Российский принтер научили печатать электронику и искать брак прямо на ходу
- Ученые ТУСУРа модернизировали принтер, наносящий высоковязкие проводящие пасты для плат и схем напрямую на подложку без трафаретов.
- Первый макет испытали на производстве в 2024 году, а сейчас принтер оснащают бесконтактным измерением расстояния до сопла при толщине пленки 30 мкм.
- В устройство добавили видеокамеру и машинное зрение для выявления дефектов прямо в процессе печати по непрерывному видеопотоку.
Почему это важно: Отказ от физических трафаретов в пользу изменения цифровой модели может сократить время и стоимость разработки новых электронных устройств.
Ученые Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) представили модернизированный принтер для производства прототипов печатных плат и многослойных интегральных схем. Устройство умеет наносить высоковязкие проводящие пасты непосредственно на подложку, поэтому для формирования рисунка не нужны традиционные сетчатые или металлические трафареты. Над проектом работает лаборатория печатной электроники «Аддитив» ТУСУРа совместно с промышленным партнером.
Изображение сгенерировано GeminiПервый макет принтера прошел опытную эксплуатацию еще в 2024 году на реальном производственном участке. После испытаний разработчики собрали отзывы сотрудников предприятия и занялись модернизацией устройства. Основное внимание уделили точности позиционирования и удобству работы с принтером.
Особенно сложной задачей стала многослойная печать. При нанесении нового слоя сопло должно учитывать даже небольшие изменения высоты поверхности уже сформированного слоя на керамической подложке. При толщине напечатанной пленки около 30 мкм перепад высоты всего в 10–15 мкм уже может привести к проблемам.
Для повышения точности разработчики создают бесконтактную систему измерения расстояния между соплом дозатора и поверхностью подложки. Часть решений для этой системы позаимствована из другого проекта ТУСУРа — геномного принтера, где также требуется очень точное позиционирование.
Еще одним направлением модернизации стало машинное зрение. В принтер добавили видеокамеру, которая контролирует качество нанесенного материала. В перспективе система должна обнаруживать дефекты непосредственно во время печати, а не после завершения работы.
Разработчики уже испытали алгоритм распознавания дефектов на отдельных статичных изображениях. Теперь его необходимо адаптировать для непрерывного видеопотока. Для этого придется доработать как программное обеспечение, так и конструкцию дозатора.
Прямая печать без трафаретов особенно полезна при создании прототипов и мелкосерийном производстве электроники. Если рисунок платы меняется, новый физический трафарет изготавливать не требуется — достаточно изменить цифровую модель. Это может сократить время и стоимость разработки новых электронных устройств.
© iXBT
