objectif de NextFlex est de rendre possible l'électronique hybride flexible en s'intéressant aux matériaux nécessaires à d'importantes applications à double usage. Nous soutenons activement les révisions de la feuille de route en ce qui concerne le développement de matériaux fondamentaux et les techniques d'emballage, mais aussi dans des domaines d'application tels que la surveillance humaine et la surveillance des actifs. Ces domaines sont tournés vers l'avenir pour les dix prochaines années et englobent tous les aspects des solutions électroniques, y compris les interconnexions, pour lesquelles notre gel métallique est un nouveau candidat solide, ainsi que l'emballage des capteurs, des puces et des composants dans des facteurs de forme flexibles et extensibles. La surveillance de la déformation in situ est également un domaine pour lequel nos circuits de gel métallique sont bien adaptés, car nous sommes compatibles avec la plupart des composites et nous pouvons facilement imprimer des réseaux de capteurs de déformation.
Jim : C'est une excellente nouvelle ! Je suis impatient d'en savoir plus sur l'évaluation du gel métallique par NextFlex.
Andrea : Merci Jim ! Nous sommes impatients de partager ces résultats avec vous !
Dans un prochain article, nous parlerons plus en détail du gel métallique et des tests qu'il subit.
~Jim H
