HELMS

Finanziato da: Ministero dello Sviluppo Economico (MISE), attraverso il Programma “Horizon 2020– PON 2014/2020” (D.M. 01 Giugno 2016)

Il Progetto “Sviluppo di sistemi elettronici embedded ad alte prestazioni” (HELMS) è finalizzato allo sviluppo di tecnologie abilitanti per la produzione di una nuova generazione di circuiti stampati, con componenti attivi e passivi embedded, caratterizzati da un grado molto spinto di miniaturizzazione e di funzionalità, su supporti rigidi-flessibili, per lo sviluppo di componenti e sistemi avanzati.

La tecnologia embedded consente di posizionare i componenti passivi e/o attivi direttamente sotto i componenti LSI (Large Scale Integration) assemblati in superficie, accorciando, così, i percorsi dei segnali ed eliminando i problemi dovuti al controllo dell’impedenza.

Con tale tecnologia si riduce significativamente l’area del circuito, sfruttandone il volume, che diversamente non viene utilizzato appieno. Si arriva così a risparmiare più del 30%, riutilizzandolo per altri componenti e/o riducendo peso e dimensioni del dispositivo.

Riassumendo i vantaggi della tecnologia embedded sono:

• utilizzo del volume del PCB a vantaggio di una maggiore area superficiale disponibile;
• riduzione delle dimensioni e del peso;
• aumento dell’affidabilità;
• miglioramento delle prestazioni elettriche;
• miglior resistenza nei confronti degli stress meccanici;
• miglioramento delle prestazioni termiche;
• aumento della protezione contro la contraffazione;
• possibili economie di scala.

Ad oggi hanno beneficiato di tale tecnologia i dispositivi portatili tecnologicamente evoluti, come i cellulari, le videocamere e i dispositivi di comunicazione wireless miniaturizzati. L’aspettativa è che ne potrà beneficiare un’ampia gamma di settori, come l’automotive, l’elettronica industriale e il biomedicale.

L’obiettivo del progetto HELMS è lo sviluppo di metodologie, procedure e strumenti innovativi per la progettazione, la fabbricazione e la validazione di circuiti stampati (CS) rigidi e rigido-flessibili con componenti elettronici discreti, attivi e passivi, integrati nel supporto (embedded). I CS embedded trovano applicazione in numerosi settori: aerospaziale, domotica, biomedicale, automotive, elettronica ICT e di consumo. Le attività di ricerca si focalizzano su:

• sviluppo di modelli numerici termo-meccanici dei CS embedded con componenti passivi, per assistere la progettazione, l’analisi affidabilistica e il testing;
• sviluppo di modelli numerici multi fisici del processo di laminazione e curing, per valutare gli spessori dei layers e eventuali failures dei componenti integrati. Tali modelli numerici validati dai dati sperimentali raccolti in azienda saranno strumenti utili sia in progettazione (come supporto alla definizione dei layout dei layers e dei componenti) che in produzione;
• sviluppo di una cella robotizzata per la manipolazione e l’assemblaggio automatico dei micro-componenti elettronici sui layer rigidi dei CS;
• sviluppo di una cella robotica per la manipolazione e l’assemblaggio automatico dei corpi flessibili (coverlay) sui layer flessibili dei CS, inclusiva di sistemi di presa, sensori e sistemi ausiliari;
• definizione di procedure e tecnologie per il testing non distruttivo di CS embedded.

• Cupersafety S.R.L.
• CNR-STIIMA (Istituto dei Sistemi e delle Tecnologie Industriali Intelligenti per il Manifatturiero Avanzato).