Elektronik på papper blir nästan gratis

Kan papper användas som bärare för elektronik? Och kan man applicera halvledarstrukturer med tryckeriliknande metoder?

På Acreo tror man det, och i ett långsiktigt forskningsprojekt ska man utveckla metoder och teknik för elektronik på papper.

- Vi vill utöka papprets funktionalitet. Papper en av världens billigaste ytor, med en av världens bästa infrastrukturer i form av pappersbruk och tryckerier, säger projektledaren Magnus Berggren på Acreo i Norrköping.

- Egentligen finns redan alla nödvändiga material på plats. Det är bara det att ingen använder detta till att bygga elektroniksystem,

Det låter onekligen på gränsen till det möjliga. Men Berggren pekar ut några intressanta fakta som stöder idén. Exempelvis att en laserskrivare av toppklass idag har en linjebredd kring 20 μm, vilket inte är så långt ifrån var halvledarindustrin befann sig för något decennium sedan. Och att en del tryckfärger redan har elektriskt ledande egenskaper. Samt att dagens polymera halvledarmaterial lämpar sig ganska bra för deponering på papper, det vill säga tryckning.

Pappersjättar sponsrar

- En annan aspekt är att elektronikindustrin sitter fast i satsvis tillverkning, medan pappersindustrin jobbar med processer och kontinuerlig tillverkning. Redan här finns mycket att lära, säger Mårten Armgarth som också jobbar i projektet.

Projektet, kallat Paella, började ta kontakt med industrin i januari och startade sitt egentliga arbete för några månader sedan. Finansiering kommer från Stora Enso, SCA, Modo och Tetra Pak och Nutek.

Man har tagit fram en demonstrator med 36 polymera dioder i tunnfilmsteknik tryckta på ett vanligt A4 av kontorskvalitet. Dioderna är ungefär 0,1 ¥ 0,2 mm stora, och tester visar att de fungerar, må vara med långt från det man i vanliga fall kallar ideala diodegenskaper.

- Demonstratorn visar att vi är på rätt spår. Men de första användbara resultaten kommer tidigast om ett år, säger Berggren.

- Vi kommer inte att bygga några processorer, utan siktar på enkla tillämpningar, inflikar Armgarth.

Det handlar exempelvis om enkla displayer, sensorer och transpondrar. De kan exempelvis användas för att hålla koll på varje enskilt mjölk- eller juicepaket, eller ge en enkel signal om att innehållet inte håller fullgod kvalitet.

Konstruktionsmetodiken blir naturligtvis annorlunda. Materialet kräver att man konstruerar med stor redundans. Kanske behövs, säg, fem eller tio dioder för att man ska vara säker på att diodfunktionen ska bli den man önskar.

Projektet har en vision, hämtad från Bravikens pappersbruk som ligger utanför Norrköping.

- På Braviken produceras papper kontinuerligt med 120 km/h. Vi tror att man kan producera elektronik i samma hastighet. Elektronikproduktion i motorvägsfart för de elektroniska motorvägarna alltså, säger Armgarth.

Adam Edström