Il y a environ un mois, j'ai publié un article sur les différentes technologies 3D (création de puces, emballage et cartes de circuits imprimés) qui sont utilisées pour optimiser les divers appareils électroniques dont nous dépendons tous. La technologie des dispositifs d'interconnexion moulés (MID) existe depuis plus de 20 ans et est largement utilisée dans les antennes de téléphone portable.
Récemment, j'ai discuté de l'état de l'art de la technologie 3D-MID avec le directeur de la technologie 3D MID chez Cicor en Suisse, Nouhad Bachnak. Cicor est l'un des principaux acteurs dans le développement de dispositifs d'interconnexion moulés.
Carol: La technologie MID existe depuis plus de 20 ans mais, jusqu'à présent, elle n'a été largement adoptée que pour les antennes de téléphonie cellulaire. Qu'est-ce qui suscite un regain d'intérêt pour d'autres applications électroniques ?
Nouhad: L'idée d'utiliser la technologie 3D-MID pour des applications électroniques est bien plus ancienne que l'idée d'utiliser cette technologie pour des applications d'antennes. Lorsque cette technologie est apparue dans les années 1980, il y avait une grande euphorie à l'idée qu'elle remplacerait le circuit imprimé (PCB). Mais il y avait un manque de matériaux qualifiés et un manque de savoir-faire spécifique pour le processus de fabrication.
Au cours des dernières années, un énorme travail de développement a été réalisé et des progrès considérables ont été accomplis.
De nouvelles machines de conception, de chimie et d'assemblage 3D spécifiques au MID ont été développées et mises en œuvre avec succès dans la production en série. Des millions d'antennes ont été produites, mais plusieurs autres produits tels que des capteurs, des interrupteurs et des supports de LED pour des applications automobiles, médicales et industrielles montrent les avantages de la technologie 3D-MID, ce qui a encouragé les clients à les utiliser.
Carol : Quels procédés proposez-vous pour fabriquer ces dispositifs et quels sont les avantages de chacun d'entre eux ?
Nouhad : Nous utilisons les procédés LPKF Laser Direct Structuring (LDS) et 2S (two shot molding). Ces deux procédés doivent être considérés comme complémentaires plutôt que concurrents.
Les principaux avantages du processus LDS sont les suivants
- Outil simple de moulage par injection
- Modifications faciles de la mise en page (en changeant simplement la mise en page de la CAO)
- Des structures minces sont possibles 150 µm ou même plus petites
Les principaux avantages du procédé 2S sont les suivants :
- Deux étapes seulement pour la fabrication du substrat (moulage et placage)
- Reproductibilité élevée des schémas
- Très économique pour les grandes surfaces de placage et les agencements complexes
Carol : Quels sont les plus grands défis auxquels est confrontée la fixation des composants à 3D-MID ?
Nouhad : La première est la fixation en 3D des composants sur le substrat MID. Des systèmes d'assemblage électronique 3D précis à plusieurs axes et des systèmes optiques sophistiqués sont nécessaires pour maîtriser cette tâche. Dans ce domaine, nous travaillons avec Haecker Automation, qui développe de tels systèmes de haute qualité. L'autre aspect est la capacité des substrats à supporter des profils de soudure à haute température. Il existe bien sûr plusieurs matériaux capables de résister à des températures allant jusqu'à 260 °C. Mais ces matériaux présentent généralement d'autres faiblesses. Mais ces matériaux présentent généralement d'autres faiblesses (fragiles, trop chers).
Carol : Quels sont les marchés les plus intéressés par l'utilisation de cette technologie pour remplacer les circuits imprimés traditionnels ?
Nouhad : Les avantages de la technologie 3D-MID ne se limitent pas à certains marchés. 3D-MID peut être utilisé partout, là où les plastiques rencontrent l'électronique, et il ne s'agit pas seulement de remplacer les circuits imprimés. 3D-MID ouvre un nombre considérable de possibilités en utilisant le MID comme module d'interconnectivité combinant les fonctions électriques et mécaniques en une seule pièce.
Carol : Quels sont, selon vous, les principaux moteurs de la progression de la MID dans l'industrie électronique ?
Nouhad : Les principaux moteurs de l'évolution de la 3D-MID sont les suivants :
- Miniaturisation : en raison de problèmes d'espace (automobile, médecine, télécommunications, etc.)
- Rationalisation et simplification du système: réduction des étapes du processus, du nombre de pièces et du temps de montage
- Fonctionnalité : nouvelles fonctions rendues possibles uniquement grâce aux grandes possibilités d'intégration fonctionnelle, à la souplesse de conception et à la précision offertes par 3D-MID.
Les avantages de la technologie 3D-MID dans ces domaines sont les suivants :
- Utilisation optimale de l'espace tridimensionnel utilisation de l'espace
- Intégration intégration desfonctions densité des fonctions mécaniques et électroniques
- Sauvegarde de pièces et d'étapes du processus
Carol : Où voyez-vous le secteur dans dix ans ?
Nouhad: C'est la question la plus difficile ! Dans ce contexte, j'aimerais citer le célèbre physicien Nils Bohr : "Les prévisions sont toujours difficiles, surtout si elles concernent l'avenir".
Néanmoins, une chose semble évidente : la technologie 3D-MID s'est déjà imposée sur le marché et connaît une croissance très rapide. Pour sa part, Cicor planifie ses capacités de production pour les trois prochaines années en fonction d'un taux de croissance attendu de plus de 50 % par an.
Merci Nouhad pour votre temps et votre expertise.
Comme nous l'avons souvent dit à propos de l'indium métal, les possibilités sont infinies®!
