[发明专利]3D打印方法和产品

说明书

提供了一种产品和制造产品的方法，其中3D结构(26)被打印在印刷电路板(20)之上。在它们之间提供有粘附层(24)。粘附层(24)的界面中的一个界面包括腔体结构(22)。这改善了粘附性并且释放了印刷电路板(20)中累积的应力。

技术领域

本发明涉及3D打印，并且特别涉及在印刷电路板上打印结构。

背景技术

数字化制造将改变全球制造业的本质。

数字制造的一个方面是3D打印。最广泛使用的3D打印过程是熔融沉积建模(FDM)。

FDM打印机使用热塑性长丝，其被加热至熔点并且然后逐层挤出以产生三维对象。FDM打印机相对快速，成本低，并且可以用于打印复杂的3D对象。

这种打印机可以用于使用各种聚合物来打印各种形状。该技术还在进一步开发用于LED灯具和照明解决方案的生产。

一种趋势是将电子器件集成到3D打印结构中。为此目的，打印结构，并且然后将电子器件插入结构中。因此需要将承载这些电子元件的PCB固定到打印结构。这例如通过将元件保持在压力下或者通过使用螺钉或其他固定件来实现。

希望直接打印到PCB上。然而，由于在打印过程中累积的应力，可以引起PCB的弯曲。因此需要一种能够在印刷电路板上进行3D打印的方法。

发明内容

本发明由权利要求限定。

根据本发明的一个方面的示例，提供了一种制造产品的方法，该方法包括：

提供具有表面的印刷电路板，3D结构将要被提供在该表面之上；

在印刷电路板的表面之上形成粘附层，从而在印刷电路板的表面与粘附层之间形成第一界面；以及

在粘附层之上3D打印3D结构，从而在粘附层的表面与3D结构之间形成第二界面，

其中第一界面和/或第二界面包括腔体结构，腔体结构包括腔体阵列，腔体阵列包括具有在1μm至10mm的范围内的最大尺寸的腔体。

该方法利用PCB作为可以在其之上进行3D打印处理的基底。粘附层的使用提供了与用于3D打印的聚合物的良好粘附，并且还释放了可能由打印引起的否则可能导致PCB的弯曲的应力。

腔体结构具有形成聚合物层或在聚合物层内的小形状腔体，该聚合物层与用于3D打印的聚合物相容。粘附层粘附到打印的结构和PCB。应力释放通过填充腔体或限定在腔体之间的材料的微拉伸来实现。至少一些腔体例如是微米级。可能存在多个不同尺寸的腔体，或者它们可以具有相同的尺寸。最大尺寸是指腔体开口的最大线性尺寸(例如，圆形腔体开口的直径，或矩形腔体开口的最长边)。

该方法保持良好的粘附性，避免了PCB的弯曲，并且使得能够保持电气组件与PCB导电轨道之间的可靠电接触。

可以打印粘附层。因此，可以认为它是整个3D打印过程的一部分。

该方法还可以包括在形成粘附层之前在印刷电路板的导电轨道上提供一个或多个组件。粘附层例如在一个或多个组件上具有开口。因此，粘附层不会影响PCB轨道与电气组件之间的电连接的质量。

例如，一个或多个组件包括以下中的一个或多个：

LED；

激光二极管；

无源电子组件；以及

集成电路。

在一些情况下，3D打印结构因此可以包括用于成形、转向或以其他方式操纵光源的光学输出的光学元件。这提供了低成本的集成的光源和光学模块。

印刷电路板可以包括：