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Le soudage par ultrasons ouvre la voie à des circuits flexibles à très faible coût

Pour la plupart d'entre nous, le mot échographie est principalement associé à l'imagerie médicale et au diagnostic.. cependant, ondes sonores à haute fréquence, qui forment la base de l'imagerie ultrasonore, trouvé un certain nombre d'autres utilisations médicales, domaines scientifiques et industriels.

L'une des applications industrielles les plus importantes est le soudage par ultrasons., processus simple pour joindre les métaux et les plastiques, qui ne nécessite pas de matériaux de connexion supplémentaires et qui est facile à automatiser. Le soudage par ultrasons implique uniquement un chauffage local dans et autour de la zone de soudage., et la température maximale atteinte est inférieure, que pour les autres méthodes de jointure courantes, comme la soudure ou la soudure. Cette dernière fonctionnalité a inspiré un projet à l'Imperial College de Londres pour explorer des applications potentielles dans l'électronique plastique., où les schémas sont constitués de couches de polymère flexible peu coûteuses, qui ne résistent pas au traitement à haute température. Les premiers résultats de cette étude sont rapportés dans un article récent., publié dans la section «Matériaux d'ingénierie appliqués».

Carte RFID double couche, connecté par soudage par ultrasons.

L'électronique plastique en est encore à ses balbutiements, et jusqu'à présent, l'accent a été mis sur l'amélioration des composants individuels et la création de systèmes relativement simples, qui peut démontrer le potentiel futur de la technologie. Mais tout va vite, et il sera bientôt nécessaire de créer des systèmes plus complexes avec plus de fonctionnalités.

Cela nécessitera de nouvelles approches d'assemblage., qui sont bon marché, fiable et évolutif pour des volumes de production importants. Production projetée et coûts unitaires, que vise l'industrie de l'électronique plastique, extrêmement grand. par exemple, a été prédit, que la demande d'étiquettes de produits électroniques et d'étiquettes de sécurité peut atteindre 1 mille milliards d'unités par an, et d'être commercialement viable, ces produits devront être fabriqués à un prix 1 cent ou moins. Il y a des inquiétudes, quelles sont les méthodes d'assemblage modernes, à base d'adhésifs conducteurs, sera trop cher pour résoudre ce problème.

Les recherches initiales de l'Imperial College se sont concentrées sur la création de chaînes flexibles multicouches, dans lequel les joints entre les couches ont été réalisés par soudage par ultrasons. Chaque couche du schéma se compose d'une mince feuille de polymère avec une couche à motifs d'aluminium ou d'argent sur un côté. Deux modes de soudage par ultrasons différents ont été observés en fonction des conditions du procédé.. Dans le premier mode, les couches métalliques sont déchirées, et lorsque les feuilles de plastique entrent en contact, le plastique est soudé.

Il en résulte une soudure plastique multicouche durable., qui maintient les couches métalliques autour des sections de soudure en contact, fournir une connexion électrique. Dans le second, mode moins agressif, les couches métalliques restent intactes, et une couture métal-métal est formée entre eux. Les deux types de soudage sont potentiellement importants pour la production d'électronique en plastique.. Type de soudage 1 peut conduire à des circuits fiables à plusieurs niveaux, alors que le type 2 fournit une solution réalisable pour connecter des circuits intégrés flexibles, qui sont, probablement, sera trop délicat pour un processus comme 1. Dans les deux cas, il devrait y avoir des avantages par rapport aux méthodes à base de colle en termes de coût, et fiabilité.Limitation du soudage par ultrasons, Étude du Collège impérial, est de, que les soudures sont formées une à la fois dans un processus séquentiel. cependant, ce n'est pas un problème fondamental, car avec une sonotrode correctement conçue et une source d'ultrasons appropriée, l'énergie ultrasonore peut être délivrée simultanément à de nombreux sites de soudage. Limites de cette évolutivité, ainsi que la limite inférieure de taille des soudures par points individuelles, doivent encore être installés, et nous avons l'intention d'explorer ces aspects dans les travaux futurs. Nous nous efforçons également de trouver des partenaires industriels., qui nous aidera à mettre cette technologie du laboratoire de recherche en production.

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