[发明专利]一种基于3D打印的电路印刷方法及制备的高功率电路板

说明书

本发明提供一种基于3D打印的电路印刷方法及制备的高功率电路板，包括：获取金刚石面板并进行预处理，得到平整金刚石面板；设定超快激光参数，对平整金刚石面板进行超快激光烧结，得到贯穿平整金刚石面板上下表面的盲孔，得到处理后的金刚石面板；将处理后的金刚石面板固定在3D打印平台上，输入并设定打印参数；采用铺粉器将AgCuTi粉末均匀铺洒在金刚石上下表面并刮平，根据打印参数及打印程序控制3D打印平台对处理后的金刚石面板的上下表面分别进行打印，得到满足布线需求的AgCuTi导线，获得双层电路板。本发明采用3D打印印刷的AgCuTi导线与金刚石紧密结合，得到的高功率电路板能够高频高速高功率传输。

技术领域

本发明涉及3D打印领域和电路印刷技术领域，具体涉及一种基于3D打印方法的电路印刷方法及制备的高功率电路板。

背景技术

随着信息化技术的高速发展，印刷电路板作为大多数电气、电子设备的关键互连件，其应用愈发广泛，对其性能要求也越来越高。传统印刷电路板的机械支撑通常由环氧树脂、玻璃纤维和聚合物高分子制备而成，其导热性差，在电子元件高功率运作时，产热无法很好地散发从而导引起元件温度上升，导致元件工作效率降低甚至损坏元件。

在克服上述问题的发展上提出以绝缘金刚石作为电路基板材料或散热绝缘层，以提高电路板散热效率。但以传统覆铜印刷工艺，在金刚石表面覆铜刻蚀电路方式，电路与金刚石基板、绝缘层结合性差；覆铜印刷工艺复杂，需通过压膜、曝光、显影、蚀刻、去膜、冲洗等工艺制备，且蚀刻过程中产生废液会造成环境污染。譬如专利CN101064991，公开了一种技术：以绝缘金刚石层作为电路基板，在金刚石基板上制作电路结构层，并将另外一面直接积层散热器上制备金刚石电路板模组结构，该技术可实现电路板高效排热，但对于电路结构层与金刚石基板结合问题，未能提供解决方法；所使用材料为金刚石复合板，需通过挤出、压模、注射、网印、喷涂或灌模等方式制备，工艺流程十分复杂，导热率会降低。再譬如专利CN101998758A，公开了一种技术：在印刷电路板和铜制电路层间添加非晶金刚石散热绝缘层，通过激光刻蚀金刚石膜及覆铜方式印刷电路，该技术显著改善了散热效果，但该法沉积金刚石薄膜制备及所使用传统覆铜印刷工艺复杂，且相较于金刚石基板，sp³杂化含量为50％～70％的非晶金刚石热导率低，沉积后金刚石薄膜与铜制导线结合问题未能解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于3D打印的电路印刷方法及制备的高功率电路板，以AgCuTi活性钎料作为导线材料，可与金刚石紧密结合，解决了现有金刚石基板印刷时金属导线与金刚石结合性差的问题；以3D打印方式代替了传统的覆铜印刷方法，简化了印刷工艺，同时避免了废料、废液的产生；电路印刷可以在一台设备上完成，提高了电路板生产效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于3D打印的电路印刷方法，包括以下步骤：

S1、获取金刚石面板并对所述金刚石面板进行预处理，得到平整金刚石面板；

S2、设定超快激光参数，根据超快激光参数对所述平整金刚石面板进行超快激光烧结，得到贯穿所述平整金刚石面板上下表面的盲孔，得到处理后的金刚石面板；

S3、将所述处理后的金刚石面板固定在3D打印平台上，输入并设定打印参数；

S4、采用铺粉器将AgCuTi粉末均匀铺洒在金刚石上下表面并刮平，根据所述打印参数及打印程序控制3D打印平台对所述处理后的金刚石面板的上下表面分别进行打印，得到满足布线需求的AgCuTi导线，最终得到双层电路板。

优选地，所述金刚石面板为黑色多晶金刚石长方体薄板。

优选地，所述预处理的过程为：对所述金刚石面板上下表面进行打磨处理；将打磨好的金刚石面板垂直固定到盛有酒精的烧杯中，采用超声波清洗后烘干，获得表面平整的金刚石面板。

优选地，所述超快激光参数包括超快激光功率、超快激光波长、超快激光脉宽、超快激光频率、超快激光光斑直径；