[实用新型]基于3D打印技术的掩膜制作装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别涉及一种基于3D打印技术的掩膜制作装置。

背景技术

3D打印是快速成型技术的一种，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。如今在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，并逐渐用于一些产品的直接制造。3D打印由于其便捷性，逐渐被企业所重视，并在样品制作、小规模生产与定制化产品中得到应用。在技术的不断发展中，随着3D打印的成本逐渐下降，其价值已被一般消费者所认可。

在半导体制造中，许多工艺步骤需采用图形化技术，用于这些步骤的图形“底片”称为掩膜。传统的掩膜制作工艺对单次生产量要求大，每次修改就需要重新制做掩膜板，工艺复杂，供货周期长，价格昂贵，增加了产品研发的时间和资金成本，无法满足小批量产品制备及个性化快速定制的要求。

实用新型内容

本实用新型的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于3D打印技术的掩膜制作装置，该掩膜制作装置缩短了产品研发的时间，降低了资金成本，能满足小批量产品制备及个性化快速定制的要求。

本实用新型的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种应用于基于3D打印技术的掩膜制作装置的掩膜制作方法，该掩膜制作方法简化了掩膜制作流程，缩减了制作周期，方便使用者基于掩膜的实际实用效果即时进行修改，有效提高了工作效率。

本实用新型的首要目的通过下述技术方案实现：一种基于3D打印技术的掩膜制作装置，包括：控制板、热床、喷嘴、步进电机、打印耗材和计算机；

所述计算机与控制板连接，所述热床、喷嘴、步进电机均与控制板连接；所述步进电机与喷嘴连接；所述喷嘴与打印耗材连接；

所述计算机用于制作掩膜3D模型、计算出打印步骤、将打印步骤传递控制板、加热所述热床完成预热以及控制步进电机与喷嘴，所述步进电机与喷嘴控制打印耗材的喷出位置与速度，以完成打印。

本实用新型的另一目的通过以下技术方案实现：一种应用于所述的基于3D打印技术的掩膜制作装置的掩膜制作方法，包括以下步骤：

步骤1、由Autodesk CAD生成掩膜的设计方案；

步骤2、采用SolidWorks并根据步骤1所述对掩膜设计方案，制作掩膜的3D模型，并将其保存为STL格式；

步骤3、将步骤2生成STL格式的掩膜3D模型导入3D打印软件Cura中，设置必要的参数，调整打印方式与布局，导出至SD卡中，此时在SD卡中生成所述掩膜3D模型的gcode文件；

步骤4、将SD卡插入3D打印机中，选择要打印的掩膜3D模型；等待打印完毕，进行边缘多余辅助打印部分的分离工作，得到所需的掩膜3D模型的成品。

在步骤2中，在制作掩膜的3D模型的制作方法中，根据打印成品的打印效果与透光情况实时修改模型参数。

在步骤3中，所述必要的参数包括支撑——粘附平台的参数，所述支撑——粘附平台选择Brim选项，使所述支撑——粘附平台在模型底边周围增加数圈薄层。

本实用新型由Autodesk CAD生成掩膜设计方案。此步骤由用户完成，若对该软件操作不熟悉，也可由其他方法生成设计图纸；若熟悉三维建模软件，也可略过此步骤，直接生成模型软件。

本实用新型大大简化了掩膜制作的流程，缩减了制作周期，方便使用者基于掩膜的实际实用效果实时进行修改，以提高工作效率。适用于对掩膜小规模使用与需要多次修改的实验室等场所。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本实用新型通过以3D打印机为媒介，将数字化的3D掩膜模型制作成完整的实物，并具备实际的使用价值，极大地简化了掩膜制作步骤，缩减了制作周期。传统的制作方法，往往需要开模制作，并需要一定的手工制作步骤，消耗大量时间与人工成本，不利于实验室与企业的研发进程。

2、对于设计的掩膜的使用效果，可通过简单的测试后提出修改方案，只需对原有模型进行修改，可以很快得到改进后的掩膜；方便进行多次修改，以得到使用效果最好的成品。大大节约了修改掩膜的成本。按照现有的方法，掩膜修改周期往往需要十天以上，而使用3D打印技术，最快能将修改周期减少到半天时间。