Elettronica in-mold: dolore a breve termine Leave a comment

BOSTON, 4 novembre 2021 /PRNewswire/ — Elettronica nello stampo (IME) è spesso pubblicizzato come un’imminente rivoluzione nel modo in cui vengono prodotte le interfacce automobilistiche sensibili al tocco. Tuttavia, sebbene i sensori tattili capacitivi lisci siano sempre più comuni in molti veicoli lanciati di recente, in particolare sui volanti e su parti della console centrale, attualmente non sono prodotti da IME. Vengono invece impiegati altri metodi come l’applicazione di pellicole funzionali a parti 3D esistenti.

Questa apparente discrepanza pone una domanda importante: i componenti capacitivi dell’interfaccia uomo-macchina (HMI) del futuro saranno prodotti utilizzando l’IME o le metodologie di produzione attualmente utilizzate più semplici persisteranno?

Metodi di produzione HMI concorrenti

I componenti HMI che offrono il rilevamento tattile capacitivo retroilluminato sono sempre più utilizzati in molteplici applicazioni, inclusi interni di automobili e pannelli di controllo di elettrodomestici. Rispetto ai tradizionali interruttori meccanici, il minor numero di parti utilizzate nei sensori tattili capacitivi retroilluminati li rende sia più leggeri che più semplici da assemblare, mentre la mancanza di pulsanti discreti significa che possono essere puliti.

Nonostante la loro somiglianza visiva, i sensori tattili capacitivi retroilluminati possono essere prodotti con un’ampia gamma di metodi diversi. Un approccio comune, utilizzato in alcune auto lanciate di recente, è quello di produrre prima una parte decorativa, spesso curva, tramite termoformatura ad alta pressione e successivo stampaggio a iniezione. Una pellicola funzionale comprendente uno schema conduttivo stampato di interruttori capacitivi e interconnessioni viene quindi fissata al lato posteriore. Le regioni conduttive possono essere trasparenti (tramite polimero conduttivo PEDOT:PSS o rete metallica) per consentire la retroilluminazione con guide d’onda prodotte separatamente.

Al contrario, il processo di produzione per IME pone requisiti più impegnativi sui materiali. In primo luogo, l’inchiostro conduttivo viene stampato su un substrato di plastica, comunemente in policarbonato. Vengono quindi utilizzati adesivi elettricamente conduttivi (ECA) per fissare componenti elettrici come i LED. Il substrato con tracce conduttive e componenti montati viene quindi termoformato per produrre la curvatura desiderata, seguito dallo stampaggio a iniezione per produrre la parte completa.

Il vantaggio comparativo di IME per migliorare con il tempo

A causa dei requisiti di materiale meno rigorosi e delle minori barriere all’adozione rispetto all’IME, l’applicazione di lamine funzionali a parti leggermente curve per realizzare interruttori tattili capacitivi ha già raggiunto la commercializzazione nel settore automobilistico. Dato che i due metodi di produzione producono parti con funzionalità molto simili e quindi esperienza del consumatore, come può IME competere?

La risposta sta nel considerare le parti ei processi di assemblaggio che IME rende superflui. Ad esempio, fornire un sensore tattile capacitivo applicando pellicole funzionali significa che l’illuminazione e quindi le guide d’onda devono essere prodotte e installate separatamente, mentre con IME sono parte integrante del componente. Questa maggiore integrazione significa che IME consentirà di ridurre il numero di parti/materiali e di ridurre i processi di assemblaggio complessivi. I ricambi IME saranno quindi più leggeri, a vantaggio sia della gamma dei veicoli elettrici che della sostenibilità.

Fondamentale, man mano che la tecnologia IME si svilupperà, verrà integrata una gamma più ampia di funzionalità. Questi includono l’aptica, la raccolta di energia, il riscaldamento e persino l’elettronica di controllo (cioè i PCB), eliminando la necessità di molte parti separate e migliorando così la proposta di valore dell’IME rispetto ai metodi di produzione concorrenti. Con le pellicole funzionali, un’integrazione così ampia dell’elettronica è impegnativa e lenta poiché i componenti dovrebbero essere montati su una superficie 3D, al contrario, con IME i componenti elettronici possono essere montati prima della termoformatura tramite pick-and-place 2D convenzionale relativamente rapido.

In sintesi, l’adozione commerciale di IME è attualmente in ritardo rispetto ad alcuni dei metodi alternativi per produrre superfici capacitive sensibili al tocco. Tuttavia, IME offre un potenziale molto maggiore per l’integrazione di funzionalità elettroniche aggiuntive, consentendo componenti più piccoli, più leggeri e più semplici da produrre, portando a un costo complessivo inferiore (vedi grafico). Pertanto, IDTechEx ritiene che il suo vantaggio comparativo rispetto a metodi come l’applicazione di pellicole funzionali aumenterà nel tempo, portando a un’adozione diffusa.

Rapporto di ricerca di mercato

Questo articolo si basa sul rapporto IDTechEx pubblicato di recente “Elettronica In-Mold 2022-2032: tecnologia, previsioni di mercato, attori” che copre sia l’IME che le tecnologie concorrenti per la produzione di interfacce capacitive decorative. Discute le metodologie di produzione, i requisiti dei materiali, le applicazioni e le sfide in modo molto dettagliato. Le previsioni di mercato a 10 anni per settore di applicazione, espresse sia come entrate che come area del pannello IME, sono fornito, insieme alle opportunità di materiale associate. Sono inclusi anche esempi di prototipi di applicazioni multiple, analisi del ciclo di vita di componenti IME tipici e profili aziendali multipli basati su interviste con aziende in fase iniziale e consolidate. Ulteriori dettagli e pagine di esempio scaricabili sono disponibili all’indirizzo www.IDTechEx.com/IME.

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