作者 | Håkan Brandt
通過基於PC的控制、EtherCAT和人工智慧（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，將工業乙太網、伺服驅動器、人機界面（HMI）、輸入/輸出（I/O）、圖像處理，以及基於PC的軟體和控制器無縫集成。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。基於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於2006年在瑞典的Norrköping成立。自那以後，該公司一直在不斷研究和開發用於柔性電路板的製造技術，即Dry Phase Patterning（DPP）。創新階段始於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。載體材料塗覆有超薄導電頂層。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，然後以捲軸的形式提供柔性電路板。
該工藝適用於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）、聚醯亞胺（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也可用於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，例如用於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製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製造商保留了所有的智慧財產權。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。
01
集成式自動化技術實現高速度和高精度
由於基材非常薄，需要移除的材料厚度僅在幾微米範圍內，DPP工藝需要配備高性能自動化技術，並儘可能將更多的組件集成到一個連續系統中。因此，DP Patterning 公司一直與基於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，該公司開始採用完全集成的技術：伺服驅動器、HMI、I/O和圖像處理，這些功能都集成到基於PC的控制中。利用集成的HMI軟體,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於配置。
▲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髮絲還要薄約10倍，在加工過程中需要極高的精度，並且可以在100nm範圍內調整。DP Patterning公司的軟體工程師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製造商進行比較時，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。這相當於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。」。
資料庫連接和大容量存儲，是優化生產線配置的重要關鍵因素。基於PC的控制對此貢獻很大。DP Patterning可以在一台工業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於經濟高效的標準硬體解決方案。
02
通過集成人工智慧釋放潛能
每當需要分析大量數據時，人工智慧（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體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。使用集成視覺軟體和專用功能，他們現在希望檢測和標記中斷的導體路徑，以便可以在後續工作步驟中自動省略掉這些步驟。
關鍵概念：
■ 使用EtherCAT和基於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軟體，直接控制材料移除。
■ 集成AI有助於優化下一代機器視覺。
思考一下：
基於PC的控制如何幫助您改善運營？