About / Advertise
Den är nästan lika snabb som en screentryckare, kräver inga speciella lodpastor och har betydligt bättre upplösning än Mycronics jettryckare. Dessutom kan den deponera alla typer av flytande material. Den laserbaserade 3D-skrivaren io300 från brittisk-israeliska Iotech ska komma i produktion nästa år.
– Det är en fysisk process som uppfanns för ungefär 30 år sedan men ingen har lyckats utveckla en 3D-printer av det förrän nu, säger Hervé Javice, vd för Iotech och fortsätter:
– Jag träffade Michael Zenou för sex år sedan och övertygade honom om att ta fram en maskin som kunde deponera allt som är flytande.
Michael Zenou är teknikchef och den som utvecklat Clad, Continuous Laser Assisted Deposition, till en kommersiell produkt.
Clad baseras på energirika laserpulser som i snabb takt slår loss små droppar av det material som ska deponeras. Rent praktiskt sker det genom att materialet, som måste vara i flytande form och kan vara lodpasta, kopparpasta, silverpasta, epoxi, lödmask, färg eller något annat breds ut på en plastfilm i vad som liknar en rulle-till-rullprocess. Filmen vänds upp-och-ned så att lasern kan skjuta igenom den och frigöra droppar som landar på substratet som befinner sig rakt under.
Lasern skannar i sidled medan substratet som vanligtvis består av plast, metall eller glas förflyttas framåt för att dropparna ska nå hela ytan.
Prototypmaskinen som visades upp på produktionsmässan Productronica i München kan hantera substrat upp till 10x10 cm och har plats för två ämnen, men under nästa år kommer en kommersiell modell som kan skjuta fem ämnen. Därmed blir det möjligt att skapa mönsterkort med flera lager utan att behöva rengöra och ladda om maskinen.
Beroende på egenskaperna hos materialet som ska deponeras blir storleken på droppen mellan 20 µm och 500 µm.
– Du behöver inte modifiera materialet även om det har hög viskositet. Vi behöver bara några timmar för att justera maskinen beroende på hur stora droppar och vilken noggrannhet du vill ha.
Exempelvis kräver epoxi så mycket energi att bäraren påverkas, det blir en liten deformation. Är effekten lägre går det att köra bärarmaterialet fram och tillbaka vilket gör att större delen av materialet hamnar på substratet.
– För lodpasta kanske det blir 10 till 15 procent spill, säger Michael Zenou.
Även i screentryckare och dispenseringslöningar blir det spill av samma storleksordning eller mer.
– Ingen når vår hastighet. Vi skulle kunna ersätta fem till tio MY700 [Mycronics jettryckare] och få samma produktivitet men med bättre noggrannhet. Dessutom behöver de lodpasta av typ sju medan vi använder billigare lodpasta av typ fyra. Trots det kan vi skjuta ner till 120 µm medan de når 180 till 200 µm. Har vi en bättre lodpasta kan vi gå ändå längre ned mot 50 µm, säger Hervé Javice och fortsätter:
– Dispensering gör de med 50 000 droppar per timme, vi har 2000 per sekund. Det är 7 miljoner per timme. Vi har samma hastighet som en screentryckare.
Den kan därmed hålla ungefär samma takt som övriga maskiner i en ytmonteringslina. Maskinen passar särskilt bra för prototypserier och för produktion i korta serier eftersom man slipper stencilen som behövs i screentryckaren. Den kan också användas som komplement till screentryckaren för att lägga på mer lodpasta där stencilen missat.
Men maskinen kan också användas för att skapa mindre serier av kompletta mönsterkort inklusive lodpasta och lödmask i och med att den kan deponera flera material. Dessutom kan lasern användas för att avverka material och för att sintra det material som deponerats så att exempelvis en kopparpasta omvandlas till ett ledande skikt innan nästa steg tar vid. Lagren är dock tunna, runt 10 µm.
I jämförelse med etsprocesser där man skapar mönstret genom att ta bort material från ett homogent lager blir ledningsförmågan sämre, den ligger runt 30 procent av homogent koppar.
Å andra sidan behövs bara en enda maskin för all steg där en etsprocess har många plus att den är snabbare.
– Som ett ungt företag gäller det att inte hoppa för högt. Vi startar med enkla tillämpningar som bara behöver delar av funktionen, säger Hervé Zenou.
