圖檔來源：Beckhoff
作者 | Håkan 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。
印刷電路闆（PCB）大多是通過蝕刻來生産的。然而，一家瑞典公司開發了一種不同的方法，将工業以太網、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的軟體和控制器無縫內建。使用專利工藝，導電結構由柔性電路闆在機械工藝中完成。準确而經濟地實作這一點，需要同等的精度和速度度量。基于PC的控制和EtherCAT，是實作這一目标的最佳控制技術。
DPPatterning公司由StaffanNordlinder于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于柔性電路闆的制造技術，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産導電結構。實作原理很簡單，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，将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。這樣就在層壓闆上實作導電圖案，然後以卷軸的形式提供柔性電路闆。
該工藝适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、銅或銅包鋁都适合用作頂層。DPP也可用于非電子和非導電應用。這些可包括塑膠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，縮短傳遞周期和環境友好性，無需化學品或有害物質的可持續生産。金屬屑也可以回收。更不用說資訊安全方面——将其內建到公司的生産過程中意味着制造商保留了所有的知識産權。DPP機器的一個特點是：它們可以在一條生産線上，同時生産原型産品和批量産品。使用傳統方法時，較長的交貨時間和數天的測試将使這變得困難。
01
內建式自動化技術實作高速度和高精度
由于基材非常薄，需要移除的材料厚度僅在幾微米範圍内，DPP工藝需要配備高性能自動化技術，并盡可能将更多的元件內建到一個連續系統中。是以，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內建的技術：伺服驅動器、HMI、I/O和圖像處理，這些功能都內建到基于PC的控制中。利用內建的HMI軟體,運作人員現在可以通過使用者界面，直接控制材料的移除。這不僅提高了使用者友好程度，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範圍内調整。DP Patterning公司的軟體工程師Jakob Sagatowski表示：“該自動化供應商産品的最大優點之一：是它能夠幫助我們實作快的驚人的工藝循環速度。當我們将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作時，可以在1毫秒内碾動大約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。”
生産資料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，是以需要跟蹤資料越多越好。”。
資料庫連接配接和大容量存儲，是優化生産線配置的重要關鍵因素。基于PC的控制對此貢獻很大。DP Patterning可以在一台工業PC上無縫地使用所有程式，簡化系統配置。它還使客戶能夠投資于經濟高效的标準硬體解決方案。
02
通過內建人工智能釋放潛能
每當需要分析大量資料時，人工智能（AI）或機器學習總是讨論的重點。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的內建，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産優化。”。
DP Patterning也在考慮圖像處理的擴充應用。使用內建視覺軟體和專用功能，他們現在希望檢測和标記中斷的導體路徑，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和基于PC的控制可以在柔性材料上生産導電結構。
■ 使用DPP技術運作人員可以利用內建HMI軟體，直接控制材料移除。
■ 內建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營運？