1 из 27

О проекте

Использование высокотемпературных пластиков и их структурированная металлизация открывают новые возможности дизайна проводящих схем в электронной промышленности: трехмерные системы на пластиках (3D-MID). Трехмерные системы на пластиках состоят из литых термопластиковых оснований с интегрированной системой соединений. Изделия на пластиках позволяют упростить конструкцию, сократить количество сборочных единиц и вес изделий, повысить их надежность. Они обеспечивают огромный технический и экономический потенциал и являются более экологичными по сравнению с обычными печатными платами, однако, они их не заменяет, а скорее дополняют.

Ключевыми для 3D-MID-технологии являются рынки автомобильной электроники и телекоммуникаций. Помимо них, 3D-MID также подходят для компьютеров, бытовой техники и медицинских технологий. Годовой темп роста рынка в настоящее время составляет около 20%. На этом сайте мы хотели бы представить технологию для потенциальных пользователей и обеспечить простой способ ее понимания.

О проекте

Статьи

  • 3D-MID:Области применения и технологии производства

    3D-MID:Области применения и технологии производства
    В 80-х годах прошлого века 3D литые монтажные основания (3D molded interconnect devices, 3D-MID) были провозглашены прорывом в электронике, даже высказывались ожидания, что они заменят печатные платы. Но тогда прорыва не произошло, что во многом объяснялось несовершенством технологии и материалов. Однако в настоящее время новые процессы производства 3D-MID, ускоряющие, упрощающие и удешевляющие выход на рынок, «перезагрузили» перспективы 3D-MID. Тому, где применяются и как производятся 3D литые монтажные основания, посвящена данная статья.
  • Новые возможности прототипирования изделий с использованием 3D-MID технологии

    Новые возможности прототипирования изделий с использованием 3D-MID технологии
    Этой статьей мы открываем серию материалов, посвящённых технологии изготовления трехмерных схем на пластиках (3D-MID)– относительного «нового» направления производства электроники, при этом находящегося в тренде последних технологических новшеств, значительно изменяющих границы использования традиционных решений и открывающих возможности для конструкторов и дающих новые или расширяющих старые потребительские свойства электронных приборов.

    Этой статьей мы открываем серию материалов, посвящённых технологии изготовления трехмерных схем на пластиках (3D-MID)– относительного «нового» направления производства электроники, при этом находящегося в тренде последних технологических новшеств, значительно изменяющих границы использования традиционных решений и открывающих возможности для конструкторов и дающих новые или расширяющих старые потребительские свойства электронных приборов.

    ?

    Рис.1 Образцы трехмерных систем (СВЧ антенна, RFID метка, крышка защиты от считывания клавиатуры ввода pin-кода)

    3D-MID

    Тенденцию, которую мы наблюдаем доминирующей в течение многих лет для электронных и мехатронных изделий – изделия должны становиться меньше по размеру и одновременно совмещать в себе несколько функций. Кроме того, в целях сохранения собственных позиций на рынке, производители в секторе коммуникационных технологий находятся под постоянным давлением запуска новых продуктов во все более и более короткие промежутки времени при необходимости как-то выделится от конкурентов. Такие технологии как 3D-MID (трехмерные схемы на пластиках) позволяет создавать новые продукты с новой, до сих пор не реализованной функциональностью. В частности, технология прямого лазерного структурирования (LDS) позволяет реализовать надежный, эффективный и производительный способ прототипирования и производства изделий с высокой экономической эффективностью.

    Трехмерность позволяет в некоторых случаях значительно упрощать конструкцию изделия самой физической геометрией основания конструкции и создавать рабочие поверхности строго ориентированные между собой. Как пример, на рис.2 представлены два варианта реализации трёхосевого датчика перемещения – традиционного, на основе печатных плат и новой, реализованной по технологии 3D-MID. Помимо значительного сокращения линейных размеров устройства удалось упростить сборку изделия как такового. Для устройств данного типа очень важно взаимное пространственное расположение датчиков и это отдельная процедура сборки. Для новой технологии сама форма основания устройства задает положение сенсоров, тем самым сокращая и упрощая процедуру сборки и настройки прибора.

    Рис. 2 Трехосевой датчик перемещения (было/ стало).

    Основным применением этой технологии является производство антенн для смартфонов и телекоммуникационных устройств. В последнее время наблюдается рост производства антенн для планшетов и ноутбуков. А в ближайшее время ожидает в производстве автомобильной и медицинской техники.

    Рис.3 Сегментирование рынка 3D-MID компонентов в мире на текущий момент (конец 2012 года).

    Для телекома технология позволяет свести к минимуму зависимость от размеров и положения антенны, интегрировав ее непосредственно на корпус телефона, при этом, исключая этап ее сборки. Помимо этого, мы можем реализовать несколько антенн на одном носителе для разных диапазонов или применений (GSM 900/1800, GPS /ГЛОНАСС и Wi-Fi) одновременно. Свобода работы с пластиковым носителем позволяет разместить эти антенны на периферии корпуса или ее средней части на любой из сторон (внутренней или внешней) в зависимости от предполагаемых частотных характеристик или учета положения механических элементов устройства.

    Гибкость и свобода дизайна, которая в полной мере реализуется на базе этой технологии, позволяет легко «настроить» эти антенны во время проектирования изделия или в процессе производства. Все характеристики, такие как линейные размеры, положение, геометрия, частотные характеристики, диаграмма направленности и т.д. могут быть легко изменены в процессе опытного производства, что способствует значительному сокращению сроков перехода от прототипа до реального действующего образца. Около 40% высокотехнологичных смартфонов, присутствующих на мировом рынке содержат по крайней мере один 3D-MID компонент. Рис.3 демонстрирует текущую сегментацию рынков устройств, содержащих в себе трехмерные компоненты.

    Прямое лазерное структурирование

    Технология трехмерных схем на пластиках позволяют интегрировать электронные схемы и электронные компоненты непосредственно на трехмерные детали из пластмассы. Мы можем легко установить микросхемы и дискретные элементы на корпус, разместить антенны и подключить их непосредственно к платам внутри корпуса. Это позволяет значительно сокращать необходимое для устройства пространство, сохраняя (как минимум), а то и наращивая их функциональность. Интеграция функций так же уменьшает общее количество необходимых компонентов устройства, устраняет целый ряд технологических операций и сокращая общие затраты. При этом мы получаем компоненты и изделия высшего качества с повторяемыми характеристиками.

    Одним из реализуемых способов производства 3D-MID компонентов является прямое лазерное структурирование (LDS технология) разработанная и запатентованная компанией LPKF. Технология обеспечивает как технические, так и экономические преимущества интеграции компонентов и схем непосредственно на поверхностях пластиковых деталей. Технология использует термопластичный полимер, легируемый металл-полимерной добавкой для последующей лазерной активации поверхности. Суть процесса активации заключается в гравировке поверхности пластика лазерным лучом с точным соблюдением геометрических размеров дорожки с одновременным созданием шероховатой поверхности.

    В результате гравировки на поверхности пластика остаются металлические частицы, которые становятся центрами кристаллизации для дальнейших процессов осаждения металлов. Таким образом, лазерный луч формирует рисунок необходимой структуры проводников на компоненте для дальнейших химических процессов. Традиционно химически осаждаются слои меди, никеля и золота.

    Материалы

    Что касается материалов, главным условием является включение оксида металла равномерно по всему объему пластика с достаточной для лазерной активации концентрацией. Большинство из мировых производителей пластмасс имеют предложения легированных металлом термопластиков. В России производители пока не знакомы с данной технологией и не способны предложить необходимый материал. Но в будущем этот разрыв будет ликвидирован, когда они почувствуют запросы с внутреннего рынка, которые они не способны удовлетворить.

    Спектр доступных и применяемых полимеров достаточно широк – от аморфных до частично кристаллических полимеров, обладающих стабильностью геометрии изделий от нормальных условий до высоких температур. Таким образом, всегда имеется возможность подобрать материал исходя из требуемых условий сборки и эксплуатации изделий с широким диапазоном температур, включая материалы, позволяющие применять бессвинцовые методы сборки электроники.

    В прошлом используемые пластики были черного цвета, потому что легирующие добавки были изначально черными, но в последнее время ситуация изменилась благодаря усилиям компаний SABIC и Mitsubishi которые стали предлагать LDS материалы, которые могут быть адаптированы практически к любым требованиям клиента с использованием цветовых пигментов.

    На рис.4 продемонстрирован цветовой ряд доступных LDS материалов.

    Рис.4 Доступные цвета пластиков для LDS процесса от компании Mitsubishi Engineering Plastic.

    Прототипирование

    Между макетированием и серийным производством есть несколько этапов создания прототипов. Изначально создание прототипов для единичного или мелкосерийного производства было либо не возможно, либо дорого. В современных условиях мы имеем возможность создавать детали слой за слоем непосредственно из CAD-данных без использования инструментов формирования. Современные 3D-принтеры, используемые для прототипирования, базируются на следующих технологиях формирования детали – моделирование с помощью осаждения из расплава, селективного лазерного спекания и стереолитографии. Диапазон используемых пластиков для различных технологических процессов расширяется. Таким образом, разработчики получили возможность создавать MID прототипы, характеристики которых можно многократно оптимизировать для достижения наилучших характеристик устройств.

    Для дальнейшей работы с макетом детали применяется специальная краска, которая используется для покрытия пластикового прототипа. Краска включает в себя активируемые лазером добавки и позволяет реализовать дальнейших технологический процесс на практически любом пластике. В настоящее время для прототипирования используется двустадийная окраска, состоящая из грунтовки и отвердителя, но в ближайшем будущем будет реализована однокомпонентная краска, распыляемая из обычного балончика. Сейчас этот процесс проходит последние испытания.

    Для окраски используют пустую заготовку и наносят на нее слой краски толщиной от 30 до 40 микрон. На практике для достижения нужной толщины слоя необходимо использовать двух-/трех кратное нанесение покрытия для получения необходимого активируемого слоя. Этот слой позволяет целиком и полностью имитировать дальнейшие операции с заготовкой в соответствии с технологией прямого лазерного структурирования (LDS). Прочность адгезии проводников к основанию после металлизации практически такой же как и у обычного LDS пластика. После высыхания поверхности заготовки осуществляется гравировка проводников на поверхности детали и химическое осаждение металлов. На рис.5 продемонстрированы все шаги изготовления прототипа с результатами каждой операции. По завершении всех технологических операций мы получаем рисунок проводников с сохранением и обеспечением точности линейных размеров всех проводников для проведения дальнейшей сборки и испытаний изделия.

     

     

     

     

    a. 3D «печать» детали основания.

    б. Окрашивание основания модифицированной краской.

    в. Лазерная гравировка рисунка антенн на поверхности основания.

    Г. Готовый прототип антенны мобильного телефона.

    Рис.5 Пример прототипирования антенны мобильного телефона по технологии LDS.

    Изготовленный прототип полностью закрывает разрыв между конструированием и серийным изготовлением изделия наиболее эффективным и наглядным способом. Прототипирование становится таким же легким, быстрым и экономичным процессом, как для мелкосерийного, так и серийного производства.

    Использование узлов и деталей для современной электроники на базе 3D-MID технологии способствует сокращению массогабаритных характеристик оборудования и упрощению его конструкции. Пока рано говорить о приходе этой технологии во все области электроники, но опыт наших зарубежных коллег показывает, что уже произошёл потенциальный технологический прорыв в этой области и с каждым днем все больше деталей и компонентов начинают переходить на эти процессы. И в связи с тем, что и на западе это технология молода – мы имеем все шансы использовать ее возможности на ровне с остальным миром, а не быть в роли догоняющих.

Новости

  • 06 Сентября 2016 г.

    26 октября Группа компаний Остек проведет в Москве X Международный симпозиум Асолд 2016 «Аддитивные технологии. Чем удивить искушенного промышленника?»

    26 октября в Москве пройдет X Международный симпозиум Асолд

    26 октября Группа компаний Остек проведет в Москве X Международный симпозиум Асолд 2016 «Аддитивные технологии. Чем удивить искушенного промышленника?»

    Среди приоритетов технологического развития все большее значение приобретают новые перспективные технологии, в основе которых лежат применение новых материалов, информационных технологий и глубокая автоматизация производственных процессов. Одним из наиболее динамично развивающихся направлений «цифрового» производства сегодня являются аддитивные технологии, до недавнего времени традиционно применяемые в таких передовых отраслях, как автомобильная, авиационная, аэрокосмическая, а также в приборостроении и медицине. Сегодня, в эпоху инновационного развития, технологии аддитивного производства осваивают все больше направлений. По словам ведущих экспертов, это один из важнейших элементов развития промышленности, который несет в себе огромные перспективы для экономики.

    На мероприятии будут рассматриваться такие актуальные и интересные темы, как:

    • Аддитивные технологии в литейном производстве: преимущества и возможности
    • Трехмерная печать металлами: технологии, особенности, применения.
    • Технологии 3D-печати пластиком и их применение в промышленности.
    • Керамическая 3D-печать для НИОКР и производства.
    • Опыт контрактного аддитивного производства в НИИИТ
    • 3D-сканирование и компьютерная томография как уникальные методы контроля изделий, произведенных с помощью аддитивных технологий.

    Симпозиум Асолд является событием, открывающим возможности для взаимовыгодного сотрудничества университетов и институтов, научно-исследовательских обществ, организаций по стандартизации и отечественных производственных предприятий радиоэлектронной промышленности, нацеленных на освоение новых передовых технологий и выведение своей продукции на международный уровень.

    Участие в симпозиуме бесплатное, но не более двух участников от предприятия.

    Дата проведения: 26 октября, начало регистрации в 8.30 ч.

    Место проведения: выставочный центр «ИнфоПространство», Москва, 1-й Зачатьевский переулок, дом 4 (м. «Кропоткинская», м. «Парк Культуры»).

    Регистрируйтесь на мероприятие любым удобным для вас способом:

    • на сайте: www.asold.ru;
    • по телефону: (495) 788-44-44;
    • по факсу: (495) 788-44-42*.

    *При регистрации по электронной почте и факсу указывайте: название мероприятия, наименование предприятия, Ф.И.О., должность и телефон.

    Заявки на участие принимаются до 21 октября 2016 года.

    Программа

    Время

    Мин.

    Тема

    Докладчик

    08:30-09:00

    30

    Регистрация участников симпозиума (приветственный кофе)

    09:00-09:15

    15

    Вступительное слово

    Большаков Антон,

    ГК Остек

    09:15-09:55

    40

    Технологии 3D-печати пластиком и их применение в промышленности

    Prodways

    09:55-10:35

    40

    Керамическая 3D-печать в R&D (Prodways)

    Prodways

    10:35-11:10

    35

    Быть или не быть напечатанной трехмерной электронике?

    Волков Игорь,

    НИИИТ

    11:10-11:30

    20

    Кофе-брейк

    11:30-12:10

    40

    Аддитивные технологии в литейном производстве

    voxeljet AG

    12:10-12:50

    40

    Опыт контрактного аддитивного производства

    Башкирова Александра,

    НИИИТ

    12:50-13:50

    60

    Обед

    13:50-14:30

    40

    Трехмерная печать металлами: технологии, особенности, применения

    Renishaw

    14:30-15:10

    40

    Отечественный опыт применения АТ в двигателестроении

    Авиадвигатель

    15:10-15:30

    20

    Кофе-брейк

    15:30-16:05

    35

    Термопластиковая 3D печать — от рабочего стола к мелкосерийному производству деталей

    Гринхофс Янис,

    Mass Portal

    16:05-16:45

    40

    3D-сканирование и КТ как методы контроля изделий, произведенных с помощью АТ

    Косушкин Павел,

    Остек-СМТ

    16:45-17:10

    25

    Подведение итогов (свободное общение)

    За обновлениями программы и новостями следите на сайте Международного симпозиума Асолд 2016 — www.asold.ru

     

  • 10 Июня 2016 г.

    Группа компаний Остек приглашает вас посетить стенд С 02 на 11-й Международной выставке дизайна и проектирования изделий, производства и эксплуатации форм, пресс-форм, штампов, 3D-оборудования и технологий РОСМОЛД. Выставка будет проходить с 15 по 17 июня в МВЦ «КРОКУС ЭКСПО», павильон 2, Зал 6.

    Группа компаний Остек приглашает на выставку РОСМОЛД

    Группа компаний Остек приглашает вас посетить стенд С 02 на 11-й Международной выставке дизайна и проектирования изделий, производства и эксплуатации форм, пресс-форм, штампов, 3D-оборудования и технологий РОСМОЛД. Выставка будет проходить с 15 по 17 июня в МВЦ «КРОКУС ЭКСПО», павильон 2, Зал 6.

    ООО «НИИИТ» представит решения по созданию оснастки, мастер-моделей, прототипов, а также конечных изделий при помощи 3D-печати. Специалисты НИИИТ продемонстрируют печать моделей из выжигаемого пластика и отливки из металла по ним, напечатанные из пластика матер-модели для снятия силиконовой формы, образцы разъёмных песчаных форм для получения отливок из металла, а также примеры 3D-печати из металла, керамики и различных пластиков.

    Заполните регистрационную анкету и получите бесплатный входной билет на выставку.

    Часы работы выставки:
    15-16 июня с 10:00 до 18:00

    17 июня с 10:00 до 16:00

    Адрес МВЦ «Крокус Экспо»:
    Московская обл., г. Красногорск, 65-66 км МКАД, торгово-выставочный комплекс «Крокус Сити», МВЦ «Крокус Экспо».

    Станция метро «Мякинино» (выходы к павильонам выставочного центра)
    или «Тушинская» — автобусы №№ 631, 640, маршрутные такси №№ 450, 631 до остановки «Улица Исаковского».
    или «Щукинская» — автобус № 687 до остановки «Департамент труда и занятости», автобус № 640 до остановки «Улица Исаковского».
    На автомобиле: Пересечение МКАД (внешняя сторона, 66 км) и Волоколамского шоссе.

    До встречи на нашем стенде!

     

  • 01 Июня 2016 г.

    VX4000 – один из крупнейших в мире серийных 3D-принтеров

    VX4000 – один из крупнейших в мире серийных 3D-принтеров

    Компания Voxeljet AG представила крупнейшую в мире промышленную систему 3D-печати VX4000, увеличив свое присутствие на растущем аддитивном рынке США. Главным пользователем VX4000 станет литейная промышленность. В частности, с помощью нового 3D-принтера будут производиться запасные части и детали для автомобильной промышленности и специального машиностроения. VX4000 могут использоваться для производства больших роторов и турбин. Процесс потребует меньше времени и обойдется дешевле, чем традиционные методы.

    Ни одна другая система 3D-печати песчаных литейных форм не предлагает сегодня такие производительность и зону построения как VX4000. Область построения 4×2 х 1 м (Д х Ш х В) примерно соответствует размеру автомобиля VW Golf, а производительность доходит до 123 л/ч.

    Дэвид Тейт, управляющий директор Voxeljet Америки, прокомментировал расширенные возможности VX4000: «Рынок литых деталей в США всегда сосредоточен на размере. С VX4000 мы не только производим самые большие в мире напечатанные песчаные формы высокой сложности, но можем также комбинировать их с серийным производством небольших форм. Полученная гибкость обеспечивает высокую производительность и экономически эффективное производство».

    Кроме того, система печатает боковые стенки зоны построения, а это означает, что её размер можно регулировать по мере необходимости. Ни одна другая сопоставимая система не способна регулировать эффективность своей работы таким образом.

    Еще одна особенность — метод создания слоёв, была специально адаптирована для этого принтера. Не платформа рабочей зоны снижается в процессе печати, а печатающая головка поднимается с каждым слоем. Машина, таким образом, легко выдерживает огромный вес заполненной области построения. Напечатанный объект может быть быстро заменен с помощью рельсов, что даёт возможность практически непрерывного производства.

    Формы создаются с помощью последовательного нанесения слоёв кварцевого песка заданной толщины, которые склеиваются связующим веществом в местах, соответствующих сечению модели. После завершения процесса печати форму нужно только очистить от не склеенного песка. Песчаные формы для литья металлов с практически любой геометрией создаются непосредственно из данных САПР с высокой точностью и детализацией.

    Официальный представитель Voxeljet в России — Группа компаний Остек.

     

  • 29 Апреля 2016 г.

    На ежегодной выставке «Металлообработка» ООО «НИИИТ» представит актуальные технологии аддитивного производства для литейных процессов и металлообработки. На стенде компании будут представлены следующие новинки:

    Решения от компании НИИИТ на выставке «Металлобработка-2016»

    На ежегодной выставке «Металлообработка» ООО «НИИИТ» представит актуальные технологии аддитивного производства для литейных процессов и металлообработки. На стенде компании будут представлены следующие новинки:

    • Высокоточное литье с использованием литейных моделей, произведенных аддитивным способом на 3D-принтере Voxeljet VX500 из материала ПММА
    • Трехмерная печать песчаных форм для литья легких сплавов и цветных металлов
    • Инновационная технология трёхмерной печати жаропрочных керамических изделий
    • Высокопроизводительная система трехмерной печати Prodways L5000, производящая высокоточные изделия из пластика.

    Кроме того, будет представлено направление услуг трёхмерной печати выжигаемых моделей и литья, недавно открытое в ООО «НИИИТ». Специалисты направления расскажут о возможностях аддитивного производства изделий из пластика, металла и керамики.

    До встречи с 23 по 27 мая, в ЦВК «Экспоцентр» на стенде Группы компаний Остек!

    Время работы выставки:

    23 — 26 мая: с 10.00 до18.00

    27 мая: с 10.00 до 16.00

    Как добраться до ЦВК «Экспоцентр»: Москва, Краснопресненская наб., 14
    Станция метро "Выставочная«,Станция метро «Деловой центр»
    (50 м от Западного входа ЦВК «Экспоцентр»)

    Для получения электронного билета заполните форму на сайте.

Контакты

 

 

Центральный офис
в Москве

121467, Россия, Москва, 
улица Кулакова, дом 20
Телефон: (495) 788-44-44 (многоканальный)
Факс: (495) 788-44-42

Эл. почта: mid@ostec-group.ru 

форма обратной связи

отправить