一种PCB快速制造3D打印机组制造技术

本发明专利技术涉及一种PCB快速制造3D打印机组，包括三维的钻孔喷针设备、三维的喷墨字符设备以及三维的压合设备；基于数字喷墨技术的3D打印新装备、运用纳米液态金属、光敏树脂等材料制造PCB板；本发明专利技术集打孔、沉银、喷线、涂层、印字于一体，只需一套设备即可完成PCB整个生产制造过程，生产过程大大简化；喷墨打印速度比电镀、蚀刻快20倍以上，节省总工序时间60％以上，极大缩短生产制造时间，可靠性也显著提高；使用功能性油墨喷印出印制线、阻焊层、字符层制造PCB板，材料利用率在接近100％，能耗更低，成本更低，绿色生产；采用功能性油墨直接在绝缘基板上喷印出印制线、阻焊层、字符层，油墨利用率接近100％，几乎无污染物排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于PCB制造
，特别是涉及一种PCB快速制造3D打印机组。
技术介绍
目前印制电路板(PCB)制造主要采用传统的蚀刻加丝网印刷方法；这种方法涉及的设备多达几十台，结构复杂且投入昂贵，需要专业人员进行操作；PCB板生产周期长，一般需数天甚至更长时间；生产过程有几十道工序，排放包含铜、有毒废水、氨氮和其他多种污染物；材料利用率较低，生产过程各种原料均有不同程度浪费，且能耗高。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种结构简单、安装使用方便、提高工作效率的PCB快速制造3D打印机组。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种PCB快速制造3D打印机组，其特征在于：包括钻孔喷针设备、喷墨字符设备以及压合设备；所述的钻孔喷针设备包括钻孔喷针机箱和钻孔喷针三维驱动装置，钻孔喷针机箱的上部为钻孔喷针工作台，所述钻孔喷针工作台的上表面安装用于放置PCB板的钻孔喷针基板，在钻孔喷针工作台的上表面两侧对称安装有Y轴导轨，每个Y轴导轨上配装有Y轴移动滑块，所述Y轴移动滑块上垂直Y轴导轨方向均安装有Z轴导轨；两个Z轴导轨上均配装有Z轴移动滑块，两个Z轴移动滑块上安装X轴导轨，所述X轴导轨配装有沿X轴导轨移动的钻孔喷针机头，所述X轴导轨上还安装有光栅尺；所述喷墨字符设备包括喷墨字符机架和喷墨字符三维驱动装置，所述喷墨字符机架的上部设有喷墨字符工作台，所述喷墨字符工作台的上表面安装用于放置PCB板的喷墨基板，在喷墨字符工作台的上表面两侧对称安装有Y轴导轨，每个Y轴导轨上配装有Y轴移动滑块，所述Y轴移动滑块上垂直Y轴导轨方向均安装有Z轴导轨；两个Z轴导轨上均配装有Z轴移动滑块，两个Z轴移动滑块上安装X轴导轨，所述X轴导轨配装有沿X轴导轨移动的喷墨机头，所述X轴导轨上还安装有光栅尺；所述压合设备包括压合机箱和压合三维驱动装置，所述压合机箱的上表面安装有压合工作台，所述压合工作台上表面安装用于放置PCB板的压合基板，在压合工作台的上表面两侧对称安装有Y轴导轨，每个Y轴导轨上配装有Y轴移动滑块，所述Y轴移动滑块上垂直Y轴导轨方向均安装有Z轴导轨；两个Z轴导轨上均配装有Z轴移动滑块，两个Z轴移动滑块上安装X轴导轨，所述X轴导轨配装有沿X轴导轨移动的压合机头。本专利技术还可以采用如下技术措施：所述钻孔喷针机头包括安装在X轴导轨上的安装板背板，所述安装板背板上安装有钻孔组件和过孔喷针组件、驱动钻孔喷针机头沿X轴导轨移动的丝杠伺服驱动组件以及寻找PCB定位孔并记录坐标的CCD定位系统，所述钻孔组件包括安装在安装板背板上的提供钻孔动力的驱动电机，所述驱动电机的输出端与Z轴导轨平行，在驱动电机的输出端连接钻头组件。所述过孔喷针组件包括安装在安装背板上部的电子墨水桶，所述电子墨水桶的出墨口通过出墨管连接三通阀，三通阀的另外两个接头一个连接将纳米级液态金属均匀地喷涂在PCB布板上的过孔内壁上的隔膜泵，所述隔膜泵连接驱动电机，另外一个接头连接过孔喷嘴，所述过孔喷嘴上安装有过孔喷针。所述喷墨机头包括滑动安装在X轴导轨上的喷墨机头背板，安装在喷墨机头背板上的喷墨组件、带动喷墨机头沿X轴导轨移动的丝杠伺服驱动组件以及寻找PCB定位孔并记录坐标的CCD定位系统，所述喷墨机头背板的下端部安装有水平安装板，所述水平安装板的两侧对称安装有两组固化灯，每组固化灯均包括一个红外灯和一个UV紫外灯，两组固化灯之间水平安装板上安装喷墨组件，所述喷墨组件包括电子墨水喷头、阻焊剂喷头、印字符墨水喷头以及光敏树脂喷头；上述的电子墨水喷头、祖焊剂喷头、印字符墨水喷头以及光敏树脂喷头分别对应连接电子墨水桶、阻焊剂墨水桶、印字符墨水桶、光敏树脂墨水桶，所述电子墨水桶、阻焊剂墨水桶、印字符墨水桶、光敏树脂墨水桶连接柱塞泵，所述柱塞泵连接柱塞泵驱动电机，所述CCD定位系统安装在水平安装板的一端。所述压合机头包括滑动安装在X轴导轨上的压合机头背板，所述压合机头背板上安装液压头组件以及带动压合机头沿X轴导轨移动的丝杠伺服驱动组件，所述压合机头背板的下部安装有水平压板，所述水平压板上安装有橡胶压辊。本专利技术具有的优点和积极效果是：本专利技术是基于数字喷墨技术的3D打印新装备、新工艺，运用纳米液态金属、光敏树脂等材料制造PCB板；本专利技术具有以下优点；1.传统PCB板制造方法需使用多种专用设备，投入费用多且占地面积大；本专利技术集打孔、沉银、喷线、涂层、印字于一体，只需一套设备即可完成PCB整个生产制造过程，此项技术属于国际首创；2.传统PCB板生产制造方法涉及四五十多道工序，生产过程复杂，尤其电镀和蚀刻过程耗费时间长，直接导致生产制造周期长、废品率高；本专利技术采用增材制造法,仅需几道工序即可完成PCB板生产制造，生产过程大大简化；喷墨打印速度比电镀、蚀刻快20倍以上，节省总工序时间60％以上，极大缩短生产制造时间，可靠性也显著提高；3.传统PCB板生产制造主要采用机械加工、化学蚀刻形成线路等工艺完成，在此过程中各种化学药品用量大、消耗高，铜材利用率只有25％-30％，同时消耗大量的清洁水与电能；本专利技术采用全印制3D喷墨打印法，使用功能性油墨喷印出印制线、阻焊层、字符层制造PCB板，材料利用率在接近100％，能耗更低，成本更低，绿色生产；4.传统PCB板生产制造过程中，几乎每道工序都有化学物质加入并产生废水排放，污染尤以制作电路图形、铜箔蚀刻、电镀等工序为重，造成大量的酸、碱、重金属等污染；本专利技术采用特殊的功能性油墨直接在绝缘基板上喷印出印制线、阻焊层、字符层，油墨利用率接近100％，几乎无污染物排放。附图说明图1是本专利技术钻孔喷针设备的结构示意图；图2是钻孔喷针机头结构示意图；图3是喷墨字符设备结构示意图；图4是喷墨机头结构示意图；图5是压合设备结构示意图。图中：1、钻孔喷针设备；101、钻孔喷针机箱；102、钻孔喷针工作台；103、钻孔喷针基板；104、Y轴导轨；105、Y轴移动滑块；106、Z轴导轨；107、Z轴移动滑块；108、X轴导轨；109、钻孔喷针机头；119、安装板背板；129、钻孔组件；1290、驱动电机；1291、钻头组件；139、过孔喷针组件；1390、电子墨水桶；1391、三通阀；1392、隔膜泵；1393、驱动电机；1394、喷嘴；1395、喷针；149、丝杠伺服驱动组件；159、CCD定位系统；110、光栅尺；2、喷墨字符设备；201、喷墨字符机架；202、喷墨字符工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PCB快速制造3D打印机组，其特征在于：包括钻孔喷针设备、喷墨字符设备以及压合设备；所述的钻孔喷针设备包括钻孔喷针机箱和钻孔喷针三维驱动装置，钻孔喷针机箱的上部为钻孔喷针工作台，所述钻孔喷针工作台的上表面安装用于放置PCB板的钻孔喷针基板，在钻孔喷针工作台的上表面两侧对称安装有Y轴导轨，每个Y轴导轨上配装有Y轴移动滑块，所述Y轴移动滑块上垂直Y轴导轨方向均安装有Z轴导轨；两个Z轴导轨上均配装有Z轴移动滑块，两个Z轴移动滑块上安装X轴导轨，所述X轴导轨配装有沿X轴导轨移动的钻孔喷针机头，所述X轴导轨上还安装有光栅尺；所述喷墨字符设备包括喷墨字符机架和喷墨字符三维驱动装置，所述喷墨字符机架的上部设有喷墨字符工作台，所述喷墨字符工作台的上表面安装用于放置PCB板的喷墨基板，在喷墨字符工作台的上表面两侧对称安装有Y轴导轨，每个Y轴导轨上配装有Y轴移动滑块，所述Y轴移动滑块上垂直Y轴导轨方向均安装有Z轴导轨；两个Z轴导轨上均配装有Z轴移动滑块，两个Z轴移动滑块上安装X轴导轨，所述X轴导轨配装有沿X轴导轨移动的喷墨机头，所述X轴导轨上还安装有光栅尺；所述压合设备包括压合机箱和压合三维驱动装置，所述压合机箱的上表面安装有压合工作台，所述压合工作台上表面安装用于放置PCB板的压合基板，在压合工作台的上表面两侧对称安装有Y轴导轨，每个Y轴导轨上配装有Y轴移动滑块，所述Y轴移动滑块上垂直Y轴导轨方向均安装有Z轴导轨；两个Z轴导轨上均配装有Z轴移动滑块，两个Z轴移动滑块上安装X轴导轨，所述X轴导轨配装有沿X轴导轨移动的压合机头。...

【技术特征摘要】
1.一种PCB快速制造3D打印机组，其特征在于：包括钻孔喷针设备、喷墨字符设
备以及压合设备；
所述的钻孔喷针设备包括钻孔喷针机箱和钻孔喷针三维驱动装置，钻孔喷针机箱的
上部为钻孔喷针工作台，所述钻孔喷针工作台的上表面安装用于放置PCB板的钻孔喷针
基板，在钻孔喷针工作台的上表面两侧对称安装有Y轴导轨，每个Y轴导轨上配装有Y
轴移动滑块，所述Y轴移动滑块上垂直Y轴导轨方向均安装有Z轴导轨；两个Z轴导轨
上均配装有Z轴移动滑块，两个Z轴移动滑块上安装X轴导轨，所述X轴导轨配装有沿
X轴导轨移动的钻孔喷针机头，所述X轴导轨上还安装有光栅尺；
所述喷墨字符设备包括喷墨字符机架和喷墨字符三维驱动装置，所述喷墨字符机架
的上部设有喷墨字符工作台，所述喷墨字符工作台的上表面安装用于放置PCB板的喷墨
基板，在喷墨字符工作台的上表面两侧对称安装有Y轴导轨，每个Y轴导轨上配装有Y
轴移动滑块，所述Y轴移动滑块上垂直Y轴导轨方向均安装有Z轴导轨；两个Z轴导轨
上均配装有Z轴移动滑块，两个Z轴移动滑块上安装X轴导轨，所述X轴导轨配装有沿
X轴导轨移动的喷墨机头，所述X轴导轨上还安装有光栅尺；
所述压合设备包括压合机箱和压合三维驱动装置，所述压合机箱的上表面安装有压
合工作台，所述压合工作台上表面安装用于放置PCB板的压合基板，在压合工作台的上
表面两侧对称安装有Y轴导轨，每个Y轴导轨上配装有Y轴移动滑块，所述Y轴移动
滑块上垂直Y轴导轨方向均安装有Z轴导轨；两个Z轴导轨上均配装有Z轴移动滑块，
两个Z轴移动滑块上安装X轴导轨，所述X轴导轨配装有沿X轴导轨移动的压合机头。
2.根据权利要求1所述的PCB快速制造3D打印机组，其特征在于：所述钻孔喷针
机头包括安装在X轴导轨上的安装板背板，所述安装板背板上安装有钻孔组件和过孔喷
针组件、驱动钻孔喷针机头沿X轴导轨移动的丝杠伺服驱动组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤晓宇，谭诚，
申请(专利权)人：天津市希统电子设备有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12