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Une imprimante 3D dédiée à la réalisation rapide de circuits imprimés

Rédigé par  vendredi, 19 mai 2017 12:56
Une imprimante 3D dédiée à la réalisation rapide de circuits imprimés Nano Dimension

La PME israélienne Nano Dimension a présenté la Dragon Fly 2020, hier 18 mai, lors d’un évènement organisé par le Snese. Cette imprimante permet la fabrication d’un circuit imprimé en 24 heures alors que la fabrication d’un prototype requiert habituellement des semaines. Cette machine réalise le circuit imprimé à partir du fichier Gerber.

Hier 18 mai, le Snese – syndicat français de la sous-traitance en électronique - a organisé un évènement centré sur le circuit imprimé qui a regroupé deux présentations de spécialistes.
Christian Val, le fondateur de 3D Plus, a présenté douze propositions d’innovations dont l’application permettrait de redynamiser le circuit imprimé français.
Et, Robert Even, Materials Manager de la PME israélienne Nano Dimension, a présenté la Dragon Fly 2020, une imprimante 3D dédiée à la fabrication des circuits imprimés.

Aujourd’hui en Bêta-test auprès de 13 clients mondiaux - dont des grands groupes leaders dans les domaines de l’aérospatial et défense et de l’électronique grand public, et des PME du médical et de l’IoT -, cet équipement sera commercialisé au cours du 2ème semestre 2017 au prix de 200K€.
La Dragon Fly permet de fabriquer des circuits imprimés multicouches (jusqu’à 12 aujourd’hui) de largeur de piste et d’interpiste minimale 90µm (aujourd’hui), et de dimensions maximales (20x20cm) à partir d’une encre conductrice à base d’argent et d’une encre diélectrique équivalente à du FR4.

Dans la pratique, les encres sont déposées par couches élémentaires successives (il faut des milliers de couches élémentaires pour réaliser un circuit imprimé).
Pour la fabrication, la Dragon Fly part des fichiers Gerber classiques de description du circuit imprimé.
A noter que cette fabrication additive simplifie la réalisation des vias : «il suffit, au niveau du via, de remplacer l’encre diélectrique par l’encre conductrice», remarque M. Even.

Obtenir un prototype de circuit imprimé en 24 heures

La Dragon Fly 2020 cible le marché des prototypes, « quand le concepteur a besoin très rapidement d’une maquette fonctionnelle pour tester son idée », annonce Robert Even.
C’est la rapidité de mise au point du prototype qui constitue l’atout majeur de cette machine : « elle permet au designer d’obtenir un prototype en 24 heures, là où le fait de passer par un fabricant externe oblige à des délais de l’ordre de plusieurs semaines », souligne le Materials Manager.

En outre, le concepteur conserve les fichiers de description chez lui, ce qui élimine d’éventuels problèmes de vol de propriété intellectuelle (les deux-tiers des sociétés faisant appel à des sociétés de services s’inquiéteraient de ce problème de propriété intellectuelle, selon une enquête menée par Nano Dimension).

Enfin, cette machine affranchit de certaines contraintes propres à la production traditionnelle de circuits imprimés et permet, de ce fait, la réalisation de géométries plus complexes (exemple : une spirale conductrice au sein d’un matériau diélectrique).

Au plan des coûts des matériaux, Nano Dimension annonce, pour un circuit imprimé de dimensions 10x10cm, un coût par couche compris entre 20 et 40 euros. Soit, pour un 10 couches de ces dimensions, un prix dans la fourchette 200 – 400 euros.

18 brevets

Pour la machine Dragon Fly 2020, Nano Dimension a déposé 18 brevets (sur les encres et le logiciel). L’encre conductrice utilisée est à base d’argent. Dans la pratique, l’encre est déposée via jet d’encre à la surface du circuit imprimé en formation.
Le liquide s’évapore et ne demeurent alors que les nano-particules d’argent qui, via un procédé d’élévation locale de température, fusionnent.
Quant à l’encre diélectrique, c’est un monomère, de mêmes propriétés que le FR4, qui polymérise aux ultraviolets.

Outre la mise au point de ces encres, « la grande innovation de Nano Dimension est de réaliser via une même machine, le dépôt d’encre conductrice et le dépôt d’encre diélectrique », souligne Robert Even.
Actuellement, les recherches de Nano Dimension portent sur l’amélioration de la tenue au brasage des encres (la tenue à la refusion est encore problématique) ainsi que sur la mise au point de nouvelles encres diélectriques à propriétés spécifiques (diélectrique flexible, diélectrique à faible perte électrique…).

La PME travaille aussi à la minimisation des largeurs de piste (90µm actuellement et 30 à 40µm visés), à l’augmentation du nombre de couches des multicouches (qui est liée à une amélioration de la précision des empilements de couches) et à la réalisation d’une machine à nombreuses têtes à jet d’encre en vue de la fabrication de petites séries de circuits imprimés.

Comme pour beaucoup de nouveautés, il y a aussi des limitations. La plus contraignante : le fait qu’il ne puisse pas y avoir continuité entre le circuit imprimé du prototype (fabriqué selon une technologie additive, via la Dragon Fly donc) et le circuit imprimé classique utilisé dans les séries (fabriqué selon la méthode soustractive traditionnelle).
Ayant vu le jour en 2012, Nano Dimension est une entreprise de 100 personnes qui est côté, depuis 2016, au Nasdaq.

 


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