Prepress-prosessi älypainamisympäristössä

Abstract

Insinöörityössä tutkittiin prepress-prosessia älypainamisympäristössä ja verrattiin painetun elektroniikan suunnittelua perinteiseen elektroniikan suunnitteluun. Työssä perehdyttiin kahden eri tuotantoympäristön toimintaan ja niissä valmistettavien lopputuotteiden suunnitteluun. Verrattavat tuotteet olivat älypainettu kapasitiivinen kosteusanturi ja perinteinen piirilevy. Insinöörityön puitteissa suunniteltiin ja valmistettiin älypainettuja kosteusantureita. Ne valmistettiin hiilinanoputkilla herkistetystä läpinäkyvästä kalvosta. Kalvosta tehdyt kosteusanturit olivat läpinäkyvyyden lisäksi joustavia. Kosteusanturit suunniteltiin vektoripiirustusohjelmalla, ja niiden valmistukseen käytettiin tasoleikkuria. Älypainettua elektroniikkaa verrattiin perinteiseen elektroniikkaan. Esimerkkinä perinteisestä elektroniikasta käytettiin kosteusmittaria, jossa hyödynnettiin valmista kosteusanturia. Insinöörityön tutkimuksesta saatiin selville, että piirilevyn suunnitteluprosessi oli monimutkaisempi ja monivaiheisempi kuin vertailussa olleen kosteusanturin suunnitteluprosessi. Tässä tutkimuksessa siis älypainetun elektroniikan suunnittelu oli helpompaa ja nopeampaa kuin perinteisen elektroniikan suunnittelu. Perinteisen ja painetun elektroniikan suunnitteluprosessien erilaisuudesta huolimatta todettiin, että prosessien yhdistäminen on mahdollista. Insinöörityön lopputuloksena tehtiin prosessikuvaukset molempien tuotteiden suunnittelusta ja niitä verrattiin keskenään. Lisäksi insinöörityössä tehtiin toimintasuunnitelma seripainoyritykselle, joka ryhtyisi valmistamaan painettua elektroniikkaa. Työn puitteissa tutkittiin älypainamisen nykytilaa, ja pohdittiin miten älypainotekniikat tulevat jatkossa kehittymään. Insinöörityössä päädyttiin myös lopputulokseen, että aihe vaatii lisää tutkimuksia, ja tekniikan uutuuden vuoksi kaikkia insinöörityön päätelmiä ei voitu perustella lähteiden avulla. Tämän vertailun kaltainen tutkimus olisi hyvä tehdä uudestaan muutaman vuoden kuluttua, jolloin lähteitäkin olisi luultavasti enemmän.

The thesis studies prepress-process in intelligent printing and it compares the design process in printed electronics and traditional electronics. Two production environments and their end products are analysed in the thesis. The compared products Are printed capacitive humidity sensors and conventional circuit boards. The printed capacitive humidity sensors were designed and manufactured during the project described in this thesis. The sensors were made of a transparent plastic film that had a carbon nanotube layer on it. In addition to the transparency of the sensors, the senseros were also flexible. The humidity sensors were designed with vector drawing software and they were produced with an automatic table cutter. The printed electronics were compared with conventional electronics. A hygrometer that utilized a ready-made humidity sensor was as an example of the conventional electronics.

It was discovered in the study, that the design process of the circuit board was more complex and multi-staged than the printed humidity sensor’s design process. In this study, the design process of the printed electronics was faster and easier than the conventional electronics’ design process. Despite the differences in the printed and conventional electronics’ design processes it was found out in the study that it is possible to combine processes. Two process descriptions were made as an end result. They were about designing conventional electronics and designing printed electronics. The process descriptions are compared to each other in the thesis.

In addition, a plan of action was made for a screen printing company that was about to start print electronics. The present state of intelligent printing is examined in the thesis. The thesis also discusses how the intelligent printing techniques could be evolving in the future. In conclusion, it can be stated that more research is needed as not all conclusions can be backed up by source material. It would be beneficial to redo the study in a few years so that there would be more sources to rely on.