1 из 27

О проекте

Использование высокотемпературных пластиков и их структурированная металлизация открывают новые возможности дизайна проводящих схем в электронной промышленности: трехмерные системы на пластиках (3D-MID). Трехмерные системы на пластиках состоят из литых термопластиковых оснований с интегрированной системой соединений. Изделия на пластиках позволяют упростить конструкцию, сократить количество сборочных единиц и вес изделий, повысить их надежность. Они обеспечивают огромный технический и экономический потенциал и являются более экологичными по сравнению с обычными печатными платами, однако, они их не заменяет, а скорее дополняют.

Ключевыми для 3D-MID-технологии являются рынки автомобильной электроники и телекоммуникаций. Помимо них, 3D-MID также подходят для компьютеров, бытовой техники и медицинских технологий. Годовой темп роста рынка в настоящее время составляет около 20%. На этом сайте мы хотели бы представить технологию для потенциальных пользователей и обеспечить простой способ ее понимания.

О проекте

Статьи

  • 3D-MID:Области применения и технологии производства

    3D-MID:Области применения и технологии производства
    В 80-х годах прошлого века 3D литые монтажные основания (3D molded interconnect devices, 3D-MID) были провозглашены прорывом в электронике, даже высказывались ожидания, что они заменят печатные платы. Но тогда прорыва не произошло, что во многом объяснялось несовершенством технологии и материалов. Однако в настоящее время новые процессы производства 3D-MID, ускоряющие, упрощающие и удешевляющие выход на рынок, «перезагрузили» перспективы 3D-MID. Тому, где применяются и как производятся 3D литые монтажные основания, посвящена данная статья.
  • Новые возможности прототипирования изделий с использованием 3D-MID технологии

    Новые возможности прототипирования изделий с использованием 3D-MID технологии
    Этой статьей мы открываем серию материалов, посвящённых технологии изготовления трехмерных схем на пластиках (3D-MID)– относительного «нового» направления производства электроники, при этом находящегося в тренде последних технологических новшеств, значительно изменяющих границы использования традиционных решений и открывающих возможности для конструкторов и дающих новые или расширяющих старые потребительские свойства электронных приборов.

    Этой статьей мы открываем серию материалов, посвящённых технологии изготовления трехмерных схем на пластиках (3D-MID)– относительного «нового» направления производства электроники, при этом находящегося в тренде последних технологических новшеств, значительно изменяющих границы использования традиционных решений и открывающих возможности для конструкторов и дающих новые или расширяющих старые потребительские свойства электронных приборов.

    ?

    Рис.1 Образцы трехмерных систем (СВЧ антенна, RFID метка, крышка защиты от считывания клавиатуры ввода pin-кода)

    3D-MID

    Тенденцию, которую мы наблюдаем доминирующей в течение многих лет для электронных и мехатронных изделий – изделия должны становиться меньше по размеру и одновременно совмещать в себе несколько функций. Кроме того, в целях сохранения собственных позиций на рынке, производители в секторе коммуникационных технологий находятся под постоянным давлением запуска новых продуктов во все более и более короткие промежутки времени при необходимости как-то выделится от конкурентов. Такие технологии как 3D-MID (трехмерные схемы на пластиках) позволяет создавать новые продукты с новой, до сих пор не реализованной функциональностью. В частности, технология прямого лазерного структурирования (LDS) позволяет реализовать надежный, эффективный и производительный способ прототипирования и производства изделий с высокой экономической эффективностью.

    Трехмерность позволяет в некоторых случаях значительно упрощать конструкцию изделия самой физической геометрией основания конструкции и создавать рабочие поверхности строго ориентированные между собой. Как пример, на рис.2 представлены два варианта реализации трёхосевого датчика перемещения – традиционного, на основе печатных плат и новой, реализованной по технологии 3D-MID. Помимо значительного сокращения линейных размеров устройства удалось упростить сборку изделия как такового. Для устройств данного типа очень важно взаимное пространственное расположение датчиков и это отдельная процедура сборки. Для новой технологии сама форма основания устройства задает положение сенсоров, тем самым сокращая и упрощая процедуру сборки и настройки прибора.

    Рис. 2 Трехосевой датчик перемещения (было/ стало).

    Основным применением этой технологии является производство антенн для смартфонов и телекоммуникационных устройств. В последнее время наблюдается рост производства антенн для планшетов и ноутбуков. А в ближайшее время ожидает в производстве автомобильной и медицинской техники.

    Рис.3 Сегментирование рынка 3D-MID компонентов в мире на текущий момент (конец 2012 года).

    Для телекома технология позволяет свести к минимуму зависимость от размеров и положения антенны, интегрировав ее непосредственно на корпус телефона, при этом, исключая этап ее сборки. Помимо этого, мы можем реализовать несколько антенн на одном носителе для разных диапазонов или применений (GSM 900/1800, GPS /ГЛОНАСС и Wi-Fi) одновременно. Свобода работы с пластиковым носителем позволяет разместить эти антенны на периферии корпуса или ее средней части на любой из сторон (внутренней или внешней) в зависимости от предполагаемых частотных характеристик или учета положения механических элементов устройства.

    Гибкость и свобода дизайна, которая в полной мере реализуется на базе этой технологии, позволяет легко «настроить» эти антенны во время проектирования изделия или в процессе производства. Все характеристики, такие как линейные размеры, положение, геометрия, частотные характеристики, диаграмма направленности и т.д. могут быть легко изменены в процессе опытного производства, что способствует значительному сокращению сроков перехода от прототипа до реального действующего образца. Около 40% высокотехнологичных смартфонов, присутствующих на мировом рынке содержат по крайней мере один 3D-MID компонент. Рис.3 демонстрирует текущую сегментацию рынков устройств, содержащих в себе трехмерные компоненты.

    Прямое лазерное структурирование

    Технология трехмерных схем на пластиках позволяют интегрировать электронные схемы и электронные компоненты непосредственно на трехмерные детали из пластмассы. Мы можем легко установить микросхемы и дискретные элементы на корпус, разместить антенны и подключить их непосредственно к платам внутри корпуса. Это позволяет значительно сокращать необходимое для устройства пространство, сохраняя (как минимум), а то и наращивая их функциональность. Интеграция функций так же уменьшает общее количество необходимых компонентов устройства, устраняет целый ряд технологических операций и сокращая общие затраты. При этом мы получаем компоненты и изделия высшего качества с повторяемыми характеристиками.

    Одним из реализуемых способов производства 3D-MID компонентов является прямое лазерное структурирование (LDS технология) разработанная и запатентованная компанией LPKF. Технология обеспечивает как технические, так и экономические преимущества интеграции компонентов и схем непосредственно на поверхностях пластиковых деталей. Технология использует термопластичный полимер, легируемый металл-полимерной добавкой для последующей лазерной активации поверхности. Суть процесса активации заключается в гравировке поверхности пластика лазерным лучом с точным соблюдением геометрических размеров дорожки с одновременным созданием шероховатой поверхности.

    В результате гравировки на поверхности пластика остаются металлические частицы, которые становятся центрами кристаллизации для дальнейших процессов осаждения металлов. Таким образом, лазерный луч формирует рисунок необходимой структуры проводников на компоненте для дальнейших химических процессов. Традиционно химически осаждаются слои меди, никеля и золота.

    Материалы

    Что касается материалов, главным условием является включение оксида металла равномерно по всему объему пластика с достаточной для лазерной активации концентрацией. Большинство из мировых производителей пластмасс имеют предложения легированных металлом термопластиков. В России производители пока не знакомы с данной технологией и не способны предложить необходимый материал. Но в будущем этот разрыв будет ликвидирован, когда они почувствуют запросы с внутреннего рынка, которые они не способны удовлетворить.

    Спектр доступных и применяемых полимеров достаточно широк – от аморфных до частично кристаллических полимеров, обладающих стабильностью геометрии изделий от нормальных условий до высоких температур. Таким образом, всегда имеется возможность подобрать материал исходя из требуемых условий сборки и эксплуатации изделий с широким диапазоном температур, включая материалы, позволяющие применять бессвинцовые методы сборки электроники.

    В прошлом используемые пластики были черного цвета, потому что легирующие добавки были изначально черными, но в последнее время ситуация изменилась благодаря усилиям компаний SABIC и Mitsubishi которые стали предлагать LDS материалы, которые могут быть адаптированы практически к любым требованиям клиента с использованием цветовых пигментов.

    На рис.4 продемонстрирован цветовой ряд доступных LDS материалов.

    Рис.4 Доступные цвета пластиков для LDS процесса от компании Mitsubishi Engineering Plastic.

    Прототипирование

    Между макетированием и серийным производством есть несколько этапов создания прототипов. Изначально создание прототипов для единичного или мелкосерийного производства было либо не возможно, либо дорого. В современных условиях мы имеем возможность создавать детали слой за слоем непосредственно из CAD-данных без использования инструментов формирования. Современные 3D-принтеры, используемые для прототипирования, базируются на следующих технологиях формирования детали – моделирование с помощью осаждения из расплава, селективного лазерного спекания и стереолитографии. Диапазон используемых пластиков для различных технологических процессов расширяется. Таким образом, разработчики получили возможность создавать MID прототипы, характеристики которых можно многократно оптимизировать для достижения наилучших характеристик устройств.

    Для дальнейшей работы с макетом детали применяется специальная краска, которая используется для покрытия пластикового прототипа. Краска включает в себя активируемые лазером добавки и позволяет реализовать дальнейших технологический процесс на практически любом пластике. В настоящее время для прототипирования используется двустадийная окраска, состоящая из грунтовки и отвердителя, но в ближайшем будущем будет реализована однокомпонентная краска, распыляемая из обычного балончика. Сейчас этот процесс проходит последние испытания.

    Для окраски используют пустую заготовку и наносят на нее слой краски толщиной от 30 до 40 микрон. На практике для достижения нужной толщины слоя необходимо использовать двух-/трех кратное нанесение покрытия для получения необходимого активируемого слоя. Этот слой позволяет целиком и полностью имитировать дальнейшие операции с заготовкой в соответствии с технологией прямого лазерного структурирования (LDS). Прочность адгезии проводников к основанию после металлизации практически такой же как и у обычного LDS пластика. После высыхания поверхности заготовки осуществляется гравировка проводников на поверхности детали и химическое осаждение металлов. На рис.5 продемонстрированы все шаги изготовления прототипа с результатами каждой операции. По завершении всех технологических операций мы получаем рисунок проводников с сохранением и обеспечением точности линейных размеров всех проводников для проведения дальнейшей сборки и испытаний изделия.

     

     

     

     

    a. 3D «печать» детали основания.

    б. Окрашивание основания модифицированной краской.

    в. Лазерная гравировка рисунка антенн на поверхности основания.

    Г. Готовый прототип антенны мобильного телефона.

    Рис.5 Пример прототипирования антенны мобильного телефона по технологии LDS.

    Изготовленный прототип полностью закрывает разрыв между конструированием и серийным изготовлением изделия наиболее эффективным и наглядным способом. Прототипирование становится таким же легким, быстрым и экономичным процессом, как для мелкосерийного, так и серийного производства.

    Использование узлов и деталей для современной электроники на базе 3D-MID технологии способствует сокращению массогабаритных характеристик оборудования и упрощению его конструкции. Пока рано говорить о приходе этой технологии во все области электроники, но опыт наших зарубежных коллег показывает, что уже произошёл потенциальный технологический прорыв в этой области и с каждым днем все больше деталей и компонентов начинают переходить на эти процессы. И в связи с тем, что и на западе это технология молода – мы имеем все шансы использовать ее возможности на ровне с остальным миром, а не быть в роли догоняющих.

Новости

  • 29 Апреля 2016 г.

    На ежегодной выставке «Металлообработка» ООО «НИИИТ» представит актуальные технологии аддитивного производства для литейных процессов и металлообработки. На стенде компании будут представлены следующие новинки:

    Решения от компании НИИИТ на выставке «Металлобработка-2016»

    На ежегодной выставке «Металлообработка» ООО «НИИИТ» представит актуальные технологии аддитивного производства для литейных процессов и металлообработки. На стенде компании будут представлены следующие новинки:

    • Высокоточное литье с использованием литейных моделей, произведенных аддитивным способом на 3D-принтере Voxeljet VX500 из материала ПММА
    • Трехмерная печать песчаных форм для литья легких сплавов и цветных металлов
    • Инновационная технология трёхмерной печати жаропрочных керамических изделий
    • Высокопроизводительная система трехмерной печати Prodways L5000, производящая высокоточные изделия из пластика.

    Кроме того, будет представлено направление услуг трёхмерной печати выжигаемых моделей и литья, недавно открытое в ООО «НИИИТ». Специалисты направления расскажут о возможностях аддитивного производства изделий из пластика, металла и керамики.

    До встречи с 23 по 27 мая, в ЦВК «Экспоцентр» на стенде Группы компаний Остек!

    Время работы выставки:

    23 — 26 мая: с 10.00 до18.00

    27 мая: с 10.00 до 16.00

    Как добраться до ЦВК «Экспоцентр»: Москва, Краснопресненская наб., 14
    Станция метро "Выставочная«,Станция метро «Деловой центр»
    (50 м от Западного входа ЦВК «Экспоцентр»)

    Для получения электронного билета заполните форму на сайте.

  • 04 Февраля 2016 г.

    В 2016 году Группа компаний Остек отмечает 25-летие своей деятельности. За прошедшую четверть века было решено множество конструкторских задач, успешно реализовано много интересных проектов. Все это стало возможным благодаря нашей главной ценности — умам наших сотрудников и заказчиков. Именно вы, наши заказчики, — надежный фундамент, который способствует дальнейшему успешному развитию компании. Мы рады разделить с вами наш успех и отметить это событие с умом, пригласив вас на международную выставку «ЭлектронТехЭкспо», которая пройдет с 15 по 17 марта в Москве, в МВЦ «Крокус Экспо».

    Остек приглашает на выставку «ЭлектронТехЭкспо 2016»

    ETE_16_210x112_stand.jpg 

    В 2016 году Группа компаний Остек отмечает 25-летие своей деятельности. За прошедшую четверть века было решено множество конструкторских задач, успешно реализовано много интересных проектов. Все это стало возможным благодаря нашей главной ценности — умам наших сотрудников и заказчиков. Именно вы, наши заказчики, — надежный фундамент, который способствует дальнейшему успешному развитию компании. Мы рады разделить с вами наш успех и отметить это событие с умом, пригласив вас на международную выставку «ЭлектронТехЭкспо», которая пройдет с 15 по 17 марта в Москве, в МВЦ «Крокус Экспо».

    Мы поделимся с вами новыми знаниями об актуальных технологиях и технологиях будущего, покажем наши собственные разработки, продемонстрируем работу новейшего оборудования. Традиционно на нашем стенде вы найдете инновационные решения по всем направлениям отрасли: производство электроники и радиоэлектроники, электротехнических компонентов, решения в области технологий контроля, химико-технологические решения, решения для очистки и заливки, перспективные технологии.

    Регистрируйтесь по адресу, чтобы получить именной бэйдж для посещения выставки.

    Программа участия постоянно формируется и дополняется. Следите за обновлениями на наших сайтах и в рассылках.

    Будем рады видеть вас на нашем стенде!

    Как проехать на выставку:

    Станция метро «Мякинино», выходы к павильонам выставочного центра.

    На автомобиле: пересечение МКАД (внешняя сторона, 66 км) и Волоколамского шоссе.

    Как нас найти на выставке:

    МВЦ «Крокус Экспо», павильон № 2, зал 7, стенды А101, А103, А105, А107

    Время работы выставки:

    15 марта, вторник 10:00 – 18:00

    16 марта, среда 10:00 – 18:00 

    17 марта, четверг 10:00 – 18:00

  • 22 Июля 2015 г.

    Группа компаний Остек приглашает на Международный авиационно-космический салон МАКС-2015

    Группа компаний Остек приглашает на Международный авиационно-космический салон МАКС-2015

    25-28 августа 2015 г. Группа компаний Остек примет участие в крупнейшей выставке в области авиационно-космической индустрии, Международном авиационно-космическом салоне МАКС-2015.

    Группа компаний Остек представит на своем стенде передовые технологические решения для авиационно-космической отрасли:

    • Лазерная обработка проводов для авиационной и специальной техники.
    • Автоматическая многоступенчатая обработка коаксиальных и радиочастотных проводов.
    • Система оплетения и экранирования жгутов для авиационной и специальной техники.
    • Система тестирования и контроля жгутовых сборок.
    • Система для тестирования электродвигателей.
    • Автоматизированные складские системы.
    • Решения для печати высокоточных выплавляемых моделей и литейных форм с помощью 3D принтеров.

    Ждем вас на мероприятии!

    г. Жуковский, ОАО «ЛИИ им. М.М. Громова», павильон № С-1, стенд С1-20

    Схема проезда.

    Информация о входных билетах.

  • 04 Марта 2015 г.

    В рамках выставки «ЭлектронТехЭкспо 2015» на стенде ООО «НИИИТ» будут представлены такие современные инновационные технологии, как производство трехмерных схем на пластиках (3D-MID), печатная органическая электроника (O-PE) и трехмерная печать с использованием различных материалов. Посетителям стенда будет предоставлена уникальная возможность ознакомиться с образцами изделий медицинской промышленности, телекоммуникационной отрасли и автомобильной электроники изготовленных по вышеперечисленным технологиям.

    «ЭлектронТехЭкспо 2015»: Прикладные исследования и проекты разработки высокотехнологичных изделий от ООО «НИИИТ»

    В рамках выставки «ЭлектронТехЭкспо 2015» на стенде ООО «НИИИТ» будут представлены такие современные инновационные технологии, как производство трехмерных схем на пластиках (3D-MID), печатная органическая электроника (O-PE) и трехмерная печать с использованием различных материалов. Посетителям стенда будет предоставлена уникальная возможность ознакомиться с образцами изделий медицинской промышленности, телекоммуникационной отрасли и автомобильной электроники изготовленных по вышеперечисленным технологиям.

    Также будет продемонстрирована работа установки AJ15X, предназначенной для изготовления как опытных партий, так и мелкосерийного производства 3D-MID изделий. Кроме того, установка может использоваться и для задач прототипирования. Работа установки основана на методе аэрозольно-струйной печати (AJP) - управляемой с помощью САПР методики прямого нанесения рисунков для печати элементов и компонентов миниатюрной (10 микрон) электроники на практически любой тип оснований. Технология совместима с широким диапазоном рабочих материалов: проводников, органических полупроводников, резисторов, диэлектриков и герметиков, которые напечатаны на поверхности из практически любого материала. При использовании данного процесса можно производить плоские двухмерные и также трехмерные компоненты и узлы. Во время демонстрации посетители смогут ознакомиться со всеми этапами процесса – от стадии проектирования и моделирования до изготовления конечного продукта на реальном примере.

    До встречи в «Крокус-Экспо» на стендах Группы компаний Остек !

Контакты

 

 

Центральный офис
в Москве

121467, Россия, Москва, 
улица Кулакова, дом 20
Телефон: (495) 788-44-44 (многоканальный)
Факс: (495) 788-44-42

Эл. почта: mid@ostec-group.ru 

форма обратной связи

отправить