Warum ist 3D-Druck bei PCB-Prototypen-Services beliebt?

07. Dezember 2017

3D-Druck oder additive Fertigung wird immer als revolutionäres „neues Verfahren“ gefeiert. Obwohl es die Technologie schon seit 30 Jahren gibt, wird sie immer noch als futuristische Technologie bezeichnet. Wieso den? Nur weil sich die Möglichkeiten dieser Technologie erweitern. Die additive Fertigung hat sich zu einem zentralen Fertigungsverfahren entwickelt. Es gibt jedoch verschiedene Bereiche in der Fertigung, in denen der 3D-Druck noch neu ist. Elektronik ist ein solcher Bereich, der das Potenzial dieser Fertigung noch erkunden muss. Der 3D-Druck wird jedoch bei Lohnherstellern von Leiterplatten (PCBs) immer beliebter. Wieso den? Der Beitrag untersucht verschiedene Gründe, die zu seiner Popularität bei Elektronikherstellern beigetragen haben.

Eine kurze Diskussion über 3D-Druck

Grundsätzlich ist 3D-Druck ein Verfahren, bei dem ein Objekt durch sukzessives Auftragen dünner Schichten hergestellt wird. Diese Schichten werden übereinander gelegt. Dieser Prozess wird mit einem 3D-Drucker durchgeführt, der an einen Computer angeschlossen ist. 3D-Modellierungssoftware ist eine Voraussetzung für die Erstellung von 3D-Modellteilen. Ein 3D-gedrucktes Teil kann aus verschiedenen Materialien wie Kunststoffen, Edelstahl, Harzen, Bronze, Silber, Titan, Gold, Keramik usw. erstellt werden.

Kennen Sie die zugrunde liegenden Vorteile des 3D-Drucks in der Leiterplattenmontage und -fertigung

Heutzutage verwenden Elektronikhersteller den 3D-Druck zur Herstellung von Prototyp-PCBs aus folgenden Gründen:

• Reduziert die Herstellungszeit: Die herkömmliche Leiterplattenherstellung umfasst mehrere Prozesse wie Ätzen, Lithografie, Verpackung usw. Der 3D-Druck umfasst jedoch alle diese Prozesse in einem einzigen Bauprozess. Dies hilft, die Herstellungszeit zu verkürzen.
• Einfach zu bauende komplexe Leiterplatten: Die Elektronik ist einer der am schnellsten wachsenden Industriezweige. Es besteht eine hohe Nachfrage nach fortschrittlichen und komplexen Leiterplatten. Additive Fertigung oder AM ermöglicht es Unternehmen, komplexe, nicht standardmäßige Baugruppen sowie krummlinige Formen einfach zu bauen. Somit können Leiterplattenhersteller innovative Leiterplatten entwerfen. Außerdem können sie diese Produktdesigns mit verbesserten Funktionen und weniger Fehlern leicht optimieren.
• Einfache Bedruckbarkeit auf nicht ebenen Oberflächen: Der Bau nicht flacher PCBs ist immer eine Herausforderung für PCB-Designer und Bestückungsdienste, die traditionelle PCB-Bestückungs- und Fertigungstechniken anwenden. Der 3D-Druck ermöglicht es diesen Diensten jedoch, mit nicht ebenen Oberflächen zu experimentieren. Einige Beispiele für solche Designs sind Solarstreifen, Sensoren, Glukoseteststreifen, elektronische Wearables usw.
• Minimaler Materialabfall: 3D-Drucker ermöglichen Leiterplattenherstellern eine einfache Steuerung der Produktion. Obwohl verschiedene fortschrittliche Techniken es Herstellern ermöglichen, Materialverschwendung zu minimieren, punktet der 3D-Druck immer noch darüber. Es ermöglicht ihnen, Material abzulegen, wann immer es erforderlich ist.
• Gewicht Unterteil: Kompakte Größe und leichte Komponenten sind ein heißer Trend in der Leiterplattenindustrie. Leiterplattenhersteller stehen vor der Herausforderung, das Gewicht der Komponententeile zu senken. Die additive Fertigung hilft ihnen dabei, ihre Ziele einfach zu erreichen. Es hilft ihnen, die Kontrolle über genaue Größen zu erlangen und separate Verdrahtungen und Kabel zu eliminieren.
• Hilft Chemikalien zu vermeiden: Der 3D-Druck ist ein umweltfreundliches Verfahren, da keine Chemikalien verwendet werden. Die meisten Leiterplattenhersteller führen Ätzen durch, um überschüssiges Material von der Leiterplatte zu entfernen. Beim Ätzen wird eine Chemikalie verwendet, um das Material zu entfernen. Der 3D-Druck hilft jedoch, den Einsatz von Chemikalien zu vermeiden, da es sich um einen kontrollierten Prozess handelt und das Material nur bei Bedarf aufgebracht wird.

Die oben genannten Vorteile deuten darauf hin, warum der 3D-Druck bei Leiterplattenherstellern immer beliebter wird. Bei der traditionellen Leiterplattenherstellung können sich die Durchlaufzeiten jedoch auf Wochen oder Monate erstrecken, was zu mehreren Iterationen führt. Dies kann ihre Time-to-Market-Fähigkeiten ernsthaft beeinträchtigen. Der 3D-Druck von Leiterplatten im eigenen Haus wird Leiterplattenherstellern helfen, kreativ zu bleiben, ohne die Entwicklungsfrist zu riskieren. Diese Technik wird auch dazu beitragen, den sich ändernden Anforderungen der Kunden gerecht zu werden, die eine Anpassung sowie eine Miniaturisierung fordern.