El proceso de fabricación aditiva de PCB ofrece eficiencia y ventajas medioambientales

Nov 26, 2023

En la fabricación tradicional de placas de circuito impreso (PCB), se utilizan productos químicos para eliminar el exceso de cobre y crear la placa terminada. Sin embargo, muchos de estos disolventes químicos son tóxicos y suponen un peligro para el medio ambiente y para quienes los manipulan.

InnovationLab, una empresa alemana centrada en la electrónica orgánica e impresa, ha introducido un novedoso proceso de fabricación aditiva que se afirma es más seguro y más eficiente energéticamente. InnovationLab se asoció recientemente con ISRA en un proyecto de investigación llamado Smart EEs2, financiado por Horizonte 2020, para crear un proceso de fabricación de circuitos soldables a base de cobre.

Compatibles con procesos de reflujo, estos novedosos circuitos permiten a los fabricantes montar componentes fácilmente y cambiar a esta nueva tecnología sin comprar equipos nuevos. Los PCB de InnovationLab están serigrafiados y pueden incluir hasta cuatro capas. El nuevo proceso también puede producir PCB estándar y flexibles para su uso en electrónica híbrida.

El proceso aditivo introducido por InnovationLab utiliza un flujo de producción altamente automatizado para construir una PCB mediante una técnica de aditivos multicapa. Este proceso se ejecuta a 150°C, una temperatura más baja que la requerida para la fabricación tradicional de PCB.

InnovationLab ofrece un proceso “Lab-2-Fab” de tres etapas para la fabricación de PCB, que incluye investigación y desarrollo, producción piloto y producción industrial. Durante la etapa de I+D, InnovationLab y un cliente trabajan juntos para comprender los requisitos y la viabilidad del proyecto. Durante la etapa de producción piloto, InnovationLab desarrolla un prototipo. Finalmente, en la etapa de producción industrial, el prototipo se implementa en uno de los diversos sitios de fabricación de InnovationLab.

Lo que parece novedoso sobre el proceso de fabricación aditiva de InnovationLab es el uso de serigrafía para crear los circuitos que van en la PCB. En uno de sus sitios de producción, InnovationLab tiene una “imprenta” que puede imprimir circuitos en cobre de manera muy eficiente: hasta el área total de una cancha de tenis en una hora. En comparación con las técnicas convencionales, los sustratos de InnovationLab son hasta 15 veces más delgados, lo que reduce el consumo y el desperdicio general de material.

En lugar de grabar el cobre para formar rastros (como en la fabricación tradicional de PCB), InnovationLab utiliza tinta de cobre para crear rápidamente componentes electrónicos en una pantalla mediante un proceso aditivo. Las tintas de cobre, como las fabricadas por Copprint, tienen un alto nivel de conductividad después de la sinterización. La sinterización es el proceso mediante el cual el cobre se transforma en una masa sólida y conductora después de aplicar calor y presión. Es probable que estas tintas de cobre y procesos aditivos se vuelvan más omnipresentes en el futuro a medida que los fabricantes de PCB busquen mejorar la eficiencia de su flujo de fabricación.

Utilizando impresión multicapa, metal y dieléctrico, InnovationLab ha desarrollado un prototipo con su tecnología, que incluye un sensor y registrador de baja potencia, una antena impresa con una interfaz de comunicación de campo cercano (NFC) y una pequeña batería que recolecta energía de un Célula solar impresa.

Según el jefe de electrónica impresa de Innovation Lab, Dr. Janusz Schinke, la empresa ampliará su proceso a grandes volúmenes (un millón de pistas soldables o más) para finales de año.

Todas las imágenes utilizadas son cortesía de InnovationLab.