[发明专利]一种基于FR-4基板的电子电路3D打印方法

说明书

本发明公开了一种基于FR‑4基板的电子电路3D打印方法，包括如下步骤：(1)设计PCB文件；(2)将PCB文件输出转换为CAD图形文件；(3)确定打印方案；(4)在打印设备控制软件中设置设备使用参数；(5)将配兑好的导电浆料装入打印针头，再将装好银浆料和银钯浆料的针头装入打印设备；(6)固定基板；(7)启动设备，打印针头挤压出导电浆料在FR‑4基板上，并按设置路径移动；(8)初步加热干燥后，激光烧结。本发明打印形成的电子电路更有推广价值，满足电子产品快速验证需要；能够形成各种复杂电路图形；采用激光烧结方式固化导电浆料形成的电子电路板，结合力好，满足对热应力、粘合强度、温度冲击等试验考核，经过回流焊测试安装焊盘可焊性好。

技术领域

本发明涉及一种基于FR-4基板的电子电路3D打印方法。

背景技术

电子制造行业市场竞争日益加剧，实现产品快速制造与功能指标快速验证已成为抢占市场的利器。以3D打印为代表的快速成型技术已经在制造行业得到大量应用，由于其材料利用率高、响应速度快、复杂零件制造性好等优点，大幅降低了研制风险和缩短研制时间。就整机电子产品快速制造而言，相关金属与非金属3D打印技术已比较成熟，并在产品中得到广泛应用。而电子电路作为电子产品的核心部件，其3D打印技术发展较晚，技术成熟度较低，因此在产品中应用较少。综观目前电子电路3D打印技术情况，采用的技术有喷墨技术、FDM(Fused Deposition Modeling，熔融沉积成型)技术，加热固化或UV光固化、红外光固化、常温自固化等，采用的基板材料有绝缘油墨、纸张、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物(ABS P400)、尼龙(PA)、聚乳酸(PLA)等；采用的导电材料有导电金属油墨、液态金属、导电胶等。上述打印方法都以打印挠性电路为主，而且导电线路与非金属基板结合力较差，因此亟需提出一种新的电子电路3D打印方法，满足刚性电子电路的快速成型，并且导电线路与非金属基板应具有较好的结合力，可满足GB/T 4677-2002《印制板测试方法》给出的镀层最小附着力和满足相关标准对热应力、温度冲击的要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题或至少提供一种可行的技术选择途径。为此，本发明的目的在于提出一种可制造刚性电子电路的3D打印方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于FR-4基板的电子电路3D打印方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据设计要求，采用EDA设计软件设计电子电路图形；

(2)将采用步骤(1)所用软件设计的PCB文件输出转换为CAD图形文件；

(3)确定打印方案；

(4)在打印设备控制软件中设置设备使用参数，设置针头与基板间距离20μm，设置打印气压0.2MPa，设置打印速度3mm/s；

(5)将配兑好的导电浆料装入打印针头，导电浆料包括银浆料和银钯浆料；

银浆料和银钯浆料分别装入针头内径0.23mm的打印针头，再将装好银浆料和银钯浆料的针头装入打印设备；

(6)将FR-4基板固定在工作台上；

(7)启动设备，打印针头挤压出导电浆料在FR-4基板上，并按设置路径移动；

(8)不同的打印针头挤压出不同的导电浆料，银浆料打印导电线路，银钯浆料打印焊盘；

(9)初步加热干燥后，激光头沿着打印路径移动，激光烧结导电浆料，使其固化；最终形成所需的电子电路。

作为优选方式，EDA设计软件包括Altium Designer、Cadence、protel。