Témata
Reklama

Letošní sezónu mezinárodních odborných veletrhů zakončil tradičně v listopadu jeden z mnichovské dvojice Electronica a Productronica, která při zaměření na prvky elektroniky a technologie elektronické výroby se pravidelně ob rok vzájemně střídá. Letos to byla Productronica 2013, která po létech pozvolných miniaturizačních technologií elektronických systémů letos udělala krok, na který se čekalo celé desetiletí.

A opět u toho byly lasery, které zachránily, alespoň pro tuto chvíli, platnost stále ještě živého Moorova zákona. Zákona, který po různých úpravách se závěrečnou prognózou, že každých 18 měsíců se počet tranzistorů na integrovaném obvodu zdvojnásobí, je stále ještě považován za přesný odhad technologického a ekonomického vývoje elektroniky.

Reklama
Reklama
Zájem o letošní Productronicu byl značný. Příští ročník se koná 10.–13. listopadu 2015.

Na veletrhu se jako vždy prezentovaly opět zajímavé výrobní, montážní, kontrolní a jiné technologie, postupy s různým stupněm automatizace. Při možném rozsahu článku se alespoň nyní podívejme na to, co se dalo letos považovat na veletrhu za stěžejní, a tím byly především laserové technologie. Vybíráme ty, které pro elektroniku znamenají zásadní posun. I když byly vyvinuty pro elektroniku, nemusí jejich budoucí užití, jak už je to u laseru obvyklé, zůstat jen v tomto oboru.

Laserový zdroj mikrolitografii

Již na květnovém veletrhu Laser 2013 – World of Photonics se objevil reálný směr pro miniaturizaci elektroniky na zásadně nové technologii, která by dokázala vytvořit laserový zdroj s vlnovou délkou 13,5 nm. Je to zdroj, který je rozhodující pro mikrolitografii, základní technologii ve výrobě polovodičů při projekci mikročipů na substrátový křemíkový disk. Už dnes stojí za projekcí schémat paprsek laseru, a čím je kratší jeho vlnová délka, tím užší struktury může vytvářet. Dosavadních 193 nm v ultrafialové části spektra je limitem už asi deset let a po tu dobu přední výrobci usilují o vývoj praktického, dostatečně výkonného laserového zdroje pro vyšší rozlišení a přiblížení se spektrální oblasti extrémně ultrafialové EUV. Ta má svá zcela odlišná specifika od dosavadních postupů. EUV záření je dobře absorbované všemi materiály, včetně vzduchu, a proto celý proces musí probíhat ve vakuu. Jiné jsou i nároky na masky elektronických obvodů a užívanou optiku.

Tento stručný výčet požadavků na techniku v EUV ukazuje na obtížnost této cesty. Přesto, pokud jde o ty nejdokonalejší návrhy pro laser v této spektrální oblasti, vznikly tady nezávisle na sobě na principu Laser-Produced-Plasma dokonce dva podobné postupy. Jeden, který na vstupu využívá větší počet laserů jako předzesilovačů pro 20 kW CO2 laser, je od japonského výrobce Gigaphoton Inc. Na výstupu ještě ale negarantuje požadovaný výkon. Druhý představil Trumpf a jeho způsob potřebného zesílení výkonu laserového paprsku je už propracovanější. Zesilovač vychází pouze z  komerčního CO2 desetikilowattového laseru a v pěti stupních zesílení dává na výstupu v pulzu střední výkon 20 kW a max. výkon několik MW pro zisk plazmy s centrální vlnovou délkou 13,5 nm. Trumpf navíc začal svůj systém už dodávat i výrobcům litografických zařízení pro elektronický průmysl.

Souprava LPKF pro 3D vodivé schéma na jakémkoliv substrátu. Lak na nástřik povrchu, laser pro vytvoření schéma, metalizační bezproudá lázeň.


„Domácí“ metalizační lázeň LPKF pro 3D obvody

Laser Direkt Strukturierung

Ruku v ruce s miniaturizací 2D systémů elektroniky pokračuje obdobný trend i u prostorových 3D systémů. Tady se využívá poznatku z technologií 3-D-MID (Molded Interconnect Devices), že laserem je možné v interakci s materiálem dosáhnout i zcela nových vlastností, které není možné získat jiným způsobem. Laserem tak lze vytvářet stopy budoucího elektronického schématu na trojrozměrných plastových substrátech, nosičích příštího prostorového mikrosystému. Technologie, dnes označovaná jako LDS – Laser Direkt Strukturierung, patří v tomto směru k progresivním způsobům, jak dosáhnout vodivých drah na modifikovaném substrátu, který je jinak nevodivý a nedovolil by v dalším postupu použití galvanické metalizace. V LPKF Laser & Electronics je tento proces rozpracován na celou řadu modifikovaných substrátů na bázi polyamidu, polybutylentereftalátu, polykarbonátu a řady dalších. Při laserovém ozařování stop, odpovídajících budoucímu elektronickému schématu, se u těchto materiálů mění v ozářených stopách vlastnosti povrchu a schopnost ke galvanickému pokovení, na rozdíl od ostatních částí plastu. Kromě toho získává laserem ozářená stopa i drsnější povrch, vhodný pro dobrou soudržnost následně galvanicky připravovaných vodivých drah.

LPKF Laser & Electronics patří mezi přední výrobce laserových systémů pro elektroniku

Jako když se káva vaří

Vývojáři v LPKF šli ovšem ještě dál a osvědčený postup výroby vodivých schémat laserem na modifikovaném substrátu zdokonalili vývojem speciálního laku, pomocí nějž lze pro laser modifikovanou vrstvu vytvořit na každém materiálu. Tak tady vznikl za podpory jednoduché výroby jakéhokoliv substrátu na 3D tiskárně naprosto jednoduchý proces, který jeho tvůrci složitostí v závěru připodobnili vaření kávy. A upravili k tomu i patřičnou soupravu. Substrát se lakem z dózy jednou přestříkne, nechá uschnout, laserem se vytvoří vodivé schéma – k tomu LPKF doporučuje ProtoLaser 3D – a v následující „domácí“ bezproudové metalizační lázni ProtoPlaste CU se proces dokončí. Tloušťka měděné vrstvy je v rozsahu od 3 do 10 µm. Postup nevyžaduje žádné speciální znalosti z chemie a od začátku do konce může být hotový za jediný den.

Laserem strukturované obvody na pokoveném skleněném substrátu technologií z LZH

Plošné spoje na skle

A ještě zmíníme třetí laserovou technologii – vytváření plošných spojů na skle. Tady sklo nahradí polymer u plošného spoje, který někdy nemusí být právě vhodný z hlediska vyšších teplot prostředí a vystavuje se nebezpečí vzniku rysek a lomů v dielektrické vrstvě. Sklo má i výbornou chemickou odolnost. Na základě už jmenovaného postupu LDS tu v LPKF na skleněnou nevodivou desku nanášejí tenkou vrstvu speciálního vodivého materiálu o tloušťce několika nm. Pro denní světlo materiálu průhledného, ale laserový paprsek pohlcujícího. Nejčastější takovou vrstvou bývá povlak typu indium-zinnoxid, kde dochází při absorpci paprsku laseru k odpaření vrstvy ve stopě vznikajících izolačních kanálů budoucího elektronického schématu. A na obdobném postupu pracují i v Laser Zentrum Hannover, kde vyvinuli i vícevrstvé plošné spoje na skle o tloušťce 145 μm.

Ing. Jiří Šmíd
Mnichov

Reklama
Vydání #12
Kód článku: 131239
Datum: 17. 12. 2013
Rubrika: Servis / Veletrhy a výstavy
Autor:
Firmy
Související články
Lipsko letos jenom digitálně

Tradiční dvojice veletrhů pro oblast strojírenství a subdodavatelského průmyslu Intec a Z v Lipsku se letos uskuteční v termínu 2.–3. března 2021 výhradně digitálně pod názvem „Intec/Z connect“. Společnost Leipziger Messe, pořadatel veletrhu, se takto rozhodla, neboť současný vývoj koronavirové pandemie a s tím spojená omezení neumožňují takto velkou akci smysluplně realizovat klasickou ani hybridní formou

Technologie soustružení na CIMT 2015

Na veletrhu CIMT bylo možné vidět různé typy a velikosti výrobních zařízení. V tomto článku se budeme věnovat strojům provádějícím primárně soustružnické operace. Svislé soustruhy a svislá obráběcí centra na rotační součástky jsou v Číně, ale i v Indii, specifickou skupinou. Z hlediska výroby lze konstatovat, že je vyrábí každá firma mající ve výrobním programu více než dva typy obráběcích strojů. Samozřejmě vedle těchto existují firmy, které se na svislé soustruhy specializují.

Výroba strojů v čínském pojetí

V minulém vydání MM Průmyslové spektra jsme vám přinesli rozsáhlý pohled na čínský průmysl a reflexe pekingského veletrhu obráběcích strojů CIMT 2013. Dnes pohledem na tento veletrh pokračujeme a zaměřujeme se především na oblast automatizace čínskými firmami zde prezentovanou.

Související články
Postřehy z veletrhu Automatica

Letošní mnichovský veletrh Automatica 2012 se těšil značnému zájmu vystavovatelů (720) i návštěvníků (31 000). Téma automatizace výroby se poměrně rychle dostává po předchozí hospodářské krizi opět do popředí, jak ostatně ukazují i statistiky VDMA, německého oborového svazu výrobců strojů a zařízení. Podle těchto údajů, bylo už v roce 2010 - necelý rok po poklesu světové ekonomiky, dodáno v rámci celého světa přes 118 000 robotických jednotek, což je dvakrát tolik co v roce 2009, o dalších 18 % narostly dodávky v roce 2011 a prognóza pro roky 2012 až 2014 uvažuje s dalším 6% nárůstem nových ročních aplikací až na počet 167 000 jednotek. Na celém světě by tak mělo být v roce 2014 už kolem 1,3 mil. průmyslových robotů a kolem 17 mil. servisních robotů.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Novinky na veletrhu Amper 2013

Společnost Siemens se zúčastní 21. ročníku mezinárodního veletrhu elektrotechniky a elektroniky Amper, který se uskuteční od 19. do 22. března letošního roku na veletržním výstavišti v Brně.

Automatický systém aktivního řízení lunet pro ustavení klikových hřídelí při opr

Systém řeší specifické problémy charakteristické pro třískové opracování klikových hřídelí pro pístové motory určené především pro lodní průmysl. Nepřesné uložení klikových hřídelí při opracování se projevuje tzv. dýcháním velikosti v řádu mikronů. Dýchání hřídelí při otáčivém pohybu během opracování je způsobeno pružností hřídele, její hmotností a tím, že osa otáčení nesouhlasí přesně s osou hřídele a má přímý vliv na celkovou přesnost zalomené hřídele. Hodnoty dýchání příslušné k jednotlivým zdvihům se obecně mění v závislosti na úhlu natočení hřídele. Je-li však hřídel přesně ustavena, potom při jejím otáčení nenastává žádné dýchání. Původní technologie je řešena ručním nastavením podpěrných sil oscilačních lunet bez jakékoliv automatizace.

Novinky na veletrhu Amper 2012

Společnost Siemens se zúčastní 20. ročníku mezinárodního veletrhu elektrotechniky, elektroniky, automatizace a komunikace Amper, který se uskuteční od 20. do 23 března letošního roku na veletržním výstavišti v Brně.

Metav otevře novou veletržní sezónu

Mezinárodní veletrh výrobní techniky a automatizace Metav se bude konat v polovině března v Düsseldorfu. Již od roku 1980 ve dvouleté periodicitě prezentuje stroje, výrobní systémy, řešení pro kompletní výrobní procesy i doprovázející služby. K jeho stěžejním bodům patří obráběcí a tvářecí stroje, výrobní systémy, přesné nástroje, automatizace materiálových toků, počítačové technologie, průmyslová elektronika a příslušenství.

EMO Hannover 2013, část 5 - upínače a vybavení obráběcích strojů

Další část našeho dnešního pohledu na největší světový veletrh v komoditě obrábění - EMO, se věnuje komponentám, jež napomáhají efektivně využívat potenciál stroje nebo obráběcího centra a slouží jako základny pro montážní nebo upínací přípravky.

EMO Hannover 2013, část 6 - měřicí technika

Hannoverská přehlídka měřidel, měřicích přístrojů a systémů dokumentovala připravenost na řešení požadavků současných výrobních procesů a techniky. Veletrh naznačil i řadu možností dalšího vývoje měřicí techniky. Pojďme se se současným stavem této komodity seznámit podrobněji.

EMO Hannover 2013, část 2 - MM Award Ocenění pro nejlepší exponáty

I v letošním roce proběhlo z iniciativy německých kolegů časopisu MM MaschinenMarkt udílení ocenění exponátům, které jsou něčím zajímavé a zaujaly odbornou porotu. Protože značky MM, VDW a EMO překročily hranice Německa a Evropy, nelze si dovolit přehlížet ocenění, které společně tyto značky zastřešují.

EMO Hannover 2013, část 1 - obecná rekapitulace

MM Průmyslové spektrum považuje oborové veletrhy mezinárodního charakteru za klíčové v prezentaci úrovně dané komodity a proto jim na svých stránkách věnuje zvýšený prostor. Chápe svoji povinnost informovat čtenáře o prezentované technice a technologických řešení a činí tak již tradičně po dlouhá léta specializovanými profesně zaměřenými články. Veletrhy EMO budiž toho důkazem. Počínaje tímto vydáním jsme pro vás připravili sérii článků.

Chystá se Amper 2014

Organizátoři veletrhu Amper již zahájili přípravy 22. ročníku tohoto veletrhu, který se bude konat v termínu 18.-21. března 2014 na brněnském výstavišti.

Komodita Machine Tool je japonskou jistotou. Jak dlouho?

Japonsko. U Evropana tato destinace stále vyvolává pocit neznáma a určitého tajemna. Je to země kruté historie ovlivněné přímo i nepřímo lidskými rozhodnutími, jenž zanechaly v celé řadě generací znatelný šrám projevující se uzavřeností a prvotní osobní nedůvěřivostí a i určité váhavosti projevující se například z obavy ze sdělení negativního názoru spoluřečníkovi, aby se případně necítil uražen. V komunitě Japonců jste pokaždé udivováni obrovskou vzájemnou úctou a respektem. Budiž jejich chování vzorem pro ostatní národy.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit