Há cerca de um mês, publiquei um artigo sobre as várias tecnologias 3D (criação de chips, embalagens e placas de circuito impresso) que estão a ser utilizadas para otimizar os vários componentes electrónicos de que todos dependemos. A tecnologia Molded Interconnect Device (MID) existe há mais de 20 anos e está a ser amplamente utilizada em antenas de telemóveis.
Recentemente, discuti o estado da arte da tecnologia 3D-MID com o diretor da tecnologia 3D MID da Cicor na Suíça, Nouhad Bachnak. A Cicor é um dos principais actores no desenvolvimento de dispositivos de interligação moldados.
Carol: A tecnologia MID existe há mais de 20 anos mas, até agora, só foi amplamente adoptada em antenas de telemóveis. O que está a despertar o interesse renovado por outras aplicações electrónicas?
Nouhad: A ideia de utilizar a 3D-MID para aplicações electrónicas é muito mais antiga do que a ideia de utilizar esta tecnologia para aplicações de antenas. Quando esta tecnologia começou, nos anos 80, havia uma grande euforia de que iria substituir a placa de circuito impresso (PCB). Mas havia falta de materiais qualificados e falta de conhecimentos específicos para o processo de fabrico.
Ao longo dos últimos anos, foi efectuado um enorme trabalho de desenvolvimento e foram realizados progressos consideráveis.
Foram desenvolvidas e implementadas com sucesso na produção em série novas máquinas de conceção, química e montagem 3D específicas para o MID. Foram produzidos milhões de antenas, mas também vários outros produtos, como sensores, interruptores e suportes de LED para aplicações automóveis, médicas e industriais, demonstram as vantagens da 3D-MID, o que incentivou os clientes a utilizá-las.
Carol: Que processos oferecem para fabricar estes dispositivos e quais são as vantagens de cada um?
Nouhad: Utilizamos os processos LPKF Laser Diret Structuring (LDS) e 2S (two shot molding). Estes dois processos têm de ser vistos como complementares um do outro, em vez de competirem entre si.
As principais vantagens do processo LDS são:
- Ferramenta de moldagem por injeção simples
- Alterações fáceis de layout (basta alterar o layout CAD)
- São possíveis estruturas finas 150 µm ou mesmo mais pequenas
As principais desvantagens do processo 2S são:
- Apenas duas etapas do processo de fabrico do substrato (moldagem e revestimento)
- Elevada reprodutibilidade dos layouts
- Muito económica para grandes superfícies de galvanização e esquemas complexos
Carol: Quais são os maiores desafios enfrentados pela ligação de componentes ao 3D-MID?
Nouhad: A primeira é a fixação em 3D dos componentes no substrato MID. São necessários sistemas precisos de montagem eletrónica 3D com vários eixos e sistemas ópticos sofisticados para dominar esta tarefa em conformidade. Nesta área, estamos a trabalhar com a Haecker Automation, que desenvolve estes sistemas de alta qualidade. O outro aspeto é a capacidade dos substratos para suportar perfis de soldadura a altas temperaturas. Existem, naturalmente, vários materiais que podem suportar até 260C. Mas estes materiais têm normalmente outros pontos fracos (frágeis, demasiado caros).
Carol: Que mercados estão a mostrar maior interesse na utilização desta tecnologia para substituir as placas de circuito impresso tradicionais?
Nouhad: A utilização das vantagens da 3D-MID não se limita a determinados mercados. O 3D-MID pode ser utilizado em todo o lado, onde o plástico se encontra com a eletrónica e não se trata apenas de substituir o PCB. O 3D-MID abre uma enorme quantidade de possibilidades ao utilizar o MID como um módulo de interconectividade que combina funções eléctricas e mecânicas numa só peça.
Carol: Quais são, na sua opinião, os principais factores para fazer avançar a MID na indústria eletrónica?
Nouhad: Os principais factores de avanço da 3D-MID são:
- Miniaturização: devido a problemas de espaço (sector automóvel, médico, telecomunicações, etc.)
- Racionalização e simplificação do sistema: redução das etapas do processo, do número de peças e do tempo de montagem
- Funcionalidade: novas funções que só são possíveis graças às elevadas possibilidades de integração funcional, à flexibilidade de conceção e à precisão proporcionada pelo 3D-MID
As vantagens da tecnologia 3D-MID nestas áreas são:
- Utilização óptima do espaço tridimensional utilização do espaço tridimensional
- Alta integração defunções densidade de funções mecânicas e electrónicas
- Poupança de peças e etapas do processo
Carol: Como é que vê o sector daqui a dez anos?
Nouhad: Esta é a pergunta mais difícil! Neste contexto, gostaria de citar o célebre físico Nils Bohr: "As previsões são sempre difíceis, sobretudo quando dizem respeito ao futuro".
No entanto, uma coisa parece ser evidente: a tecnologia 3D-MID já ganhou uma posição no mercado e está a crescer muito rapidamente. Pela nossa parte, para os próximos três anos, a Cicor está a planear as suas capacidades de produção de acordo com uma expetativa de crescimento de mais de 50% ao ano.
Obrigado Nouhad pelo seu tempo e experiência.
Como já dissemos muitas vezes sobre o índio metálico, as possibilidades são infinitas®!
