O processo de fabricação de PCB aditivo oferece eficiência e vantagens ambientais

Nov 26, 2023

Na fabricação tradicional de placas de circuito impresso (PCB), produtos químicos são usados ​​para remover o excesso de cobre e criar a placa acabada. No entanto, muitos destes solventes químicos são tóxicos e representam perigos para o ambiente e para aqueles que os manuseiam.

InnovationLab, uma empresa alemã focada em eletrônica impressa e orgânica, introduziu um novo processo de fabricação aditiva considerado mais seguro e mais eficiente em termos energéticos. O InnovationLab fez recentemente uma parceria com a ISRA num projeto de investigação denominado Smart EEs2, financiado pelo Horizonte 2020, para criar um processo de fabrico para circuitos soldáveis ​​à base de cobre.

Compatível com processos de refluxo, esses novos circuitos permitem que os fabricantes montem facilmente componentes e mudem para esta nova tecnologia sem comprar novos equipamentos. Os PCBs do InnovationLab são impressos em tela e podem incluir até quatro camadas. O novo processo também pode produzir PCBs padrão e flexíveis para uso em eletrônica híbrida.

O processo aditivo introduzido pelo InnovationLab utiliza um fluxo de produção altamente automatizado para construir uma PCB usando uma técnica aditiva multicamadas. Este processo funciona a 150°C, uma temperatura mais baixa do que a necessária para a fabricação tradicional de PCBs.

InnovationLab oferece um pipeline “Lab-2-Fab” de três estágios para fabricação de PCB, incluindo P&D, produção piloto e produção industrial. Durante a fase de P&D, o InnovationLab e um cliente trabalham juntos para entender os requisitos e a viabilidade do projeto. Durante a fase de produção piloto, o InnovationLab desenvolve um protótipo. Finalmente, na fase de produção industrial, o protótipo é transportado para uma das diversas unidades de produção do InnovationLab.

O que parece ser novo no processo de fabricação aditiva do InnovationLab é o uso de serigrafia para criar os circuitos que vão para o PCB. Numa das suas unidades de produção, o InnovationLab tem uma “prensa de impressão” que pode imprimir circuitos em cobre de forma muito eficiente – até à área total de um campo de ténis numa hora. Em comparação com as técnicas convencionais, os substratos do InnovationLab são até 15 vezes mais finos, reduzindo o consumo geral de material e o desperdício.

Em vez de gravar o cobre para formar vestígios (como na fabricação tradicional de PCB), o InnovationLab usa tinta de cobre para criar rapidamente componentes eletrônicos em uma tela por meio de um processo aditivo. As tintas de cobre, como as fabricadas pela Copprint, apresentam alto nível de condutividade após a sinterização. Sinterização é o processo pelo qual o cobre se transforma em uma massa sólida e condutora após aplicação de calor e pressão. Essas tintas de cobre e processos aditivos provavelmente se tornarão mais onipresentes no futuro, à medida que os fabricantes de PCBs buscarem melhorar a eficiência de seu fluxo de fabricação.

Usando impressão multicamadas, metal e dielétrico, o InnovationLab desenvolveu um protótipo com sua tecnologia, incluindo um sensor e registrador de baixa potência, uma antena impressa com interface de comunicação de campo próximo (NFC) e uma pequena bateria que coleta energia de um célula solar impressa.

De acordo com o chefe de eletrônica impressa do Innovation Lab, Dr. Janusz Schinke, a empresa ampliará seu processo para grandes volumes – um milhão de faixas soldáveis ​​ou mais – até o final do ano.

Todas as imagens usadas são cortesia do InnovationLab