I dispositivi di interconnessione stampati possono essere un partner nella progettazione di PCB

14 ore fa p Adrian Gibbons Harting ha recentemente affermato che la tecnologia LDS (Laser Direct Structuring) fornisce un metodo di assemblaggio elettronico senza PCB. La tecnologia LDS, che ha assunto una crescente popolarità negli ultimi anni, funziona di pari passo con dispositivi di interconnessione stampati (chiamati anche MiD). I MiD sono termoplastiche a corpo rigido stampato a iniezione con additivi speciali incorporati nella struttura della plastica.
Quando queste plastiche sono condizionate dalla strutturazione diretta al laser (LDS), consentono la metallizzazione in un bagno di rame non elettrolitico. I processi di strutturazione diretta del laser tracciano tracce lungo i MiD, attivando gli additivi incorporati, che vengono poi costruiti per creare strutture conduttive per i componenti PCB. La LDS è stata inventata più di vent'anni fa presso la Hochschule Ostwestfalen-Lippe University of Applied Sciences di Lemgo in collaborazione con LPKF Laser & Electronics AG.
Come si è sviluppata la tecnologia LDS / MiD da allora? E come potrebbe completare il design tradizionale dei PCB? Per rispondere a queste domande, può essere utile iniziare con un'azienda che utilizza la tecnologia LDS per creare tracce conduttive sopra le parti stampate a iniezione. LPKF Laser & Electronics afferma che questo processo fornisce "un modo unico di integrare funzioni meccaniche ed elettroniche su uno stampaggio". L'azienda spiega che la tecnologia LDS e MiD combinate offrono una connettività placcata affidabile attraverso il foro, consentendo ai MiD di incorporare al massimo due strati.
I dispositivi di interconnessione stampati non sostituiscono quindi le tradizionali strutture rigide PCB. Tuttavia, se combinate con LDS, queste due tecnologie offrono una serie di vantaggi che completano il design PCB tradizionale. Alcuni di questi vantaggi includono: Esempi di applicazioni MiD includono strutture di antenne ospitate, costruzione di sensori MEMS e applicazioni di illuminazione a LED, tra le altre.
Forse l'applicazione più interessante per la tecnologia MiD è il suo potenziale per sostituire i circuiti flessibili. Secondo un rapporto di Laser Micronics, una sottodivisione di LPKF, i dispositivi di interconnessione stampati offrono un design elettronico a forma libera in corpi rigidi, riducendo i componenti del sistema e il peso. Nella progettazione automobilistica, i cablaggi possono essere sostituiti con la tecnologia MiD, che riduce la complessità delle distinte base, migliora l'affidabilità e riduce i costi.
Laser Micronics dimostra anche nuove applicazioni di MiD in apparecchiature mediche, come apparecchi acustici stampati a iniezione integrati con l'elettronica. Questi dispositivi offrono più spazio e sono più leggeri dei design tradizionali in fattori di forma standard. La questione della dissipazione di potenza si pone naturalmente quando si considerano componenti elettronici incorporati all'interno di una struttura stampata ad iniezione, soprattutto considerando l'illuminazione a LED.
LPKF ha sviluppato "PowderCoating" con additivi LDS, che rende la plastica elettricamente conduttiva e consente un maggiore controllo termico . Esistono due varianti di questa tecnologia: PES 200, che presenta un'elevata resistenza meccanica, e PU 100, che viene utilizzato per proprietà termiche benefiche. Una tesi di dottorato pubblicata nel 2019 da Aline Friedrich dimostra un caso d'uso unico per i test con la produzione LDS.
Lo studio ha dimostrato in modo conclusivo che un sistema di antenna per veicoli può essere sostituito da un dispositivo integrato meccatronico operante nelle bande cellulari LTE a 800 MHz e 1800 MHz. La tesi prosegue anche esplorando aree aggiuntive che possono essere adatte per installazioni di antenne, comprese superfici non metalliche come paraurti anteriore e posteriore, specchietti laterali, cappuccio anteriore e portelloni posteriori. La cosa più interessante è l'approccio per generare strutture per la ricezione in banda FM utilizzando le strutture metalliche dell'auto come riferimento di massa a un monopolo incorporato.
Gli ingegneri sono sempre alla ricerca di modi per migliorare l'affidabilità, ridurre i costi e portare avanti i progetti. I dispositivi di interconnessione stampati rappresentano un'opportunità per tale innovazione. Mentre i progettisti sono abituati a pensare in mondi 2-D planari del PCB, forse una prospettiva di ingegneria meccanica, come quella dimostrata con la tecnologia LDS, può spingere gli EE a vedere il mondo in 3D.
Dispositivi di interconnessione stampati e strutturazione diretta del laser potrebbe essere solo il nuovo partner di progettazione dei PCB ..