Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La plastronique permet de combiner des fonctions électriques et mécaniques sur des pièces plastiques 3D. Ainsi, elle répond aux besoins croissants de miniaturisation, d’ergonomie, d’allègement et de fiabilité des dispositifs électroniques dans de nombreux secteurs (automobile, médical, objets connectés, aéronautique, etc.). Cet article présente un panorama du domaine de la plastronique et de ses technologies. Pour trois d’entre elles (injection bi-matière, Laser Direct Structuring et In-Mould Electronics), un descriptif détaillé est proposé, ainsi que leurs principales caractéristiques et limitations. Les problématiques de conception des produits plastroniques sont traitées dans une dernière partie.
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Plastronics technologies enable the combination of electrical and mechanical functionalities on 3D plastic parts. They answer the need for improved miniaturization, ergonomics, lightweight and reliability of electronic devices for a large set of applications (automotive, medical, IoT, aeronautics, etc.). This article provides an overview of Plastronics and the related technologies. For three of them (2-shot moulding, Laser Direct Structuring, and In-Mould Electronics), the processes are described in details and the main characteristics and limitations are discussed. The challenges related to the design of 3D-MID’s are covered in the last part of the article.
Auteur(s)
-
Lionel TENCHINE : Responsable programme – Axe « Smart » - IPC – Centre Technique Industriel de la Plasturgie et des Composites, Bellignat, France
INTRODUCTION
Au carrefour de la plasturgie et de l’électronique, la plastronique couvre en réalité un domaine bien plus vaste. Plus qu’une simple technologie visant à intégrer des fonctions électriques et électroniques à la surface ou à l’intérieur de pièces plastiques 3D, il s’agit davantage d’une discipline nécessitant la coopération de plusieurs métiers complémentaires : plasturgie, mécanique, chimie, électronique, logiciel, etc.
Suscitant l’intérêt croissant des industriels en quête de fonctionnalisation de pièces plastiques, de miniaturisation, d’ergonomie, ou encore de réduction de coûts, la plastronique trouve des applications dans tous les secteurs d’activité : automobile, médical, télécommunications, internet des objets, aéronautique, etc. Depuis les applications grand public à très fort volume telles que les antennes de smartphones, jusqu’aux produits à très forte valeur ajoutée pour la défense et le spatial, la diversité des procédés plastroniques permet de répondre à un grand nombre des demandes industrielles. Sans chercher à remplacer les technologies standards de l’électronique, ils proposent des solutions complémentaires afin de pallier les limites de ces dernières.
Face à la diversité des technologies plastroniques et leurs spécificités individuelles, l’ingénieur peut rapidement manquer de repères. Qu’apportent les technologies plastroniques et quelles caractéristiques les distinguent les unes des autres ? Sur quels critères baser le choix d’une technologie plutôt qu’une autre ? Quelles sont les principales règles de conception liées aux différentes technologies ? Dans ce contexte, le présent article vise à proposer une vue d’ensemble du domaine de la plastronique, en soulignant tout particulièrement la diversité des technologies qu’elle recouvre. Pour une sélection d’entre elles (l’injection bi-matière, le Laser Direct Structuring et l’In-Mould Electronics), une description plus détaillée est donnée. Les problématiques transverses liées à la conception et la fiabilité des produits plastroniques sont traitées dans la dernière partie de l’article.
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KEYWORDS
2-shot moulding | Laser Direct Structuring | In-Mould Electronics | 3D-MID
DOI (Digital Object Identifier)
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Glossaire
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4. Conclusion
Les technologies plastroniques apportent une réponse adaptée aux nouveaux besoins industriels de miniaturisation, d'allégement, d'ergonomie et de fiabilité des dispositifs électroniques. Face au besoin croissant en systèmes électroniques de plus en plus performants, notamment porté par des évolutions actuelles telles que l'IoT, la 5G, l'industrie 4.0 ou encore la voiture autonome, les procédés plastroniques constituent une solution idéale pour pallier les limitations des technologies électroniques standards.
En se situant au carrefour de nombreux domaines techniques, la plastronique reste en constante évolution car elle bénéficie des avancées de chacun d'entre eux. À ce titre, les progrès continus des technologies de l'électronique imprimée permettent d'améliorer la fonctionnalité et la fiabilité des produits IME. De la même manière, les innovations récentes des procédés de fabrication additive et des nouveaux matériaux fonctionnels associés constituent de nouvelles pistes de développement pour la plastronique. Les procédés plus matures et d'ores et déjà déployés industriellement comme le LDS voient également leurs performances faire l'objet d'améliorations (finesse des motifs conducteurs, densité des circuits, diversité des matières, etc.).
Parmi les futurs défis que la plastronique devra relever, au-delà de l'amélioration des performances techniques, il convient de citer le développement des outils de conception adaptés aux circuits 3D, l'élaboration de standards dédiés aux 3D-MID (en tenant compte de la diversité des technologies de fabrication en jeu), ainsi que la gestion de la fin de vie des produits. Toutes ces thématiques font l'objet de nombreux travaux et permettront à terme une plus large adoption des procédés plastroniques par les industriels et les donneurs d'ordre.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GOTH (C.) et al - MID Technology and Mechatronic Integration Potential. - Dans FRANKE (J.) – Three-Dimensional Molded Interconnect Devices (3D-MID) Materials, Manufacturing, Assembly, and Applications for Injection Molded Circuit Carriers. Hanser Publications (2014).
-
(2) - CHEVAL (K.) - Étude et réalisation de circuits imprimés sur substrats polymères 3D (MID 3D) par microtamponnage. - Thèse de Doctorat, Université Claude Bernard Lyon 1 – https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01280884/ (2015).
-
(3) - * - https://www.tactotek.com/technology
-
(4) - * - https://elippse-project.com/
-
(5) - MAALDERINK (H.) et al - 3D Printed structural electronics : embedding and connecting electronic components into freeform electronic devices. - Plastics, Rubber and Composites (2017).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Conducting path structures situated on a non-conductive support material, especially fine conducting path structures and method for producing same : WO99/05895
Conductor track structures and method for production thereof : US 2004/0241422
Method for manufacturing an electromechanical structure and an arrangement for carrying out the method : WO 2015/044523
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
S2P – Smart Plastic Products http://www.s-2p.com/temp/fr/
TactoTek https://www.tactotek.com/
Clayens NP https://www.clayens-np.com/
HARTING https://www.harting.com/FR/fr
LPKF Laser & Electronics https://www.lpkf.com/en/
QUAD Industries https://www.quad-ind.com/fr/...
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