一些制造商现在正在探索用模压塑料和其他奇怪的球基板制作电路，以简化产品设计并降低成本。
Leland Teschler |执行编辑
如果你看一看由一家瑞士公司设计的烟雾探测器多个维度AG)，一开始你可能会有点困惑。你会发现常见的9v电池、烟雾传感器和测试开关，但没有电线或电路板将组件连接在一起。
上面是传统的烟雾探测器，下面是瑞士公司Multiple Dimensions AG重新设计的版本。导电轨迹直接应用于成型部分。通过模压互连方法，一个值得注意的选择是，一个电容开关可以集成到电路中，以取代先前使用的机械开关。
模制互连技术的点是消除对单独的印刷电路板（PCB）的需求。消除PCB对于结构简化和减少零件数量显着是有利的。制造商说，当卷高时，经济学可能会引人注目。
多年来，模压互连已经以各种形式出现。但它们往往被用于利基产品，而不是主流产品。“缺乏量产是成型互连技术没有流行起来的原因之一。但现在的情况是，制造成本正在下降，在外形、合身和减重方面都面临着压力。导师图形，西门子业务．
导师很好地定位了鸟瞰的互连工作：它提供了PCB设计和MCAD软件产品。Wiens表示，Mentor在软件工具中的设计工程师中看到了兴趣，专门能够处理中型设计中出现的各种问题。
Wiens说:“我们发现，许多使用模压互连的工程师现在使用MCAD系统，而不是PCB或ECAD系统。这意味着软件没有关于电子产品或电子产品是如何制造的智能。他们试图将这些东西的智能添加到MCAD结构中。相反，我们也有客户从ECAD方面做模制互连，但也有权衡。你必须以3D的形式呈现，但你仍然在使用平面板。”
当导体在中间时选择为机械性能的基板上时可能会出现困难。一个潜在的问题是，当通过模塑过程时，材料可以改变一致性。改变参数可以影响沉积在顶部的导体的电气质量。并将导体放在复杂的几何形状中弯曲的机械部件可以以可能难以预测的方式改变电气质量。因此，模制的互连部分的机械化妆可以复杂，但是坐在部件上的电子器件往往是相对简单的。
模制互连的复杂性给CAD系统带来了问题，因为很多设计都被记录为AutoCad或Gerber文件。例如，普通PCB CAD程序可以内置由特定PCB制造设备施加的设计约束。但是，用于设计MIDs的过程有不同的种类。因此，CAD供应商说，创建能够处理目前使用的众多MID过程的设计软件是不切实际的。
上浆了流程
一个从20世纪90年代末就开始使用的MID流程是由LPKF在德国。这被称为激光直接结构(LDS)，通常的程序是用一种含有有机金属物质的特殊聚合物注射成型零件。成型后，用激光束击打零件，在零件表面产生轨迹，随后这些轨迹会变成导电轨迹。这些被激活的区域在化学浴中被金属化，形成导体。在最后一步，一个屏障层镍，然后条件与薄层金，以确保良好的可焊性。
澳大利亚格里菲斯大学(Griffith University)与芝加哥技术应用咨询公司Design HMI LLC合作开发了一种汽车顶灯，使用的过程称为塑料电路(CiP)。中心，另一个圆顶灯设计使用MID技术由Harting SA创造。下图是集成在MID顶灯中的电容式触摸传感器。整体MID圆顶灯设计来自欧司朗、微芯片电子、ieee SA和Harting SA。
可以使用LDS创建双面板。为此，零件必须具有通孔，与普通PCB一样，但通孔必须根据材料的厚度在一个或两侧呈圆锥形。通孔的内径必须足够大，以确保激光束的无阻碍处理。
一些采用LDS的制造商报告使用更严格的设计规则取得了成功。例如，Multiple Dimensions AG公司表示，得益于其先进的工艺开发技术，该公司的跟踪宽度可降至80 μm，产量也很高。德国制造商使用LDS生产的最小部件为2×2×0.8 mm。
多维公司表示，他们已经使用了几种方法来设计模具零件上的痕迹。一种方法是通过使用一个叫做Target3001这是专为3D-MID功能而设计的。但也使用更多常规手段。经常，机械工程师使得部件驻留在3D部件模型中的平面的投影，然后将其作为2D文件导出。然后电气工程师导入文件并开始电路布局。一旦完成，跟踪设计就会返回机械工程师，又将其重新介入定义模压部分的3D CAD文件中。
另外，Multiple Dimensions也可以使用Mentor、Eagle或Altium的传统PCB封装来建立柔性和刚性PCB表面的组合。然后在3D基板上完成设计。
Multiple Dimensions称其经验法则是，涉及电流低于1a的应用程序是其MID过程的候选者，特别是涉及传感的应用程序。在一个项目中，Multiple Dimensions使用MID流程创建了带有导电痕迹的机械手指尖(大约和人手一样大)。机器人的手掌表面覆盖着传感器，其压力信号会传递到一个连接器上。
丝网印刷
并非所有模压的互连技术都使用激光来产生迹线。另一种方法是将迹线和电子器件放在模压部件上，其具有从丝网印刷的过程。这是包括Sun Chemical Corp.的公司之间的合作努力的观点，Eastprint Inc .)，DuraTech行业，alsentis llc.,T +油墨．
协作工作的目标之一是更容易地为用户界面任务(如控制和显示面板)设置mid字段。供应商认为MIDs将为3D电容触摸技术的广泛应用铺平道路，类似于iPhone6。就像在iphone上使用的那样，3D触盖结合了电容传感器，可以让电子设备检测来自用户手指的不同压力。它还可以检测多次触摸，并计算屏幕上不同点的压力差。
来自丝网印刷导体的Eastprint Inc.在模塑部件上的示例。中心部件用图形和导电墨水打印在平面中。右边的部件形成并切割。左侧的透明塑料部分是揭示在注射模具中发生的成形的相同部分。所示部分构成了控制面板。在顶部图像中的右侧看到的反面可见用户控件。
PCAP触摸屏采用一种矩阵，由导电材料的行和列组成，分层在玻璃片上。施加在电网上的电压会产生一个均匀的静电场。当导电物体(如手指)接触PCAP面板时，会扭曲该点的局部静电场。这种场中断可以通过电容的变化来测量。连接两个轨道之间空隙的手指进一步中断电荷场。电容可以在电网上的每一个点上测量。该系统还可以准确跟踪触点。PCAP的顶层玻璃层比电阻式触摸技术更坚固，PCAP系统可以感知被动触控笔或带手套的手指。
制造商表示，通过MID实现的3D电容式触控技术可能会在家电和汽车领域得到大量应用。迹象表明，基于mid的电容触摸系统在医疗设备、便携式消费电子产品和工业控制中也可能是经济的。
“比起触觉开关，每个人都更喜欢电容式开关。用丝网印刷技术制造的电容开关就像是一种先进的模内贴标技术。
长期生产薄膜开关和电子面板的Eastprint表示，5万至10万件的应用程序可能是丝网印刷MIDs的公平竞争对手。Bianchi说，使用这种技术的设计很大程度上是定制的，所以设计规则可能因工作的不同而不同。但是丝网印刷的导体通常可以有相同的节距在聚酯基板上的普通印刷工作。Bianchi还说，通常的方法是先用丝网印刷电子产品，然后再在机械部件上制造压痕和其他几何形状。“银色导电油墨是可伸缩的。一旦打印出来，它们就能保持导电状态。
Bianchi说，Eastprint使用普通的平板丝网打印机来打印MIDs，制造设备没有什么特别之处。Bianchi说，电路设计的规则往往取决于手头的工作。“我们对导体的拉伸深度和半径有一般的经验法则，但这在很大程度上取决于应用。”
与涉及激光蚀刻的MID技术相比，网印电子技术有一个显著的优势:多层电路板可以用于网印。Bianchi说，Eastprint已经完成了多达十层的电路设计。
由Duratech工业公司丝网印刷的用户控制面板。
Duratech印刷电子开发工程师Steve Roellich说，该公司生产的丝网印刷电子产品所用的电压和电流通常在2至12 Vdc和10至150 mA范围内。但他补充说，在导电墨水和轨迹几何形状中有变量，可以调整以处理更高的电压和电流。低端电流容量一般由微量电阻决定。他说，痕量电阻取决于痕量的几何形状——长度、宽度和厚度——以及油墨中银的装载量和油墨固化量。
Roellich说Duratech公司经常打印三层电路，也生产了五层的版本。他认为层数的实际限制还有待确定。“当我们完成了三层之后，我们遇到了打印方面的挑战。随着层数的增加，布线路径的空间就成了一个问题。同样，更小的轨迹宽度和更紧密的间距的设计成本更高。
同样重要的是，模内电子设备如何与外部世界连接。例如，如果模压头提供连接，设计工程师可能需要确保潜在的目击标记不会导致连接问题。类似地，如果可见缺陷不能被接受，目击者标记的位置也很重要，比如在用户界面设备中。
由于这些考虑，Roellich说，设计工程师在规划模内项目时应该与具有模内电子技术经验的印刷和模具供应商合作。“我见过的最成功的项目都是从所有供应商在同一间屋子里进行零件设计和制造开始的。每个供应商都设定了他们所能提供的期望。
这有助于评估承担制造可行性的因素，例如整体几何形状和电子设备的表面几何形状。您希望确保模内电子贴花的成型位于可用成型过程的能力范围内。形成几何形状和机械，化学，环境要求有助于确定基材材料。“
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