[发明专利]一种导电银浆复合烧结方法及装置

说明书

本发明公开了一种导电银浆复合烧结方法及装置，所述导电银浆复合烧结方法，其特征在于，包括以下步骤：1）向导电银浆中添加烧结剂，引发银颗粒的自烧结，所述烧结剂为能够实现导电银浆快速烧结的烧结剂，添加烧结剂的质量不超过银浆质量的5％；2）将添加了烧结剂的导电银浆按照预设的电路加工路径沉积到基体上，在沉积过程中通过在线辅助热源烧结导电银浆。本发明方法通过改进与在线烧结设备配合的导电浆料制备工艺，相较于现有的后处理烧结工艺，可实现浆料的原位快速烧结，相较于现有的在线烧结工艺，通过对成分的优化配置，可弥补其热量“由上而下”传递造成的烧结不完全问题，使烧结后获得内部结构致密、电阻率低的导电迹线。

技术领域

本发明属于电子电路制造技术领域，涉及3D打印技术，具体为一种导电银浆复合烧结方法及装置。

背景技术

为将导电银浆从不导电的浆料转化为具备导电能力的导电迹线，目前已有多种导电银浆烧结方式。按其烧结时间，可将其分为两大类：后处理烧结、在线烧结。

后处理烧结主要包括热烧结、化学烧结、微波烧结、欧姆烧结。这类烧结方式的特点是，在导电银浆沉积完成后，使用热、烧结剂或微波烧结银浆。后处理烧结可以实现导电银浆的均匀烧结，获得低电阻率的导电迹线，缺点是无法实现快速烧结，降低生产效率。

在线烧结主要包括激光烧结、闪灯烧结、紫外固结。这类烧结方式的特点是，在沉积银浆的过程中，使用点激光、闪灯或紫外灯，在线烧结银浆。在线烧结可以实现导电银浆的快速烧结，缺点是由于热量传递“由上而下”，无法实现导电银浆的均匀烧结，导电迹线致密度低，电阻率高。

因此，亟需一种既可以快速烧结又可以均匀烧结的导电银浆烧结方式，以快速获得低电阻率的导电迹线。

发明内容

针对背景技术中所描述的技术改进需求，本发明提供了一种导电银浆复合烧结方法，以及可进一步提升该方法烧结效果的设有在线辅助热源的电路打印装置。

本发明的技术方案为：

一种导电银浆复合烧结方法，其特征在于，包括：

1)向导电银浆中添加烧结剂，引发银颗粒的自烧结，添加烧结剂的质量不超过银浆质量的5％；

2)将添加了烧结剂的导电银浆按照预设的电路加工路径沉积到基体上，在沉积过程中通过在线辅助热源烧结导电银浆。

所述导电银浆一般选择沸点在200摄氏度以下的溶剂。

作为优选，所述导电银浆中的银颗粒为纳米银颗粒。

作为优选，所述导电银浆的溶剂采用易挥发溶剂，导电颗粒为直径20纳米的纳米银颗粒，且纳米银颗粒表面被分散剂包覆，即导电银浆中含有分散剂。

一种用于如上所述复合烧结方法的设有在线辅助热源的电路打印装置，包括控制系统、在线辅助热源、导电浆料喷头和喷头运动执行机构，所述喷头运动执行机构包括一主轴，导电浆料喷头安装在所述主轴的底部，其特征在于：

所述3D打印装置还设有环绕跟随模块和自动调焦模块；

所述环绕跟随模块包括环绕臂、第一驱动设备和环绕传动机构，所述环绕臂水平设置，安装在主轴上，与主轴相垂直；所述第一驱动设备安装在环绕臂上，通过环绕传动机构控制环绕臂围绕主轴水平转动；

在线辅助热源通过所述自动调焦模块与环绕臂连接，所述自动调焦模块包括第二驱动设备和调焦传动机构，用于控制在线辅助热源相对环绕臂俯仰转动；

所述第一驱动设备和第二驱动设备的控制信号输入端分别与所述控制系统连接，通过控制系统根据设定好的加工路径，规划在线辅助热源的水平旋转角度和俯仰转动角度，以此控制第一驱动设备和第二驱动设备的动作，在导电浆料喷头的运动过程中，使激光束的光斑始终落在导电浆料喷头在加工路径中的后方上游位置，固化刚沉积在基体上的导电银浆。