Phytec und Nano Dimension 3D-Druck kommt in der Elektronikfertigung an

Bodo Huber, Phytec: »Wir werden künftig Prototypen 10- bis 15-mal schneller liefern als heute üblich. Derzeit fertigen wir Adapter-Platinen für Inhouse-Projekte. Bis wir in die reale Prototypenfertigng einsteigen können, ist noch einiges an Forschungsarbeit zu erledigen.«

Die Zeit, die für die Fertigung von Multilayer-Leiterplatten erforderlich ist, verkürzt ein neuer 3D-Drucker von Nano Dimension auf Stunden. Das könnte laut Phytec die Prototypenfertigung von Leiterplatten und Modulen revolutionieren.

Komplexe Multilayer-Leiterplatten, insbesondere wenn sie neben Vias auch Blind Vias enthalten, kosten in der Fertigung viel Zeit. Bis zu 18 Arbeitstage müssen sich die Anwender dann schon in Geduld fassen. Und das gilt für nur eine Iteration, meist sind aber mehrere Iterationen erforderlich. Umso mehr kommt es darauf an, so schnell wie möglich voll funktionsfähige Prototypen zur Verfügung stellen zu können. Hier galt bisher: Je schneller, desto mehr Geld mussten die Anwender bezahlen. Schneller als in 15 Arbeitstagen ging es bei komplexen Leiterplatten aber trotz allem nicht. Es konnte auch schon mal 50 Tage dauern.

Jetzt verspricht die israelische Firma Nano Dimension, diese Zeit auf 15 bis 18 Stunden reduzieren zu können. Weniger Design-Zyklen sind erforderlich, die Kosten sinken, und die Möglichkeit alternativer Designs lässt sich einfacher und schneller als bisher untersuchen. Dazu hat Nano Dimensions mit dem Dragonfly 2020 einen speziellen 3D-Drucker entwickelt, der auf die Anforderungen des Drucks von Leiterplatten ausgelegt ist. Er ist mit zwei Druckköpfen ausgestattet: Der erste trägt eine Schicht aus Kunststoff auf, der zweite druckt aus Leitsilber die Leiterbahnen. So lassen sich auch flexible Leiterplatten herstellen. Erstmals ist es jetzt möglich, Fine-Pitch-Strukturen und die erforderliche Oberflächengüte für Mulitlayer-Leiterplatten realisieren zu können.

Dass dies keine Zukunftsmusik mehr ist, steht für den Mainzer Embedded-Systems-Spezialisten Phytec bereits fest. Schon auf der embedded world 2017 hatte Phytec demonstriert, was mit den 3D-Druckern von Nano Dimension künftig möglich sein wird. Wie CTO Bodo Huber berichtet, hat das Unternehmen einen „Dragonfly 2020“ in Betrieb genommen und entwickelt die Technik jetzt zusammen mit Nano Dimension weiter: »Wir werden künftig Prototypen 10- bis 15-mal schneller liefern können als heute üblich.« Ganz so weit ist es noch nicht: »Derzeit fertigen wir Adapter-Platinen für Inhouse-Projekte. Bis wir in die reale Prototypenfertigng einsteigen können, ist noch einiges an Forschungsarbeit zu erledigen«, so Huber.

Die Reduzierung des Arbeitsaufwandes ist laut Huber enorm: In die Maschine müsse lediglich das Leiterplatten-Design und der Lagenaufbau eingegeben werden, dann genügt ein Knopfdruck, und der Dragonfly druckt die Leiterplatte über Nacht aus. Damit ließe sich laut Huber auch die Qualität des Hardware-Designs verbessern. Und vor allem: »Die Methoden für das Hardware-Design nähern sich nun dem an, was wir aus der Software-Entwicklung schon länger kennen.« Außerdem könnten künftig auch Kleinserien kostengünstig und schnell in den 3D-Druckern gefertigt werden.

Nano Dimension kooperiert auch mit anderen Firmen, um die 3D-Drucktechnik weiterzuentwickeln. Phytec ist einer von weltweit sechs Partnern, die sich auf unterschiedliche Entwicklungsschwerpunkte spezialisiert haben. So hat das Unternehmen gerade bekannt gegeben, zusammen mit der Harris Corp. zeigen zu wollen, dass sich der 3D-Druck auch für beidseitig bestückte Leiterplatten eignet, auf denen sich digitale, Leistungs- und HF-Funktionen befinden und die sich für die Luft- und Raumfahrt eignen. Auch hier verspricht die neue Technik Gewicht, Platz und Kosten zu sparen.

Nano Dimensions auf der productronica 2017: Halle B2, Stand 201