L'impression 3D des PCB est-elle possible?

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Je viens de voir cette photo sur l'impression 3D PCB sur un site Web, est-ce que ça peut marcher dans la vraie vie? Ce serait tellement cool, si cela pouvait être utile dans la vraie vie.

entrez la description de l'image ici

user13077
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Quel site Web avez-vous vu cela?
Andy aka
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Cela a-t-il été fait? Oui. At-il un rendement supérieur à 50%? Oui. Au-dessus de 90%? Non. Est-il précis à 5mil? Non. Va-t-il bientôt concurrencer la technologie existante? Probablement pas. Va-t-il finir par battre la technologie existante? Peut-être que oui.
Asmyldof
@Andyaka Voltera.
Dave
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Les substrats d'impression 3D peuvent imposer certaines contraintes sur les processus de soudage et les profils de température ...
Brian Drummond
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Il y a une entreprise qui a donné une conférence où je travaille il y a environ une semaine et qui peut imprimer des semi-conducteurs (des transistors de travail 10um à partir d'une imprimante à jet d'encre!). L'impression 3D d'un PCB ne semble donc pas farfelue après ça!
Tom Carpenter

Réponses:

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Ça peut marcher. J'ai récemment vu un haut-parleur entier construit à l'aide d'une imprimante 3D multimatériaux. À l'avenir, il sera certainement possible d'imprimer des circuits 3D et des composants électromagnétiques (moteurs, etc.) à l'intérieur des produits sans prévoir d'ouvertures. Une véritable percée pour les applications qui paient beaucoup d'argent pour les joints par exemple. Il peut également remplacer les circuits flex-rigides qui vous permettent d'avoir des PCB avec des coudes (pour envelopper une caméra avec des PCB par exemple).

Cependant, de nos jours, les pièces en matériaux multiples nécessitent soit une imprimante 3D qui bascule automatiquement entre les matériaux (nous parlons de centaines de milliers de dollars), ou qui s'arrête et permet de changer le matériau avant de poursuivre avec le reste de la pièce. Notez que vous ne pouvez même pas utiliser n'importe quel matériau: bien que les plastiques et les résines soient faciles à utiliser et que les métaux nécessitent généralement des techniques différentes (par exemple la fusion de poudre à l'aide d'un laser), mais peuvent être effectués de manière très fiable si vous jetez de l'argent sur la table, je ne suis pas connaissant toute méthode éprouvée (autre que les tout premiers prototypes) pour imprimer de la fibre de verre ou du polyimide, vos PCB devront donc être plus épais que les PCB existants, ne géreront pas aussi bien la température ou auront une tension de claquage inférieure (et donc une ligne de fuite plus élevée à haute tension) par exemple. En plus de cela, il y a le placage pour améliorer l'accouplement des connecteurs et la soudure. Vous ne le réalisez peut-être pas, mais les stratifiés existants sont très avancés et utilisent des matériaux qui ne sont pas encore prêts pour l'impression. Il n'est cependant pas nécessaire dans toutes les industries et certainement pas pour un usage domestique.

La propriété des matériaux est une chose et la précision en est une autre. Le processus actuel de construction des PCB est extrêmement précis. Même les maisons de circuits imprimés bon marché peuvent faire des dizaines de couches de 12 à 18 um, des vias parfaitement ronds de 0,1 mm de diamètre, des pistes aussi fines que 0,1 mm et espacées de 0,1 mm, avec des formes si précises que vous ne verrez jamais de différence avec votre CAO vue zoomée 10 fois et un microscope du même grossissement (je n'ai jamais eu de problème de pièges à acide). Cela peut sembler exagéré, mais ce n'est pas le cas. Vous n'avez peut-être pas besoin de dizaines de couches, mais un espacement de 0,1 mm est très courant dans les circuits denses, y compris les composants montés en surface, et vous ne voulez pas que vos onglets à 45 ° se court-circuitent avec les lignes adjacentes.

Enfin, je m'attends à ce que le temps de construction soit plus long. La photolithographie, la gravure à l'acide, etc. forment un processus relativement rapide et les chaînes de montage sont disposées de manière à ce que le débit soit très élevé: trempez des dizaines de PCB dans un seau, déplacez-les dans un autre, tandis qu'un autre panneau prend sa place. Le temps, c'est de l'argent en matière de production. Je n'achèterais pas une imprimante 3D de pointe qui fabrique 25 PCB en 3 heures alors que je peux en construire des centaines en même temps en utilisant des machines et des produits chimiques répandus.

Lorsque cette technologie sera prête, ce sera une très bonne nouvelle pour de nombreuses applications (même si je soupçonne, pas toutes). En attendant, cela n'en vaut pas la peine.

Monsieur Mystère
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L'impression 3D excelle dans les petites séries de production. Ce n'est pas le temps qu'il faut pour fabriquer 25 PCB supplémentaires. C'est le temps de la conception au premier prototype. Latence sur le débit, essentiellement. Si l'impression 3D PCB décolle, ce sera probablement avec des conceptions d'imprimantes dédiées. Les traces métalliques seront probablement tracées, donc un angle de 45 ° n'est pas un gros problème. Encore beaucoup de travail à faire.
MSalters
Je conseille vivement à tout le monde d'utiliser le mot probablement chaque fois que l'on fera des affirmations futures .
Tomáš Zato - Rétablir Monica le
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@ TomášZato Merci. Pour une raison quelconque, "certainement" porte un peu de doute, donc je l'ai utilisé à la place.
Monsieur Mystère du
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@ MisterMystère ressemble beaucoup mieux que ma proposition en effet. :)
Tomáš Zato - Réintègre Monica le
@MSalters: Merci, bien dit. L'impression 3D est excellente lorsque l'outillage pour fabriquer le produit n'existe pas encore. Quand c'est le cas, l'option la moins chère compte tenu du cycle de production l'emporte.
Monsieur Mystère du
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Si je comprends bien, il y a deux problèmes principaux avec les PCB imprimés en 3D, tous deux liés au matériau conducteur imprimable.

  1. Le matériau est cher (généralement à base d'argent). Cela est tolérable pour les conceptions de base, mais le travail à grande vitesse nécessite des avions au sol et électriques qui commencent à consommer le matériau très rapidement.
  2. La conductivité est bien pire que le cuivre. Cela signifie des pertes beaucoup plus importantes dans le PCB.
Peter Green
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est-il possible que la technologie d'impression 3D soit largement utilisée dans la vie, et cela réduira beaucoup de machines et les coûts de main-d'œuvre après avoir résolu les problèmes que vous avez soulevés
user13077
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Même l'impression de circuits imprimés en 3D fonctionne, ce n'est toujours pas un moyen pratique d'aller.

  1. efficacité: à la fois en termes de coût et de temps;
  2. précision: il ne peut pas imprimer les fils les plus fins.
  3. durabilité: Il utilise probablement des plastiques comme isolant / panneau.
  4. complexité: combien de couches peut-elle imprimer?
Atmega 328
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Si nous parlons de l'impression 3D de la carte entière de bas en haut, je soupçonne qu'elle serait capable de faire autant de couches que nécessaire! De plus, je trouve que cela dérange un peu votre nom d'utilisateur est un nom de produit Atmel
KyranF
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@KyranF, suggérez-vous que les produits Atmel ne devraient pas être autorisés à publier ici? Cela semble plutôt discriminatoire.
James Waldby - jwpat7
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@ jwpat7 bien, vous devriez demander à Microchip, ils viennent d'acheter Atmel;)
KyranF
@KyranF Blew my mind.
Monsieur Mystère du