谷市场研究 l 华邦电子开发多层电路板3D打印制造方法

关于电子的3D打印,3D科学谷曾在《Insights l 3D打印电子结构件的三大挑战》一文中谈到,随着数字革命的发展,物联网与通信技术的发展,电子结构件领域的专家一直在寻找新方法,以改进那些较小,复杂且功能强大的电子器件的生产,例如RFID标签,传感器,显示器,智能卡等等。

根据3D科学谷的市场研究,台湾最大的自有产品IC公司华邦电子正在开发多层电路板3D打印制造方法,以期解决传统制造工艺中多层电路板之间线路连接的痛点

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block 将复杂简单化

根据3D科学谷的市场观察,为了实现高密度电路设计和高密度电路层间互连,有必要减少常规电路板上过孔所占空间。通常用于高密度互连(HDI)的层间互连技术的制造方法是使用激光钻孔和金属孔填充工艺来完成电路中间层的电连接。该方法工艺复杂,后处理污染高。

3d printed electronics white paper 9图:3D打印在电子行业的主要应用。来源:《3D打印与电子产品白皮书

通常,在B2it工艺中,由于用于制造凸块的导电膏具有高粘度和低触变指数(TI)的材料特性,因此仅在导电材料上进行一次印刷无法达到设计高度。需要重复印刷从而形成具有设计高度的导电凸块。然而,在将绝缘层压板刺穿到叠加的堆积过程中,导电凸点易于歪斜,这将导致印刷电路板(PCB)的导电连接不良,从而降低了成品率。

US010499512_1来源:US010499512

创立于1987年9月,并在中国大陆、中国香港、美国、日本和以色列等地均设有分公司和办事处的华邦电子,以专业的内存集成电路公司为定位,主要业务包含产品设计、技术研发、晶圆制造、以先进的半导体设计及生产技术,提供特殊规格的内存解决方案。

根据3D科学谷的市场研究,华邦电子通过3D打印开发了一种多层电路板,使用非金属材料(陶瓷材料)来预制凸块,从而获得更好的材料性能并防止凸块在挤压和穿孔过程中歪斜。

通过3D打印技术,将凸点通过类陶瓷材料进行打印,并将导电电路印刷在板上,从而制作出高密度的多层电路板。由于使用非金属材料来预制凸块,因此可以获得更好的材料性能,这种工艺不仅可以有效地减少材料消耗,而且可以提供一种更环保的方法来减少环境污染。

US010499512_2来源:US010499512

通过3D打印技术来打印陶瓷材料以制造绝缘凸块,并使用3D打印技术来打印导电电路(导电层),取代了常用的过孔技术或B2it技术中的金属凸块。

US010499512_3来源:US010499512

此外,使用3D打印可以一次性完成绝缘凸块的制造技术,而使用丝网印刷技术需要多次重复过程以完成绝缘凸块的制造。通过用陶瓷状材料代替导电金属来制作凸块,可以利用其材料特性来防止凸块在压制和穿孔过程中发生歪斜,从而确保多层的成品率和质量。

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来源:US010499512

总之,华邦电子将3D打印开发用来取代传统的蚀刻工艺,以完成该电路板的制造。不仅可以有效地减少多层基板的生产复杂性,还可以有效地减少基板的制造时间和成本。

本且由于将3D打印印用于多层电路板及其制造方法中,导电电路被3D打印在绝缘基板上。因此,可以根据使用要求很容易地改变电路布局,带来了产品设计迭代的灵活性。而不需要蚀刻工艺和电镀工艺,则开创了一种绿色环保的工艺方法,从而减少污水和废物的处理成本。

根据3D科学谷的市场观察,虽然目前尚未确定将3D打印开发用来取代传统的蚀刻工艺,以完成该多层电路板的制造之路离产业化还有多远,这其中还有很多挑战需要解决。根据3D科学谷的市场观察,电子结构件打印的数据处理难度几乎超出了想象,例如当你打印金属的时候,与打印绝缘材料(塑料)所需要的层厚是不同的,几乎打印十层金属的层厚才能达到打印一层塑料的层厚。如果让数据准确的”告诉“打印机区别不同材料的层厚,这本身就是一种挑战。

参考资料:US010499512

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