一种多层立体互联电路的3D打印制造方法

本发明涉及高密度集成电路制造，特别是涉及一种多层立体互联电路的3d打印制造方法。

背景技术：

1、随着通信技术、计算机技术、控制技术等领域的快速发展，电子电路在微型化、集成化、多功能化等方面的需求不断提高。多层线路具有更多的布线层数量，减小了线路占用的空间体积，具有更高的连接密度，增加了线路的集成性，便于在层间设置电磁屏蔽层、散热层等功能层，提高了线路多功能性。多层线路互联技术因其能够提供更高的连接密度而得到快速的发展，符合未来电子电路轻量化、高性能、智能化的需求，逐渐成为高端电路的发展趋势。目前传统的多层互联电路制作时，多采用蚀刻的方式制造每层线路，再通过钻孔后注入金属以进行层间互联，但此种方式制造工艺较为复杂、成本较高，而且随着电子线路的复杂程度不断提高，为了在有限的多层线路上放置更多高性能的零件，线路宽度和触点孔径需进一步减少，而传统蚀刻制造工艺逐渐难以满足日渐复杂的电子线路的生产需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决上述技术问题，提供一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，采用增材制造技术中的逐层切片、逐层打印累加的方式形成多层互联电路，工艺简单，制作灵活，可设计性强，能够实现高密度复杂多层立体互联电路的一体化成型制造。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明公开了一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，包括以下步骤：

3、s1、打印隔离介电层；在承载基底上打印一层隔离介电层；

4、s2、打印互联电路层；按预设层数在隔离介电层上逐层打印互联电路，每层所述互联电路打印时，需根据预设的线路图案，先打印出介电图案，打印时预留出导电金属填充槽和元器件安放位置，然后在所述导电金属填充槽内打印出导电图案，在元器件安放位置上放置或者打印出元器件；

5、s3、打印介电封装层；在最上层的所述互联电路上打印一层介电封装层。

6、优选地，步骤s1之前包括步骤s0，承载基底预处理；对所述承载基底进行表面预处理。

7、优选地，全程采用气溶胶喷墨打印机打印，所述气溶胶喷墨打印机的打印喷头与所述承载基底的距离为1～5mm。

8、优选地，所述隔离介电层、介电图案以及所述介电封装层均由树脂介电油墨打印而成，打印完后原位固化。

9、优选地，所述介电图案的树脂介电油墨采用电磁屏蔽树脂油墨或者散热树脂油墨。

10、优选地，所述导电图案由金属导电油墨打印而成，打印时通过高温烧结的方式固化。

11、优选地，所述高温烧结采用逐级加热方式。

12、优选地，所述喷墨打印喷头采用能够自由切换打印材料的多材料喷墨打印喷头。

13、优选地，所述喷墨打印喷头采用锥形点胶喷头，喷嘴内径范围在1mm至150微米之间，打印成型的图案中最小特征尺寸能够达到10微米。

14、优选地，所述线路图案在cad软件中绘制得到，并转化为运动系统能够识别的g代码，指令运行的速度为0.6mm/s，重复定位精度±0.1μm。

15、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

16、1.本发明的多层立体互联电路的3d打印制造方法中，采用增材制造技术中的逐层切片、逐层打印累加的方式形成多层互联电路，工艺简单，制作灵活，可设计性强，能够实现高密度复杂多层线路的一体化成型制造。

17、2.本发明的多层立体互联电路的3d打印制造方法中，全程采用气溶胶喷墨打印机打印，喷墨打印属于非接触式3d打印，打印喷头距离承载基底1～5mm，能够在非平面基底上形成多层互联电路，使得3d打印制造方法兼具了兼具增材制造技术和喷墨打印技术的优势。

18、3.本发明的多层立体互联电路的3d打印制造方法中，喷墨打印喷头采用能够自由切换打印材料的多材料喷墨打印喷头，能够在多种材料之间快速切换，有利于实现介电和导电材料的一体化成型。

19、4.本发明的多层立体互联电路的3d打印制造方法中，喷墨打印喷头采用锥形点胶喷头，喷嘴内径范围在1mm至150微米之间，打印成型的图案中最小特征尺寸能够达到10微米，制作精度高，有利于形成高密度互联电路。

20、5.本发明的多层立体互联电路的3d打印制造方法中，线路图案在cad软件中绘制得到，每个片层的打印图案通过成熟的切片软件生成打印轨迹，操作简便，具有较强的可操作性。

技术特征：

1.一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，其特征在于，步骤s1之前包括步骤s0，承载基底预处理；对所述承载基底进行表面预处理。

3.根据权利要求1或2所述的一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，其特征在于，全程采用气溶胶喷墨打印机打印，所述气溶胶喷墨打印机的打印喷头与所述承载基底的距离为1～5mm。

4.根据权利要求3所述的一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，其特征在于，所述隔离介电层、介电图案以及所述介电封装层均由树脂介电油墨打印而成，打印完后原位固化。

5.根据权利要求4所述的一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，其特征在于，所述介电图案的树脂介电油墨采用电磁屏蔽树脂油墨或者散热树脂油墨。

6.根据权利要求4所述的一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，其特征在于，所述导电图案由金属导电油墨打印而成，打印时通过高温烧结的方式固化。

7.根据权利要求6所述的一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，其特征在于，所述高温烧结采用逐级加热方式。

8.根据权利要求6所述的一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，其特征在于，所述喷墨打印喷头采用能够自由切换打印材料的多材料喷墨打印喷头。

9.根据权利要求8所述的一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，其特征在于，所述喷墨打印喷头采用锥形点胶喷头，喷嘴内径范围在1mm至150微米之间，打印成型的图案中最小特征尺寸能够达到10微米。

10.根据权利要求9所述的一种多层立体互联电路的3d打印制造方法，其特征在于，所述线路图案在cad软件中绘制得到，并转化为运动系统能够识别的g代码，指令运行的速度为0.6mm/s，重复定位精度±0.1μm。

技术总结
本发明公开了一种多层立体互联电路的3D打印制造方法，属于高密度集成电路制造技术领域，包括以下步骤：S1、打印隔离介电层；在承载基底上打印一层隔离介电层；S2、打印互联电路层；按预设层数在隔离介电层上逐层打印互联电路，每层互联电路打印时，需根据预设的线路图案，先打印出介电图案，打印时预留出导电金属填充槽和元器件安放位置，然后在导电金属填充槽内打印出导电图案，在元器件安放位置上放置或者打印出元器件；S3、打印介电封装层；在最上层的互联电路上打印一层介电封装层。采用增材制造技术中的逐层切片、逐层打印累加的方式形成多层互联电路，工艺简单，制作灵活，可设计性强，能够实现高密度复杂多层线路的一体化成型制造。

技术研发人员：张开富,熊振翔,易城林,程晖,刘书暖,梁彪
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1