[发明专利]一种3D打印共形电路制备方法

说明书

本申请提供了一种3D打印共形电路制备方法，其解决了现有共形电路使用寿命短的技术问题；包括：(1)将基底表面涂满绝缘材料，形成第一绝缘层；(2)将导电层打印墨水加入内层喷嘴；将粘结层打印墨水加入外层喷嘴；设定3D打印程序和打印参数，在绝缘材料外打印形成导电层、粘结层，粘结层包裹导电层的外表面；内层喷嘴、外层喷嘴由打印机喷嘴内圆弧隔板分隔而成，内层喷嘴的横截面积小于外层喷嘴的横截面积；(3)将绝缘层打印墨水加入打印机喷嘴，在粘结层外进行第二绝缘层打印，获得3D打印的共形电路。本申请广泛应用于电路制作技术领域。

技术领域

本申请涉及一种共形电路，更具体地说，是涉及一种3D打印共形电路制备方法。

背景技术

电路板是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的重要在载体。几乎所有的电子设备都离不开电路板，从电子手表、通用电脑、电视、到巨型计算机、通讯设备、军用武器系统等，只有集成电路等电子元器件，他们之间电气互联都要用到电路板。

传统的集成电路芯片加工或各种电子设备中常见的电路板制造技术，都是铜箔刻蚀法，他是用覆铜箔层压板为基板，经网版印刷或光致成像形成抗蚀线路图形，由化学蚀刻得到电路；若是双层或多层电路板还要进行孔金属化与电镀，实现层间电路互连。因此，传统电路板制造过程复杂、工序多，耗用大量的水与电，并产生大量的废水和污染物。

共形电路由于其应用领域广泛，很多极端环境下也需要其参与使用。因此能够实现其商业化的一个重要因素就是其寿命问题，共形电路的寿命不仅仅取决于材料和制程，封装也是至关重要的一个环节。封装不但在物理层面上保护共形电路，更关键的是阻止外界环境的水、氧和腐蚀液体等对共形电路的侵蚀作用。

3D打印是一种无接触、无压力和无印版的印刷复制技术，它具有无版数码印刷的特征，简化了制造过程。3D打印在材料的使用上也可避免像光刻技术浪费95％以上材料的问题，而采用印刷方式印制上去的面积则等同于使用的面积，以长期发展角度来看，印刷方式会比传统光刻技术的成本低很多。从总的发展方向来看，3D打印技术将会成为PCB工业生产新的生力军，对于PCB生产技术的革新产生重要的影响。3D打印电路板可实现复杂三维微结构的快速设计与加工，并可通过基于软件打印控制系统进行图形的快速更改。

发明内容

为解决上述问题，本申请采用的技术方案是：提供一种3D打印共形电路制备方法，包括：

(1)将基底表面涂满绝缘材料；

(2)将导电层打印墨水加入内层喷嘴，将粘结层打印墨水加入外层喷嘴；设定3D打印程序和打印参数，在绝缘材料外打印形成导电层、粘结层，粘结层包裹导电层的外表面；

内层喷嘴、外层喷嘴由打印机喷嘴内圆弧隔板分隔而成，内层喷嘴的横截面积小于外层喷嘴的横截面积；

(3)将绝缘层打印墨水加入打印机喷嘴，在粘结层外进行第二绝缘层打印，获得3D打印的共形电路。

优选地，步骤(1)中，绝缘材料，形成第一绝缘层主要由以下重量份的组份：环氧树脂3-8份、酚醛树脂2-8份、丁晴乳胶3-8份、聚乙烯吡咯烷酮1-3份、以及聚乙二醇3-8份，溶解到丙酮溶液制成。

优选地，步骤(2)中，导电层打印墨水，主要由以下重量份的组份：氧化石墨烯5-10份、石墨烯10-20份、碳纳米管5-10份、纳米银10-20份、纳米铜10-20份、聚乙烯吡咯烷酮1-3份、以及聚丙烯酸酯1-3份，加入到水溶液溶解制成。

优选地，步骤(2)中，粘结层打印墨水，主要由以下重量份的组份：聚丁二酸丁二醇酯5-10份、聚丁二酸乙二醇酯5-10份、聚己内酯10-20份、以及聚乙二醇1-5份，加入到二氯甲烷溶解制成。