Duży krok naprzód w produkcji obwodów drukowanych metodą obróbki przyrostowej
Firma InnovationLab zajmująca się elektroniką drukowaną poinformowała o przełomie w zakresie obróbki przyrostowej płytek drukowanych. Niemiecka firma wraz ze swoim partnerem, innowacyjną firmą technologiczną ISRA VISION (również z Niemiec), opracowały proces produkcji nadających się do lutowania obwodów na bazie miedzi, który spełnia wyższe standardy środowiskowe, a jednocześnie pozwala na obniżenie kosztów wytwarzania produktów. Obwody wytwarzane metodą sitodruku są kompatybilne z konwencjonalnymi procesami lutowania rozpływowego. Przełom ten był możliwy dzięki wsparciu finansowemu i technicznemu otrzymanemu w ramach finansowanego ze środków UE projektu SmartEEs2. Doświadczenie przeprowadzone przez zespół było jednym z 44 eksperymentów wyłonionych w otwartym naborze ogłoszonym przez konsorcjum projektu SmartEEs2 w celu wsparcia europejskich MŚP i firm o średniej kapitalizacji, które eksperymentują z technologiami elektroniki elastycznej i ubieralnej. Do zalet wytwarzania elektroniki metodą druku przestrzennego należy zaliczyć brak konieczności stosowania toksycznych wytrawiaczy oraz możliwość realizacji procesu w stosunkowo niskiej temperaturze (ok. 150 °C), co znacznie zmniejsza zużycie energii. Proces ten pomaga również zmniejszyć zużycie materiałów, co przekłada się na mniejszą ilość odpadów, ponieważ podłoża stosowane w obróbce przyrostowej płytek drukowanych są do 15 razy cieńsze niż te używane w procesach konwencjonalnych.
Brak konieczności inwestowania w nowy sprzęt
Jak czytamy w komunikacie prasowym zamieszczonym na stronie 3D Printing Media Network, „firma InnovationLab wyprodukowała już fizyczny prototyp, który obejmuje wszystkie kluczowe elementy inteligentnej etykiety, używając miedzianego tuszu, aby zagwarantować wysoką przewodność”. Ponieważ montaż komponentów może odbywać się przy użyciu konwencjonalnego procesu lutowania rozpływowego, producenci są w stanie przejść na nową technologię bez konieczności inwestycji w nowy sprzęt. Do uzyskania docelowej funkcjonalności wykorzystano druk wielowarstwowy – z naprzemiennymi warstwami metalu i materiału dielektrycznego. Zakres prac obejmował czujnik temperatury o niskim poborze mocy i rejestrator (urządzenie służące do systematycznego zapisu pomiarów), interfejs komunikacji bliskiego zasięgu wykorzystujący wydrukowaną antenę oraz kompaktowy akumulator ładowany za pomocą wydrukowanego ogniwa słonecznego. Dzięki tym funkcjom urządzenie jest całkowicie samowystarczalne. Jak czytamy w komunikacie prasowym, przełomowy „nowy proces umożliwia produkcję zarówno standardowych, jak i elastycznych płytek drukowanych o maksymalnie czterech warstwach i może posłużyć do rozwoju produktu i procesu na potrzeby elektroniki hybrydowej”. Dr Janusz Schinke, który kieruje zespołem elektroniki drukowanej w InnovationLab, mówi w tym samym komunikacie: „Jest to najnowocześniejszy proces produkcyjny, który obniży koszty i zmniejszy zależność logistyczną od dostawców, a jednocześnie przyniesie trzy kluczowe korzyści dla środowiska: zużycie mniejszej ilości materiałów, wykorzystanie mniejszej ilości energii i wytworzenie mniejszej ilości odpadów. Oczekujemy, że do końca tego roku uda nam się zwiększyć skalę procesu, by umożliwić produkcję dużych serii, dzięki czemu zaspokoimy zapotrzebowanie klientów na co najmniej milion sztuk ścieżek przeznaczonych do lutowania”. Od momentu rozpoczęcia w styczniu 2020 roku projektu SmartEEs2 (SUSTAINABLE ECOSYSTEM FOR THE ADOPTION, RAMP-UP AND TRANSFER OF EMERGING ELECTRONICS SOLUTIONS) jego zespół stara się umożliwić łatwy dostęp do innowacji cyfrowych, zapewnić wysokowartościowe usługi dla innowacyjnych przedsiębiorstw oraz zbudować ekosystem cyfrowych węzłów innowacji w zakresie elektroniki elastycznej i ubieralnej. Realizacja projektu potrwa do grudnia 2022 roku. Więcej informacji: strona projektu SmartEEs2
Słowa kluczowe
SmartEEs2, elektronika drukowana, produkcja, obróbka przyrostowa, płytka drukowana, PCB, elektronika