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增材制造出现在电路板上

通过李Teschler|2019年5月14日

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3d打印不仅仅用于机械部件。市场上有一些机器能够生产复杂的多层印刷电路板,包括用制造电路痕迹的相同导电油墨和电介质制成的无源组件。

大多数针对PCB工作的添加剂机使用喷墨来铺设PCB痕迹和其他特性。打印头以通常的方式喷出墨水,但墨水被设计成具有导电或电介质性质。沉积的油墨通常要经过热处理的固化步骤,通常是在打印机的底座上。许多机器能够在所谓的薄基材上生产纸板,如涂布纸或薄塑料。因此,固化过程中的热量必须保持在相对较低的水平,通常要低于普通塑料的热偏转点。

一些加法机器的目标不仅仅是电路板。的Squinkby BotFactory是一款用于表面安装组件的PCB打印机/拾取放置机。PCB走线完成后,机器从托盘中拾取元件,校正对准和旋转,利用车载计算机视觉将元件放置在正确的位置。每个组件都是从托盘,而不是导轨,以保持设置简单。

Squink使用一个工具头电路打印和SMD放置。第一个磁头将导电墨水沉积在PCB上。然后操作员将导电墨盒换成导电胶点胶机。一旦胶水到位,真空拾取组件就会被替换成拾取和放置组件。

而不是使用喷墨从Voltera告一通过喷嘴挤出膏体。它可以在5.5 x 4英寸的打印面积上沉积8密耳的痕迹,针对针间距为0.8毫米。v - 1只有一个打印头。因此,印刷电路板的过程包括将含有导电墨水的墨盒插入,划出痕迹,将墨盒换成含有电介质的墨盒,然后涂上绝缘层。第三个墨盒可以互换,以分配锡膏。锡膏模块可以在用传统蚀刻方法制作的电路板上工作,这些电路板可以在印刷床上回流焊,这要归功于它包含的550-W加热器。

蜻蜓

纳米尺寸该公司的3D打印机处理复杂的PCB设计,具有3.5 mil的轨迹宽度和类似的间距的能力。蜻蜓还有一个大的打印床,20×20厘米。,或者说每边大约8英寸。

Nano Dimension公司的一款机器旨在实现更复杂的PCB设计,能够实现3.5 mil的轨迹宽度和类似的间距。蜻蜓还有一个大的打印床,20×20厘米。,或者说每边大约8英寸。

另一台高端添加剂机来自Optomec.它的打印头以打印引擎组件的形式提供。这些组件可以内置到传统的自动化设备中,如数控定位器或专用运动控制系统。多个打印引擎可以组合,以打印同时为大规模生产设置。

Optomec

Optomec打印头被称为气溶胶喷嘴(Aerosol Jets),它首先将墨水雾化成雾,然后用惰性气体包围,从而产生一束紧密聚焦的墨水。这种护套气体加速了雾化墨水的流动,因为它穿过头部和基板之间,并表现为一个聚焦机制。这些打印喷嘴提供10微米直径的准直雾化墨水流。

Optomec打印头与传统的喷墨喷头不同。普通喷墨依靠重力将墨滴带到承印物上。当液滴从喷嘴飞到基材时,它们会散开或变宽。相比之下,Optomec打印头(称为气溶胶喷咀)首先将墨水雾化成雾,然后用惰性气体包围,从而产生聚焦更紧密的墨水光束。这种所谓的护套气体既加速了雾化墨水的流动,因为它穿过头部和基板之间,并表现为一个聚焦机制。其结果是:从直径为100微米的打印喷嘴中产生了直径为10微米的准直喷墨流。打印引擎可以生成10微米宽的特征,并生成厚度为纳米的沉积物。相反,同样的打印头可以做出几毫米宽、几微米厚的特征。两种极端的特征都可以在同一通道中打印出来。

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