Интеграция будет способствовать

Брюс Адамс | 29 сентября 2021 г.

По данным независимой исследовательской компании IDTechEx, интеграция электроники в 3D-структуры является растущей тенденцией, которая предлагает более сложное решение, чем нынешний метод размещения жестких печатных плат. In-mold Electronics (IME) — это новая технология, которая позволяет встраивать электронику в формованные и термоформованные пластиковые компоненты.

Благодаря интеграции емкостного сенсорного экрана, освещения и тактильных элементов, позволяющих уменьшить размер и вес до 70 %, IME может эффективно создавать изогнутые сенсорные интерфейсы. IDTechEx прогнозирует, что благодаря этим преимуществам и приложениям, главным образом, в секторах автомобилестроения и потребительских товаров, к 2032 году IME станет рынком с оборотом в 1,5 миллиарда долларов.

IME можно рассматривать как продолжение более распространенного процесса декорирования в форме (IMD), при котором термоформование пластика с декоративным покрытием преобразуется в трехмерный компонент путем литья под давлением. IME представляет собой эволюцию существующей технологии, поэтому большую часть существующих знаний о процессах и капитального оборудования можно использовать повторно. Изготовление детали с использованием IME начинается с трафаретной печати проводящими термоформируемыми красками, после чего следует нанесение электропроводящих клеев и установка электронных компонентов, таких как светодиоды, сообщает IDTechEx. Более сложные многослойные схемы также можно создавать путем печати диэлектрическими чернилами для обеспечения пересечения.

По словам Мэтью Дайсона, старшего технологического аналитика IDTechEx, в качестве термоформируемой подложки обычно предпочитают поликарбонат.

«Компания Covestro разработала поликарбонатную пленку с акриловым слоем для IME (служащую термоформируемой подложкой), утверждая, что она сочетает в себе «сильные стороны акрила, такие как высокая стойкость к царапинам и химическому воздействию, с технологическими преимуществами поликарбоната». — сказал Дайсон, доктор философии по физике, специализирующийся на органической электронике. «Поликарбонат является наиболее распространенным пластиком для этапа литья под давлением, но в принципе можно использовать любой пластик, где тепло и давление, необходимые для литья под давлением, не повреждают электронику. Прозрачные пластики для литья под давлением часто используются в качестве световодов. за эти декоративные детали».

Несмотря на сходство с IMD, существует множество технических проблем при интеграции электроники, которая должна выдерживать термоформование и литье под давлением. Очень высокая производительность производства важна, поскольку схема является встроенной, и один-единственный сбой может сделать всю деталь ненужной, сказал Дайсон.

Что касается материала, то проводящие чернила, диэлектрические чернила и электропроводящие клеи должны выдерживать этапы формования и формования, которые включают повышенные температуры, давление и удлинение. Кроме того, все материалы в стопке должны быть совместимы, поэтому многие поставщики разработали портфели функциональных чернил, разработанных специально для IME, сказал Дайсон.

IME лучше всего использовать в тех случаях, когда требуется декоративная сенсорная поверхность, например, панели управления в автомобильных салонах и кухонной технике. По словам Дайсона, это обеспечивает трехмерную, гладкую, протираемую, декоративную поверхность со встроенным емкостным сенсорным экраном, подсветкой и даже тактильной обратной связью и антеннами. В то время как первые коммерческие образцы начинают появляться в сфере потребительских товаров, внедрение в салоны транспортных средств было отложено из-за COVID-19. Медленное внедрение в автомобилестроении также объясняется как проблемами соответствия автомобильным квалификационным требованиям, так и наличием менее сложных альтернатив, таких как нанесение функциональных пленок на термоформованные детали.

Несмотря на эту неудачу, рынок начинает меняться: поставщики оборудования развивают специализированные возможности, а проекты развития достигают своего завершения.

«Ожидается, что доминирующим сектором будут автомобильные интерьеры с такими вариантами использования, как потолочные консоли, переключатели окон, центральные консоли и органы управления на рулевом колесе», — сказал Дайсон. «Чувствительность к прикосновению достигается за счет изменения емкости. Другие области применения включают бытовую технику (например, панели управления стиральных машин) и другие бытовые приборы, работающие на столешницах».