อุปกรณ์เชื่อมต่อแบบขึ้นรูป
อุปกรณ์เชื่อมต่อแบบขึ้นรูป (MID) เป็น ชิ้นส่วน เทอร์โมพลาสติก ที่ขึ้นรูป ด้วยการฉีดขึ้นรูป พร้อมร่องรอย วงจรไฟฟ้า ในตัว การใช้เทอร์โมพลาสติกอุณหภูมิสูงและการเคลือบโลหะแบบมีโครงสร้างเปิดมิติใหม่ของการออกแบบตัวนำวงจรให้กับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์[ 1 ]เทคโนโลยีนี้รวมพื้นผิว /ตัวเรือนพลาสติกเข้ากับวงจรในชิ้นส่วนเดียวโดยการเคลือบโลหะแบบเลือก
แอปพลิเคชัน
ตลาดหลักสำหรับเทคโนโลยี MID ได้แก่ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค โทรคมนาคม ยานยนต์ และการแพทย์ การใช้งาน MID ที่พบได้ทั่วไปคือเสาอากาศแบบรวมในโทรศัพท์มือถือ[ 2 ]และอุปกรณ์เคลื่อนที่อื่นๆ รวมถึงแล็ปท็อปและเน็ตบุ๊ก
วิธีการผลิต
โดยทั่วไปแล้ว อุปกรณ์เชื่อมต่อแบบขึ้นรูปจะผลิตขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีเหล่านี้:
การสร้างโครงสร้างโดยตรงด้วยเลเซอร์ (LDS)
กระบวนการ LDS ใช้วัสดุเทอร์โมพลาสติกที่เจือด้วยสารประกอบอนินทรีย์ โลหะ (ที่ไม่นำไฟฟ้า) ซึ่งถูกกระตุ้นด้วยเลเซอร์ ส่วนประกอบพื้นฐานเป็นการฉีดขึ้นรูปส่วนประกอบเดียว โดยแทบไม่มีข้อจำกัดในแง่ของอิสระในการออกแบบ 3 มิติ จากนั้นเลเซอร์จะเขียนเส้นทางของวงจรในภายหลังลงบนพลาสติก บริเวณที่ลำแสงเลเซอร์กระทบกับพลาสติก สารเติมแต่งโลหะจะสร้างร่องขนาดเล็กที่ขรุขระ อนุภาคโลหะของร่องนี้จะก่อตัวเป็นนิวเคลียสสำหรับการเคลือบโลหะในภายหลัง[ 3 ]ในอ่างทองแดงแบบไร้ไฟฟ้า ชั้นของเส้นทางตัวนำจะเกิดขึ้นบนร่องเหล่านี้อย่างแม่นยำ ชั้นของทองแดง นิกเกิล และทองคำสามารถสร้างขึ้นได้ตามลำดับด้วยวิธีนี้
กระบวนการของศาสนจักรของพระเยซูคริสต์แห่งวิสุทธิชนยุคสุดท้าย (LDS) มีลักษณะดังนี้:
- การฉีดขึ้นรูปชิ้นส่วนเดียว
- มีวัสดุให้เลือกหลากหลายประเภท
- มิติสามมิติอย่างสมบูรณ์ในทรงกลม
- ความยืดหยุ่น: สำหรับการเปลี่ยนเส้นทางการเดินสายไฟ เพียงแค่ส่งข้อมูลควบคุมใหม่ไปยังหน่วยเลเซอร์ก็เพียงพอแล้ว ดังนั้นจึงสามารถผลิตชิ้นส่วนที่มีฟังก์ชันการทำงานแตกต่างกันได้จากหน่วยพื้นฐานเพียงหน่วยเดียว
- ความแม่นยำ: สามารถสร้างเส้นทางตัวนำที่ละเอียดที่สุดได้ โดยมีความกว้างน้อยกว่า 80 ไมโครเมตร
- การสร้างต้นแบบ: การเคลือบ LDS ที่มีอยู่สำหรับชิ้นส่วนใดๆ ก็ตาม ช่วยให้สามารถทดสอบชิ้นงานได้
Laser Direct Structuring ถูกคิดค้นขึ้นที่ Hochschule Ostwestfalen-Lippe มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ประยุกต์ในเมืองเลมโก ประเทศเยอรมนี ตั้งแต่ปี 1997 ถึง 2001 [ 4 ]เทคโนโลยี LDS ได้รับการพัฒนาขึ้นจากความร่วมมือด้านการวิจัยกับบริษัท LPKF Limited เดิม โดยได้รับการจดสิทธิบัตรจากผู้คิดค้นและได้รับอนุญาตให้ใช้แต่เพียงผู้เดียวแก่ LPKF เป็นครั้งแรก ในปี 2002 สิทธิบัตรที่เกี่ยวข้องกับเทคโนโลยี LDS ได้ถูกโอนไปยัง LPKF Laser & Electronics AG
ข้อเสียเปรียบหลักของ LDS คือ ความจำเป็นต้องใช้สารประกอบอนินทรีย์โลหะราคาแพงสำหรับแม่พิมพ์ทั้งหมด ความจำเป็นในการใช้กระบวนการชุบทางเคมี และพื้นผิวของชั้นชุบที่หยาบมากทำให้การเชื่อมต่อทำได้ยาก วงจรที่สร้างขึ้นมักจำกัดอยู่เพียงชั้นเดียวของสายไฟโดยไม่มีการไขว้กัน
อิเล็กทรอนิกส์สิ่งพิมพ์
การเคลือบโลหะแบบเลือกเฉพาะจุดสามารถทำได้โดยการพิมพ์ลายนำไฟฟ้า ( อิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์ ) ลงบนพื้นผิวของชิ้นส่วนเทอร์โมพลาสติก อาจใช้การพิมพ์แบบละอองเจ็ท การพิมพ์แบบอิงค์เจ็ท หรือการพิมพ์สกรีน แต่การพิมพ์แบบละอองเจ็ทให้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือที่สุดบนแม่พิมพ์รูปทรงใดๆ ก็ได้
ข้อดีหลักๆ ของพลศึกษา ได้แก่:
- โพลิเมอร์ชนิดใดก็ได้สามารถนำมาใช้ในการฉีดขึ้นรูปได้
- ไม่จำเป็นต้องใช้สารประกอบอนินทรีย์ที่เป็นโลหะ ซึ่งช่วยลดต้นทุน
- วัสดุเคลือบนำไฟฟ้าหลากหลายชนิด ได้แก่ เงิน ทองแดง ทองคำ แพลทินัม กราไฟต์ และโพลิเมอร์นำไฟฟ้า
- สามารถควบคุมความหนาได้อย่างแม่นยำ
- สามารถตกตะกอนโดยตรงโดยไม่ต้องชุบได้
- สามารถสร้างวงจรที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นได้ เนื่องจากสามารถวางชั้นฉนวน ชั้นไดอิเล็กทริก และวัสดุอื่นๆ ได้หลายชั้น
- ความแม่นยำของเส้นสูงขึ้นถึง 10 ไมโครเมตร
- ความเรียบของพื้นผิวที่สูงขึ้น
ปัจจุบัน อิเล็กทรอนิกส์แบบพิมพ์ยังคงเป็นพื้นที่วิจัยและพัฒนา แต่มีบริษัทจำนวนมากขึ้น[ 5 ]เริ่มผลิตเสาอากาศสมาร์ทโฟนและทดแทน LDS ในชิ้นส่วนขึ้นรูปฉีดอื่นๆ
ข้อเสียเปรียบที่สำคัญคือระดับมาตรฐานที่ต่ำ เนื่องจากเทคนิคนี้มีความหลากหลายในการใช้งาน
การขึ้นรูปสองช็อต
การขึ้นรูปสองช็อต[ 6 ]เป็นกระบวนการฉีดขึ้นรูปโดยใช้เรซินสองชนิดที่แตกต่างกัน และมีเพียงเรซินชนิดเดียวเท่านั้นที่สามารถชุบได้ โดยทั่วไปแล้ววัสดุที่สามารถชุบได้คือ ABS และวัสดุที่ไม่สามารถชุบได้คือโพลีคาร์บอเนตในส่วนประกอบแบบสองช็อต วัสดุเหล่านี้จะถูกนำไปผ่านกระบวนการชุบแบบไร้ไฟฟ้า โดย ใช้ บิวทาไดอีนในการทำให้พื้นผิวหยาบขึ้นทางเคมีและช่วยให้ชั้นทองแดงหลักยึดเกาะได้[ 7 ] สามารถควบคุมเคมีของการชุบเพื่อป้องกันการทำให้พื้นผิวส่วนที่เป็นโพลีคาร์บอเนตหยาบขึ้นได้ แม้ว่าจะไม่พบโดยทั่วไปนอกเหนือจากการผลิตเสาอากาศโทรศัพท์มือถือ แต่เทคโนโลยีนี้เป็นสาธารณะและหาได้ง่าย
ลิงก์ภายนอก
- LPKFUSA.com/MIDข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการของศาสนจักรของพระเยซูคริสต์แห่งวิสุทธิชนยุคสุดท้าย
- WO1999005895A1สิทธิบัตร LDS พื้นฐาน ฉบับที่ 1 ปี 1997
- WO2003005784A2สิทธิบัตร LDS พื้นฐาน II ปี 2001