[发明专利]一种3D打印电阻的制备及阻值调整方法

说明书

本发明公开一种3D打印电阻的制备及阻值调整方法，首先根据包括电极之间的间距、空间大小以及所需求的目标阻值在内的信息初步设计打印电阻图形尺寸，其次计算所需打印材料的方阻值或电阻率，筛选打印电阻浆料或油墨；再生成电阻的打印路径文件；将基材在打印机基台上固定，调整打印参数，完成电阻打印；打印电阻固化烧结后测试电阻，并与目标阻值对比，若满足目标阻值设计则完成打印；若不满足则采用优化设计图形尺寸或打印参数进行电阻值的调整，或者在已打印固化完成电阻的基础上进行阻值调整。本发明可以避免传统丝网印刷工序中网板的制作以及材料的浪费，此外可以灵活调整电阻图形以及电阻厚度，避免丝网印刷难以准确调整厚度的问题。

技术领域

本发明属于电阻元件的加工制造领域，具体涉及一种3D打印电阻的制备及阻值调整方法。

背景技术

电阻是电子设备中常用的元器件之一，通常电阻是采用丝网印刷电阻特性材料沉积在绝缘基体上，烧结而成厚膜贴片电阻；金属贴片电阻是在真空中采用蒸发和溅射等工艺将电阻材料溅镀在绝缘基体上制成。通过封装后，以焊接的形式固定于电子线路板上，通常是需要自动化贴装及回流焊焊专业设备完成。而在柔性薄膜上的贴片电阻，尺寸较小，且在薄膜后续弯折或二次加工过程中，贴片电阻容易受到弯折变形或封装棱角剐蹭而导致贴片电阻脱落，造成后续返修困难耗时等问题。此外在针对曲面电路上电阻的贴装而言没有成熟的贴装设备可以应用，采用手工贴装效率较低。

电子3D打印技术是指以微笔直写、压电喷墨、气溶胶喷射等技术为基础，将电子材料按需沉积成型的一种增材制造技术，可以用于制造传感器、天线、电容等一类器件。且近些年报道了采用压电喷墨、气溶胶喷射方式打印多层印制板、曲面传感器、阵列电极等一些方面的应用。其具有极大灵活性，可以基于现有三轴设备和五轴运动设备进行组装，从而实现平面及曲面电路图形的叠层覆形打印。此外打印方式适用的浆料范围也较广，包括银浆、铜浆、镍浆、碳浆等电子浆料。

采用丝网印刷电阻浆料来制作电阻，整体碳浆的厚度均是趋于一致，无法实现电阻厚度差异可控。需要专门定做专用丝网或钢网，且丝印过程中会浪费较多的浆料。印刷后由于浆料流动铺展的原因，因而造成电阻不一致，通常会采用激光调阻仪的方式进行电阻修调，而激光调阻的方式也仅适用于在电阻值低于目标阻值情况下的修调。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明公开一种3D打印电阻的制备及阻值调整方法，可应用在柔性基材或刚性PCB板以及曲面覆形电路上进行电阻的制作。该工艺方法具有灵活程度高，节省材料，打印后的电阻经过固化后省去了原有电阻器件的贴装及焊接工序，通过选择合适的电阻浆料也避免了原有贴片电阻易脱落的特点。此外，通过打印的方式可以灵活改变电阻图形以及厚度，可以通过在已固化电阻图形上叠加不同图形或组织的浆料来实现对打印电阻阻值的调整。

且发明该工艺方法易于集成于现有三轴或者五轴设备上，增加了工艺适用的灵活性及推广性。

本发明所采用的技术方案是：

一种3D打印电阻的制备及阻值调整方法，包括了以下步骤：

步骤1：根据包括电极之间的间距、空间大小以及所需求的目标阻值在内的信息初步设计打印电阻图形尺寸。如可以根据空间采用“S”型设计加长电阻线路长度，来调节电阻值，在初始设计电阻图案应尽可能薄，便于后续可以通过增加厚度减小电阻以达到目标阻值。

步骤2：根据步骤1所设计的尺寸以及目标阻值计算所需打印材料的方阻值或电阻率，结合基材特性、使用要求筛选打印电阻浆料或油墨。筛选电阻浆料主要考虑到其固化温度与基板耐温性的匹配、电阻浆料在基板上的粘附力、耐温度冲击性能、随温度电阻漂移率以及可打印性等方面。

步骤3：通过切片软件或CAM软件生成电阻的打印路径文件；目的在于实现电阻浆料按照轨迹的进行定量沉积，形成电阻图形。