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高速工業(yè) PC 控制助力創(chuàng)新的導(dǎo)電圖形制作實(shí)現(xiàn)高精度加工

??2022-03-18 閱讀:532

基于 PC 的控制技術(shù)和 EtherCAT 是實(shí)現(xiàn)柔性電路板機(jī)械化生產(chǎn)的先決條件

傳統(tǒng)上,無論是柔性印刷電路板,還是剛性印刷電路,大部分都是通過蝕刻工藝制造。而瑞典的 DP Patterning 公司則開發(fā)出了一種獨(dú)特的方法:通過使用一種專利技術(shù)工藝,通過機(jī)械方式加工柔性電路板的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。若要精確、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),需要采取具有同等精度和速度的措施。基于 PC 的控制技術(shù)和 EtherCAT 為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)提供了最佳支持。


DP Patterning 公司由 Staffan Nordlinder 于 2006 年在瑞典北雪平市成立。自那時(shí)起,公司一直在不斷研發(fā)同名柔性電路板制造技術(shù),即 Dry Phase Patterning,DPP。創(chuàng)新早在 2001 年就開始,當(dāng)時(shí),Staffan Nordlinder 是一名在瑞典 RISE(瑞典國家研究院)工作的科學(xué)家。因此,直到今天,雙方在 DPP 技術(shù)研究方面保持著持續(xù)深入的合作。


通過 DPP 技術(shù),可以使用柔性材料制作導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。其功能原理基本上與在一張紙上打洞或經(jīng)典的壓花工藝一樣簡單。一個(gè)帶最終成品結(jié)構(gòu)的相反圖案的旋轉(zhuǎn)模具將載體壓在一個(gè)旋轉(zhuǎn)碾動(dòng)輪上。載體上涂了一層超薄的頂部導(dǎo)電層,碾動(dòng)設(shè)備使用機(jī)械方式去除上層載體,下層載體保持不被碰到。這樣可以將導(dǎo)電圖案留在層壓板上,然后柔性電路板可以用卷筒方式提供。


該工藝適用于各種不同的載體材料,包括 PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PI(聚酰亞胺)和 PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)。Al(鋁)、Cu(銅)或 CCA(銅包鋁)適合作為頂層材料,具體取決于所需厚度。DPP 也可用于非電子和非導(dǎo)電類應(yīng)用,包括塑料或紙質(zhì)裝飾品或者三維功能性結(jié)構(gòu)體,如微流體通道或用于平整電子元件的腔體。


該專利技術(shù)工藝可為電子元件制造商帶來直接的好處,例如提高成本效率、縮短交貨期,以及無需使用化學(xué)品或有害物質(zhì),實(shí)現(xiàn)環(huán)保、可持續(xù)生產(chǎn)。此外,金屬芯片可以回收再利用,安全功能也可以整合到企業(yè)的生產(chǎn)過程中,這也意味著制造商可以保留所有有關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。DP Patterning 公司設(shè)備的一大特點(diǎn)是能夠在一條生產(chǎn)線上同時(shí)生產(chǎn)原型和大量產(chǎn)品。而如果采取傳統(tǒng)方式,交付周期會(huì)很漫長,還需要進(jìn)行數(shù)天的測試,因此難以實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。


集成式自動(dòng)化技術(shù)助力實(shí)現(xiàn)高速度和高精度

由于基材非常薄,需要移除的材料厚度僅在幾微米范圍內(nèi),DPP 工藝需要配備高性能的自動(dòng)化技術(shù),并將盡可能多的組件集成到一個(gè)連續(xù)系統(tǒng)中。這也是 DP Patterning 公司自成立以來一直選擇與倍福合作的原因所在。他們一開始僅在子系統(tǒng)中使用工業(yè) PC 與外部系統(tǒng)通信,自 2016 年起,他們采用全套倍福產(chǎn)品:AX5000 伺服驅(qū)動(dòng)器、HMI、I/O,現(xiàn)在還使用 TwinCAT Vision 軟件將圖像處理功能無縫集成到基于 PC 的控制系統(tǒng)中。由于功能完全集成到用戶界面中,操作人員現(xiàn)在可以直接通過 TwinCAT HMI 控制材料的移除。這樣不僅能夠讓操作更加簡便,而且還讓碾動(dòng)參數(shù)的配置更加簡單。


金屬箔層厚度比人的頭發(fā)還要薄 10 倍,在加工過程中需要極高的精度,調(diào)整范圍在 100 納米內(nèi)。“倍福產(chǎn)品的最大好處之一是讓我們能夠?qū)崿F(xiàn)快的驚人的工藝循環(huán)速度。”DP Patterning 公司的軟件工程師 Jakob Sagatowski 說道。“在對(duì)我們的設(shè)備與其他制造商提供的設(shè)備進(jìn)行對(duì)比時(shí),其結(jié)果令人印象深刻。我們的設(shè)備在全速運(yùn)行時(shí),可以在 1 毫秒內(nèi)碾動(dòng)出大約 0.5 毫米的圖案,相當(dāng)于 0.5 米/秒的輸送帶速度,明顯快于目前實(shí)際應(yīng)用中常見的速度。”


另一個(gè)重要要求是采集和存檔生產(chǎn)數(shù)據(jù)。“我們的技術(shù)在不斷發(fā)展,因此需要跟蹤數(shù)據(jù) — 越多越好。”Staffan Nordlinder 說道。在這種情況下,數(shù)據(jù)庫連接和大容量存儲(chǔ)是優(yōu)化生產(chǎn)線配置的一個(gè)重要的關(guān)鍵點(diǎn)。基于 PC 的控制技術(shù)對(duì)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)做出了很大貢獻(xiàn)。首先,DP Patternning 可以在工業(yè) PC 上無縫使用所有程序,這同時(shí)也簡化了系統(tǒng)配置工作。另一方面,也可以為客戶提供低成本的標(biāo)準(zhǔn)硬件解決方案。


通過集成人工智能提供潛能

現(xiàn)在,人工智能(AI)或機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)在所有需要分析大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用中始終是大家關(guān)注的要點(diǎn)。尤其是 DP Patterning 作為一家創(chuàng)新型企業(yè),目前一直在尋找下一個(gè)技術(shù)突破。Jakob Sagatowski 解釋道:“這可能涉及到集成人工智能,例如,使用 TwinCAT 機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)一步完善預(yù)測性維護(hù),提升生產(chǎn)效率。”同時(shí)還要考慮擴(kuò)大圖像處理的應(yīng)用范圍:DP Patterning 現(xiàn)在想要使用 TwinCAT Vision 和專用功能檢測和標(biāo)記中斷的導(dǎo)體路徑,以便在后續(xù)工作中自動(dòng)省略掉這些步驟。

標(biāo)簽: PC 控制,高速工業(yè)

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