Hace aproximadamente un mes publiqué un artículo sobre las diversas tecnologías 3D (creación de chips, envasado y placas de circuitos impresos) que se están utilizando para optimizar los diversos componentes electrónicos de los que todos dependemos. La tecnología de dispositivos de interconexión moldeados (MID) existe desde hace más de 20 años y se utiliza mucho en antenas de telefonía móvil.
Hace poco hablé del estado actual de la tecnología 3D-MID con el Director de Tecnología 3D MID de Cicor en Suiza, Nouhad Bachnak. Cicor es una de las empresas clave en el desarrollo de dispositivos de interconexión moldeados.
Carol: La tecnología MID existe desde hace más de 20 años, pero hasta ahora sólo se ha utilizado en antenas de telefonía móvil. ¿Qué está despertando el renovado interés por otras aplicaciones electrónicas?
Nouhad: La idea de utilizar 3D-MID para aplicaciones electrónicas es mucho más antigua que la de utilizar esta tecnología para aplicaciones de antena. Cuando esta tecnología empezó a utilizarse en los años 80, había una gran euforia por pensar que sustituiría a la placa de circuito impreso (PCB). Pero faltaban materiales cualificados y conocimientos específicos para el proceso de fabricación.
En los últimos años se ha realizado un enorme trabajo de desarrollo y se han logrado avances considerables.
Se desarrollaron nuevas máquinas de diseño, química y ensamblaje 3D específicas para MID, que se implantaron con éxito en la producción en serie. Se han fabricado millones de antenas, pero también otros productos como sensores, interruptores y soportes de LED para aplicaciones de automoción, médicas e industriales muestran las ventajas de 3D-MID, lo que ha animado a los clientes a utilizarlos.
Carol: ¿Qué procesos ofrecen para fabricar estos dispositivos y cuáles son las ventajas de cada uno?
Nouhad: Utilizamos el procedimiento de estructuración directa por láser (LDS) de LPKF y el procedimiento 2S (moldeo por dos disparos). Estos dos procesos deben considerarse complementarios entre sí, en lugar de competidores.
Las principales ventajas del proceso LDS son:
- Herramienta sencilla de moldeo por inyección
- Cambios de diseño sencillos (basta con cambiar el diseño CAD)
- Posibilidad de estructuras finas de 150 µm o incluso menos
Las principales desventajas del proceso 2S son:
- Sólo dos pasos de proceso para la fabricación del sustrato (moldeado y chapado)
- Elevada reproducibilidad de los trazados
- Muy económico para grandes superficies de metalizado y diseños complejos
Carol: ¿Cuáles son los mayores retos a los que se enfrenta la incorporación de componentes a 3D-MID?
Nouhad: La primera es la fijación en 3D de los componentes en el sustrato MID. Para dominar adecuadamente esta tarea se necesitan sistemas de montaje electrónico 3D precisos con varios ejes y sofisticados sistemas ópticos. En este ámbito trabajamos con Haecker Automation, que desarrolla sistemas de calidad tan elevada. El otro aspecto es la capacidad de los sustratos para soportar perfiles de soldadura a alta temperatura. Por supuesto, hay varios materiales que pueden soportar hasta 260C. Pero estos materiales suelen tener otros puntos débiles (frágiles, demasiado caros).
Carol: ¿Qué mercados muestran más interés por utilizar esta tecnología para sustituir a las placas de circuito impreso tradicionales?
Nouhad: Las ventajas del 3D-MID no se limitan a determinados mercados. 3D-MID puede utilizarse en todas partes, donde el plástico se une a la electrónica, y no se trata sólo de sustituir la placa de circuito impreso. La tecnología 3D-MID abre un enorme abanico de posibilidades al utilizarla como módulo de interconexión que combina funciones eléctricas y mecánicas en una sola pieza.
Carol: En su opinión, ¿cuáles son los factores clave para el avance de la MID en la industria electrónica?
Nouhad: Los principales motores del avance de la 3D-MID son:
- Miniaturización: por problemas de espacio (automoción, medicina, telecomunicaciones, etc.)
- Racionalización y simplificación del sistema: reducción de los pasos del proceso, del número de piezas y del tiempo de montaje.
- Funcionalidad: nuevas funciones que sólo son posibles gracias a las elevadas posibilidades de integración funcional, la flexibilidad de diseño y la precisión que ofrece 3D-MID.
Las ventajas de la tecnología 3D-MID en estos ámbitos son:
- Utilización óptima del espacio tridimensional
- Alta integración defunciones densidad de funciones mecánicas y electrónicas
- Ahorro de piezas y fases del proceso
Carol: ¿Cómo ve el sector dentro de diez años?
Nouhad: Esta es la pregunta más difícil. En este contexto, me gustaría citar al famoso físico Nils Bohr: "Las previsiones son siempre difíciles, sobre todo si se refieren al futuro".
Sin embargo, una cosa parece evidente: la tecnología 3D-MID ya se ha hecho un hueco en el mercado y está creciendo muy rápidamente. Por nuestra parte, para los próximos tres años, Cicor está planificando sus capacidades de fabricación de acuerdo con unas expectativas de crecimiento de más del 50% anual.
Gracias Nouhad por tu tiempo y experiencia.
Como hemos dicho muchas veces sobre el metal indio, ¡las posibilidades son infinitas®!
