Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Оборудование для производства печатных плат

Оборудование для производства печатных плат

ВАЖНО! Изготовление печатных плат на станках серии HIGH-Z — весьма точный и быстрый процесс. CNC станки HIGH-Z — это лучшее на сегодня оборудование для производства печатных плат. Наши станки могут одновременно фрезеровать проводящую полосу и сверлить отверстия! Технология изготовления печатных плат на cnc станках HIGH-Z позволяет добиваться весьма высокой точности фрезерования — 0,02 миллиметра. Оснащение для производства печатных плат имеет небольшие размеры.

Технологии производства печатных плат

На самом деле, существует несколько технологий такого производства. Рассмотрим некоторые из них. Так, например, это тентинг-процесс, которые содержит, по сравнению с другими технологиями, меньше операций и требует оборудования попроще. Однако если использовать фольгированный алюминий для производства печатных плат, его осаждение и травление зачастую способствуют возникновению большого количества брака. Возможность несовмещения рисунков пленочного фоторезиста с необходимыми отверстиями способствует осторожности в оценке его преимуществ.

Существует и другая технология производства печатных плат – процесс прямой металлизации. В современном производстве при использовании субтрактивных методов (травления фольги) указанный процесс является достаточно прогрессивным. При использовании данной технологии производители избавляются от необходимости химического меднения и гальванической затяжки, что существенно повышает надежность всех внутренних межсоединений на печатной плате.

Однако если требуется высококачественное разрешение рисунка, то производителю нужно будет использовать химическое меднение.

В последние годы довольно успешно используются лазерные методы формирования рисунков с помощью испарений меди из зазоров. Данный процесс связан с боковым подтравливанием. При этом размер зазора в рисунках определяется длиной волн и апертурой оптических систем, выделяющих область энергии из излучения. Таким образом, с помощью лазерного метода можно делать толстые проводники. К примеру, ультрафиолетовые лазеры в медном покрытии воспроизводят зазор шириной до 20 мкм. При этом до основания освободить от меди зазор невозможно, так как при утончении фольги начинает нагреваться диэлектрик у основания и может произойти тепловой взрыв под фольгой. Именно поэтому данный процесс не доводят до самого конца, а оставляют около 3 мкм металла, который впоследствии вытравливают дифференциальным способом.

Преимущество полуаддитивного метода – лучшее разрешение рисунка. Однако многие производители печатных плат не спешат его использовать, так как субтрактивный метод гарантирует большую устойчивость при обеспечении адгезии меди с подложками.

3D-принтер DragonFly – революция в изготовлении многослойных печатных плат

Один из самых часто задаваемых вопросов на каждой выставке ЭлектронТехЭкспо это: «Есть ли такая установка для изготовления печатных плат, в которую загружаешь материал, а она через несколько часов выдает готовые печатные платы?». Еще пять лет назад, когда ко мне подходили с таким вопросом, я говорил «нет», а сам думал, что человек, похоже, совершенно не разбирается в технологии производства печатных плат. Каково же было мое удивление, когда я узнал, что такая технология появилась на рынке.

А уже сейчас 3D-печать многослойных печатных плат успешно работает на многих предприятиях во всем мире, и можно с уверенностью говорить, что это революция в области прототипирования и изготовления печатных плат.

На разных предприятиях по-разному получают прототипы печатных плат:

  • Кто-то заказывает их на стороне и зачастую вынужден долго ждать, согласовывать заявки на заказ и даже проводить конкурсы на изготовление печатных плат. Время ожидания в таком случае может растянуться до нескольких месяцев. А потом, когда необходимо будет исправить допущенные ошибки или ввести конструктивные изменения, нужно повторять все заново.
  • Кто-то может позволить себе иметь собственный участок (мини-цех) по изготовлению прототипов. В таком случае его необходимо обслуживать: подводить воду, вытяжку и сжатый воздух, устанавливать очистные сооружения и иметь в штате механиков, химиков и специалистов по фотопечати. К тому же, чтобы получать прецизионные прототипы, необходимо наличие дорогостоящего прецизионного оборудования.

Но и те, и другие хотят получить решение, реализация которого займет минимальное время и минимальные площади, а также не будет требовать подвода серьезных энергокоммуникаций и очистных сооружений.

И оно существует: аддитивная технология изготовления многослойных печатных плат — 3D-принтер израильской фирмы NanoDimension, модель DragonFly рис 1 (англ.: стрекоза). Можно сказать, что это решение — дверь в новую эпоху прототипирования и производства изделий электронной техники.

Аддитивная технология изготовления многослойных печатных плат представляет собой симбиоз трех составляющих: первого в мире 3D-принтера, предназначенного для печатных плат с двумя печатающими головками; токопроводящих и токонепроводящих чернил; специального программного обеспечения, позволяющего принтеру воспринимать стандартные файлы производства печатных плат Gerber и Excellon и задавать толщину печатаемого слоя.

Рассмотрим подробнее каждую из этих составляющих.

Принтер DragonFly

Основные элементы принтера — это две печатающие головки и две системы отверждения (рис 2). Печатающая головка для нанесения токопроводящих чернил дополнена инфракрасной системой спекания, а для отверждения токонепроводящих чернил используется УФ-система отверждения. Диаметр капли диэлектрика составляет 3 мкм, а токопроводящих чернил — 0,3 мкм, что позволяет изготавливать прецизионные платы до класса точностис параметром проводник/зазор 100/100 мкм (рис 3). Минимальная толщина слоя — 10 мкм, а максимальная — 3 мм, поэтому количество слоев, можно сказать, не ограничено. На DragonFly можно печатать платы, содержащие сквозные металлизированные отверстия диаметрами от 0,4 мм и выше, а заполненные токопроводящей пастой отверстия имеют диаметр от 0,2 мм и выше.

Также на принтере можно делать сквозные металлизированные, сквозные неметаллизированные, глухие и даже скрытые отверстия, давая возможность разработчикам максимально просто и быстро тестировать прототипы плат послойного наращивания, что в традиционной технологии занимает много времени и крайне затратно. Максимальный габаритный размер печатной платы, изготавливаемой на принтере, составляет 200*200*3 мм, причем плата не обязательно должна быть плоской. Применение аддитивной технологии позволяет изготавливать многослойные 3D-MID-изделия (рис 4), открывая новые возможности для конструкторов.

В современном мире набирает обороты технология изготовления печатных плат со встроенными компонентами (рис 5). Технология дает возможность уменьшать массогабаритные характеристики плат, сокращать длину линий связи, обеспечивать эффективный теплоотвод и защиту от влаги, решать вопросы по электромагнитному экранированию, а также увеличивать механическую прочность плат.

Изготовление прототипов плат со встроенными компонентами при использовании традиционной технологии является непростой задачей. Для дискретных компонентов требуется дополнительная операция вырезания лазером окон под компоненты в прокладочной стеклоткани (препреге). Можно, конечно, пробовать делать это вручную, но в таком случае на серьезный результат рассчитывать не стоит. Эта сложная проблема легко решается на 3D-принтере DragonFly: во время печати принтер оставляет окна в слое, затем пользователь устанавливает компоненты, и на следующих проходах принтера они запечатываются новыми слоями.

Время печати многослойной печатной платы может варьироваться от 3 до 20 часов в зависимости от толщины платы и объема токопроводящих чернил, но в среднем печатная плата 100*100*1,6 мм может быть напечатана за 8 часов. Это означает, что вечером разработчик может поставить принтер печатать, а утром, придя на работу, снять готовую плату со стола. Принтер абсолютно автономен и не требует присутствия оператора во время работы.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (рис 6), которым оснащен принтер, помимо управления оборудованием имеет функцию преобразования 2D-файлов Gerber и Excellon, традиционных для печатных плат, в 3D с помощью простого указания толщины. Планируется также поддержка формата Odb++. Когда чернила в принтере подходят к концу, программное обеспечение автоматически информирует оператора об этом.

Материалы

Применяемый диэлектрик по электрическим параметрам и основным механическим характеристикам близок FR-4, а проводимость токопроводящих чернил на текущий момент немногим более чем вдвое уступает меди. Диэлектрическая проницаемость (Dk) применяемого полимера равна 3,2 при 1 МГц и 2,9 при 1 ГГц. Основное текущее ограничение материала — максимальная температура пайки, которая составляет 140 градусов.

Читать еще:  Как сделать из электрорубанка рейсмус и фуганок своими руками

Если печатать материал тонко, то он приобретает условно-гибкие свойства (рис 7), т. е. многократное количество перегибов выдержать не может, но для тестирования установки в изделие с однократным сгибом подходит.

Конечно, печатать фольгированный стеклотекстолит на 3D-принтере пока не научились, но такие задачи перед ним и не ставились. Основное применение данной технологии — тестирование схемы, идеи (рис 8). Электроника стремится к миниатюризации, а мир все больше ускоряется, предъявляя новые серьезные требования к конструкторам: еще более быстрое проектирование изделий и скорейшее получение результата. В эпоху современных аддитивных технологий у разработчиков появилась возможность поставить в небольшом помещении принтер для печати корпусов, принтер DragonFly для изготовления прототипов печатных плат и установщик компонентов. Таким образом, можно полностью изготовить прототип изделия в одном помещении за один день — это идеальные условия, чтобы создавать новые прорывные продукты и выводить их на рынок максимально быстро!

3D-принтер DragonFly, использующий аддитивную технологию изготовления многослойных печатных плат, стал новой вехой в прототипировании и производстве изделий электронной техники. С его помощью можно не только выполнять быстрое проектирование многослойных печатных плат и быстрее выводить изделия на рынок, но и получать и реализовывать заказы на прототипирование печатных плат от сторонних заказчиков.

Наши возможности

Изготовление LTCC-модулей

Вы можете заказать у нашей компании изготовление керамических многослойных модулей на основе низко-температурной керамики LTCC. Производство керамических модулей выполняется на сертифицированном оборудовании, специалистами, обладающими огромным опытом в изготовлении LTCC-модулей.

Перед запуском в производство наши инженеры проконсультируют вас по нюансам и особенностям вашего проекта, подскажут, что требуется изменить, чтобы обеспечить максимальное качество и оптимальную стоимость вашего изделия, при достижении требуемых электрических и механических параметров.

Бизнес на производстве и продаже печатных плат: устройство предприятия и особенности

Все радиолюбители и электронщики знают, что такое печатная плата. Они даже изготавливают их дома. Но, часто встречаются задачи, где необходимо изготовить данные изделия в количестве, отличным от одного. Или, необходима плата заводского изготовления. Данный спрос призван удовлетворить бизнес на производстве печатных плат промышленным способом.

Печатные платы — электронное сердце любого современного гаджета. Представляет собой пластину из диэлектрика с электроповодящими цепями, нанесенными на поверхность этой пластины, либо внедрены внутрь ее. С помощью печатных плат соединяются все электронные компоненты между собой. Для этого выводы компонентов припаиваются к плате к монтажным площадкам или отверстиям, а за счет рисунка электроповодящих цепей компоненты взаимодействуют друг с другом.

Обычно, токопроводящий рисунок на плате выполняется из фольги, а сама основа — диэлектрическая пластина — из стеклотекстолита, гетинакса. Печатные платы подразделяются на односторонние ОПП (фольга с одной стороны), двусторонние ДПП (фольга с двух сторон), многослойные МПП (получаются методом склеивания между собой нескольких ОПП или ДПП, таким образом, что внутри диэлектрической пластины размещаются несколько токопроводящих слоев с собственным рисунком). Наибольшим спросом пользуются ОПП за счет простоты изготовления и широких возможностей применения. Реже применяется ДПП, так как их изготовление в разы дороже, а эффективность, по сравнению с ОПП, не такая высокая. МПП используют в дорогих и компатных устройствах, в быту и мелкосерийном производстве практически не используется.

Печатные платы: категории основы-диэлектрика

Все листовые материалы, из которых делают печатные платы, маркируются буквенно-числовым индексом FR (flame resistant, сопротивляемость к воспламенению). Цифры от 1 до 5, после букв, указывают на качество материала.

FR-1, FR-2, FR-3 — бумага, пропитанная эпоксидными спецсоставами. FR-4, FR-5 — стеклоткань и эпоксидный композит. На практике FR-1, в силу небольших эксплуатационных характеристик и боязни влажности, не используется. Однако, она крайне дешева, ее часто применяют при изготовление работающих прототипов печатных плат с небольшим жизненным циклом. FR-2 — недорогой, надежный и качественный диэлектрик, платы из этого материала получили широкое применение при изготовлении бытовой техники и крупносерийном производстве печатных плат. FR-4 используют при производстве промышленного оборудования и мелкосерийном (штучном) изготовлении ПП.

Печатные платы: методы изготовления

Принципиальные способы изготовления печатных плат можно разделить на два больших типа — аддитивные(от латинского additio -прибавление) и субтрактивные (от латинского subtratio—отнимание). В первом случае различными способами на основе будущей печатной платы формируются электроповодящий рисунок (чаще химическим способом) через специальную маску. Во втором случае — на пластину-диэлектрика наносится листовая фольга, затем, поверх формируется маска будущей схемы и с помощью различных способов (лазер, химическое травление, механическое удаления) удаляются ненужные участки фольги.

В промышленном производстве, обычно, используют комбинированные способы. Таким образом достигается минимизация себестоимости изготовления печатных плат. Также, с прогрессом в области использования лазерных технологий, все чаще начали использовать промышленные лазерные установки прототипирования.

Но, какая бы установка не была выбрана для организации собственного бизнеса, все они высокоавтоматизированы и участие человека в процессе изготовления печатных плат сводится к контролю параметров работы установки и своевременному их корректированию.

Постобработка одинакова для плат, произведенных любым способом — это электротест (проверка всех контактных площадок и рисунка на токопроводимость), нанесение паяльной маски и маркировки.

Для расширения бизнеса можно освоить шеф-монтаж компонентов на печатные платы и изготовление технической документации, что позволяет заказчикам получать полностью готовое изделие.

Открываем производство печатных плат: организация бизнеса, необходимое оборудование

Минимальная площадь для открытия производства или цеха по изготовлению печатных плат — 80 м², без учета складской площади. Большинству оборудования необходимо трехфазное электропитание 380В, а химическое оборудование, где происходит слив активных растворов, требует использование специальных канализационных стоков. Поэтому целесообразнее открывать подобное производство в промышленных кластерах или зонах.

Общий перечень требований к промышленному помещению:
  • Линии электропитания (220 и 380В),
  • Промышленная вытяжка,
  • Подача и развод сжатого воздуха,
  • Снабжение водой (общий водоотвод (городской), установка по деминерализации воды для приготовления активных растворов),
  • Канализационных сток для промышленных отходов.

Как правило, комплект промышленного оборудования, устроенный правильным образом с периодическим проведением технического обслуживания согласно регламенту, способен работать в две смены без сбоев

Промышленное оборудование для производства печатных включает в себя:
  • Участок механической обработки. Установки нарезки, сверления, штифтования, фрезеры с ЧПУ. Подготовка листов диэлектрика.
  • Участок прессования. Изготовление фольгированного покрытия, прессование многослойных печатных плат.
  • Участок мокрых процессов. Изготовление и монтаж электроповодящих схем на листе диэлектрика. Установки для химической очистки, оксидирования, меднения, проявления, гальванизации и т.п.
  • Нанесение финишного покрытия. Предварительная и окончательная очистка плат (механический и ультразвуковой способ), лужение горячим способом и т.п.
  • Желтая комната. Экспонирование и ламинирование печатных плат.
  • Участок контроля качества.
  • Участок нанесения маркировки.

Минимальная стоимость организации подобного производства «под ключ» — от 350 тысяч рублей (начальное оборудование) до 30 миллионов рублей (многопрофильное оборудование). Также необходимо выделить 600 тысяч рублей на сырье для начального производства — основы плат, химические растворы, фольга, медь и прочее.

Выбор комплекта оборудования зависит от множества параметров самого производства, также от планируемого объема и удовлетворения спроса. Производство в небольших объемах требует недорогое оборудование, которое способно удовлетворить спрос на оперативное и краткосрочное исполнение простых заказов. Качество и точность плат, изготовленных на таком оборудование, удовлетворит простых или частных заказчиков, которым необходимо не более 500 плат в год.

Читать еще:  Садовый опрыскиватель: что за зверь и зачем он нужен?

Также существует возможность организовать предприятие, которое будет работать по схеме контрактного производства (массовое производство печатных плат для крупного заказчика с соблюдением технологического цикла и контроля качества со стороны заказчика). Конечно, подобное производство требует значительных капиталовложений, так как, участие бизнеса в этой нише требует яркого конкурентного отличия, в первую очередь от юго-восточного сектора рынка (Тайвань, Китай, Индия и т.п.), следовательно, оборудование должно быть дорогим и высококлассным. Профессионализм кадров в России, что также является конкретным преимуществом, гарантируется нам высокой степенью подготовки специалистов в местных ВУЗах радиоэлектроники. Следовательно, контрактное производство печатных плат, при наличии специалистов и хорошего оборудования, это не фантазия, а вполне готовый бизнес-план для подобного предприятия. Ведь мировой объем контрактного производства превышает 40 миллиардов долларов в год и явного региона-лидера в этой отрасли нет. Одинаково эффективно функционируют предприятия как в Китае, так и в Европе. Это связано не только с унификацией производства, но и качеством изготовления. Поэтому у российских предприятий, организуемых под контрактное производство, есть все шансы успешно влиться и функционировать в этой нише.

Персонал и прочие моменты данного бизнеса

Главное при организации подобного бизнеса — четкое знание и представление процессов. Без знаний участие в данном бизнесе возможно лишь в форме соинвестирования. И никакая статья с бизнес-идей не изменит ситуации. Поэтому предполагается, что организатор знает все особенности и тонкости, понимает какое оборудование ему необходимо, а также какие специалисты нужны на предприятии.

В цехе, специализирующемся на мелкосерийном производстве, будет достаточно 4 операторов-универсалов, следящих за изготовлением печатных плат. Также необходим специалист по контролю качества и начальник производства. Разнорабочие-грузчики, бухгалтера, маркетолог, секретарь и уборщицы могут быть привлечены по договору-подряду по мере необходимости.

Расширение бизнеса возможно за счет организации дочерних производств электроники и электронных устройств, где потребность в печатных платах будет удовлетворять основное производство.

При правильной организации бизнеса и выборе направления производства — окупаемость достигается через 1-2 года.

Как и где недорого заказать печатные платы?

Печатная плата — необходимый элемент в любой радиотехнике, от сотового телефона до телевизора. На ней установлены микросхемы, транзисторы, резисторы, конденсаторы и т.д. Все элементы соединяются между собой дорожками согласно принципиальной схеме.

Раньше схемы телевизоров и радиоприёмников собирались навесным монтажом и печатных плат там не было. Сейчас даже небольшое устройство удобнее спаять, затем настраивать и ремонтировать на печатной плате.

Печатную плату можно сделать самому. Существуют разные способы изготовление, об этом есть много статей и на этом сайте тоже: Изготовление ПП по технологии ЛУТ.

В этой же статье я расскажу: как и где можно заказать недорого изготовление печатных плат.

Занимаясь этим вопросом я рассмотрел множество вариантов предложений в Интернет и оставил для себя самые оптимальные, с чем и хочу с вами поделиться.

Есть два варианта заказать недорого и с хорошим качеством печатные платы – это Россия и Китай.

Самодельные печатные платы

В России я заказываю печатные платы самодельного изготовления хорошего качества, можно с надписями на обратной стороне или без у « Самоделкин-22 » (эл.почта: samodelkin-22@mail.ru)

Образцы самодельных печатных плат

Сделать заказ можно по эл.почте или через форум на сайте. При этом нужно указать размер, толщину, количество и сам рисунок платы (рисунок м ожно в формате jpeg , но предпочтительней в формате одной из популярных программ Sprint-Layout (lay6). После этого Вам напишут цену изготовления плат, доставки, общую сумму и счёт для перевода.

Цитата: «Предлагаю изготовление одно и двухсторонних печатных плат по вашим файлам.
Мин. ширина дорожки — 0,15 мм
Мин. зазор — 0,1 мм
Мин. диаметр отверстий — 0,4 мм
Макс. размер плат — столько, сколько сможет напечатать принтер на А4.
Сверление и лужение ПОС 60.
Металлизацию отверстий, маску и шелкографию НЕ ДЕЛАЮ.
Исходные файлы — самое предпочтительное — SprintLayout.
Оплату за подготовку к производству не беру.
Территориально нахожусь в Алтайском крае, г. Бийск.»

Преимущества данного заказа:

  • Кол-во заказа — от одной платы;
  • Быстрое изготовление плат (1-1,5 недели);
  • Хорошее качество плат (ровные дорожки и отверстия, надписи, лужёные дорожки);
  • Недорого (небольшая плата около 100 руб);
  • Быстрая доставка заказным письмом (около недели);
  • Недорогая доставка (около 100 руб);
  • Быстрый ответ по эл.почте.

Заказ печатных плат из Китая

При заказе печатных плат из Китая я остановил свой выбор на сайте: PCBWay

Преимущества изготовления на PCBWay:

  • Сайт на русском языке;
  • моментальный онлайн расчёт стоимости;
  • Низкая цена (за 10шт — 5$),
  • Быстрое изготовление плат (2-3 дня, мне изготовили за 2 дня);
  • Отличное качество печатных плат на импортном оборудовании (металлизация отверстий, лужёные площадки для пайки, маска, шелкография, надписи с обоих сторон…);
  • Быстрая доставка (я выбирал ePacket за 6$(зависит от веса), пришли за 7 дней!),
  • Быстрый ответ службы поддержки (до обеда в течении нескольких минут, после обеда на следующий день из за разницы во времени),
  • Вступительный купон на 5 $,
  • Партнёрская программа и многое другое.

Чтобы сделать заказ печатных плат нужно зарегистрироваться на сайте PCBWay.

Затем в приведенной таблице заполняем необходимые значения:.

  1. Размер в мм
  2. Количество плат
  3. Количество слоёв у платы (односторонняя или двухсторонняя)
  4. Нажимаем «Да» в пункте:

Поверхностная
обработка:

«Нажимая «Да» Вы соглашаетесь с тем, что мы можем изменить горячее лужение (HASL) на иммерсионное золочение по подслою никеля (ENIG) без дополнительной оплаты. Спасибо!»

Что не знаете, можете оставить по умолчанию.

Заказать можно от 5 плат. Если Вам нужно меньшее количество, то можно с кем нибудь скооперироваться.

Обратите внимание 5 и 10 шт стоят одинаково. Можно заказать 10шт, но вес увеличится цена доставки может немного возрасти.

После заполнения таблицы программа выдаст стоимость изготовления плат, стоимость доставки и общую сумму.

В поле доставки (справа) я выбрал ePacket за 6$ (зависит от веса). Платы пришли на удивление — за 7 дней! Второй мой заказ пришел за 2 недели. Можно выбрать и более дешёвую доставку — ChinaPost (её я не пробовал).

После этого нужно загрузить файлы формата Gerber. Этот формат поддерживает машина для изготовления печатных плат.

Рисовать платы можно в разных редакторах. Я рисовал в DipTrace (подробнее о программе), Затем делал экспорт в формат gerber. Такой же экспорт можно сделать и в Sprint layout.

Затем спустя некоторое время после проверки инженерами файлов оплачиваем заказ, можно при оплате сразу воспользоваться вступительными бонусными 5$ и изготовление 10шт п.плат получаются бесплатно, платим только за доставку.

Статус изготовления можно просматривать на сайте. Он занял всего два дня!

После изготовления Ваш менеджер пришлёт Вам фото готовых плат. Если Вас всё устраивает, то они отправляют Вам платы.

Платы пришли быстро, хорошего качества и на одну больше!

Партнёрская ссылка для регистрации на сайте: PCBWay.

Будут вопросы — пишите в комментарии, ниже или через вкладку «Обратная связь».

Удачи. Будут вопросы, пишите в комментарии или через обратную связь.

3D-принтер DragonFly – революция в изготовлении многослойных печатных плат

Один из самых часто задаваемых вопросов на каждой выставке ЭлектронТехЭкспо это: «Есть ли такая установка для изготовления печатных плат, в которую загружаешь материал, а она через несколько часов выдает готовые печатные платы?». Еще пять лет назад, когда ко мне подходили с таким вопросом, я говорил «нет», а сам думал, что человек, похоже, совершенно не разбирается в технологии производства печатных плат. Каково же было мое удивление, когда я узнал, что такая технология появилась на рынке.

Читать еще:  Фрезерно-гравировальные станки с чпу BZT (Германия)

А уже сейчас 3D-печать многослойных печатных плат успешно работает на многих предприятиях во всем мире, и можно с уверенностью говорить, что это революция в области прототипирования и изготовления печатных плат.

На разных предприятиях по-разному получают прототипы печатных плат:

  • Кто-то заказывает их на стороне и зачастую вынужден долго ждать, согласовывать заявки на заказ и даже проводить конкурсы на изготовление печатных плат. Время ожидания в таком случае может растянуться до нескольких месяцев. А потом, когда необходимо будет исправить допущенные ошибки или ввести конструктивные изменения, нужно повторять все заново.
  • Кто-то может позволить себе иметь собственный участок (мини-цех) по изготовлению прототипов. В таком случае его необходимо обслуживать: подводить воду, вытяжку и сжатый воздух, устанавливать очистные сооружения и иметь в штате механиков, химиков и специалистов по фотопечати. К тому же, чтобы получать прецизионные прототипы, необходимо наличие дорогостоящего прецизионного оборудования.

Но и те, и другие хотят получить решение, реализация которого займет минимальное время и минимальные площади, а также не будет требовать подвода серьезных энергокоммуникаций и очистных сооружений.

И оно существует: аддитивная технология изготовления многослойных печатных плат — 3D-принтер израильской фирмы NanoDimension, модель DragonFly рис 1 (англ.: стрекоза). Можно сказать, что это решение — дверь в новую эпоху прототипирования и производства изделий электронной техники.

Аддитивная технология изготовления многослойных печатных плат представляет собой симбиоз трех составляющих: первого в мире 3D-принтера, предназначенного для печатных плат с двумя печатающими головками; токопроводящих и токонепроводящих чернил; специального программного обеспечения, позволяющего принтеру воспринимать стандартные файлы производства печатных плат Gerber и Excellon и задавать толщину печатаемого слоя.

Рассмотрим подробнее каждую из этих составляющих.

Принтер DragonFly

Основные элементы принтера — это две печатающие головки и две системы отверждения (рис 2). Печатающая головка для нанесения токопроводящих чернил дополнена инфракрасной системой спекания, а для отверждения токонепроводящих чернил используется УФ-система отверждения. Диаметр капли диэлектрика составляет 3 мкм, а токопроводящих чернил — 0,3 мкм, что позволяет изготавливать прецизионные платы до класса точностис параметром проводник/зазор 100/100 мкм (рис 3). Минимальная толщина слоя — 10 мкм, а максимальная — 3 мм, поэтому количество слоев, можно сказать, не ограничено. На DragonFly можно печатать платы, содержащие сквозные металлизированные отверстия диаметрами от 0,4 мм и выше, а заполненные токопроводящей пастой отверстия имеют диаметр от 0,2 мм и выше.

Также на принтере можно делать сквозные металлизированные, сквозные неметаллизированные, глухие и даже скрытые отверстия, давая возможность разработчикам максимально просто и быстро тестировать прототипы плат послойного наращивания, что в традиционной технологии занимает много времени и крайне затратно. Максимальный габаритный размер печатной платы, изготавливаемой на принтере, составляет 200*200*3 мм, причем плата не обязательно должна быть плоской. Применение аддитивной технологии позволяет изготавливать многослойные 3D-MID-изделия (рис 4), открывая новые возможности для конструкторов.

В современном мире набирает обороты технология изготовления печатных плат со встроенными компонентами (рис 5). Технология дает возможность уменьшать массогабаритные характеристики плат, сокращать длину линий связи, обеспечивать эффективный теплоотвод и защиту от влаги, решать вопросы по электромагнитному экранированию, а также увеличивать механическую прочность плат.

Изготовление прототипов плат со встроенными компонентами при использовании традиционной технологии является непростой задачей. Для дискретных компонентов требуется дополнительная операция вырезания лазером окон под компоненты в прокладочной стеклоткани (препреге). Можно, конечно, пробовать делать это вручную, но в таком случае на серьезный результат рассчитывать не стоит. Эта сложная проблема легко решается на 3D-принтере DragonFly: во время печати принтер оставляет окна в слое, затем пользователь устанавливает компоненты, и на следующих проходах принтера они запечатываются новыми слоями.

Время печати многослойной печатной платы может варьироваться от 3 до 20 часов в зависимости от толщины платы и объема токопроводящих чернил, но в среднем печатная плата 100*100*1,6 мм может быть напечатана за 8 часов. Это означает, что вечером разработчик может поставить принтер печатать, а утром, придя на работу, снять готовую плату со стола. Принтер абсолютно автономен и не требует присутствия оператора во время работы.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (рис 6), которым оснащен принтер, помимо управления оборудованием имеет функцию преобразования 2D-файлов Gerber и Excellon, традиционных для печатных плат, в 3D с помощью простого указания толщины. Планируется также поддержка формата Odb++. Когда чернила в принтере подходят к концу, программное обеспечение автоматически информирует оператора об этом.

Материалы

Применяемый диэлектрик по электрическим параметрам и основным механическим характеристикам близок FR-4, а проводимость токопроводящих чернил на текущий момент немногим более чем вдвое уступает меди. Диэлектрическая проницаемость (Dk) применяемого полимера равна 3,2 при 1 МГц и 2,9 при 1 ГГц. Основное текущее ограничение материала — максимальная температура пайки, которая составляет 140 градусов.

Если печатать материал тонко, то он приобретает условно-гибкие свойства (рис 7), т. е. многократное количество перегибов выдержать не может, но для тестирования установки в изделие с однократным сгибом подходит.

Конечно, печатать фольгированный стеклотекстолит на 3D-принтере пока не научились, но такие задачи перед ним и не ставились. Основное применение данной технологии — тестирование схемы, идеи (рис 8). Электроника стремится к миниатюризации, а мир все больше ускоряется, предъявляя новые серьезные требования к конструкторам: еще более быстрое проектирование изделий и скорейшее получение результата. В эпоху современных аддитивных технологий у разработчиков появилась возможность поставить в небольшом помещении принтер для печати корпусов, принтер DragonFly для изготовления прототипов печатных плат и установщик компонентов. Таким образом, можно полностью изготовить прототип изделия в одном помещении за один день — это идеальные условия, чтобы создавать новые прорывные продукты и выводить их на рынок максимально быстро!

3D-принтер DragonFly, использующий аддитивную технологию изготовления многослойных печатных плат, стал новой вехой в прототипировании и производстве изделий электронной техники. С его помощью можно не только выполнять быстрое проектирование многослойных печатных плат и быстрее выводить изделия на рынок, но и получать и реализовывать заказы на прототипирование печатных плат от сторонних заказчиков.

Импорт Оборудования для производства печатных плат из Китая

При прямом импорте товара в 2020 году, вам будут необходимы следующие документы:

  1. Внешнеэкономический контракт
  2. Паспорт сделки
  3. Инвойс
  4. Упаковочный лист
  5. Коносамент ( при доставке морем)
  6. Декларация соответствия

Оформление импортной поставки Оборудования для производства печатных плат не сложная процедура, но обязательно необходимо, точно подбор всех необходимых документов

Контроль качества продукции

По желанию заказчика мы производим электротестирование производимых печатных плат одним из двух способов:

  • с использованием универсального оборудования-тестера (Flightprobe);
  • с применением адаптера, который разработан под конкретную модель ПП.

Время на проведение контроля зависит от двух факторов:

  • от конструкции самой платы (единичные модели, мультиплаты, модули с дополнительной оснасткой);

от структуры оборудования для контроля. Выделяют горизонтальные, вертикальные, с автоматической загрузкой и пр.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector