Аддитивный процесс производства печатных плат обеспечивает эффективность и экологические преимущества

Nov 26, 2023

При традиционном производстве печатных плат (PCB) для вытравливания лишней меди и создания готовой платы используются химические вещества. Однако многие из этих химических растворителей токсичны и представляют опасность для окружающей среды и тех, кто с ними работает.

InnovationLab, немецкая компания, специализирующаяся на печатной и органической электронике, представила новый процесс аддитивного производства, который считается более безопасным и энергоэффективным. InnovationLab недавно заключила партнерское соглашение с ISRA в исследовательском проекте под названием Smart EEs2, финансируемом Horizon 2020, с целью создания производственного процесса для паяемых схем на основе меди.

Эти новые схемы, совместимые с процессами оплавления, позволяют производителям легко монтировать компоненты и переходить на эту новую технологию без покупки нового оборудования. Печатные платы InnovationLab напечатаны методом трафаретной печати и могут включать до четырех слоев. Новый процесс также позволяет производить как стандартные, так и гибкие печатные платы для использования в гибридной электронике.

Аддитивный процесс, представленный InnovationLab, использует высокоавтоматизированный производственный процесс для создания печатной платы с использованием многослойной аддитивной технологии. Этот процесс протекает при температуре 150°C, что ниже температуры, необходимой для традиционного производства печатных плат.

InnovationLab предлагает трехэтапный конвейер «Лаб-2-Фаб» для производства печатных плат, включающий НИОКР, опытно-промышленное производство и промышленное производство. На этапе исследований и разработок InnovationLab и заказчик работают вместе, чтобы понять требования и осуществимость проекта. На этапе пилотного производства InnovationLab запускает прототип. Наконец, на этапе промышленного производства прототип вывозится на одну из различных производственных площадок InnovationLab.

Что кажется новым в процессе аддитивного производства InnovationLab, так это использование трафаретной печати для создания схем, которые помещаются на печатную плату. На одной из своих производственных площадок InnovationLab имеется «печатный станок», который может очень эффективно печатать схемы на меди — до площади теннисного корта за один час. По сравнению с традиционными технологиями подложки InnovationLab в 15 раз тоньше, что снижает общий расход материала и количество отходов.

Вместо того, чтобы вытравливать медь для образования следов (как при традиционном производстве печатных плат), InnovationLab использует медные чернила для быстрого создания электроники на экране посредством аддитивного процесса. Медные чернила, например, производства Copprint, после спекания имеют высокий уровень проводимости. Спекание — это процесс, при котором медь превращается в твердую проводящую массу под воздействием тепла и давления. Такие медные чернила и аддитивные процессы, вероятно, станут более повсеместными в будущем, поскольку производители печатных плат стремятся повысить эффективность своего производственного процесса.

Используя многослойную печать, металл и диэлектрик, InnovationLab разработала прототип своей технологии, включающий маломощный датчик и регистратор, печатную антенну с интерфейсом ближней связи (NFC) и небольшую батарею, которая собирает энергию от печатный солнечный элемент.

По словам руководителя отдела печатной электроники Innovation Lab д-ра Януша Шинке, к концу года компания масштабирует свой процесс до больших объемов — миллиона паяемых дорожек и более.

Все использованные изображения предоставлены InnovationLab.