印刷电路板打样不求人!Nano Dimension 3D 列印机轻鬆製作多层 P

2020-06-21 阅读908 点赞329
印刷电路板打样不求人!Nano Dimension 3D 列印机轻鬆製作多层 P

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 看準这样的需求,开发出可印製专业级多层印刷电路板(PCB)的 3D 列印机「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製作 PCB 原样或小量生产,但往返等待及修改过程所耗费的时间,都将反映在製作成本上,若採用 3D 列印 PCB 原样便能自行掌握进度、缩短研发週期及降低成本,甚至能避免因委外打样以致设计外流的风险。

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 Nano Dimension 共同创办人 Simon Fried

有别于其他列印单层 PCB 的 3D 列印机,Dragonfly 2020 可快速製作专业级多层 PCB,而印製成的 PCB 也如同一般 PCB 能焊接电子零组件。Simon Fried 指出,Dragonfly 2020 结合三大先进技术,包括 3D 喷墨技术、独家奈米科技喷墨材料以及 3D 软体。

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Dragonfly 2020 机器尺寸为 100 x 60 x 60 cm,重达 80 kg

Dragonfly 2020 所採用的喷墨技术,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,製作镀通孔(Plated Through-Hole)、非镀通孔(Non-Plated Through-Hole),每层之间相互绝缘。

Dragonfly 2020 列印线宽与间距约 90 μm,目前最大可印製尺寸 20 x 20 x 0.3 cm 的多层 PCB 原型,在高度範围内可印製层数不拘,每层高度需至少 3 μm;解析度为 X 轴 2,160 dpi、Y 轴 2,160 dpi、Z 轴 8,500 dpi。

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可同时以导电与绝缘墨水材料喷印印刷电路板打样不求人!Nano Dimension 3D 列印机轻鬆製作多层 P
多层 PCB 结构示意图

至于印製专业级多层 PCB 的关键,便是 Nano Dimension 所研发的高导电银奈米粒子墨水「AgCite」,但因成本较高,仅适用于 PCB 打样或小量生产。此外,搭配特製软体「Switch」可操控设备及编辑 3D 档案,亦支援业界常用档案格式 Gerber、Excellon 等。

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以 Dragonfly 2020 印製通孔 印刷电路板打样不求人!Nano Dimension 3D 列印机轻鬆製作多层 P
3D 列印多层 PCB印刷电路板打样不求人!Nano Dimension 3D 列印机轻鬆製作多层 P
3D 列印立体电路板 

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,也能自行打样製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,包括列印时间、量产问题。虽然 3D 列印 PCB 可缩短委外製作往返交件的时间,但列印时间不算短,以印製 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複杂的 PCB,则花费时间也会相对较久。

正因为列印时间长、银奈米粒子墨水成本较高等限制,现阶段 Dragonfly 2020 还不适合做为量产製造使用,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 列印商 FATHOM、跨国科技企业等,日后有望持续扩大导入企业使用。