Horizon traz o poder da Micro-AM para a produção de peças sensíveis à ESD

Através da utilização da sua tecnologia interna de microfabricação 3D baseada em modelos, a Horizon Microtechnologies está a abrir várias áreas de aplicação que até agora não puderam beneficiar da agilidade, versatilidade e inovação possíveis através da utilização de fabrico de aditivos (AM), mais precisamente micro-AM.

Uma dessas áreas de aplicação está na produção de peças e componentes que necessitam de suprimir a descarga electroestática (ESD) e os seus efeitos potencialmente nocivos. Com os componentes electrónicos modernos a tornarem-se cada vez mais sensíveis à descarga estática, os requisitos de protecção anti-estática estão a alargar-se e a endurecer em todo o sector da micro-electrónica. A tecnologia de quebra Horizon está posicionada para ajudar significativamente na eliminação da ESD em aplicações que beneficiariam da impressão 3D, combinando a micro-AM de polímero de precisão e a conformidade ESD.

A microestrutura 3D baseada em modelos explora a utilidade das microestruturas 3D produzidas em polímero para áreas até agora não servidas da indústria, adicionando material e funcionalidade à microestrutura, tipicamente com um processo de revestimento pós-construção. Como tal, Horizon faz a ponte entre a micro-AM baseada em polímero e peças com funcionalidade melhorada, tais como condutividade, resistência ao calor e outros atributos incompatíveis com o polímero.

Andreas Frölich, Fundador e CEO da Horizon diz, “Na Horizon, podemos fazer peças com um revestimento de superfície controlável e podemos também revestir canais internos com múltiplas curvas. Isto permite-nos fabricar dispositivos finais muito compactos e de alto desempenho para dispositivos de recolha e colocação a vácuo que são ao mesmo tempo suficientemente condutores para evitar descargas electrostáticas. As propriedades antiestáticas e a segurança ESD também permitem a utilização das nossas peças em condições que requerem liberdade de faíscas e protecção contra explosões”.

ESD é a libertação de electricidade estática quando um objecto carregado entra em contacto com um segundo objecto. Este pode ser um problema dispendioso em muitos ambientes industriais, e é difícil de evitar, uma vez que pode surgir de processos triviais como dois objectos que se esfregam um contra o outro, um deles ficando positivamente carregado e outro negativamente carregado. Estas cargas podem então fluir ou saltar facilmente para diferentes objectos, mesmo em curtas distâncias ao ar livre, sendo um exemplo disto o “choque” ou faísca que é por vezes experimentado ao tocar numa maçaneta de metal depois de andar sobre um chão alcatifado. Na vida quotidiana, isto é apenas um incómodo, mas a corrente eléctrica curta mas intensa associada pode facilmente ser suficiente para causar danos permanentes ao fluir para ou através de componentes electrónicos numa instalação de fabrico. Ao contrário dos dispositivos ou produtos acabados, os componentes nus não estão normalmente protegidos contra ESD, pelo que a corrente pode acabar por fluir através de áreas sensíveis, tais como pistas eléctricas finas numa placa de circuito, gerando calor suficiente para derreter a pista, ou danificar de outro modo o componente.

Para ultrapassar isto, todos os materiais e ferramentas utilizados num ambiente de produção requerem uma quantidade mínima de condutividade, bem como uma ligação à terra adequada para permitir uma libertação controlada de quaisquer cargas electrostáticas potencialmente presentes. Além disso, o ónus recai sobre os projectistas de peças e componentes para “projectar” a protecção, tornando os produtos e conjuntos tão robustos quanto possível na resistência aos efeitos da ESD. De qualquer modo, as acções correctivas têm de ser tomadas, podem ser dispendiosas e restringir a liberdade de desenho ao tentar inovar produtos e componentes novos e melhores. Escusado será dizer que como os circuitos dentro dos dispositivos electrónicos continuam a ficar mais rápidos, mais pequenos, e cada vez mais sofisticados, a sensibilidade aos efeitos da ESD só tende a aumentar com o tempo.

Como exemplo da utilização de peças condutoras de micro-AM em áreas propensas a ESD, as ferramentas para máquinas de colheita e colocação mostram a utilidade da tecnologia de revestimento condutivo Horizon. Estas máquinas são máquinas de montagem automática para colocar pequenos componentes electrónicos tais como chips, resistências, e condensadores em placas de circuito impresso nas posições necessárias a uma velocidade muito alta. Os tamanhos de peças padronizadas mais pequenos podem ser tão pequenos como 0,1 mm por 0,05 mm em tais aplicações. As máquinas de recolha e colocação podem também ser utilizadas para posicionar componentes ópticos e electro-ópticos, tais como díodos laser nus em conjuntos maiores. Em ambos os casos, os componentes são muito pequenos, sensíveis à ESD, e terão tipicamente pelo menos dois pontos de contacto eléctricos, cada um dos quais precisa de ser colocado precisamente em relação ao que quer que esteja a ser colocado.

Frölich conclui: “Isto requer uma ferramenta precisa, tal como um sector final ou uma cabeça de “pick and place-head” para os mover. Uma forma comum de mover estes componentes é ter uma cabeça que tenha um pequeno orifício (menor do que o componente) ligado a uma linha de vácuo. Esta é aproximada do componente, o vácuo é ligado, e o componente é sugado para o orifício e aí se mantém até que o vácuo seja desligado. Especialmente com díodos laser, pode haver áreas “no-touch” também no componente, impondo restrições adicionais sobre a forma do vector final. As pequenas características, tolerâncias necessárias, forma quase arbitrária e canais internos necessários podem ser facilmente alcançados utilizando micro-AM, e o nosso processo de revestimento introduz a condutividade necessária para evitar problemas de ESD”.

Através da utilização da tecnologia Horizon, os serviços de fabrico de electrónica, os criadores de equipamento de montagem e manuseamento, bem como os desenhadores de embalagens electrónicas podem agora explorar a utilização de micro-AM de polímero sem terem de se preocupar com o cumprimento da ESD.

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