Des dispositifs plastiques miniaturisés et multifonctionnels

Le concept de MID en 3D existe depuis les années 80. Cependant, même s'il promet de grands avantages par rapport aux circuits imprimés classiques, plusieurs problèmes ont empêché sa commercialisation. Les progrès techniques pourraient cependant répondre à ses exigences complexes et coûteuses.


Depuis plusieurs années, le secteur connaît une croissance annuelle régulière de près de 20 %, aussi les scientifiques du projet 3D-HIPMAS («Pilot factory for 3D high precision MID assemblies»), financé par l'UE, prévoient une forte présence. Leur technique sera présentée dans le cadre d'une usine pilote européenne, futuriste. Ils ont prévu quatre démonstrateurs: des micro-piles à combustible, des aides auditives, des micro-interrupteurs, et de capteurs de pression pour l'automobile.


La fabrication fait appel à des processus de placage sélectif sur plastique, basés sur la structuration directe par laser. Le faisceau laser «dessine» un circuit sur la surface d'une pièce, qui a été moulée avec un plastique contenant un additif sensible au laser. La surface ainsi activée est ensuite plaquée avec des couches de métal, tout comme un circuit imprimé.


Les scientifiques ont sélectionné les matières premières du plastique et mis au point plusieurs nouveaux thermoplastiques contenant de nouveaux additifs sensibles au laser, sous forme de grains fins. Ils ont aussi réalisé une machine laser avec une mise au point très précise, et un nouveau processus de placage pour réaliser les plus fines structures de métal, jusqu'à 70 µm.


Le moulage en deux étapes est la technique la plus utilisée. Ce moulage par injection de résines en polymères se fait en deux étapes, avec une activation ultérieure pour le placage de métal. Les chercheurs ont mis au point un processus innovant de moulage expérimental en deux étapes, qu'ils sont en train d'optimiser.


Les chercheurs travaillent aussi à l'assemblage de précision des composants électroniques en 3D, avec la surveillance et le contrôle qualité adéquats. Ils ont déterminé les concepts d'assemblage et de manipulation 3D, en vue d'une précision et d'un débit élevés. L'équipe assemble le système d'inspection par rayons X, qui servira au traitement et au contrôle qualité en ligne.


Les travaux du projet 3D-HIPMAS devraient réduire la consommation de matières premières et d'énergie, ainsi que les coûts et les délais, et augmenter le rendement de production. Un plan est déjà en place pour transférer les éléments de base à des sites de production industrielle en Europe, ce qui renforcera la compétitivité de la production de micro-composants multifonctionnels en plastique.