在市場環境快速變遷下，能否迅速回應市場需求、加快產品上市時間，對產品開發者來說無疑是一大考驗。以色列新創公司 Nano Dimension 看準這樣的需求，開發出可印製專業級多層印刷電路板（PCB）的 3D 列印機「Dragonfly 2020」，方便設計開發者自行打樣，不僅能節省成本，也能有效縮短研發時程。
日前在兩年一度的德國慕尼黑電子展（electronica 2016）中，Dragonfly 2020 成為 PCB 展區一大亮點，吸引大批人潮湧進展位詢問了解。Nano Dimension 共同創辦人 Simon Fried 在展會現場說明，業界普遍以委外方式製作 PCB 原樣或小量生產，但往返等待及修改過程所耗費的時間，都將反映在製作成本上，若採用 3D 列印 PCB 原樣便能自行掌握進度、縮短研發週期及降低成本，甚至能避免因委外打樣以致設計外流的風險。
有別於其他列印單層 PCB 的 3D 列印機，Dragonfly 2020 可快速製作專業級多層 PCB，而印製成的 PCB 也如同一般 PCB 能焊接電子零組件。Simon Fried 指出，Dragonfly 2020 結合三大先進技術，包括 3D 噴墨技術、獨家奈米科技噴墨材料以及 3D 軟體。
Dragonfly 2020 所採用的噴墨技術，可同時噴出導電（conductive）和絕緣（dielectric）墨水材料，透過堆疊沉積方式依設計逐層噴印、佈線，製作鍍通孔（Plated Through-Hole）、非鍍通孔（Non-Plated Through-Hole），每層之間相互絕緣。
Dragonfly 2020 列印線寬與間距約 90 μm，目前最大可印製尺寸 20 x 20 x 0.3 cm 的多層 PCB 原型，在高度範圍內可印製層數不拘，每層高度需至少 3 μm；解析度為 X 軸 2,160 dpi、Y 軸 2,160 dpi、Z 軸 8,500 dpi。
至於印製專業級多層 PCB 的關鍵，便是 Nano Dimension 所研發的高導電銀奈米粒子墨水「AgCite」，但因成本較高，僅適用於 PCB 打樣或小量生產。此外，搭配特製軟體「Switch」可操控設備及編輯 3D 檔案，亦支援業界常用檔案格式 Gerber、Excellon 等。
Simon Fried 表示，Dragonfly 2020 為產品開發者提供極高自由度與創新空間，不僅能突破傳統 PCB 設計框架，也能自行打樣製作以節省時間與成本、加速將成品推出市場。不過，現階段仍有些技術問題有待改善解決，包括列印時間、量產問題。雖然 3D 列印 PCB 可縮短委外製作往返交件的時間，但列印時間不算短，以印製 20 x 20 cm 單層 PCB 來說，約需 1 小時左右完成，層數愈多而線路設計愈複雜的 PCB，則花費時間也會相對較久。
正因為列印時間長、銀奈米粒子墨水成本較高等限制，現階段 Dragonfly 2020 還不適合做為量產製造使用，但 Nano Dimension 將持續朝此目標改進，並開發成本較低廉的銅或鎳導電墨水。
目前 Dragonfly 2020 已陸續導入多家企業公司使用，包括以色列軍防公司、德國微處理器解決方案商 PHYTEC；美國軍防科技公司、銀行控股公司、3D 列印商 FATHOM、跨國科技企業等，日後有望持續擴大導入企業使用。
本文授權轉載自：科技新報
