[发明专利]一种基于选择性电沉积的电子元器件3D打印装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于选择性电沉积的电子元器件3D打印装置及方法，属于3D打印技术与电沉积技术领域。x轴移动装置、y轴移动装置、z轴移动装置安装支架上，喷头装置安装在x轴移动装置、y轴移动装置上，支撑板安装在z轴移动装置上，打印沉积室置于支撑板上方，可做z方向移动，电解液循环装置、蒸馏水循环装置置于支架底部。本发明基于熔融沉积成形(FDM)原理和选择性电沉积原理，以3D打印的方式制备了电子元器件，相较于传统生产电子元器件的方法，极大的简化了成形工艺，且工艺成本低，便于成形复杂结构，相较于其他3D打印成形电子元器件的方法，结合了电沉积原理以便捷地实现了导电性更好的金属结构的成形，提高了制备的电子元器件的性能。

技术领域

本发明属于3D打印技术与电沉积技术领域，具体涉及一种利用熔融沉积成型(FDM)技术和选择性电沉积技术制作电子元器件的3D打印装置及方法。

背景技术

3D打印技术又称增材制造，它是一种以目标数字模型文件为基础，采用粉末状金属或聚合物等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

熔融沉积成型(FDM)技术是3D打印技术的一种，它将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。融化后从喷嘴喷出的热熔材料沉积在制作面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品零件。

选择性电沉积技术是基于电沉积原理的一种区域选择性沉积金属的方法。电沉积过程是电镀、电铸等技术的基础，是指金属或合金等从其化合物水溶液、非水溶液或盐类熔融体中基于电化学反应原理，其离子在阴极发生电化学还原反应，从而最终沉积的过程。而选择性电沉积则是首先利用如化学镀等技术手段，使需要沉积的表面部分导电，进而在通电之后金属只能沉积在结构的导电部分，形成特定形状的金属零部件。

电子元器件是电子元件和小型的机器、仪器的组成部分，其本身常由若干零件构成，可以在同类产品中通用，其通常包括电子装置中的电阻、电感、印刷电路板(PCB)、集成电路等元器件。随着电子技术的发展，电子装置变得越来越复杂，对于电子元器件的要求也越来越高，电子元器件向小型化、复杂化的方向不断深入发展。上世纪60年代，将各电子元件集成在基片上的集成电路第一次问世，其大大推进了芯片技术和电子计算机技术的进步，而所发明的集成电路使研究者有了更先进的工具，进而产生了许多更为先进的技术，这些先进的技术又进一步促使更高性能的集成电路的出现，也即对组成集成电路的电子元器件有了更高的要求。

发明内容

本发明提供一种基于选择性电沉积的电子元器件3D打印装置及方法。

本发明采取的技术方案是：基于选择性电沉积技术的电子元器件3D打印装置，包括支架、x轴移动装置、y轴移动装置、喷头装置、z轴移动装置、支撑板、打印沉积室、电解液循环装置、蒸馏水循环装置，其中x轴移动装置、y轴移动装置、z轴移动装置安装支架上，喷头装置安装在x轴移动装置、y轴移动装置上，可做xy方向移动，支撑板安装在z轴移动装置上，打印沉积室置于支撑板上方，可做z方向移动，电解液循环装置、蒸馏水循环装置置于支架底部。

所述的x轴移动装置，包括光杠一、移动块一、皮带一、步进电机一、主动皮带轮一、主动轴杆一、从动皮带轮一和从动轴杆一，其中光杠一两侧插入支架从而被固定，移动块一与光杠一滑动连接，仅具有x方向的自由度，主动皮带轮一、从动皮带轮一分别与主动轴杆一、从动轴杆一固定连接，皮带一绕接在主动皮带轮一和从动皮带轮一上，步进电机一输出轴和主动轴杆一固定连接。

所述的y轴移动装置，包括光杠二、皮带二、移动块二、步进电机二、主动皮带轮二、主动轴杆二、从动皮带轮二和从动轴杆二，其中光杠二两侧插入支架从而被固定，移动块二与光杠二滑动连接，仅具有y方向的自由度，两端的主动皮带轮二、从动皮带轮二分别与主动轴杆二、从动轴杆二固定连接，皮带二绕接在主动皮带轮二和从动皮带轮二上，步进电机二输出轴和主动轴杆二固定连接。