CN113290843A - 一种3d打印ar/vr设备电路板的制备方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种3D打印电路板的制备方法及系统，包括如下步骤：逐层扫描建库步骤：对CAM光绘文件逐层扫描建库，获取各层编码信息；逐层打印步骤：根据获取的各层编码信息，逐层进行打印；粘接步骤：对逐层打印的材料进行粘接。本发明制备方法巧妙，解决了传统PCB制作工艺精度受限的问题，避免出现产品制作有误后长时间迭代的时间消耗问题。结合3d打印技术，并且基于不同的材料分别打印，相对于传统的PCB制作工艺，打印效率更高。采用自动控制方式，对每层打印时间、时间间隔、冷却、清洁等均采用自动控制方式，在提高加工效率的同时也大大降低了劳动成本。
Description
技术领域
本发明涉及PCB智能制备领域，具体地，涉及一种3D打印AR/VR设备电路板的制备方法及系统。
背景技术
普通的PCB制版流程中，由于机器、人工、物料等因素，容易短路、断路、微断、微短等问题。
传统的PCB板制作的工艺通常采用贴膜、曝光、显影、电镀等流程实现，但是上述工艺流程复杂，制备繁杂，且打样周期长，工作效率低。而对于新兴的领域，例如VR、AR设备中的PCB板由于形状、尺寸等要求，通过传统的PCB板制作工艺制作时，不管是加工时间还是加工成本均不能满足VR、AR设备PCB板的需求。
专利文献为CN110213895A的发明专利公开了一种PCB线路制作方法及PCB，该方法包括以下步骤：对排版的PCB最外层铜箔使用10μm～13μm的薄铜箔，再压合，压合后将外层铜减至7μm～9μm，再钻孔、低速率化学除胶，之后的电镀工序使用垂直连续电镀制作，控制孔内壁铜厚为15μm～20μm，表面铜厚为24μm～30μm，再使用关掉磨刷的火山灰喷淋方式，对表面粗化处理，之后在外层线路制作过程中使用激光直接成像曝光机曝光，使用低压力、高速度方式显影和蚀刻，并提前给定10％～20％的线路补偿值。可解决精细线路(如线宽/线隙≤2mil/2mil)的PCB产品在线路制作过程中存在的大量的线幼、线过宽、蚀刻过度、显影不净、短路、开路等不良问题。但是上述方案的制备工艺繁杂，加工效率低。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种3D打印AR/VR设备电路板的制备方法。
根据本发明提供的一种3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，包括如下步骤：
逐层扫描建库步骤：对CAM光绘文件逐层扫描建库，获取各层编码信息；
逐层打印步骤：根据获取的各层编码信息，逐层进行打印；
粘接步骤：对逐层打印的材料进行粘接。
优选地，所述编码信息包括各线路层、焊盘层、钢网层、丝印层的编码属性信息。
优选地，还包括分层打印步骤：根据需打印层的材料的区别分为多个层级，分别对每个层级进行打印。
优选地，当打印的层级为基板层时，采用环氧树脂材料进行打印；
当打印的层级为覆铜板层级时，采用导电材料进行打印。
优选地，还包括对齐步骤：设置逐层打印的材料的对齐位置，使得各个层级按照正确的位置粘接。
优选地，还包括清洁步骤：将打印后的层级放在去污染的环境中，清洁打印后的层级。
优选地，还包括控制步骤：对每层打印的时间、相邻层的打印时间间隔进行控制。
优选地，还包括冷却步骤：对打印完的层级进行冷却。
优选地，冷却的方式包括冷却风扇冷却。
根据本发明提供的一种3D打印AR/VR设备电路板的制备系统，包括如下模块：
逐层扫描建库模块：对CAM光绘文件逐层扫描建库，获取各层编码信息；
逐层打印模块：根据获取的各层编码信息，逐层进行打印；
粘接模块：对逐层打印的材料进行粘接。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明制备方法巧妙，解决了传统PCB制作工艺精度受限的问题，避免出现产品制作有误后长时间迭代的时间消耗问题。
2、本发明结合3d打印技术，并且基于不同的材料分别打印，相对于传统的PCB制作工艺，打印效率更高。
3、本发明采用自动控制方式，对每层打印时间、时间间隔、冷却、清洁等均采用自动控制方式，在提高加工效率的同时也大大降低了劳动成本。
4、本发明能够快速不限次数的进行打样验证，提高生产效率同时减少生产验证成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，根据本发明提供的一种3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，包括如下步骤：逐层扫描建库步骤：对CAM光绘文件逐层扫描建库，获取各层编码信息；逐层打印步骤：根据获取的各层编码信息，逐层进行打印；粘接步骤：对逐层打印的材料进行粘接。
进一步地，所述编码信息包括各线路层、焊盘层、钢网层、丝印层的编码属性信息。还包括分层打印步骤：根据需打印层的材料的区别分为多个层级，分别对每个层级进行打印。当打印的层级为基板层时，采用环氧树脂材料进行打印；当打印的层级为覆铜板层级时，采用导电材料进行打印。还包括对齐步骤：设置逐层打印的材料的对齐位置，使得各个层级按照正确的位置粘接。还包括清洁步骤：将打印后的层级放在去污染的环境中，清洁打印后的层级。还包括控制步骤：对每层打印的时间、相邻层的打印时间间隔进行控制。还包括冷却步骤：对打印完的层级进行冷却，冷却的方式包括冷却风扇冷却。
具体的，本发明通过控制系统能够实现对每层打印时间、时间间隔、冷却、清洁等控制。对CAM光绘文件逐层扫描建库，获取各层编码信息，获取包含各线路层、焊盘层、钢网层、丝印层的编码属性信息；PCB打印开始进行DFM检查，使用绘图仪的特殊激光打印机来制作PCB曝光成像在胶片上，以最终打印电路板。最终产品导致塑料使用黑色墨水的PCB负片照片。
对于PCB的内层，黑色墨水代表PCB的导电铜部分。图像的剩余透明部分表示非导电材料的区域。外层采用相反的图案：铜色清晰，黑色指的是被3D打印机蚀刻掉的区域。绘图仪自动显影胶片，胶片安全存放，以防止任何不必要的接触。每层PCB和阻焊膜都有自己的透明和黑色胶片。所有层都必须相互对应，要实现所有胶片的完美对齐，应在所有胶片上打孔。
上一步中的打印创作旨在绘制铜路径的图形。现在是时候将胶片上的图形打印到铜箔上了。PCB制造中的这一步骤准备制作实际的PCB：
PCB的基本形式包括层压板，其芯材料是环氧树脂和玻璃纤维，也称为基板材料。层压板是接收构成PCB的铜的理想主体。基板材料为PCB提供坚固且防尘的起点，铜在两侧预先粘合。这个过程包括削减铜以揭示薄膜的设计。
在PCB结构中，清洁度很重要。清洁铜侧面层压板并将其通入去污染的环境中。在此阶段，重要的是没有灰尘颗粒沉积在层压板上。错误的污垢可能导致电路短路或保持开路。接下来，清洁面板接收一层称为光刻胶的感光胶片。光致抗蚀剂包括一层光反应性化学物质，其在暴露于紫外光之后硬化。这确保了从摄影胶片到光致抗蚀剂的精确匹配。这些薄膜贴合在销钉上，将它们固定在层压板上。薄膜和电路板排成一行并接收紫外线。光线穿过薄膜的透明部分，硬化下面铜上的光刻胶。来自绘图仪的黑色墨水可防止光线到达不应硬化的区域，并且可以将它们移除。在电路板准备好后，用碱性溶液清洗任何光刻胶都没有硬化。最后的压力清洗去除了表面上留下的任何其他东西。然后将板干燥。
产品出现时，抗蚀剂适当地覆盖铜区域，以保持最终形式。技术人员检查电路板以确保在此阶段不会发生错误。此时存在的所有抗蚀剂表示将在成品PCB中出现的铜。此步骤仅适用于具有两层以上的电路板。简单的双层板可以直接钻孔。多层板需要更多步骤。
本发明摒弃了传统的PCB板繁杂的制备方法，采用了3d打印的方法，且通过对PCB板进行分层，使得不同的材料通过不同的层数进行打印，最后再将不同的层数粘贴，完成PCB板的制作。本发明通过3d打印PCB板，应用在AR、VR设备，实现了快速不限次数的打样验证，提高生产效率同时减少生产验证成本。提高了生产效率，普通PCB板厂打样需要15-30天时间，而3D打印电路板2-3天。节省生产成本，每次PCB外发电路板成打样需要收取一定的PCB打样费用，而应用3D打印打样只需要投入一定的材料成本费用，大大节省成本和缩短了打样周期，提高生产效率。且本发明满足了AR、VR领域的PCB板的形状、尺寸需求。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
逐层扫描建库步骤：对CAM光绘文件逐层扫描建库，获取各层编码信息；
逐层打印步骤：根据获取的各层编码信息，逐层进行打印；
粘接步骤：对逐层打印的材料进行粘接。
2.根据权利要求1所述的3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，其特征在于，所述编码信息包括各线路层、焊盘层、钢网层、丝印层的编码属性信息。
3.根据权利要求1所述的3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，其特征在于，还包括分层打印步骤：根据需打印层的材料的区别分为多个层级，分别对每个层级进行打印。
4.根据权利要求3所述的3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，其特征在于，
当打印的层级为基板层时，采用环氧树脂材料进行打印；
当打印的层级为覆铜板层级时，采用导电材料进行打印。
5.根据权利要求1所述的3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，其特征在于，还包括对齐步骤：设置逐层打印的材料的对齐位置，使得各个层级按照正确的位置粘接。
6.根据权利要求1所述的3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，其特征在于，还包括清洁步骤：将打印后的层级放在去污染的环境中，清洁打印后的层级。
7.根据权利要求1所述的3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，其特征在于，还包括控制步骤：对每层打印的时间、相邻层的打印时间间隔进行控制。
8.根据权利要求1所述的3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，其特征在于，还包括冷却步骤：对打印完的层级进行冷却。
9.根据权利要求8所述的3D打印AR/VR设备电路板的制备方法，其特征在于，冷却的方式包括冷却风扇冷却。
10.一种3D打印AR/VR设备电路板的制备系统，其特征在于，包括如下模块：
逐层扫描建库模块：对CAM光绘文件逐层扫描建库，获取各层编码信息；
逐层打印模块：根据获取的各层编码信息，逐层进行打印；
粘接模块：对逐层打印的材料进行粘接。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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