增材制造的3D机电一体化设备组件的小型化潜力,由立体石刻制造生产的3D机电一体化设备组件

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电气工程 电气工程
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造

背景情况:

• 三维机械一体化设备 (3D-MID) 提供元件小型化和增强功能,但由于材料挑战,在高温应用中面临限制.
• 虽然陶基板表现出热稳定性,但在高机械应力下,其可靠性是令人担忧的.
• 现有的3D-MID技术难以应对高温环境和复杂的机械负荷.

研究的目的:

• 为了研究使用立体石版 (SLA) 3D打印在耐高温树脂基板上制造3D-MID组件的可行性.
• 在这些新型基板上探索电路小型化技术.
• 用响应表面方法 (RSM) 分析激光参数对电阻的影响.

主要方法:

• 使用SLA3D打印与耐高温树脂基板制造3D-MID组件的制造.
• 将激光直接结构 (LDS) 添加剂纳入树脂以形成电路.
• 激光结构和金属化工艺,以创建导电通道.
• 通过RSM分析激光参数对电阻值的影响.
• 通过孔 (vias) 和小包芯片 (BGA,QFN) 的集成,以增强连接.

主要成果:

• 通过SLA 3D打印成功地生产了表面粗度低的基板,从而促进了精确的特征形成.
• 在使用LDS添加剂的树脂基板上可靠地形成电路,达到150微米的最小导体间距.
• 电路和较小的包装芯片的整合使得进一步的电路微型化和强大的接连接成为可能.
• 耐热塑料在高温条件下被验证为3D-MID组件的可行的基板.

结论:

• 立体石墨3D打印为3D-MIDs创建耐高温树脂基板提供了一种可行的方法.
• 在SLA打印的基板上可以实现电路微型化,扩大3D-MID技术的应用范围.
• 这项研究为开发适合要求苛刻的热和机械环境的先进3D-MID提供了框架.