一种增材制造装置和制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种增材制造装置，包括：工件台模块；壳体增材模块，配置为在所述工件台模块上形成壳体；金属布线模块，配置为在所述壳体上设置金属布线；布线修复模块，配置为检测布线缺陷并修补该缺陷；其中，所述壳体增材模块还配置为修补所述缺陷后在所述壳体上形成壳盖。本发明专利技术提供了一种增材制造装置和制造方法,解决了现有线下修补方式耗时、误差大且加工精度差的问题，无需卸载工件台模块及基材就可对内嵌电路进行在线修补，节约设备购置成本和产线空间，且能减少制造时间和缩短制造链，提升了基材的后续加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造装置和制造方法
本专利技术涉及一种内嵌入电路增材制造领域，尤其是一种增材制造装置和制造方法。
技术介绍
随着电子设备集程度的提高，设备体积也越来越小，这时电子组件对于整个设备就显得过大，因此需要减小自身尺寸。通过在注塑成型的曲面塑料壳体上制作电气以及传感功能的导线、图形来制造和安装元器件，从而将普通的电路板具有的电气互连功能、支撑元器件功能和塑料壳体的支撑、防护等功能结合，并且将机械实体和导电图形相结合而产生的屏蔽、天线、传感等功能集成于一体。目前有多种方式可以实现该结构的制造，但都存在其局限性和不足。目前主流的制作工艺为LDS(LaserDirectStructure，激光直接成型)工艺。LDS的工艺流程是对一种含有金属组织的合成物塑料颗粒采用注塑的方式制作成塑料壳体。由于该合成物的金属成份能够通过激光进行激活，所以可通过专用激光设备在壳体表面按照规定的路径进行激光扫描，被激活的金属部分作为种子层，可通过电镀或者化学镀的方式在壳体表面沉积金属，形成所需要的电路图形。在现有技术中，还公开了一种内嵌入立体电路增材制造装置与形成方法，提出了一种对壳体材料没有限制，可根据产品需求在壳体表面或内部完成金属互连层的制作，不需要进行化学镀(电镀)等工艺，整个制造工艺可全部完成的一种装置。解决了金属导电层只能制作在壳体表面，容易破损和氧化的问题，同时解决了工艺复杂以及塑料基材受限等问题。目前由于各种天线和传感器的精密度越来越高，电路线宽越来越精细至微米级，很多已在5um以下。尤其随着增材制造产品附加值的升高，良品率显的尤为重要，内嵌金属电路制作完成后，要对其电路检查和修补以提升良率，中途取下做线下修补再装回载台的方式，极易引起对位误差以及产生应力，让后续加工精度和良率无法保证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种增材制造装置和制造方法,以解决现有修补过程需要移动基材进行线下修补而耗时、误差大且加工精度差的问题。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种增材制造装置，包括：工件台模块；壳体增材模块，配置为在所述工件台模块上形成壳体；金属布线模块，配置为在所述壳体上设置金属布线；布线修复模块，配置为检测布线缺陷并修补该缺陷；其中，所述壳体增材模块还配置为修补所述缺陷后在所述壳体上形成壳盖。进一步地，所述壳体增材模块包括供料系统和增材加工模块，所述增材加工模块配置为在所述工件台模块上加工所述供料系统提供的物料以形成壳体。进一步地，所述供料系统配置为提供塑料粉，所述增材加工模块包括激光烧结单元和铺粉装置。进一步地，所述壳体增材模块还包括用于回收激光烧结后多余塑料粉的回收系统。进一步地，所述供料系统配置为提供塑料丝，所述增材加工模块包括塑料丝打印头。进一步地，所述金属布线模块包括金属浆料承载腔、连杆机构和金属沉积喷头，所述金属浆料承载腔通过所述连杆机构和金属沉积喷头连接。进一步地，所述金属布线模块还包括过滤系统，所述过滤系统连接在所述连杆机构上。进一步地，所述金属布线模块还包括加热模块，所述加热模块配置为固化金属布线。进一步地，所述布线修复模块包括图像传感器、激光单元和化学气相沉积单元，所述图像传感器检测所述金属布线模块的金属布线缺陷，所述激光单元和所述化学气相沉积单元根据所述图像传感器检测情况修复所述缺陷。进一步地，所述图像传感器固定在所述激光单元上并随所述激光单元的激光头同步运动，或者所述图像传感器固定在所述金属布线模块上并随所述金属布线模块同步运动。进一步地，所述激光单元包括第二振镜、第二激光源和激光头，所述第二激光源与所述激光头连接。进一步地，所述化学气相沉积单元包括储气单元、连接管路、气体喷嘴和用于排放修复过程中产生的废气的气体抽排装置，所述储气单元通过所述连接管路和气体喷嘴连接，以提供反应气体。进一步地，所述化学气相沉积单元还包括惰性气体单元和保护罩，所述惰性气体单元提供的惰性气体通过所述保护罩出射，所述保护罩设置在所述气体喷嘴外圈。进一步地，所述保护罩上设置有气体流量调节装置，以调节所述保护罩流通的气体流量。本专利技术还提供了一种增材制造方法，包括：步骤1：通过壳体增材模块在工件台模块上构建壳体；步骤2：通过金属布线模块在壳体上设置金属布线；步骤3：通过布线修复模块对布线进行检测并修复缺陷；步骤4：通过壳体增材模块在布线后壳体上增覆壳盖。进一步地，所述步骤1具体包括：步骤1.1：提供一目标加工模型；步骤1.2：将所述壳体增材模块根据所述目标加工模型加工获得所述壳体。进一步地，通过供料系统提供物料，通过增材加工模块加工所述物料以获得所述壳体。进一步地，通过所述供料系统提供塑料粉，通过铺粉装置在工件台模块上铺设所述塑料粉，通过激光烧结单元加工所述物料以获得所述壳体。进一步地，通过所述铺粉装置将烧结产生的多余塑料粉回收至回收系统。进一步地，通过所述供料系统提供塑料丝，通过塑料丝打印头加工所述物料以获得所述壳体。进一步地，所述步骤2具体包括：通过金属浆料承载腔提供金属浆料，并经过连杆机构传输至金属沉积喷头后在在壳体上设置金属布线。进一步地，在所述连杆机构上设置过滤系统，以过滤从金属浆料承载腔提供至金属沉积喷头的金属浆料。进一步地，在通过所述金属沉积喷头在所述壳体上沉积金属布线后，还通过加热模块固化所述金属布线。进一步地，所述步骤3具体包括：通过图像传感器检测所述金属布线模块的金属布线缺陷，通过激光单元和化学气相沉积单元根据所述图像传感器检测情况修复所述缺陷。进一步地，通过图像传感器检测所述金属布线模块的金属布线缺陷的步骤包括：设置一与所述金属布线模块同步运动的图像传感器；在布线过程中，通过所述图像传感器记录并追踪所述金属布线模块的金属布线情况。进一步地，通过激光单元和化学气相沉积单元根据所述图像传感器检测情况修复所述缺陷的步骤包括：获取所述图像传感器记录的金属布线情况，并获得所述金属布线模块布线产生的布线缺陷；根据所述布线缺陷控制激光单元和化学气相沉积单元分别运动，使得激光单元的激光照射所述化学气相沉积单元提供的反应气体以修复所述缺陷。本专利技术提供了一种增材制造装置和制造方法,解决了现有线下修补方式耗时、误差大且加工精度差的问题，无需卸载工件台模块及基材就可对内嵌电路进行在线修补，节约设备购置成本和产线空间，且能减少制造时间和缩短制造链，提升了基材的后续加工精度。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的增材制造装置的结构示意图；图2a为本专利技术实施例一提供的气体喷头和保护罩处的主视图；图2b为本专利技术实施例一提供的气体喷头和保护罩处的仰视图；图3为本专利技术实施例一提供的增材制造方法的流程图；图4为本专利技术实施例一提供的壳体增材模块制造的壳体的结构示意图；图5为本专利技术实施例一提供的金属布线模块在壳体上制造金属布线的结构示意图；图6为本专利技术实施例一提供的布线修复模块修复布线缺陷的原理图；图7为本专利技术实施例一提供的壳体增材模块在壳体上形成壳盖的结构示意图；图8为本专利技术实施例二提供的增材制造装置的主视图；图9为本专利技术实施例二提供的增材制造方法的流程图。图中，1：工件台模块，2：壳体增材模块，3：金属布线模块，4：布线修复模块，5:成型腔，101：壳体，102：金属布线，103：已修补缺陷，104：壳盖，21：供料系统，22：激光烧结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造装置，其特征在于，包括：工件台模块；壳体增材模块，配置为在所述工件台模块上形成壳体；金属布线模块，配置为在所述壳体上设置金属布线；布线修复模块，配置为检测布线缺陷并修补该缺陷；其中，所述壳体增材模块还配置为修补所述缺陷后在所述壳体上形成壳盖。

【技术特征摘要】
1.一种增材制造装置，其特征在于，包括：工件台模块；壳体增材模块，配置为在所述工件台模块上形成壳体；金属布线模块，配置为在所述壳体上设置金属布线；布线修复模块，配置为检测布线缺陷并修补该缺陷；其中，所述壳体增材模块还配置为修补所述缺陷后在所述壳体上形成壳盖。2.如权利要求1所述的增材制造装置，其特征在于，所述壳体增材模块包括供料系统和增材加工模块，所述增材加工模块配置为在所述工件台模块上加工所述供料系统提供的物料以形成壳体。3.如权利要求2所述的增材制造装置，其特征在于，所述供料系统配置为提供塑料粉，所述增材加工模块包括激光烧结单元和铺粉装置。4.如权利要求3所述的增材制造装置，其特征在于，所述壳体增材模块还包括用于回收激光烧结后多余塑料粉的回收系统。5.如权利要求2所述的增材制造装置，其特征在于，所述供料系统配置为提供塑料丝，所述增材加工模块包括塑料丝打印头。6.如权利要求1所述的增材制造装置，其特征在于，所述金属布线模块包括金属浆料承载腔、连杆机构和金属沉积喷头，所述金属浆料承载腔通过所述连杆机构和金属沉积喷头连接。7.如权利要求6所述的增材制造装置，其特征在于，所述金属布线模块还包括过滤系统，所述过滤系统连接在所述连杆机构上。8.如权利要求6所述的增材制造装置，其特征在于，所述金属布线模块还包括加热模块，所述加热模块配置为固化金属布线。9.如权利要求1所述的增材制造装置，其特征在于，所述布线修复模块包括图像传感器、激光单元和化学气相沉积单元，所述图像传感器检测所述金属布线模块的金属布线缺陷，所述激光单元和所述化学气相沉积单元根据所述图像传感器检测情况修复所述缺陷。10.如权利要求9所述的增材制造装置，其特征在于，所述图像传感器固定在所述激光单元上并随所述激光单元的激光头同步运动，或者所述图像传感器固定在所述金属布线模块上并随所述金属布线模块同步运动。11.如权利要求9所述的增材制造装置，其特征在于，所述激光单元包括第二振镜、第二激光源和激光头，所述第二激光源与所述激光头连接。12.如权利要求9所述的增材制造装置，其特征在于，所述化学气相沉积单元包括储气单元、连接管路、气体喷嘴和用于排放修复过程中产生的废气的气体抽排装置，所述储气单元通过所述连接管路和气体喷嘴连接，以提供反应气体。13.如权利要求12所述的增材制造装置，其特征在于，所述化学气相沉积单元还包括惰性气体单元和保护罩，所述惰性气体单元提供的惰性气体通过所述保护罩出射，所述保护罩设置在所述气体喷嘴外圈。14.如权利要求13所述的增材制造装置，其特征在于，所述保护罩上设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：李会丽，唐世弋，李志丹，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31