[发明专利]一种增材制造铜线路板图案的方法

说明书

本发明公开了属于线路板制作技术领域的一种增材制造铜线路板图案的方法。具体工艺流程如下：首先选择粒度范围在10～200nm的纳米铜粉末；然后将其与适用于3D打印的球形铜粉混合；之后利用激光3D打印机将混合铜粉按照预先设定的图案打印在PCB板或陶瓷基板表面；最后将打印完成的PCB板或陶瓷基板进行退火处理消除其内应力和打印缺陷。该方法可替代传统的电镀‑刻蚀制造技术，具有短流程、环境友好的技术特点，能够满足快速、个性化制造、高精度以及宽细线的需求，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于线路板制作技术领域，特别涉及一种增材制造铜线路板图案的方法。

背景技术

印制电路板(PCB线路板)是当代各类电子设备中不可缺少的配件之一，目前的印制电路板具有高密度、高精度、高可靠性、可设计性以及可维护性等特点，因而被广泛应用在电子元器件的电气连接中。但印制电路板存在不易分解及容易污染环境的缺点，特别在印刷制造单件小批量电路板时存在效率低和成本高的缺陷。

3D打印技术属于增材制造领域，是通过三维打印的方式逐层将材料叠加制得所需要的产品。区别于传统的减材制造，3D打印技术采用将微小单元材料通过打印程序堆积并有效交联成型的方式制造目标产品，不需要使用模具，在制造个性化、非大批量的产品方面具有天然的优势，并且具有效率高、成本低、无污染等特性，可广泛应用于航空、航天、电子、化工、机械以及人体关节领域。

目前市场上选区激光熔化(SLM)技术以激光作为热源，是3D成型主流的烧结工艺。铜合金属于反光材料，在激光融化过程中会发生反射激光的情况，导致激光的能量利用率低，同时铜的高导热性在3D打印过程中也会降低热量的吸收率，这两点特性使得激光难以实现逐层融化铜合金粉末。金属铜的熔点为1083℃，当铜颗粒尺寸下降到100nm，其熔点约为420℃，而当铜纳米粒子尺寸为13nm时，其熔点约为220℃。因此采用铜纳米材料作为3D打印原料，可以显著降低3D打印的温度及能耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种增材制造铜线路板图案的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)选择粒度范围在10～200nm的纳米铜粉末；

(2)将步骤(1)所选的纳米粉末和粒度范围在30～100μm的适用于3D打印的球形铜粉按照1:3的比例混合；

(3)利用3D打印机将步骤(2)的混合粉末在PCB板或陶瓷基板上打印出既定的线路图案；

(4)将步骤(3)中打印完成的PCB线路板或陶瓷基板，通过还原炉进行退火去应力处理。

优选的，步骤(1)所述的纳米铜粉末在给定粒度下，铜纳米颗粒D90/D10与D50偏差在30％以内。

优选的，步骤(3)所述的3D打印的激光功率为50～100W，扫描速率为200～500mm/s，扫描间距为0.01～0.05mm，铺粉厚度为0.05～0.1mm。

优选的，步骤(4)所述的退火温度为200～300℃，时间1-3h。

本发明的有益效果为：提供了一种增材制造铜线路板图案的方法，该方法可替代传统的电镀-刻蚀制造技术，具有短流程、环境友好的技术特点，能够满足快速、个性化制造、高精度以及宽细线的需求，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为增材制造铜线路板图案的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种增材制造铜线路板图案的方法，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1：

利用本发明制备一种铜线路板图案的具体方法步骤如下：