L'essor de l'impression 3D dans le prototypage PCB : Avantages et potentiel futur

7 décembre 2017

L'impression 3D ou fabrication additive est toujours saluée comme un « nouveau processus » révolutionnaire. Bien que la technologie existe depuis 30 ans, elle est encore considérée comme futuriste. Pourquoi ? Parce que ses possibilités s'étendent. La fabrication additive est devenue un processus clé. Cependant, il y a des domaines où l'impression 3D est encore nouvelle. L'électronique en est un, qui n'a pas encore exploré tout le potentiel de cette fabrication. Pourtant, l'impression 3D devient populaire chez les fabricants de circuits imprimés (PCB) sous contrat. Pourquoi ? L'article explore les raisons de sa popularité parmi les fabricants électroniques.

Brève discussion sur l'impression 3D

L'impression 3D est un processus où un objet est produit par addition successive de fines couches, placées les unes sur les autres. Ce processus utilise une imprimante 3D connectée à un ordinateur. Un logiciel de modélisation 3D est requis pour créer des pièces modélisées en 3D. Une pièce imprimée en 3D peut être créée avec divers matériaux : plastiques, acier inoxydable, résines, bronze, argent, titane, or, céramique, etc.

Avantages sous-jacents de l'impression 3D dans l'assemblage et la fabrication PCB

Aujourd'hui, les fabricants électroniques utilisent l'impression 3D pour créer des PCB prototypes, pour les raisons suivantes :

• Réduction du temps de fabrication : La fabrication PCB traditionnelle implique plusieurs processus : gravure, lithographie, encapsulation, etc. L'impression 3D intègre tous ces processus en une seule construction, réduisant le temps de fabrication.
• Facilité de construction de PCB complexes : L'électronique est un secteur en forte croissance avec une forte demande de PCB avancés et complexes. La fabrication additive (AM) permet de construire facilement des assemblages complexes, non standards, ainsi que des formes curvilignes. Les fabricants de PCB sont libres de concevoir des PCB innovants et d'optimiser ces designs avec des fonctionnalités améliorées et moins d'erreurs.
• Imprimabilité aisée sur surfaces non planes : Construire des PCB non plats est un défi pour les concepteurs et services d'assemblage suivant les techniques traditionnelles. L'impression 3D permet d'expérimenter avec des surfaces non planes. Exemples : bandes solaires, capteurs, bandelettes de test de glucose, wearables électroniques, etc.
• Gaspillage minimal de matière : L'imprimante 3D permet aux fabricants de contrôler la production aisément. Bien que des techniques avancées minimisent le gaspillage, l'impression 3D fait encore mieux : elle dépose la matière uniquement quand nécessaire.
• Réduction du poids des pièces : Taille compacte et composants légers sont une tendance majeure dans l'industrie PCB. Les fabricants sont poussés à réduire le poids des pièces. La fabrication additive y aide facilement, en contrôlant précisément les tailles et en éliminant câblages et fils séparés.
• Évite les produits chimiques : L'impression 3D est un processus écologique, sans produits chimiques. La plupart des fabricants PCB effectuent une gravure pour enlever l'excès de matière, utilisant un produit chimique. L'impression 3D évite les produits chimiques car c'est un processus contrôlé où la matière n'est déposée que quand nécessaire.

Ces avantages expliquent pourquoi l'impression 3D gagne en popularité parmi les fabricants PCB. Cependant, avec la fabrication traditionnelle, les délais peuvent s'étendre sur des semaines ou des mois, entraînant de multiples itérations, affectant gravement le time-to-market. L'impression 3D de PCB en interne aidera les fabricants à rester créatifs sans risquer les délais de développement. Cette technique aidera aussi à faire face aux besoins changeants des clients, qui demandent personnalisation et miniaturisation.