Nuevos procesos 'secos' ponen circuitos en los plásticos

TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA

La ablación láser y el grabado con plasma se han unido para aplicar capas conductoras más gruesas sin un proceso “húmedo” en la placa.


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En los últimos 30 años, se ha visto el surgimiento de numerosas tecnologías para la aplicación de capas conductoras de electricidad en plásticos moldeados. Una de ellas es la técnica Laser Direct Structuring ((LDS) desarrollada por LPKF Laser & Electronics AG, de Alemania, con oficina en Tualatin, Oregón. La técnica LDS consiste en moldear un aditivo especial en el plástico, que se activa por un rayo láser para que cuando el plástico esté expuesto posteriormente a un galvanizado no electrolítico, el metal se adhiera sólo al aditivo activado. Muchos proveedores de materiales y fabricantes de compuestos han sido autorizados para proporcionar compuestos para LDS. 

La limitación es que el revestimiento metálico electroless proporciona capas conductivas que son solamente rentables hasta alrededor de 15 micras de espesor. Los circuitos más gruesos requieren un paso adicional de galvanizado, según LPKF.

Un mercado de rápido crecimiento que demanda capas conductoras más gruesas son, entre otras, las aplicaciones comerciales o automotrices de iluminación LED. Para satisfacer esta demanda y para satisfacer los esfuerzos de sostenibilidad para encontrar alternativas para productos químicos de galvanizado húmedo, LPKF ha logrado un nuevo enfoque, llamado Laser Plasma Coating (LPC). LPKF desarrolla este recubrimiento LPC junto con Plasma Innovations GmbH , de Austria, proveedor de equipos de plasma atmosférico. 

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En el último Fakuma, celebrado en 2014 en Alemania, El LPC fue exhibido en el stand de PolyOne, proveedor de compuestos, con sede en Avon Lake, Ohio. La aplicación destacada allí fue los disipadores de calor para dispositivos LED. Hay varios pasos en el proceso: 

1. Moldeo por inyección: el cuerpo del disipador de calor es primero moldeado por inyección utilizando compuestos térmicamente conductivos pero eléctricamente aislantes, como los materiales de gestión térmica Therma-Tech, de PolyOne. Estos están disponibles con varias resinas base, como PBT, nylon 66, PPS.

2. Revestimiento Cerámico de Plasma: a continuación, la pieza de plástico es recubierta de plasma con una capa aislante de polvo cerámico blanco. El polvo de óxido de aluminio se funde en la corriente de plasma y se deposita en el plástico. 

3. Revestimiento con laca: Una capa líquida de laca negra se rocía entonces sobre la capa de cerámica en la pieza. .

4. Modelado láser: Un rayo láser fino quema la capa de laca donde se requieren las líneas conductoras, dejando expuesta la capa subyacente de cerámica. 

5. Revestimiento de cobre plasma: El paso final de LPC es aplicar las líneas conductoras. El polvo de cobre se funde en una corriente de plasma y se aplica a la pieza. El cobre se adhiere sólo a la cerámica expuesta por el rayo láser, no a la capa de laca.

6. Montaje: los LED pueden ahora ser montados en las líneas conductoras en el disipador de calor del plástico. 

Además de la naturaleza "seca" del proceso (a excepción de la capa líquida de laca), la técnica LPC puede depositar espesores de cobre de hasta 100 micras. En aplicaciones típicas de electrónica, la capa de cobre es de 35 a 70 micras, seguida por una capa delgada de otro metal que protege contra la corrosión.