Khoảng một tháng trước, tôi đã đăng bài về các công nghệ 3D khác nhau (tạo chip, đóng gói và bảng mạch in) đang được sử dụng để tối ưu hóa các thiết bị điện tử khác nhau mà tất cả chúng ta đều dựa vào. Công nghệ Thiết bị kết nối khuôn (MID) đã có từ hơn 20 năm và đang được sử dụng rộng rãi trong ăng-ten điện thoại di động.
Gần đây tôi đã thảo luận về tình hình công nghệ 3D-MID với Giám đốc Công nghệ 3D MID tại Cicor ở Thụy Sĩ, Nouhad Bachnak . Cicor là một trong những đơn vị chủ chốt trong việc phát triển các thiết bị kết nối đúc.
Carol : Công nghệ MID đã có từ hơn 20 năm nay nhưng cho đến nay, nó chỉ được áp dụng rộng rãi trong ăng-ten điện thoại di động. Điều gì đang khơi dậy sự quan tâm mới đối với các ứng dụng điện tử khác?
Nouhad : Ý tưởng sử dụng 3D-MID cho các ứng dụng điện tử đã có từ lâu hơn nhiều so với ý tưởng sử dụng công nghệ này cho các ứng dụng ăng-ten. Khi công nghệ này bắt đầu vào những năm 1980, người ta đã rất phấn khích khi nghĩ rằng nó sẽ thay thế bảng mạch in (PCB). Nhưng lại thiếu vật liệu đủ tiêu chuẩn và thiếu hiểu biết chuyên sâu về quy trình sản xuất.
Trong vài năm trở lại đây, một khối lượng lớn công việc phát triển đã được thực hiện và đạt được những tiến bộ đáng kể.
Thiết kế MID mới, máy móc hóa học và lắp ráp 3D đã được phát triển và triển khai thành công trong sản xuất hàng loạt. Hàng triệu ăng-ten đã được sản xuất, nhưng cũng có một số sản phẩm khác như cảm biến, công tắc và giá đỡ đèn LED cho các ứng dụng ô tô, y tế và công nghiệp cho thấy lợi ích của 3D-MID và điều này khuyến khích khách hàng sử dụng chúng.
Carol: Bạn cung cấp những quy trình nào để sản xuất những thiết bị này và lợi ích của từng quy trình là gì?
Nouhad: Chúng tôi sử dụng quy trình LPKF Laser Direct Structuring (LDS) và 2S (đúc khuôn hai lần). Hai quy trình này phải được xem là bổ sung cho nhau, thay vì cạnh tranh với nhau.
Những lợi thế chính của quá trình LDS là:
- Công cụ ép phun đơn giản
- Thay đổi bố cục dễ dàng (chỉ bằng cách thay đổi bố cục CAD)
- Cấu trúc mỏng có thể đạt tới 150 µm hoặc thậm chí nhỏ hơn
Ưu điểm chính của quy trình 2S là:
- Chỉ có hai bước xử lý để sản xuất chất nền (đúc và mạ)
- Khả năng tái tạo cao của các bố cục
- Rất tiết kiệm cho bề mặt mạ lớn và bố trí phức tạp
Carol: Những thách thức lớn nhất khi gắn linh kiện vào 3D-MID là gì?
Nouhad: Đầu tiên là việc gắn linh kiện 3D trên đế MID. Hệ thống lắp ráp điện tử 3D chính xác với nhiều trục và hệ thống quang học tinh vi là cần thiết để thành thạo nhiệm vụ này. Trong lĩnh vực này, chúng tôi đang hợp tác với Haecker Automation , công ty phát triển các hệ thống chất lượng cao như vậy. Một khía cạnh khác là khả năng của đế chịu được các hồ sơ hàn nhiệt độ cao. Tất nhiên, có một số vật liệu có thể chịu được nhiệt độ lên đến 260 độ C. Nhưng những vật liệu này thường có một số điểm yếu khác (dễ vỡ, quá đắt).
Carol: Thị trường nào đang quan tâm nhất đến việc sử dụng công nghệ này để thay thế bảng mạch in truyền thống?
Nouhad: Việc sử dụng các lợi ích của 3D-MID không chỉ giới hạn ở một số thị trường nhất định. 3D-MID có thể được sử dụng ở mọi nơi, nơi nhựa kết hợp với điện tử và không chỉ là thay thế PCB. 3D-MID mở ra vô số khả năng bằng cách sử dụng MID như một mô-đun kết nối kết hợp các chức năng điện và cơ trong một bộ phận.
Carol: Bạn thấy đâu là động lực chính thúc đẩy MID phát triển trong ngành điện tử?
Nouhad: Các động lực chính thúc đẩy 3D-MID phát triển là:
- Thu nhỏ: do vấn đề về không gian (ô tô, y tế, viễn thông, v.v.)
- Hợp lý hóa và đơn giản hóa hệ thống : giảm các bước quy trình, số lượng bộ phận và thời gian lắp đặt
- Chức năng: các chức năng mới chỉ có thể thực hiện được nhờ khả năng tích hợp chức năng cao, tính linh hoạt trong thiết kế và độ chính xác do 3D-MID mang lại
Những ưu điểm của công nghệ 3D-MID trong các lĩnh vực này là:
- Sử dụng không gian ba chiều tối ưu
- Mật độ tích hợp chức năng cao của các hàm cơ học và điện tử
- Lưu các bộ phận và các bước xử lý
Carol: Bạn nghĩ ngành công nghiệp này sẽ thế nào trong mười năm tới?
Nouhad : Đây là câu hỏi khó nhất! Trong bối cảnh này, tôi muốn trích dẫn nhà vật lý nổi tiếng Nils Bohr: "Dự báo luôn khó khăn - đặc biệt là nếu chúng liên quan đến tương lai".
Tuy nhiên, có một điều có vẻ hiển nhiên: công nghệ 3D-MID đã có chỗ đứng trên thị trường và đang phát triển rất nhanh. Về phần chúng tôi, trong ba năm tới, Cicor đang lập kế hoạch năng lực sản xuất theo kỳ vọng về tốc độ tăng trưởng hơn 50% mỗi năm.
Cảm ơn Nouhad vì đã dành thời gian và chuyên môn của mình.
Như chúng tôi thường nói về kim loại indium, khả năng là vô tận® !
