[发明专利]均匀金属液滴打印电路的方法

摘要

本发明公开了一种均匀金属液滴打印电路的方法，用于解决现有微电子电路制造方法实用性差的技术问题。技术方案是将市场供应态的块状金属材料融化，喷射出熔融状态金属液滴进行逐滴打印，通过打印金属液滴相互之间的冶金结合，保证打印的导电线路导电性与致密金属材料导电性相同。同时，通过高温液滴沉积时，融化热塑性基体，以形成金属液滴底部嵌入基体的导电电路，以满足导电电路结合强度的需求，减少电路后处理工艺，实现了电路的低成本短流程打印，实用性好。

主权项

1.一种均匀金属液滴打印电路的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、采用铅锡合金、无铅焊料或金锡合金作为微滴材料，置于坩埚内部并加热微滴材料至喷射温度Td，Td高于打印材料的熔点Tm；调整喷射压力脉冲的宽度、幅值与频率，实现单颗金属液滴(1)稳定喷射；步骤二、采用热塑性材料作为打印的热塑性基体(2)；步骤三、对于高熔点绝缘基体(5)，需先在其表面涂敷热塑性基体(2)制成复合基体，根据打印金属液滴(1)材料种类及金属微滴温度Td调整涂层厚度；步骤四、进行微滴喷射沉积试验，初步调整喷射温度Td和基体温度Ts,使金属液滴(1)局部融化热塑性基体(2)表面并实现部分嵌入，则喷射温度Td高于基体软化温度Tg，两者满足关系式：Td>Tg   (1)保证金属液滴(1)能够熔化已沉积导电线路(4)的搭接部分，实现金属液滴(1)之间互熔结合，此时打印金属液滴(1)温度降低到凝固温度所释放的热量，需大于搭接部分温度上升所需热量与搭接部分融化所需的融化潜热之和：ρVdC(Td‑Ts)>ρV搭接C(Td‑Ts)+ρV搭接H   (2)式中，Vd‑金属微滴体积，ρ‑金属液滴密度，C‑金属液滴的比热容，V搭接‑搭接部分的体积，H‑金属液滴的熔化潜热；步骤五、测量金属液滴(1)在热塑性基体(2)上凝固角θs，计算出打印微电路的沉积步距λ，然后进行线路打印试验，实现均匀导电线路(4)的初步打印；沉积步距λ与基体上凝固角θs及液滴直径Dd之间的关系为：式中，Dd‑液滴直径，θs‑金属液滴在基体上的凝固角；步骤六、根据试验结果，微调坩埚温度Td、基体温度Td以及步距λ，实现电子线路(4)的快速打印。