Оцінка витрат фотополімерної смоли при 3D експонуванні друкованих плат
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.256538Ключові слова:
друковані плати, фотолітографія, фотополімерне експонування, адитивні технології, DLP, LCD, фото-маскиАнотація
Об’єктом дослідження у роботі є технологічний процес виготовлення друкованих плат (ДП) за допомогою адитивних технології фотополімерного 3D друку. Існуюча проблема полягає в тому, що процес виготовлення простих за технологією односторонніх та двосторонніх ДП, з третього по п’ятий клас точності, вимагає застосування великої кількості витратних матеріалів та технологічного обладнання. Це, у свою чергу, суттєво впливає на собівартість готового виробу. Предметом дослідження є моделі та методи виготовлення ДП за допомогою фотополімерного 3D друку.
З метою зменшення витрат на матеріали, а також зменшення кількості технологічних операцій з виготовлення трафаретів ДП та нанесення фоторезиста, пропонується використовувати технології фотополімерного 3D друку. В роботі проаналізовані витрати фотополімерної смоли «Plexiwire Resin Basic Orange Transparen» для виготовлення односторонніх ДП та розрахована ціна витратного матеріалу (смоли) у порівнянні з витратами на сухий плівковий фоторезист. Встановлено, що при використанні технології фотополімерного 3D-друку можливо заощаджувати більш ніж 60 % від вартості витратних матеріалів (фотополімерної смоли) у порівняні з сухим плівковим фоторезистом для виготовлення односторонніх ДП. Робота направлена на визначення залежності геометричних розмірів топології ДП та витрат фотополімерної смоли від технологічних параметрів фотополімерного експонування. Розроблена регресійна кореляційна модель залежності витрат смоли від параметрів експонування та розраховані коефіцієнти кореляції. Встановлено, що при збільшенні часу експонування фотополімерної смоли збільшуються витрати фотополімерної смоли та збільшується відхилення геометричних розмірів топології ДП, що в свою чергу негативно вливає на якість виробу. Тому за допомогою отриманої регресійної моделі можливо розрахувати вплив параметрів на топологію ДП та зменшити відхилення розмірів провідників та витрат смоли.
Посилання
- Martinelli, A., Mina, A., Moggi, M. (2021). The enabling technologies of industry 4.0: examining the seeds of the fourth industrial revolution. Industrial and Corporate Change, 30 (1), 161–188. doi: http://doi.org/10.1093/icc/dtaa060
- Carvalho, N., Chaim, O., Cazarini, E., Gerolamo, M. (2018). Manufacturing in the fourth industrial revolution: A positive prospect in Sustainable Manufacturing. Procedia Manufacturing, 21, 671–678. doi: http://doi.org/10.1016/j.promfg.2018.02.170
- Fakhar Manesh, M., Pellegrini, M. M., Marzi, G., Dabic, M. (2021). Knowledge Management in the Fourth Industrial Revolution: Mapping the Literature and Scoping Future Avenues. IEEE Transactions on Engineering Management, 68 (1), 289–300. doi: http://doi.org/10.1109/tem.2019.2963489
- Andronie, M., Lăzăroiu, G., Iatagan, M., Hurloiu, I., Dijmărescu, I. (2021). Sustainable Cyber-Physical Production Systems in Big Data-Driven Smart Urban Economy: A Systematic Literature Review. Sustainability, 13 (2), 751. doi: http://doi.org/10.3390/su13020751
- Nevliudov, I., Yevsieiev, V., Baker, J. H., Ahmad, M. A., Lyashenko, V. (2021). Development of a cyber design modeling declarative Language for cyber physical production systems. Journal of Mathematical and Computational Science, 11 (1), 520–542. doi: http://doi.org/10.28919/jmcs/5152
- Lins, T., Oliveira, R. A. R. (2020). Cyber-physical production systems retrofitting in context of industry 4.0. Computers & Industrial Engineering, 139, 106193. doi: http://doi.org/10.1016/j.cie.2019.106193
- Jabil Circuit Ukraine. Uzhgorod. Available at: https://www.jabil.com/contact/locations/uzhgorod.html
- Hao, J., Wang, Y., Wu, Y., Guo, F. (2020). Metal recovery from waste printed circuit boards: A review for current status and perspectives. Resources, Conservation and Recycling, 157, 104787. doi: http://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.104787
- Pietrelli, L., Ferro, S., Vocciante, M. (2019). Eco-friendly and cost-effective strategies for metals recovery from printed circuit boards. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 112, 317–323. doi: http://doi.org/10.1016/j.rser.2019.05.055
- Liu, X., Fiedler, H., Gong, W., Wang, B., Yu, G. (2018). Potential sources of unintentionally produced PCB, HCB, and PeCBz in China: A preliminary overview. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 12 (6). doi: http://doi.org/10.1007/s11783-018-1036-9
- Zelentsov, S. V., Zelentsova, N. V. (2006). Modern photolithography. New materials for electronics and optoelectronics for information and telecommunication systems. Nizhny Novgorod, 56.
- Nevlyudov, I., Nikitin, D., Bliznyuk, D., Gurin, D., Razumov-Frizyuk, E, Sagittarius, E. (2020). Production of printed circuit boards using 3D printing technologies. Collection of scientific works of the National University of Shipbuilding named after Admiral Makarov, 4 (482).
- Nevlyudov, I., Nikitin, D., Bliznyuk, D., Gurin, D., Razumov-Frizyuk, E., Sagittarius, E. (2021). Creation of PCB layout using photopolymer additive technologies of 3D printing. Problems of friction and wear, 1 (90), 42–54.
- Jacobsen, A., Jorgensen, T., Tafjord, Ø., Kirkhorn, E. (2015). Concepts for 3D print productivity systems with advanced DLP photoheads. Emerging Digital Micromirror Device Based Systems and Applications VII. doi: http://doi.org/10.1117/12.2084962
- Redwood, B., Garrat, B., Chauffeur, P. (2020). 3D printing. A Practical Guide. Moscow: DMK-Press, 220.
- Anycubic 405nm UV. Available at: https://3dreams.com.ua/product/фотополимерная-смола-anycubic-405nm-uv-resin/
- Plexiwire Resin Basic Orange Transparen. Available at: https://shop.plexiwire.com.ua/ru/basic-resin/resin-orange-transparent-500/
- MonoFilament Basic. Available at: https://monofilament.com.ua/ua/products/fotopolimernie-smoli-dlya-3d-printera/resin-basic/
- FunToDo. Available at: https://www.funtodo.net
- Wanhao Castable. Available at: https://wanhao.store/products/wanhao-castable-resin-for-jewelry-green-color-1000ml-bottle
- BlueCast CR3A. Available at: https://www.uvelirmag.com/3d-printery-i-polimery/bluecast-cr3a-for-lcddlp-3dp/
- Elegoo 3D. Available at: https://www.elegoo.com/collections/resin
- Weistek. Available at: https://www.amazon.com/Standard-UV-Curing-Precision-Photopolymer-Printing/dp/B08L6P5PNK
- Tevo. Available at: https://3ddevice.com.ua/product/smola-dlia-3d-printera-nextdent-base/
- Salcedo, J., McCormick, K. (2020). SPSS Statis for Dumlmies. John&Sons. Inc., 444.
- Reddy, M. V. (2019). Statistical Methods in Psychiatry Research and SPSS. Apple Academic Press, 442. doi: http://doi.org/10.1201/9780429023309
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Igor Nevliudov, Ievgenii Razumov-Fryziuk, Vladyslav Yevsieiev, Dmytro Nikitin, Danylo Blyzniuk, Roman Strelets
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
