在2016年1月15日閉幕的“第45屆Nepcon Japan”和“第二屆可穿戴設備EXPO”上,有關“3D安裝”的展示十分引人注目。這種3D安裝指的并不是半導體及電子元件封裝內的三維安裝(層疊),而是將部材安裝到由曲面構成的外殼上,或者將功能性部材嵌入三維構造。
很多電子設備一般都會把裝有部材的印刷布線基板安裝在外殼上。而此次看到的3D安裝則不同,比如汽車的儀表板周圍和頭燈,都是直接將部材安裝到曲線設計的外殼上。
圖:在含有曲面的三維形狀外殼上安裝部件
從事FA設備控制軟件等業務的日本SOFT SERVICE公司在Nepcon Japan上展出了在蒜臼形狀的外殼內側安裝電子元件等的生產裝置。據其介紹,該公司從1年前就開始在展會上進行相關演示。該裝置使用細長的臂桿來揀選部材,用來固定外殼的臺子也能夠進行3軸直線運動及單軸旋轉運動。還可以在筒狀外殼的內表面安裝部材。
SOFT SERVICE設想將該裝置應用于多種用途,格外關注的用途是汽車頭燈。為了確保夜間視野以及實現自動駕駛,預計亮度較高的激光光源會在頭燈上普及。激光光源的發光效率比非激光LED光源低,使用時會散發熱量也是一大課題。如果使用此次的裝置,就可以在曲面形狀的金屬反射板上直接安裝激光元件,從而以低成本確保較高的散熱性。
圖:采用沖壓技術形成三維形狀的功能外殼,近處是為基板涂上銀墨后的狀態。左上為沖切加工后的狀態。右上為裝上部件后的狀態
杜邦在可穿戴設備EXPO上介紹了以沖壓工藝將經過電子布線的樹脂平面基板加工成立體形狀的技術。據該公司介紹,這項技術已在2013年市售的汽車的車廂內實現實用化,被應用在設有照明燈和開關的前座天花板部分的外殼上。
該技術是在薄膜上涂覆銀墨和保護膜來布線。由于在沖壓工序中有些地方的布線會延長,因此為了避免在布線延長時失去導電功能,杜邦改進了銀墨的成分等。據該公司介紹,希望在汽車車廂內為造型漂亮的外殼嵌入電子功能的需求日益高漲。
對曲面觸摸傳感器進行電鍍處理,同樣面向汽車用途
郡是在可穿戴設備EXPO上展出了使曲面構成的外殼具備觸摸傳感功能的試制品。該試制品在樹脂外殼的內壁進行了布線處理,根據會因手指觸摸而發生變化的靜電容量來檢測觸摸動作。進行布線時,采用了電鍍技術。首先向樹脂照射激光來激活樹脂,然后對照射部分進行電鍍。該公司希望該技術能夠提高汽車的操作用控制器的設計靈活性。