圖片來源：Beckhoff

　　作者 | H?kan Brandt

　　通過基于PC的控制、EtherCAT和人工智能(AI)，為客戶提供靈活的導電圖案技術，以滿足高精度加工要求。

　　印刷電路板(PCB)大多是通過蝕刻來生產的。然而，一家瑞典公司開發了一種不同的方法，將工業以太網、伺服驅動器、人機界面(HMI)、輸入/輸出(I/O)、圖像處理，以及基于PC的軟件和控制器無縫集成。使用專利工藝，導電結構由柔性電路板在機械工藝中完成。準確而經濟地實現這一點，需要同等的精度和速度度量。基于PC的控制和EtherCAT，是實現這一目標的最佳控制技術。

　　DPPatterning公司由StaffanNordlinder于2006年在瑞典的Norrk?ping成立。自那以后，該公司一直在不斷研究和開發用于柔性電路板的制造技術，即Dry Phase Patterning(DPP)。創新階段始于2001年，當時Nordlinder在瑞典研究院(RISE)擔任科學家，這促成了密集的合作和持續的DPP技術研究。

　　DPP能夠在柔性材料上生產導電結構。實現原理很簡單，就像在一張紙上打孔或經典的壓花技術一樣。帶有最終結構負圖的旋轉模具，將載體材料壓在旋轉的銑輪上。載體材料涂覆有超薄導電頂層。銑床以機械方式去除上層。下部載體材料保持不變。這樣就在層壓板上實現導電圖案，然后以卷軸的形式提供柔性電路板。

　　該工藝適用于各種不同的載體材料，包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亞胺(PI)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。根據所需的厚度，鋁、銅或銅包鋁都適合用作頂層。DPP也可用于非電子和非導電應用。這些可包括塑料或紙裝飾物或功能性3D結構，例如用于整平電子部件的微流體通道或空腔。

　　該專利工藝為電子元件制造商帶來了立竿見影的好處。收益包括提高成本效率，縮短交付周期和環境友好性，無需化學品或有害物質的可持續生產。金屬屑也可以回收。更不用說信息安全方面——將其集成到公司的生產過程中意味著制造商保留了所有的知識產權。DPP機器的一個特點是：它們可以在一條生產線上，同時生產原型產品和批量產品。使用傳統方法時，較長的交貨時間和數天的測試將使這變得困難。

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　　集成式自動化技術實現高速度和高精度

　　由于基材非常薄，需要移除的材料厚度僅在幾微米范圍內，DPP工藝需要配備高性能自動化技術，并盡可能將更多的組件集成到一個連續系統中。因此，DP Patterning 公司一直與基于PC的自動化技術供應商合作。他們一開始僅在子系統中使用工業PC與外部系統通信。自2016年以來，該公司開始采用完全集成的技術：伺服驅動器、HMI、I/O和圖像處理，這些功能都集成到基于PC的控制中。利用集成的HMI軟件,運行人員現在可以通過用戶界面，直接控制材料的移除。這不僅提高了用戶友好程度，同時還使銑削參數更易于配置。

　　▲工程師們與 Beckhoff 的運動控制技術專家一起密切合作，為 DPPatterning 公司設計最佳的自動化系統。

　　箔上的金屬層比人的頭發絲還要薄約10倍，在加工過程中需要極高的精度，并且可以在100nm范圍內調整。DP Patterning公司的軟件工程師Jakob Sagatowski表示：“該自動化供應商產品的最大優點之一：是它能夠幫助我們實現快的驚人的工藝循環速度。當我們將其與其它控制制造商進行比較時，結果令人印象深刻。我們的機器在全速運行時，可以在1毫秒內碾動大約0.5毫米的圖案。這相當于0.5米/秒的皮帶速度，比目前實際應用中常見速度要快得多。”

　　生產數據的捕獲和歸檔是另一項關鍵要求。Nordlinder說：“我們的技術持續不斷的發展，因此需要跟蹤數據越多越好。”。

　　數據庫連接和大容量存儲，是優化生產線配置的重要關鍵因素。基于PC的控制對此貢獻很大。DP Patterning可以在一臺工業PC上無縫地使用所有程序，簡化系統配置。它還使客戶能夠投資于經濟高效的標準硬件解決方案。

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　　通過集成人工智能釋放潛能

　　每當需要分析大量數據時，人工智能(AI)或機器學習總是討論的重點。作為一家創新型企業，DP Patterning一直在尋找下一個技術突破。Sagatowski說：“這可能涉及AI的集成，例如，利用我們供應商的機器學習軟件進一步完善預測性維護和生產優化。”。

　　DP Patterning也在考慮圖像處理的擴展應用。使用集成視覺軟件和專用功能，他們現在希望檢測和標記中斷的導體路徑，以便可以在后續工作步驟中自動省略掉這些步驟。

　　關鍵概念：

　　■ 使用EtherCAT和基于PC的控制可以在柔性材料上生產導電結構。

　　■ 使用DPP技術運行人員可以利用集成HMI軟件，直接控制材料移除。

　　■ 集成AI有助于優化下一代機器視覺。

　　思考一下：

　　基于PC的控制如何幫助您改善運營?