Voltera 탐험: 캐나다 PCB 프린팅 혁신 여정

수년 전 동료 Max가 Voltera 데스크톱 PCB 프린터를 원하시나요?라는 매력적인 블로그를 게시했습니다. 캐나다에서 개발되고 Kickstarter로 자금이 조달된 획기적인 PCB 프린터를 자세히 다뤘습니다. 컨셉은 흥미로웠지만 캐나다의 시도라는 사실이 호기심을 자극했습니다. 메일링 리스트에 가입한 후 완제품 발표 엽서가 도착했고, 상사와 공유했습니다. 그는 즉시 데모를 요청했습니다. 문의하자 Voltera는 키치너에 있는 시설 방문을 초대했습니다. 차로 1시간 거리였습니다.

최근 몇 달간 캐나다에서 기술 혁신의 두드러진 증가가 있었습니다. 많은 이들이 BlackBerry의 쇠퇴로 인한 파급 효과로 엔지니어들이 기업가적 벤처로 선회하게 된 것이라고 봅니다. BlackBerry 본사는 온타리오 워털루에 있으며, 이는 키치너, 워털루, 케임브리지를 포함하는 더 큰 대도시권의 일부입니다. 흥미롭게도 키치너는 독일 이민자들이 베를린으로 명명했지만 1916년 영국 전쟁장관을 기리기 위해 개명되었습니다. 이 역사적 사실은 Voltera가 키치너에 위치함을 상기시킵니다.

잘 알려진 포즈의 Lord Kitchener. (출처: Wikipedia)

워털루 대학은 엔지니어링과 과학 프로그램으로 유명하며 캐나다에서 가장 유명한 코옵 엔지니어링 커리큘럼 중 하나를 자랑합니다. 혁신을 육성하기 위해 대학은 세계 최대 무료 스타트업 인큐베이터인 Velocity Garage를 운영합니다. Voltera는 이 인큐베이터 내 공간을 차지합니다.

건물은 학생회관으로 개조된 창고와 유사합니다: 공동 회의실, 공유 주방 시설, 최소한의 파티션으로 나뉜 개별 스타트업 구역. Voltera 작업공간 옆에는 안전한 문이 있는 전용 워크샵이 있어 회사의 지적재산 보호에 대한 집중을 반영합니다. 이 환경을 방문하여 내가 How Well Can You Work With Others? 포스트에서 논의한 협업 정신과 Upverter 같은 도구가 캐나다 혁신 생태계에서 갖는 중요성을 이해하게 되었습니다.

Voltera의 실제 모습을 보고 싶은 분들은 회사 웹사이트에 수많은 비디오와 이미지가 있으며, YouTube에서도 추가 영상을 볼 수 있습니다.

기계적으로 V-One은 정교한 X-Y 플로터와 유사합니다. 조정 가능한 Z축을 가진 X-Y 제어 캐리지와 열 제어 프린트 베드를 갖추고 있습니다. 캐리지는 교체 가능한 헤드를 지원합니다. 이는 다용도성과 비용의 균형을 맞추는 중요한 설계 선택입니다. 이 헤드에는 노즐이 있는 전도성 잉크 카트리지, 솔더 페이스트 카트리지, 표면 매핑용 프로브가 포함됩니다.

Figure 2: V-One. 히팅 패드는 평평한 검은 직사각형 영역이고 상단 우측에 전도성 잉크 카트리지가 장착된 캐리지가 보입니다. (출처: Voltera)

V-One은 하이엔드 취미가와 엔트리 레벨 전문가 시장을 겨냥하여 수동 조작(헤드 교체 등)으로 비용을 합리적으로 유지합니다. 이러한 수동 단계에도 불구하고 장치는 인상적인 배치 정확도를 달성합니다.

인쇄 전 사용자는 Gerber 형식의 PCB 설계를 제공해야 합니다. 워크플로는 빈 PCB를 가열 베드에 고정하고, 프로브를 캐리지에 삽입하고, X-Y 캘리브레이션을 수행하는 것으로 시작합니다. 트레이스 증착을 위해 노즐은 엄격한 공차 내 PCB 위를 호버링해야 합니다. 프로브는 표면 기복을 매핑하여 정확한 잉크 배치를 안내하는 3D 프로파일을 생성합니다. 빈 PCB에서는 정확한 정렬이 덜 중요하지만, 완성된 보드에서는 피듀셜을 프로브의 참조점에 수동으로 정렬합니다.

트레이스 증착은 잉크젯 스타일 공정을 사용합니다: 전도성 잉크가 원자화되고 고전압으로 가속됩니다. 잉크는 카트리지 상단의 기어 구동 메커니즘에서 생성된 압력으로 압출됩니다. 증착은 신속하며 복잡한 면도 몇 분 안에 완료됩니다. 유량 조절로 특정 보드 요구사항에 맞게 미세 조정할 수 있습니다. 증착 후 트레이스는 젖어 있어 주의 깊게 다뤄야 하며, 가열 베드에서 경화되며 약 30분이 소요됩니다.