专栏名称: 光电与显示
华南城电子行业投资资讯圈服务号,欢迎圈友订阅分享!
目录
相关文章推荐
ZOL中关村在线  ·  “向新·向上”2024中国天津车展将于9月2 ... ·  昨天  
EETOP  ·  英特尔CPU崩溃之谜,元凶已找到! ·  昨天  
EETOP  ·  汽车芯片设计小程序 ·  3 天前  
哎咆科技  ·  iOS 微信专属更新,朋友圈支持实况照片了! ·  1 周前  
51好读  ›  专栏  ›  光电与显示

3D 打印 PCB 线宽与间距突破 90 μm

光电与显示  · 公众号  · 硬件  · 2016-12-28 19:07

正文


在市场环境快速变迁下,能否迅速回应市场需求、加快产品上市时间,对产品开发者来说无疑是一大考验。以色列新创公司 Nano Dimension 看准这样的需求,开发出可印制专业级多层印刷电路板(PCB)的 3D 打印机“Dragonfly 2020”,方便设计开发者自行打样,不仅能节省成本,也能有效缩短研发时程。


日前在两年一度的德国慕尼黑电子展(electronica 2016)中,Dragonfly 2020 成为 PCB 展区一大亮点,吸引大批人潮涌进展位询问了解。Nano Dimension 共同创办人 Simon Fried 在展会现场说明,业界普遍以委外方式制作 PCB 原样或小量生产,但往返等待及修改过程所耗费的时间,都将反映在制作成本上,若采用 3D 打印 PCB 原样便能自行掌握进度、缩短研发周期及降低成本,甚至能避免因委外打样以致设计外流的风险。



▲ Nano Dimension 共同创办人 Simon Fried(图片来源:《科技新报》摄)

有别于其他打印单层 PCB 的 3D 打印机,Dragonfly 2020 可快速制作专业级多层 PCB,而印制成的 PCB 也如同一般 PCB 能焊接电子零部件。Simon Fried 指出,Dragonfly 2020 结合三大先进技术,包括 3D 喷墨技术、独家纳米科技喷墨材料以及 3D 软件。


▲ Dragonfly 2020 机器尺寸为 100 x 60 x 60 cm,重达 80 kg(图片来源:《科技新报》摄)


Dragonfly 2020 所采用的喷墨技术,可同时喷出导电(conductive)和绝缘(dielectric)墨水材料,透过堆叠沉积方式依设计逐层喷印、布线,制作镀通孔(Plated Through-Hole)、非镀通孔(Non-Plated Through-Hole),每层之间相互绝缘。

Dragonfly 2020 打印线宽与间距约 90 μm,目前最大可印制尺寸 20 x 20 x 0.3 cm 的多层 PCB 原型,在高度范围内可印制层数不拘,每层高度需至少 3 μm;分辨率为 X 轴 2,160 dpi、Y 轴 2,160 dpi、Z 轴 8,500 dpi。


▲ 可同时以导电与绝缘墨水材料喷印(图片来源:Nano Dimension
▲ 多层 PCB 结构示意图(图片来源:Nano Dimension


至于印制专业级多层 PCB 的关键,便是 Nano Dimension 所研发的高导电银纳米粒子墨水“AgCite”,但因成本较高,仅适用于 PCB 打样或小量生产。此外,搭配特制软件“Switch”可操控设备及编辑 3D 档案,亦支持业界常用档案格式 Gerber、Excellon 等。


▲ 以 Dragonfly 2020 印制通孔 (图片来源:《科技新报》摄)
▲ 3D 打印多层 PCB(图片来源:《科技新报》摄)
▲ 3D 打印立体电路板 (图片来源:《科技新报》摄)


Simon Fried 表示,Dragonfly 2020 为产品开发者提供极高自由度与创新空间,不仅能突破传统 PCB 设计框架,也能自行打样制作以节省时间与成本、加速将成品推出市场。不过,现阶段仍有些技术问题有待改善解决,包括打印时间、量产问题。虽然 3D 打印 PCB 可缩短委外制作往返交件的时间,但打印时间不算短,以印制 20 x 20 cm 单层 PCB 来说,约需 1 小时左右完成,层数愈多而线路设计愈复杂的 PCB,则花费时间也会相对较久。

正因为打印时间长、银纳米粒子墨水成本较高等限制,现阶段 Dragonfly 2020 还不适合做为量产制造使用,但 Nano Dimension 将持续朝此目标改进,并开发成本较低廉的铜或镍导电墨水。

目前 Dragonfly 2020 已陆续导入多家企业公司使用,包括以色列军防公司、德国微处理器解决方案商 PHYTEC;美国军防科技公司、银行控股公司、3D 打印商 FATHOM、跨国科技企业等,日后有望持续扩大导入企业使用。