Moulded Interconnected Devices: analisi e caratterizzazione di elettronica integrata per dispositivi plastici automotive

Lo scopo del progetto di tesi è quello di seguire le dinamiche di produzione e i primi sviluppi nell’analisi e caratterizzazione di dispositivi plastici innovativi contenenti elettronica integrata, chiamati Moulded Interconnected Devices (o MID), da utilizzare in campo automotive. Questi MID sono componenti in grado di permettere l’integrazione di circuiti elettronici e funzionalità meccaniche all’interno di un unico elemento in materiale plastico, bidimensionale e tridimensionale. La ricerca nel loro sviluppo si sta attualmente indirizzando verso un nuovo processo produttivo chiamato Selective Surface Activation Induced by Laser o SSAIL, il quale consente l’utilizzo di materia prima molto più semplice e priva di additivi molto costosi. Tali additivi sono tuttavia indispensabili, qualora si dovesse impiegare il metodo di produzione convenzionale (Laser Direct Structuring), portando necessariamente ad un aumento nel costo della resina bulk. Si porta quindi l’attenzione a tutti quei classici materiali specifici per l’interno abitacolo delle auto quali PC/ABS, ABS e poliammidi, che non contengano additivi aggiunti. L’obiettivo della ricerca è quindi quello di valutare se il nuovo processo produttivo SSAIL possa condurre alla generazione di dispositivi elettronici che siano in grado di sostituire quelli prodotti con il processo convenzionale LDS. Inoltre si confrontano diverse tipologie di materiale plastico puro per poter capire quale tra esse possa essere la scelta migliore nella produzione di MID attraverso il processo innovativo SSAIL. Tutti i campioni presi in esame presentano un uguale e complesso insieme di tracce conduttive costituite da una stratificazione metallica: lo strato più interno è costituito da rame, quello intermedio da nichel e quello più superficiale, e quindi visibile, è costituito da un sottile strato di oro. Il primo campione può essere considerato come il riferimento per tutti gli altri: le tracce conduttive vengono prodotte attraverso il processo convenzionale e ormai consolidato LDS (Laser Direct Structuring), costituito da una poliammide innovativa additivata con sostanze attivabili. Gli altri tre campioni, senza additivi aggiunti, sono tutti generati attraverso l’innovativo processo SSAIL e nello specifico, il secondo campione è costituito da materiale polimerico standard PA6, rinforzata con il 30% di fibre di vetro, il terzo campione è costituito da ABS puro, mentre il quarto ed ultimo campione è costituito da un blend polimerico PC/ABS. Per la valutazione dei campioni in esame sono state pianificate diverse tipologie di analisi, inerenti sia la validazione della soluzione depositata e l’indagine delle caratteristiche chimico fisiche dei layer, sia prove di validazione dei dispositivi elettronici inerenti il settore automotive. In primo luogo quindi sono state ottenute delle immagini al microscopio elettronico a scansione (SEM) ed al microscopio ottico in modo tale che si potesse indagare a livello morfologico l’interfaccia tra il coating metallico e il substrato polimerico, a livello chimico invece i differenti layer di cui si compone il rivestimento.?? In un secondo momento poi, i quattro campioni di riferimento sono stati sottoposti a prove di validazione riguardanti la resistenza termica a lungo termine (Hot Storage Test), la resistenza agli shock termici (Thermal Shock Test) e la resistenza ad alta temperatura quando nell’ambiente è presente un’umidità relativa molto elevata (Thermal Humidity Test).??