TWI739660B - 以熔融沉積製作3維佈線電路的方法 - Google Patents

Abstract

一種以熔融沉積製作3維佈線電路的方法，係以一3D 列印機台提供兩個噴嘴分別列印熔融狀態的絕緣材料及導體材料，而形成逐層堆疊的多個沉積層。至少有一沉積層包括一絕緣圖案及一分佈於該絕緣圖案內部的導電圖案，其中該導電圖案包括複數腳位安裝部及導線的截面圖案。在導電圖案堆疊至形成腳位安裝部的下半部時暫停列印。將一電路元件的接腳壓入腳位安裝部的下半部中。再將腳位安裝部的上半部列印完成，同時使電路元件、腳位安裝部及導線皆包覆於絕緣圖案所堆疊成的一絕緣殼體內部，以形成一元件內藏式電路塊。

Description

以熔融沉積製作3維佈線電路的方法

本發明是關於一種3維佈線電路的製造方法，特別是關於一種以熔融沉積製作3維佈線電路的方法。

常見的電子產品裡面的電路大多使用平面的印刷電路板(printed circuit board, PCB)。早期的印刷電路板是將金屬導線覆蓋於一絕緣板的表面，製作出所要的電路。在 1960 年代有開發出將多層印刷電路板堆疊，然後利用電鍍貫穿孔作為每層電路之間的連接的增層印刷電路板。然而，無論是單層或增層印刷電路板皆無法完全利用3維(three-dimensional,下文中也簡稱「3D」)空間的優勢，只能將電子零件和感測器安裝在其表面。

隨著近年來低成本的 3D 印表機越來越常見，許多研究也開始利用增材製造(Additive Manufacturing, AM)技術(一般稱為 3D列印技術)，來開發新型電子產品以及元件，例如：電感、電容、天線、可撓式感測器等等。關於 3D 列印電路元件的研究，通常使用以下幾種方式：(1)表面列印；(2) 注射導電物質或電鍍等後處理；(3)直接 3D 列印。表面列印的方式是在一 3D 模型的表面上列印電路，列印出的電路還是平面的，並不是獨立的 3D 結構，而且這種技術的成本較高。為了降低成本，人們又開發出了後處理的技術，使 3D 模型具有電子特性。例如，使用雙噴頭 3D 印表機並將其中一噴嘴改造成注射器，注射器會將稀薄銀奈米顆粒墨水塗佈成 3D 導線。但此方法須用高溫烘烤使墨水乾燥，電路列印的解析度也較低。電鍍則會產生化學廢料汙染環境，在結果上也很難維持穩定的水準。相較於前兩種方式，直接 3D 列印可以製造出 3D 的電路結構，也不需要提供一現有表面且不會產生化學廢料。

美國材料與試驗協會(ASTM)將目前所有的 3D 列印技術歸納為熔融沉積成型(Fused Deposition Modeling, FDM)、光固化樹脂成型法(Stereolithography, SLA)、材料噴印成型法(Materail Jetting)、黏著劑噴印成型法(Binder Jetting)、薄片疊層法(Laminated Object Manufacturing, LOM)、指向性能量沉積成型法(Direct Energy Deposition, DED)以及粉末床熔融技術(Powder Bed Fusion, PBF)等七種。在上述列印技術中，又以FDM與SLA兩種技術最被廣泛使用。

習知以3D 列印技術製作的立體電路塊如圖1所示。立體電路塊100包括一3D絕緣殼體120、一3D導線結構140及多個電路元件160。利用3D 列印技術列印出3D絕緣殼體120與3D導線結構140之後，再將電路元件160安裝在列印完成的3D絕緣殼體120表面。列印過程中， 3D絕緣殼體120的絕緣材料層與3D導線結構140的導體材料層可以是輪流或同時列印。然而，習知的立體電路塊100雖然已將導線佈設立體化，並容納在3D絕緣殼體120的內部，但所有的電路元件160仍只能安裝在立體電路塊100的外表面。這會使得立體電路塊100內部的許多導線必須從某一個外表面延伸到另一外表面，所以其導線總長難以進一步縮短，導致立體電路塊100所需的驅動電壓被侷限在一定水準以上。此外，由於立體電路塊100外表必須有足夠多的安裝表面提供給電路元件160安裝，這會使立體電路塊100在外型設計上受到限制，影響其外型與環境空間的配合度。

綜上所述，若能使習知的立體電路塊100的外型與環境空間的配合度獲得改善，並且進一步降低其驅動電壓，則可使立體電路塊100的應用面更廣泛。

本發明之一目的在於提供一種以熔融沉積製作3維佈線電路的方法，製作一元件內藏式電路塊其具有更多樣的外型及體積的變化，以改善其外型與環境空間的配合度。

本發明之一目的在於提供一種以熔融沉積製作3維佈線電路的方法，以較節省的導電材料製作一元件內藏式電路塊，使其相較於習知立體電路塊具有較低的驅動電壓。

為了達到上述目的，本發明提供一種以熔融沉積製作3維佈線電路的方法，包括：提供一列印機台、一絕緣材料及一導體材料，其中列印機台具有一第一噴嘴及一第二噴嘴；以第一噴嘴列印熔融狀態的絕緣材料以形成一絕緣圖案，同時以第二噴嘴列印熔融狀態的導體材料以形成一導電圖案，使導電圖案與絕緣圖案組成一沉積層，其中導電圖案包括複數腳位安裝部的截面圖案及一導線部位的截面圖案，其中腳位安裝部的截面圖案及導線部位的截面圖案皆分佈於絕緣圖案所涵蓋的區域中，並且鄰接於絕緣圖案；對每一腳位安裝部提供一設計高度，在腳位安裝部的截面圖案堆疊至設計高度的一半而形成腳位安裝部的下半部時暫停列印；將一電路元件的複數接腳對應的壓入這些腳位安裝部的下半部中；再繼續列印動作，將腳位安裝部的上半部列印完成，同時使電路元件、腳位安裝部及導線部位皆包覆於絕緣圖案所堆疊成的一絕緣殼體內部，以形成一元件內藏式電路塊。

在一實施例中，絕緣材料係選自聚乳酸及軟性塑膠(TPU)所構成的群組，其中導體材料包括碳黑。

在一實施例中，每一腳位安裝部的截面圖案為一長方形。

在一實施例中，上述的方法更包括：形成複數接點於元件內藏式電路塊的一外表面，其中每一接點為導線部位裸露於元件內藏式電路塊外表的一端點；在接點鑽孔，以形成複數外部安裝孔；以及在每一外部安裝孔中插入一圓孔腳座。

在一實施例中，上述的方法更包括：在元件內藏式電路塊的外表面安裝一外部元件，其中外部元件具有複數腳位分別插入圓孔腳座中。

在一實施例中，上述的方法更包括：在絕緣殼體之一上表面繼續列印形成複數由下而上堆疊的第二沉積層，其中每一第二沉積層包括一第二絕緣圖案、複數第二腳位安裝部的截面圖案及複數第二導線的截面圖案，這些第二腳位安裝部的截面圖案及第二導線的截面圖案皆分佈於第二絕緣圖案所涵蓋的區域中，並且鄰接於第二絕緣圖案；對每一第二腳位安裝部提供一第二設計高度，在第二腳位安裝部的截面圖案堆疊至第二設計高度的一半而形成第二腳位安裝部的下半部時暫停列印；將一第二電路元件的複數接腳對應的壓入這些第二腳位安裝部的下半部中；再繼續列印動作，將第二腳位安裝部的上半部列印完成，同時使第二電路元件、第二腳位安裝部及第二導線皆包覆於第二絕緣圖案所堆疊成的一第二絕緣殼體內部，其中第二絕緣殼體與絕緣殼體一體成型。

在一實施例中，第一噴嘴的溫度為205 °C至230 °C，第二噴嘴的溫度為220 °C至225 °C。

在一實施例中，每一沉積層的列印厚度為0.05 mm至0.3 mm。

本發明的方法將腳位安裝部及導線皆製作於絕緣殼體內部，並使電路元件也包覆於絕緣殼體內部，以形成一元件內藏式電路塊。此元件內藏式電路塊在外型設計上較不受限，且其導線總長比習知立體電路塊更短，因此可以用較低的電壓來驅動，適合應用於可動式拼裝積木的製造。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是用於參照隨附圖式的方向。因此，該等方向用語僅是用於說明並非是用於限制本發明。

第一實施例：元件內藏式電路塊

如圖2，本實施例提供一種以熔融沉積製作3維佈線電路的方法。首先，提供一3D佈線電路塊模型圖 (S20)，例如圖2A所示為一元件內藏式電路塊的3D佈線電路塊模型圖200。3D佈線電路塊模型圖200顯示此元件內藏式電路塊的外觀是以一3維絕緣殼體220為主體。3維絕緣殼體220的內部具有一3維佈線結構240，此3維佈線結構240為一沿3維方向佈設的導電結構，主要由一導線部位242及複數腳位安裝部244及第二腳位安裝部246所組成。此3維佈線結構240具有多個裸露於電路塊外表面的外部接點。這些外部接點是導線部位242裸露於元件內藏式電路塊外表的端點，包括可供外部元件(未顯示於圖2A)安裝用的外部安裝孔241a、可供一外部電源供應器插接的正極端241b及負極端241c。此電路塊的內部具有多個預定的元件安裝區230、270，可供多個電路元件(未顯示於圖2A)置放，並且被3維絕緣殼體220包覆形成一內藏元件。值得注意的是，3維佈線結構240的多個腳位安裝部244排列於元件安裝區230的兩側，而多個第二腳位安裝部246排列於元件安裝區270的兩側。這些包覆於3維絕緣殼體220內部的腳位安裝部244及第二腳位安裝部246皆是用來固定或壓合內藏元件的接腳，使內藏元件與3維佈線結構240形成電性連接。

將3D佈線電路塊模型圖200送入一切片軟體進行切片(S21)，以決定每一沉積層210的列印厚度T及圖案。沉積層210的列印厚度T可為0.05 mm至0.3 mm。下文中，沉積層210的切面212切過電路塊的3維絕緣殼體220部分所形成的平面圖案稱為「絕緣圖案」，而切面212切過電路塊內部的3維佈線結構240部分所形成的平面圖案稱為「導電圖案」。可以想像的是，該導電圖案包括導線部位242的截面圖案及/或多個腳位安裝部244的截面圖案，切面212上導電圖案以外的區域則為絕緣圖案。腳位安裝部244的截面圖案及導線部位242的截面圖案皆分佈於該絕緣圖案所涵蓋的區域中，並且鄰接於該絕緣圖案，因此導電圖案與絕緣圖案兩者具有相同的列印厚度T並且拚接成一完整的切面212圖案。藉由多個腳位安裝部244的截面圖案的排列位置可以在絕緣圖案所涵蓋的區域中界定出一元件安裝區230或270。

接著，藉由熔融沉積法進行3D列印(S22)，以形成複數堆疊的沉積層210。提供一 3D 列印機台、一絕緣材料及一導體材料，其中3D列印機台具有一第一噴嘴及一第二噴嘴，用以由下而上層層的列印沉積層210 (S221)。列印沉積層210時是以第一噴嘴列印熔融狀態的絕緣材料以形成絕緣圖案，同時以第二噴嘴列印熔融狀態的導體材料以形成導電圖案。第一噴嘴的溫度可為205 °C至230 °C，第二噴嘴的溫度可為220 °C至225 °C。噴嘴溫度會因為材料的不同，適合的溫度也會不同。太高的溫度可能會導致材料過度溢出，會導致結構脆弱或是產生大量牽絲， 太低的溫度會使層跟層之間的黏著不足而降低模型的強度。絕緣材料可選用聚乳酸(Polylactic Acid, 簡稱PLA)或軟性塑膠例如聚氨酯(Thermoplastic Polyurethanes, 簡稱TPU) 。導體材料包括碳黑(carbon black)，例如：摻雜碳黑的PLA 導電線材。下表1提供一具體實施例的列印參數。

表1、列印參數

	導電線材	PLA	TPU
列印厚度T	0.18mm
噴嘴溫度	223℃	205℃	230℃
出料比例	97%
回抽長度	1mm	6mm	0mm

其中，「出料比例」是指實際擠出的材料量與理想材料量的比例。適當的出料比例會使電路塊擁有平滑的頂面。過高的出料比例(125%)則會有過多的材料向上溢出，造成列印頂面不平整。過少的出料比例(80%)會在電路塊中形成縫隙。「回抽長度」是指擠出線材的齒輪逆向將線材往回抽的長度。目的是為了噴嘴在空走時避免材料滲出。如果未開啟回抽會產生殘料或細絲。回抽過長(15mm)可能會影響列印品質甚至造成噴嘴堵塞。

根據3D佈線電路塊模型圖200所列印出來的導電圖案會位於絕緣圖案內部，並與絕緣圖案拚接成一完整的沉積層210。附帶說明的是，為了保持圖2A的清晰，圖2A中只例示性的畫出一通過腳位安裝部244的沉積層210及一通過第二腳位安裝部246的第二沉積層250。本實施例預定裝入兩個內藏元件。用來包覆下方的內藏元件所需的所有沉積層是以例示的沉積層210做為代表；用來包覆上方的內藏元件所需的所有沉積層是以例示的第二沉積層250做為代表。實務上是由下而上切成多個沉積層210及多個第二沉積層250，每一不同位置的沉積層210其切面212的圖案可能相同或不同，每一不同位置的第二沉積層250其切面的圖案也可能相同或不同。

在本實施例中，對每一腳位安裝部244提供一設計高度H1。列印過程中，在沉積層210堆疊至此設計高度H1的一半而形成腳位安裝部244的下半部時暫停列印(S223)。接著裝入一內藏元件(S23)，亦即將一電路元件(未顯示於圖2A)的複數接腳對應的壓入這些腳位安裝部244的下半部中，此時電路元件會恰好置放於元件安裝區230內。在步驟S23中，置放於元件安裝區230內的電路元件未來將會包覆於一實體絕緣殼體的內部，故本文將此電路元件稱為「內藏元件」。

接著，判斷是否有下一個內藏元件需置入一上方空間(S24)。若沒有下一個內藏元件需置入上方空間，則將這些腳位安裝部244的上半部列印完成，使沉積層210繼續堆疊形成這些腳位安裝部244的上半部以及剩餘的導線部位242，同時使電路元件、腳位安裝部244及導線部位242皆包覆於沉積層210的絕緣圖案所堆疊成的一絕緣殼體220A內部，並完成一3D佈線電路塊(S27)，例如圖3A至3C所示長方體型態的元件內藏式電路塊200A。

若還有下一個內藏元件需置入上方空間，則在前述絕緣殼體220A之一上表面繼續執行 3D 列印(S25)，以形成複數由下而上堆疊的第二沉積層250 (S251)。其中每一第二沉積層250包括一第二絕緣圖案、複數第二腳位安裝部246的截面圖案及複數第二導線248的截面圖案。複數第二腳位安裝部246的截面圖案及複數第二導線248的截面圖案皆分佈於第二絕緣圖案所涵蓋的區域中，並且與第二絕緣圖案拚接成完整的第二沉積層250。對每一第二腳位安裝部246提供一第二設計高度H2，在這些第二腳位安裝部246的截面圖案逐漸堆疊直到其厚度增加至該第二設計高度H2的一半而形成該等第二腳位安裝部246的下半部時暫停列印(S253)。

暫停列印時，將下一個內藏元件(S26) 裝入上方空間，亦即將一第二電路元件(未顯示於圖2A)的複數接腳對應的壓入這些第二腳位安裝部246中，使第二電路元件裝設於元件安裝區270。再繼續列印動作，使第二電路元件、第二腳位安裝部246及第二導線248皆包覆於第二沉積層250的第二絕緣圖案所堆疊成的一第二絕緣殼體220B內部，同時第二絕緣殼體220B與絕緣殼體220A自然的一體成型，以形成完整的3維絕緣殼體220，同時完成整個3D佈線電路塊(S27)。

完成上述3D列印過程後，再於3D佈線電路塊的外表面260、280安裝所需的外部元件(未顯示於圖2A) (S28)。

圖2B顯示圖2A的局部結構2B，其顯示第二腳位安裝部246為一長方體，長方體的具有一設計長度L、一設計寬度W及設計高度H2。為了使內藏元件的腳位較容易安裝，本實施例將內藏元件的第二腳位安裝部246設計為長 3mm， 寬 1.6mm，高 2mm 的小長方型。再將小長方型分成兩段列印，列印過程開啟除料塔。當機器列印到小長方型的一半高度時(1mm 高)機器便會暫停，這時便可以開始安裝內藏元件，過程中可使用焊槍加熱內藏元件的腳位，加熱之後便可以將腳位壓入腳位安裝部使內藏元件放置於預定的空間。安裝完成後可用三用電表測試是否有接觸不良或是安裝不正確的腳位。測試腳位皆正常後繼續列印，小長方型的上半部便會接著覆蓋在安裝好的腳位上。

圖3A至圖3C顯示以上述方法製作而成的實體元件內藏式電路塊200A示意圖。圖3A顯示元件內藏式電路塊200A的縱切面。元件內藏式電路塊200A將一驅動晶片 310及一電阻320等不需要放置在外表面260、280的電路元件改為設計在3維絕緣殼體220的內部。上方空間270A是為了放置驅動晶片 310，本實施例採用的驅動晶片 310是一共陽極七段顯示驅動器。下方空間230A為電阻320的放置空間。需說明的是，圖3A的上方空間270A與下方空間230A僅是為了表示驅動晶片 310與電阻320的所在位置。實際上，上方空間270A是因為將驅動晶片 310裝入前述的元件安裝區270中，之後被絕緣材料包覆所形成的，因此上方空間270A與驅動晶片 310之間是完全密合沒有任何空隙的。同理，下方空間230A是因為將電阻 320裝入前述的元件安裝區230中，之後被絕緣材料包覆所形成的，因此下方空間230A與電阻320之間也是沒有任何空隙的。

圖3B對應圖2的左側外表面280，用以裝設一指撥開關330，並且具有一正極端241b及一負極端241c，用以連接一外部電源。圖3C對應圖2的右側外表面260，用以裝設一顯示器340，例如一七段顯示器。

圖4A至4C顯示元件內藏式電路塊200A與其電路圖的對應關係。右側的電路圖說明驅動晶片 310、電阻320、指撥開關330、顯示器340等電路元件及其與外部電源的正極端241b、負極端241c之間的電性連接關係。依據此電性連接關係，將實體的導線配置設計成如圖2A的3維佈線結構240，以節省所需的空間。圖4A顯示驅動晶片 310與電阻320在元件內藏式電路塊200A內部的裝設位置。圖4B顯示指撥開關330、正極端241b及負極端241c在元件內藏式電路塊200A外表面280的裝設位置。圖4C指出顯示器340在元件內藏式電路塊200A外表面260的裝設位置。

如圖5，為了使指撥開關330、顯示器340等外部元件的安裝更加容易，將插接外部元件腳位的外部接點設計成一個孔徑為1.8mm 深度為 5mm 的外部安裝孔241a，以供插入一圓孔腳座400。在每個外部安裝孔241a的內部保留 3mm 長的導線249，其尺寸與圓孔腳座400的末端410相符。目的是當焊槍加熱圓孔腳座400以將其插入外部安裝孔241a時，其末端410可以剛好被熔融的導線249所包覆。外部安裝孔241a的切面如圖5左側圖，這些外部安裝孔241a是留給圓孔腳座400的預留空間。雖然圓孔腳座400的設計會增加電路塊200A的體積，但這個設計讓原本難以安裝在電路塊200A外部的電路元件變得更容易安裝，並且在需要時可以將損壞的電路元件拔起來替換成新的電路元件使零件的更換上也更加容易。

將元件內藏式電路塊200A接上電源供應器所需的驅動電壓為 25V。若是以習知技術將驅動晶片 310、電阻320、指撥開關330、顯示器340等電路元件全部安裝在一立體電路塊的外表面，則所需驅動電壓為35V。相較之下，本發明之方法製作的元件內藏式電路塊200A有較低的驅動電壓，主要是因為導線的縮短與優化。

第二實施例：不限外形的電路塊

圖6顯示一不同外形的元件內藏式電路塊200B。此實施例中是把元件內藏式電路塊200B做成任意形狀，使列印出的元件內藏式電路塊200B具有配合環境空間的能力。我們可以依據要放置元件內藏式電路塊200B的空間大小、位置來設計外觀形狀。除此之外，也可以改變外部元件的相對位置，例如：將顯示器340設計在指撥開關330的上方，使用者在操作指撥開關330時便可直接看到顯示器340的畫面。如此，放置驅動晶片310及電阻320的空間都縮小以避免空間浪費。將本實施例的元件內藏式電路塊200B接上電源供應器所需的驅動電壓為 9V。相較於第一實施例的元件內藏式電路塊200A，其驅動電壓更低，原因是導線的縮短與優化，且體積更小，重量更輕。

第三實施例：軟性電路塊

本實施例是將上述兩實施例的3維絕緣殼體220的材料改為軟性塑膠TPU做成一可撓式電路塊。列印軟性塑膠TPU時將列印的速度也需放慢至上述兩實施例的的五分之一，目的是為了避免產生大量牽絲，並使噴嘴的出料速度可以配合上噴嘴移動的速度。此外，電路列印過程必須開啟除料塔，目的是為了讓軟性塑膠TPU的噴頭預先出料，以避免每層列印開始時噴嘴出料延遲。

本發明的方法將腳位安裝部及導線皆製作於絕緣殼體內部，並使電路元件也包覆於絕緣殼體內部，以形成一元件內藏式電路塊。此元件內藏式電路塊在外型設計上較不受限，且其導線總長比習知立體電路塊更短，因此可以用較低的電壓來驅動。

在一實施例中，利用本發明的方法所製作的元件內藏式電路塊可以是一積木，例如用於樂高(Lego)EV3機器人的零組件製作。將一部分原本只能裝設在積木外表的電路元件改置於積木內部，或是製作出可撓式積木，使積木能有更豐富的變化。

此外，本發明使用熔融沉積成型技術(FDM)只需使用市售的桌上型雙材料 FDM 列印機，不需任何改良就能搭配導電聚合物線材列印出 3D佈線結構，進行 3D 電路塊的製造，能同時降低製造成本及難度，在導線列印的解析度也上升不少。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

100:立體電路塊 120:3D絕緣殼體 140:3D導線結構 160:電路元件 200:3D佈線電路塊模型圖 200A、200B:元件內藏式電路塊 210:沉積層 212:切面 220:3維絕緣殼體 220A:絕緣殼體 220B:第二絕緣殼體 230、270:元件安裝區 230A:下方空間 240:3維佈線結構 241a:外部安裝孔 241b:正極端 241c:負極端 242:導線部位 244:腳位安裝部 246:第二腳位安裝部 248:第二導線 249:導線 250:第二沉積層 260、280:外表面 270A:上方空間 310:驅動晶片 320:電阻 330:指撥開關 340:顯示器 400:圓孔腳座 410:(圓孔腳座的)末端 2B:局部結構 H1、H2:(腳位安裝部的)設計高度 L:(腳位安裝部的)設計長度 S20~S28:以熔融沉積製作3維佈線電路的方法流程 T:列印厚度 W:(腳位安裝部的)設計寬度

圖1是習知以3D 列印技術製作的立體電路塊示意圖。

圖2是本發明之一實施例的以熔融沉積製作3維佈線電路的方法流程圖。

圖2A是本發明之一實施例的3D佈線電路塊模型圖。

圖2B為圖2A的局部結構，其顯示3D佈線電路塊模型圖中的腳位安裝部。

圖3A至圖3C是以本發明的方法所製作的一元件內藏式電路塊示意圖。

圖4A至4C是本發明之一實施例的元件內藏式電路塊各部位與其電路圖的對應關係。

圖5是本發明之一實施例的元件內藏式電路塊的外部安裝孔與圓孔腳座的剖面示意圖。

圖6是本發明之另一實施例的元件內藏式電路塊各部位與其電路圖的對應關係。

S20~S28:以熔融沉積製作3維佈線電路的方法流程

Claims (9)

1. 一種以熔融沉積製作3維佈線電路的方法，包括：提供一列印機台、一絕緣材料及一非金屬導體材料，其中該列印機台具有一第一噴嘴及一第二噴嘴；以該第一噴嘴列印熔融狀態的該絕緣材料以形成一絕緣圖案，同時以該第二噴嘴在220℃至225℃的溫度列印熔融狀態的該非金屬導體材料以形成一導電圖案，使該導電圖案與該絕緣圖案組成一沉積層，其中該導電圖案包括複數腳位安裝部的截面圖案及一導線部位的截面圖案，其中該等腳位安裝部的截面圖案及該導線部位的截面圖案皆分佈於該絕緣圖案所涵蓋的區域中，並且鄰接於該絕緣圖案；對每一該腳位安裝部提供一設計高度，在該等腳位安裝部的截面圖案堆疊至該設計高度的一半而形成該等腳位安裝部的下半部時暫停列印；將一電路元件的複數接腳對應的壓入該等腳位安裝部的下半部中；以及繼續列印動作，將該等腳位安裝部的上半部列印完成，同時使該電路元件、該等腳位安裝部及該導線部位皆包覆於該絕緣圖案所堆疊成的一絕緣殼體內部，以形成一元件內藏式電路塊。
2. 如請求項1所述的方法，其中該絕緣材料係選自聚乳酸及軟性塑膠(TPU)所構成的群組，其中該非金屬導體材料包括碳黑。
3. 如請求項1所述的方法，其中每一該腳位安裝部的截面圖案為一長方形。
4. 如請求項1所述的方法，更包括： 形成複數接點於該元件內藏式電路塊的一外表面，其中每一該接點為該複數導線之其一裸露於該元件內藏式電路塊外表的一端點；在該等接點鑽孔，以形成複數外部安裝孔；以及在每一該外部安裝孔中插入一圓孔腳座。
5. 如請求項1所述的方法，更包括：在該元件內藏式電路塊的該外表面安裝一外部元件，其中該外部元件具有複數腳位分別插入該等圓孔腳座中。
6. 如請求項1所述的方法，更包括：判斷是否有一第二電路元件需置入該絕緣殼體的一上方空間；若有，則在該絕緣殼體之一上表面繼續列印形成複數由下而上堆疊的第二沉積層，其中每一該第二沉積層包括一第二絕緣圖案、複數第二腳位安裝部的截面圖案及複數第二導線的截面圖案，其中該複數第二腳位安裝部的截面圖案及該複數第二導線的截面圖案皆分佈於該第二絕緣圖案所涵蓋的區域中，並且鄰接於該第二絕緣圖案；對每一該第二腳位安裝部提供一第二設計高度，在該等第二腳位安裝部的截面圖案堆疊至該第二設計高度的一半而形成該等第二腳位安裝部的下半部時暫停列印；將該第二電路元件的複數接腳對應的壓入該等第二腳位安裝部的下半部中；以及繼續列印動作，將該等第二腳位安裝部的上半部列印完成，同時使該第二電路元件、該等第二腳位安裝部及該等第二導線皆包覆於該第二絕緣圖案 所堆疊成的一第二絕緣殼體內部，其中該第二絕緣殼體與該絕緣殼體一體成型。
7. 如請求項1所述的方法，其中該第一噴嘴的溫度為205℃至230℃，該第二噴嘴的溫度為223℃。
8. 如請求項1所述的方法，其中每一該沉積層具有一列印厚度為0.05mm至0.3mm。
9. 如請求項1所述的方法，其中該元件內藏式電路塊為一積木。

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