一种曲面上制备聚酰亚胺介质层及电子线路的装置及方法与流程

技术特征：

1.一种曲面上制备聚酰亚胺介质层及电子线路的装置，其特征在于：包括运动平台、顶座、加热装置、电机、喷印装置、测温装置和中央控制器；

所述顶座和电机安装在运动平台上；所述运动平台能够在中央控制器控制下移动；曲面的金属基材两端安装在顶座与电机之间，电机能够在中央控制器控制下带动曲面金属基材绕曲面的几何中心轴线旋转；所述加热装置安装在顶座上，能够在中央控制器控制下加热金属基材；所述测温装置能够测量金属基材的表面温度，并反馈至中央控制器；

所述喷印装置能够将PAA溶液涂布于金属基材曲面上，也能够将电子浆料打印在成型的PAA膜上或将电子浆料打印在成型的PI膜上；所述PAA溶液采用以下过程得到：PMDA与ODA配比后，以DMAc为溶剂配置成的0.3～0.35g/ml溶液，对溶液进行真空除泡处理后，将溶液放置0-5℃环境保存待单体反应完全；所述喷印装置的喷口内径尺寸为0.2-0.4mm。

2.根据权利要求1所述一种曲面上制备聚酰亚胺介质层及电子线路的装置，其特征在于：所述加热装置能够将金属基材表面温度预热至60℃±5℃，并能够在中央控制器控制下将金属基材表面温度从60℃以30～60℃/h的升温速率升温至100℃并保温，使PAA溶液中的溶剂挥发形成PAA膜。

3.根据权利要求2所述一种曲面上制备聚酰亚胺介质层及电子线路的装置，其特征在于：所述加热装置能够对金属基材表面的PAA膜升温固化，使PAA膜脱水缩聚形成PI薄膜，并将打印在PI膜上的电子浆料烧结。

4.根据权利要求2所述一种曲面上制备聚酰亚胺介质层及电子线路的装置，其特征在于：所述加热装置能够对金属基材表面的PAA膜以及打印在PAA膜上的电子浆料升温固化，使PAA膜脱水缩聚形成PI薄膜，并且同时实现电子浆料的烧结。

5.根据权利要求2所述一种曲面上制备聚酰亚胺介质层及电子线路的装置，其特征在于：还包括加热箱，将金属基材放置在加热箱中实现PAA膜脱水缩聚形成PI薄膜，并将打印在PI膜上的电子浆料烧结；或将金属基材放置在加热箱中实现PAA膜脱水缩聚形成PI薄膜同时实现电子浆料的烧结。

6.根据权利要求2～5所述任意一种曲面上制备聚酰亚胺介质层及电子线路的装置，其特征在于：所述喷印装置包括储料管、针头、气路、减压阀和空气压缩机，空气压缩机产生高压气体通过减压阀和气路将储料管内的PAA溶液均匀涂布于金属基材曲面上，或将储料管内的电子浆料打印在成型的PAA模上或PI膜上。

7.利用权利要求6所述装置实现曲面上制备聚酰亚胺介质层及电子线路的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将PMDA与ODA配比后，以DMAc为溶剂配置成的0.3～0.35g/ml溶液，对溶液进行真空除泡处理后，将溶液放置0-5℃环境保存待单体反应完全，得到PAA溶液；

步骤2：将PAA溶液装入喷印装置的储料管中；中央控制器控制运动平台移动，使喷印装置的喷口与金属基材表面距离满足设定要求；

步骤3：中央控制器根据测温装置的反馈，控制加热装置将金属基材表面温度预热至60℃±5℃；然后中央控制器控制喷印装置将PAA溶液挤出，并且中央控制器控制电机带动金属基体转动，实现将PAA溶液涂布于金属基材上；

步骤4：中央控制器根据测温装置的反馈，控制加热装置将金属基材表面温度以30～60℃/h的升温速率升温至100℃并保温，使PAA溶液中的溶剂挥发形成PAA膜；

步骤5：在喷印装置的储料管中换装电子浆料，所述电子浆料的烧结固化温度不高于PI膜的耐用温度；中央控制器根据设定模型控制运动平台移动以及电机转动，并控制喷印装置将电子浆料挤出，实现用电子浆料在PAA膜上打印电子线路图形；

步骤6：中央控制器根据测温装置的反馈，控制加热装置将金属基材表面温度按照设定的PAA膜脱水固化升温曲线变化，实现PAA膜脱水缩聚形成PI薄膜同时实现电子浆料的烧结；所述设定的PAA膜脱水固化升温曲线为：升温至120℃±5℃后保温2-3h，再升温至200℃±5℃后保温1-2h，最后升温至280℃±5℃后保温0.5-1h。

8.根据权利要求7所述一种曲面上制备聚酰亚胺介质层及电子线路的方法，其特征在于：步骤6中将金属基材放置在加热箱中，控制加热箱温度按照设定的PAA膜脱水固化升温曲线变化，实现PAA膜脱水缩聚形成PI薄膜同时实现电子浆料的烧结。

9.根据权利要求7所述一种曲面上制备聚酰亚胺介质层及电子线路的方法，其特征在于：步骤5为：金属基材表面形成PAA膜之后，通过中央控制器控制加热装置配合测温装置将金属基材表面温度按照设定的PAA膜脱水固化升温曲线变化，实现PAA膜脱水缩聚形成PI薄膜，或将金属基材放置在加热箱中，控制加热箱温度按照设定的PAA膜脱水固化升温曲线变化，实现PAA膜脱水缩聚形成PI薄膜；

步骤6：在喷印装置的储料管中换装电子浆料，所述电子浆料的烧结固化温度不高于PI膜的耐用温度；中央控制器根据设定模型控制运动平台移动以及电机转动，并控制喷印装置将电子浆料挤出，实现用电子浆料在PI薄膜上打印电子线路图形；

步骤7：通过中央控制器控制加热装置配合测温装置升高金属基材表面温度至电子浆料的烧结固化温度，实现电子浆料的烧结；或将金属基材放置在加热箱中，控制加热箱温度升高至电子浆料的烧结固化温度，实现电子浆料的烧结。