Il futuro è nano

La nanotecnologia ha subito uno sviluppo che con ogni probabilità provocherà una rivoluzione nell’industria elettronica. I semiconduttori liquidi stanno creando nuovi mercati per schermi, sensori, celle solari e persino circuiti integrati e finiranno per sostituire i semiconduttori basati sul silicone in un’ampia gamma di applicazioni. Grazie ai servizi di stampaggio a iniezione rapido forniti dalla società Proto Labs, Nanoident AG ha già ingranato una marcia in più rispetto alla concorrenza.

Nanoident Technologies AG, con sede a Linz, Austria, è il leader riconosciuto nello sviluppo e produzione di sensori stampati basati su semiconduttori ed è stata la prima compagnia al mondo che ha commercializzato prodotti con sensori stampati per applicazione su vasta scala.

Grazie ad inchiostri ottenuti da materiali liquidi conduttori e semiconduttori è possibile stampare circuiti elettronici quasi su qualsiasi superficie usando sistemi di stampa modernissimi. Questo favorisce un aumento incredibile della produttività con corrispondente abbassamento dei tempi di produzione e dei costi del dispositivo – tecnica a ragione considerata pietra miliare (a partire dal momento in cui Intel ha inventato il semiconduttore in ossido di metallo nel 1962) nell’industria del semiconduttore.

La produzione e il collaudo di questi device a semiconduttori organici avviene a Linz. I dispositivi sono stampati su vetrini ed esaminati dopo il processo di stampa.

“I nostri tentativi iniziali di interconnettere i dispositivi di vetro con sistemi di collaudo automatizzati sono stati enormi,” sostiene Jeff Graw, il responsabile dello sviluppo dell’elettronica. “Abbiamo provato cose come incollare cavi a nastro e usare molle di contatto su “letti d’aghi”. Poi abbiamo deciso di usare un dispositivo di connessione nuovo, a due assi, che si potesse fissare a un vetro per ottenere un contatto affidabile. Tuttavia avevamo bisogno di una custodia di plastica per il supporto del connettore – da solo non si sarebbe sostenuto sul vetro”.

L’alloggiamento, composto da due parti di plastica, presentava molte esigenze. Prima di tutto il fatto che le due metà dovessero incastrarsi tra loro perfettamente per far in modo che l’eccessivo avvitamento della chiusura non provocasse la rottura del vetro. Inoltre, i contatti sul vetrino dovevano essere perfettamente allineati ai contatti sul connettore.

“Sono ingenere elettrotecnico di professione e non avevo mai fatto una cosa del genere prima,” ammette il Sig. Graw. “Ho cominciato dal lay-out delle parti usando SolidWorks. Sembrava tutto a posto ma sapevo che il riscontro decisivo sarebbe avvenuto in fase di produzione. Ho trovato Proto Labs in internet e ho presentato il mio modello realizzato con SolidWorks in 3D attraverso il sito web di Proto Labs. In un paio d’ore, avevo già tra i miei messaggi di posta elettronica un preventivo dei costi e della elaborazione ProtoQuote® per strumenti e componenti.”

Il sistema per il preventivo dei costi e della elaborazione ProtoQuote è innanzitutto un riepilogo dei potenziali problemi dei componenti, redatto con un linguaggio chiaro, semplice e non tecnico, con l’inclusione dei suggerimenti di modifia e, se necessario, dei disegni ritoccati. Tra i vantaggi principali del sistema ProtoQuote c’è il fatto che semplifica e chiarisce lo stampaggio a iniezione per tutti coloro che sono coinvolti nel progetto di sviluppo di un prodotto e, inoltre, allevia enormemente le ipotesi inerenti al processo.

Oltre alle caratteristiche di alta tolleranza, l’alloggiamento in plastica doveva anche dissipare la corrente statica, ma non essere conduttore al punto da generare un corto circuito elettrico.

“Per quanto riguarda il materiale, Proto Labs ha fatto un eccellente lavoro,” dice. “Non solo i componenti dell’alloggiamento s’incastrano perfettamente, ma stiamo anche collaudando il componente di dissipazione e finora tutto è andato bene.”

Durante il processo, Proto Labs ha potuto comunicare senza problemi con il Sig. Graw in merito alla possibilità di aggiungere un angolo di spoglia al suo disegno che fosse funzionale allo stampaggio a iniezione, nonostante la sua mancanza di esperienza in progettazione.

“È stato fantastico lavorare con il team di Proto Labs,” afferma. “In due settimane il primo lotto di 100 esemplari era già arrivato in Austria. Quando li ho visti mi sono stupito di fronte alla perfezione che era stata raggiunta nella riproduzione del mio progetto. Come dicevo, il disegno meccanico per me è nuovo ed è veramente difficile riuscire a fare in modo che qualcuno fabbrichi un prodotto reale partendo da un modello in 3D. Mi sentirei assolutamente al sicuro nel rivolgermi a Proto Labs per i progetti futuri.”

Attualmente, l’alloggiamento dei connettori fornito da Proto Labs sta passando il test di invecchiamento accelerato presso la Nanoident, il che significa, fondamentalmente, passare svariati mesi in un forno.

“Fino ad ora sta resistendo bene,” dice Mr Graw. “Conserva un buon aspetto e non ci sono deformazioni o screpolature sulle parti plastiche. Sicuramente avremo bisogno di altri esemplari e dunque Proto Labs può aspettarsi di ricevere un ordine in breve tempo.”

Il successo del lavoro che si sta svolgendo presso Nanoident è tangibile, visibile a tutti. Fondata nel 2004, questa compagnia austriaca ha già succursali negli USA, in Francia e ha appena aperto una sede in Germania.

I device semiconduttori stampati di Nanoident sono curvabili, monouso, leggeri e ultrasottili, hanno proprietà spettrali specifiche nell’applicazione e possono contenere sorgenti di luce e rilevatori di luce, oltre a circuiti elettronici. Basandosi sul miglioramento continuo della piattaforma tecnologica costituita dal loro leader a livello industriale, il Semiconduttore 2.0, la compagnia sta percorrendo il cammino verso il ruolo di protagonista del mercato dei semiconduttori stampati.