實(shí)地探訪PCB電子電路3D打印廠商N(yùn)ano Dimension總部

2022年4月20日，南極熊獲悉，一名叫Sarah Saunders的編輯在以色列參觀了3D打印電路板 (PCB)領(lǐng)導(dǎo)者Nano Dimension位于Ness Ziona的總部，他有很多的感想和大家來(lái)分享一下。

△Nano Dimension一樓。圖片來(lái)自3DPrint

自 2016 年以來(lái)，Nano Dimension一直在發(fā)展壯大。它于2017年發(fā)布了工業(yè)級(jí)DragonFly 2020 Pro 電路3D打印機(jī)；一年后，開設(shè)了第一家3D打印電子服務(wù)工廠；又推出了DragonFly IV 3D打印機(jī)。

企業(yè)發(fā)展總監(jiān)Julien Lederman在接待區(qū)與記者會(huì)面，然后從增材制造電子(3D打印)所在的區(qū)域開始參觀。這些3D打印機(jī)需要使用兩種材料，包括專有的導(dǎo)電和非導(dǎo)電材料，都是一樓的材料區(qū)開發(fā)的。

二樓是超精密增材制造系統(tǒng)（前身為Nanofabrica）3D打印機(jī)所在的地方；去年，更名為microscale AM，它專注于尺寸小至1微米的精密微型3D打印。這是Nano Dimension在增材制造領(lǐng)域的首次收購(gòu)，正如Lederman介紹的那樣，他們計(jì)劃收購(gòu)更多增材制造公司并“成為主導(dǎo)者”。

△Nano Dimension二樓一角。圖片來(lái)自3DPrint

技術(shù)突飛猛進(jìn)
在Nano Dimension收購(gòu)Nanofabrica的同一周，它還收購(gòu)了DeepCube，是一家實(shí)時(shí)、深度機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能公司。通過將DeepCube軟件平臺(tái)集成到現(xiàn)有和收購(gòu)的解決方案中，此后可以實(shí)現(xiàn)“即時(shí)執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)”智能工業(yè)解決方案的閉環(huán)。

“因此，我們除了收購(gòu)了這些西方領(lǐng)先的公司之外，還為3D打印技術(shù)擴(kuò)充了解決方案，”Lederman說。

我問Lederman，微型3D打印和其他收購(gòu)如何融入Nano Dimension內(nèi)部，整合起來(lái)？他們將瑞士電子組裝設(shè)備制造商公司Essemtec的技術(shù)，添加到不斷增長(zhǎng)的產(chǎn)品組合中。作為增材制造電子(AME) 解決方案的一部分，為微芯片植入奠定基礎(chǔ)。

△Sarah Saunders在Nano Dimensio內(nèi)部拍攝的3D打印機(jī)照片。圖片來(lái)自3DPrint

Nano Dimension還收購(gòu)了總部位于英國(guó)的公GIS（Global Inkjet Systems），專注于噴墨技術(shù)——“現(xiàn)在已成為我們3D打印解決方案中的主要技術(shù)”。GIS在3D打印和圖形藝術(shù)領(lǐng)域擁有數(shù)百名全球客戶，并銷售墨水輸送系統(tǒng)、用于噴墨打印頭的控制器電子設(shè)備，以及“將所有這些硬件組合在一起”的軟件。這家被收購(gòu)的公司擁有可觀的業(yè)績(jī)，成為理想的收購(gòu)對(duì)象。然而，它的互補(bǔ)技術(shù)才是真正的核心驅(qū)動(dòng)力，因?yàn)榭梢宰畲笙薅鹊靥嵘�自己的噴墨工藝�?br />
Nano Dimension的CPO兼戰(zhàn)略并購(gòu)負(fù)責(zé)人Hanan Gino隨后加入了交談，他和Lederman向記者解釋說，公司的投資為商業(yè)界提供了很好的案例。據(jù)這位高管稱，下一代系統(tǒng)將首先專注于原型設(shè)計(jì)，然后是功能性PCB制造。最終目標(biāo)是將解決方案出售給生產(chǎn)PCB的制造商。在戰(zhàn)略收購(gòu)方面，他們依然在尋找能夠擴(kuò)充自身3D打印解決方案的技術(shù)，以及同一領(lǐng)域的設(shè)備供應(yīng)商，“這意味著橫向整合”。

△Global Inkjet Systems在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中展示噴墨系統(tǒng)組件。圖片來(lái)自Nano Dimesnion

快速增長(zhǎng)的Nano Dimesnion
Gino解釋說憑借他們“戰(zhàn)略性收購(gòu)”，他們正在快速增長(zhǎng)。一年前他加入團(tuán)隊(duì)時(shí)，僅有80名員工，但經(jīng)過四次收購(gòu)，他們已經(jīng)接近500人的規(guī)模�！�

“我們自下而上建立了公司”，他告訴記者�！拔覀儞碛谐錾�的技術(shù)和敢于面對(duì)挑戰(zhàn)的能力——我們希望徹底改變電子行業(yè)。

對(duì)于2D平面藝術(shù)領(lǐng)域可以通過眼睛來(lái)觀察和欣賞，但對(duì)于3D而言，它需要添加功能的維度，3D打印應(yīng)該是功能性的。所以，它非常非常復(fù)雜。

該公司還為不同的應(yīng)用在不同的原料上投入了大量資金，因?yàn)樗麄兿嘈琶糠N應(yīng)用都需要一種獨(dú)特的材料。Gino表示，目前已與20家材料公司合作開發(fā)新原料，同時(shí)還開發(fā)了兩大類導(dǎo)電油墨和電動(dòng)油墨。

△采用Nano Dimension技術(shù)制成的3D打印電路板。圖片來(lái)自Nano Dimesnion

未來(lái)還需要解決的問題
記者問到他們的DragonFly3D打印機(jī)，在一次打印過程中可以制作多少PCB。Gino表示，這取決于需要多少材料，以及產(chǎn)品的復(fù)雜性和所需的層數(shù)。但他給了一個(gè)大概的數(shù)字，并說“制造這種產(chǎn)品可能需要幾十個(gè)小時(shí)”。

“我們正開發(fā)下一代產(chǎn)品，希望可以減少生產(chǎn)時(shí)間，”他說�！澳繕�(biāo)是在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)制造出大量的PCB�！�

Gino解釋說，對(duì)于他們的一位重要客戶（不能透露姓名），Nano Dimension幫助他們用單一解決方案替換了整個(gè)PCB生產(chǎn)線（過去由 70-100 個(gè)工序組成），這樣做的好處是助于縮短產(chǎn)品上市的時(shí)間。該公司擁有多個(gè)研發(fā)中心，其中主要的一個(gè)在以色列，另一個(gè)在波士頓，一個(gè)在慕尼黑。

Nano Dimension擁有強(qiáng)大的現(xiàn)金流，并且已經(jīng)從其他一些大牌公司挖來(lái)了尖端人才，比如亞馬遜、3D Systems和PCB制造公司TTM等�！拔覀兣鋫淞撕线m的人員和合適的技術(shù)，”Gino 說。

△它的合資企業(yè)JAMES使用3D打印設(shè)計(jì)的電路設(shè)備

電子3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
Gino表示，說到TTM，它是西方領(lǐng)先的PCB制造商。它也是Nano Dimension的合作伙伴之一，他們購(gòu)買了三臺(tái)DragonFly設(shè)備。他還提到了JAMES，它是與Hensoldt AG的合資企業(yè)，民用和軍用傳感器解決方案以及國(guó)防和安全電子產(chǎn)品的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。該公司的目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)眾包平臺(tái)，以讓更多人參與3D設(shè)計(jì)。Nano Dimension還提供3D打印教育，提供不同類型的網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)，還支持新型電子設(shè)計(jì)等。

在記者離開之前，Gino介紹了Nano Dimension技術(shù)的一些關(guān)鍵細(xì)節(jié)，首先指出強(qiáng)度和重量比以及內(nèi)部架構(gòu)。

他解釋說：“3D打印微電子在多個(gè)方面與傳統(tǒng)的PCB制造不同：它是環(huán)保的，沒有任何有毒材料，它簡(jiǎn)化和數(shù)字化了制造過程，并且它可以制造以前前所未有的幾何形狀和復(fù)雜的設(shè)備�！� “它實(shí)際上是一種多材料、多層3D，端到端的解決方案，可以一步生成整個(gè)電路，包括基板、導(dǎo)電跡線和無(wú)源元件�！�

他還說，與傳統(tǒng)的印刷電路板相比，“受到Z維度上的直角連接和PCB的物理限制”，但與3D打印微電子相比，你沒有了這種顧慮。

“傳統(tǒng)的 PCB 制造并不是真正的3D結(jié)構(gòu)，而是2.5D，”Gino解釋說�！皩�(shí)際上由多個(gè)2D層分別制造，然后通過電鍍孔（通孔）相互連接�！�

Gino告訴記者，傳統(tǒng)PCB制造中最大的痛點(diǎn)是鉆孔、電鍍孔以及層與層之間的配準(zhǔn)。3D打印可以克服這些問題，因?yàn)樗麄儾恍枰�鉆孔。

“我們只打印圖案本身，結(jié)合增材制造技術(shù)電鍍孔，并在同一臺(tái)打印機(jī)上打印所有層，因此我們不會(huì)遇到套準(zhǔn)問題�！敖柚�3D打印技術(shù)，我們的電子設(shè)計(jì)師能夠最大限度地發(fā)揮設(shè)計(jì)的力量�！�

△DragonFly IV 3D打印機(jī)。圖片來(lái)自Nano Dimesnion

Gino表示，使用Nano Dimension的解決方案，“PCB上的焊盤可以從任何點(diǎn)直接連接到另一個(gè)點(diǎn)”，而不僅僅是通過通孔，通孔是用于連接不同層上的導(dǎo)體而不得已的辦法。