This is a practical guide for engineers and product designers who want to use printed electronics (PE) in their projects. PE means using conductive inks instead of etching copper paths—it’s a new way to design circuits that are flexible, light, and creative.
Let’s walk through the full process—from choosing materials to testing a working prototype.
1. Choosing the Substrate – The Base of Your Project
The right base material is critical. It affects strength, flexibility, temperature resistance, and how well the inks stick. For wearables, touch panels, or textile sensors, options include:
- PET (e.g. Mylar® A): Cheap, well-known, up to 130°C
- PEN (e.g. Teonex® Q51): Stronger, up to 180°C
- PU-coated textiles: For wearables and stretchable sensors
At LC Elektronik, we help choose the right substrate during the briefing stage to avoid issues like cracking or poor ink adhesion.
W tym artykule pokażemy, jak wygląda proces projektowania z elektroniką drukowaną krok po kroku – od koncepcji po działający prototyp. Pokażemy dostępne materiały, przykładowe konfiguracje i kluczowe decyzje techniczne, które warto podjąć wspólnie z dostawcą. Korzystamy z naszego doświadczenia oraz globalnych partnerów, takich jak Henkel, Elantas, SunChemical i Heraeus.
2. Choosing Inks – Where Conductivity Begins
Inks must match the surface and the function. Key properties include resistance, durability, and flexibility.
- Silver inks (e.g. Henkel LOCTITE ECI 725A): High conductivity
- Carbon or hybrid inks: More affordable, good for low-power touch layers
- PEDOT:PSS inks (e.g. Heraeus Clevios™): Transparent and flexible
- Dielectric inks (e.g. ELANTAS PD-4070): For insulation layers
We recommend testing inks with real materials to confirm performance.
Na przykład PET (np. Mylar® A) to materiał lekki, tani i dobrze znany z aplikacji HMI, ale ograniczony temperaturowo do ok. 130°C. PEN (np. Teonex® Q51) ma wyższą odporność termiczną (do 180°C), co umożliwia stosowanie bardziej agresywnych procesów utwardzania tuszów. Z kolei elastyczne poliuretany lub kompozyty tekstylne są preferowane w projektach typu wearable, gdzie ważna jest rozciągliwość i komfort użytkowania.
W LC Elektronik na etapie briefu pomagamy dobrać materiał bazowy do wymagań funkcjonalnych oraz kompatybilny z technologią nanoszenia i utrwalania tuszu, by uniknąć deformacji, spękań czy problemów z adhezją.
Materiały:
- PET (Mylar® A) – klasyczny wybór dla większości drukowanych obwodów. Odporność temperaturowa do 130°C. Karta techniczna DuPont Mylar® A
- PEN (Teonex® Q51) – wyższa stabilność termiczna, do 180°C. Idealny do bardziej wymagających aplikacji. Karta techniczna Teonex Q51,
- elastyczne tekstylia (np. poliester pokryty PU) – stosowane w odzieży funkcjonalnej i soft robotics.
3. Layer Design – Think in 3D
In PE, you don’t just draw tracks—you design functional layers. Think like a 3D CAD or graphic designer. Each layer has its job: conductivity, insulation, optics, or protection.
A PE design may include 3 to 9 layers with different properties (thickness, resistance, etc.). LC Elektronik uses CAD + graphic tools for complex shapes and touch-based systems.
Design parameters:
- Line width: 150–250 µm
- Layer thickness: 4–20 µm (screen print), 1–3 µm (inkjet)
- Silver trace resistance: < 0.05 Ω/sq at 25 µm
Dla warstw przewodzących standardem są tusze srebrne, np. Henkel LOCTITE ECI 725A, które zapewniają wysoką przewodność i stabilność w czasie. W projektach o ograniczonym budżecie lub mniejszych wymaganiach prądowych stosuje się również tusze hybrydowe (srebro-węgiel) lub czysto węglowe, które mają wyższą rezystancję, ale doskonale sprawdzają się np. jako warstwa kontaktowa w matrycach dotykowych. Wybór konkretnej pasty powinien być wsparty testem A/B w warunkach rzeczywistego użytkowania oraz rozmową z dostawcą technicznym.
Najczęściej stosowane tusze i pasty:
- Henkel LOCTITE ECI 725A – tusz srebrny do sitodruku, o bardzo dobrej adhezji do PET i wysokiej przewodności (karta produktu),
- SunChemical C2130809D1 – pasta srebrna do fleksodruku, do stosowania z elastycznymi PET i papierem (SunChemical PE Inks),
- Heraeus Clevios™ SV3 – farba na bazie PEDOT:PSS, przewodząca, przezroczysta, do ekranów dotykowych (Heraeus PE Materials),
ELANTAS PD-4070 – tusz ochronny dielektryczny (Elantas Europe).
4. Prototyping and Testing
After designing and choosing materials, we print test samples. The print method (screen or inkjet) and curing process (oven, IR, or UV) depends on ink type.
Steps:
- Print the ink
- Cure it (heat or UV)
- Check resistance and surface quality
- Do bending, humidity, and thermal tests
We follow IPC-9204 and ISO 9227 standards and offer documentation for CE/FDA approval if needed.
W zależności od aplikacji układ może składać się z 3, 5, a nawet 9 warstw – przy czym różnice mogą dotyczyć nie tylko grubości (μm), ale też parametrów takich jak rezystancja, dielektryczność czy szorstkość powierzchni. W LC Elektronik wykorzystujemy do projektowania zarówno narzędzia typowo CAD-owskie , jak i kombinację Cada z Corelem – szczególnie przy nietypowych kształtach i aplikacjach użytkowych (interfejsy dotykowe, sterowniki w tekstyliach).
Parametry projektowe:
- minimalna szerokość ścieżki: 150–250 μm (w zależności od tuszu i technologii druku),
- grubość warstw: 4–20 μm (sitodruk) / 1–3 μm (druk atramentowy),
- rezystancja ścieżki srebrnej: < 0.05 Ω/sq przy 25 μm.
5. Integrating with Classic Electronics
At the end, PE must work with classic PCBs, connectors, or modules. This must be planned: solder pad layout, connection type, signal continuity.
Common methods:
- ZIF connectors
- Silver conductive glues
- Low-temp solder (Sn42Bi57Ag1) at ~138°C
At LC Elektronik, we help create hybrid designs (flex-rigid), choose compatible materials, and test functional connections.
Po zadrukowaniu następuje utwardzanie – najczęściej termiczne w piecu komorowym (do 110°C) lub przy pomocy promieniowania podczerwonego (IR) w tunelu przepływowym. Alternatywnie stosujemy też utwardzanie UV w przypadku tuszów polimerowych. Na tym etapie ważna jest równomierność warstwy, unikanie spękań przy chłodzeniu oraz odpowiednie dobranie parametrów procesu do lepkości i przewodnictwa tuszu. Dopiero po prawidłowym utwardzeniu możliwe są dalsze pomiary elektryczne i mechaniczne.
Etapy prototypowania:
- Nadruk tuszów (sitodruk lub atramentowy).
- Suszenie/utwardzanie (termiczne lub UV).
- Inspekcja optyczna i pomiar rezystancji.
- Testy zginania, testy cykli pracy, wilgotnościowe, termiczne.
Dla klientów wykonujemy testy według standardów IPC-9204 (elastyczność) i ISO 9227 (korozyjność). Wszystko dokumentujemy – również w formacie akceptowalnym dla certyfikacji CE lub FDA.
Designers, Take Control
Printed electronics let you control the form, material, and function. It’s more than a circuit—it’s a layer-based way to build your product.
You can start with a thin pressure sensor and add more layers: protective cover, backlight, even NFC. Each layer adds a feature.
At LC Elektronik, we work with engineers to:
- Choose the right materials
- Tune the inks
- Simulate and test early
You get full control of look, function, and cost—before production starts.
Useful Links:
Need help with ink selection, design, or prototypes? Contact LC Elektronik—we don’t just print, we guide.
Możesz zacząć od cienkiej folii z drukowanym sensorem nacisku, a potem dodać warstwę ochronną, zadruk z funkcją podświetlenia, a nawet komunikację NFC. Każda kolejna warstwa to nie tylko fizyczna struktura – to funkcja, którą projektujesz jak kod: warstwowo, zależnie od potrzeb.
W LC Elektronik pokazujemy inżynierom, jak takie warstwy projektować – wspólnie wybieramy materiały, dopasowujemy tusze, przygotowujemy symulacje. Dzięki temu zespół projektowy ma realny wpływ na wygląd, funkcję i koszt elementu – jeszcze zanim trafi on do produkcji.
Potrzebujesz pomocy z doborem tuszów, projektu warstw czy wykonania prototypu? Napisz do LC Elektronik – projektowanie z elektroniką drukowaną to nasz konik.
LINKS:
- Henkel PE Materials – https://print-your-electronics-with-loctite.com/?srsltid=AfmBOorwSf6-bxr368CczynH0R2gDpUhQAgmL4XX8q0i0yYL3yMYHYiq,
- Heraeus Clevios™ Conductive Polymers,
- SunChemical Printed Electronics Inks,
- Elantas PE Dielectrics & Pastes.