一种基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板的方法，包括如下步骤：步骤1，将10～30份的石墨烯粉末、10～20份的导电光敏树脂、50～80份的溶剂混合并经超声波制得均匀分散物，然后将均匀分散物研磨至细度小于10μm，制得石墨烯导电油墨；步骤2，向石墨烯导电油墨中加入光敏树脂份量的0.2～0.8wt％的光固化剂聚醚胺并搅拌至均匀分散；步骤3，3D打印喷墨制作印刷电路层。本发明专利技术方法制得的电路板具有较好的力学性能和导电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板的方法
本专利技术涉及制作大功率LED印制电路板的
，更具体地，涉及一种基于3D打印石墨烯导电油墨制作大功率LED印制电路板的方法。
技术介绍
随着LED的输入功率不断提高，耗散功率带来大的发热量及要求高的出光效率给LED的印制电路板制作带来了更高的要求。一般的LED印制电路板的制作工艺都是在金属基板上有选择地进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜等工序，制成不同的印制电路，其制作工艺复杂、时间长、成本高。石墨烯高载流子迁移率使得其非常适用于印刷电路层的制备，3D打印是一种高效的制备方法。石墨烯油墨是一类由功能化石墨烯、连接料、助剂和溶剂等组成的具有导电等特殊功能的油墨产品，具有导电性能优异、图案质量轻、印刷适性好、固化条件温和以及成本低廉等优势，可在多种基材上实现打印印刷,可以用于极其精细的配线图,并且能缩小最小线宽度和最小线间距从而得到高密度电路图案。与现有的纳米金属(如纳米银粉、纳米铜粉等)导电油墨相比，石墨烯油墨具有巨大的成本优势。与传统的碳基导电油墨产品相比，石墨烯油墨在导电性能方面又具有显著的优势。
技术实现思路
为了克服上述技术难题，本专利技术提供一种基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED(其中大功率是指LED单颗功率大于10瓦以上)印制电路板的方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板的方法，所述方法包括如下步骤：步骤1，将10～30重量份的石墨烯粉末、10～20重量份的导电光敏树脂、50～80重量份的溶剂混合并经超声波分散，制得均匀分散物；然后将均匀分散物转移到研磨机内进行研磨，采用刮板细度计测试细度，待细度小于10μm时，制得所述石墨烯导电油墨；步骤2，向步骤1制得的石墨烯导电油墨中加入光固化剂聚醚胺并搅拌至均匀分散，所述聚醚胺的加入量为光敏树脂份量的0.2～0.8wt％；步骤3，3D打印喷墨制作印刷电路层：将步骤2中添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨注入SLA3D打印机的喷墨头(3)，在计算机控制下，喷墨头(3)的打印喷头按预先形成的印刷电路层设计图形，将添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨喷涂在大功率LED基板(1)的表面；同时氩离子激光器(5)发射出紫外激光束(6)并将印刷电路层截面数据进行逐行逐点扫描固化，从而获得所述基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板。进一步的，步骤1中所述导电光敏树脂包括70～80重量份的光敏树脂、5～10重量份的有机硅表面活性剂和10～20重量份的纳米银导电颗粒。进一步的，步骤1中所述超声波频率为50KHZ，超声分散功率为1000～1500W，时间为30～60min。本专利技术所取得的技术效果如下：(1)加入的聚醚胺在紫外光或激光束的作用下，能够使得石墨烯导电油墨快速固化，当喷墨完成后即可得到完全固化的导电膜，相比热固化或者烧结，降低了固化时间，且增强了固化物的弹性、韧性、抗冲击和可挠性。(2)本专利技术的导电光敏树脂解决了一般光敏树脂不具备导电性且力学性能较差的问题，且固化后具有优异的导电性能和力学性能。(3)本专利技术以SLA3D打印结合球磨法制备导电油墨，获得细粒度小于10μm的石墨烯导电油墨，使得成型的印制电路板精度非常高，最薄层厚能达到16微米。(4)本专利技术技术方案喷墨完成后即可得到完全固化的导电膜，相比热固化或者烧结，降低了固化时间，提高了大功率LED印制电路板的分辨效率，且对基底的耐高温性能无要求。此外，除了铝基板，本案准备方法还适用于在玻璃基板、塑料薄膜基材上打印印制电路板。附图说明图1为本专利技术基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板的方法的原理图。1.大功率LED铝基板，2.印刷电路层，3.SLA3D打印机的喷墨头，4.石墨烯导电油墨，5.氩离子激光发生器，6.紫外激光束。具体实施方式本专利技术下面结合实施例作进一步详述：实施例1：一种基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板的方法，包括如下步骤：步骤1，制备石墨烯导电油墨：将10份的石墨烯粉末、20份的导电光敏树脂、70份的二甲苯溶剂混合并经超声波分散，制得均匀分散物；然后将均匀分散物转移到研磨机内进行研磨，采用刮板细度计测试细度，待细度小于10μm时，制得所述石墨烯导电油墨；步骤2，向步骤1制得的石墨烯导电油墨中加入光固化剂聚醚胺并搅拌至均匀分散，所述聚醚胺的加入量为光敏树脂份量的0.2wt％；步骤3，3D打印喷墨制作印刷电路层：将步骤2中添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨注入SLA3D打印机的喷墨头3，在计算机控制下，喷墨头3的打印喷头按预先形成的印刷电路层设计图形，将添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨喷涂在大功率LED铝基板1的表面；同时氩离子激光器5发射出紫外激光束6并将印刷电路层截面数据进行逐行逐点扫描固化，从而获得所述基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板。上述步骤1中导电光敏树脂包括70wt％光敏树脂(SOMOS8000)、10wt％有机硅表面活性剂和20wt％纳米银导电颗粒。超声波频率为50KHZ，超声分散功率为1500W，时间为30min。实施例2：一种基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板的方法，包括如下步骤：步骤1，制备石墨烯导电油墨：将20份的石墨烯粉末、15份的导电光敏树脂、65份的丙酮溶剂混合并经超声波分散，制得均匀分散物；然后将均匀分散物转移到研磨机内进行研磨，采用刮板细度计测试细度，待细度小于10μm时，制得所述石墨烯导电油墨；步骤2，向步骤1制得的石墨烯导电油墨中加入光固化剂聚醚胺并搅拌至均匀分散，所述聚醚胺的加入量为光敏树脂份量的0.5wt％；步骤3，3D打印喷墨制作印刷电路层：将步骤2中添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨注入SLA3D打印机的喷墨头3，在计算机控制下，喷墨头3的打印喷头按预先形成的印刷电路层设计图形，将添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨喷涂在大功率LED铝基板1的表面；同时氩离子激光器5发射出紫外激光束6并将印刷电路层截面数据进行逐行逐点扫描固化，从而获得所述基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板。上述步骤1中导电光敏树脂中包括75wt％光敏树脂(SOMOS11122)、10wt％有机硅表面活性剂和15wt％纳米银导电颗粒。超声波频率为50KHZ，超声分散功率为1200W，时间为45min。实施例3：一种基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板的方法，包括如下步骤：步骤1，制备石墨烯导电油墨：将30份的石墨烯粉末、10份的导电光敏树脂、60份的乙醇溶剂混合并经超声波分散，制得均匀分散物；然后将均匀分散物转移到研磨机内进行研磨，采用刮板细度计测试细度，待细度小于10μm时，制得所述石墨烯导电油墨；步骤2，向步骤1制得的石墨烯导电油墨中加入光固化剂聚醚胺并搅拌至均匀分散，所述聚醚胺的加入量为光敏树脂份量的0.8wt％；步骤3，3D打印喷墨制作印刷电路层：将步骤2中添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨注入SLA3D打印机的喷墨头3，在计算机控制下，喷墨头3的打印喷头按预先形成的印刷电路层设计图形，将添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨喷涂在大功率LED铝基板1的表面；同时氩离子激光器5发射出紫外激光束6并将印刷电路层截面数据进行逐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤1，制备石墨烯导电油墨：将10～30重量份的石墨烯粉末、10～20重量份的导电光敏树脂、50～80重量份的溶剂混合并经超声波分散，制得均匀分散物；然后将均匀分散物转移到研磨机内进行研磨，采用刮板细度计测试细度，待细度小于10μm时，制得所述石墨烯导电油墨；步骤2，向步骤1制得的石墨烯导电油墨中加入光固化剂聚醚胺并搅拌至均匀分散，所述聚醚胺的加入量为光敏树脂份量的0.2～0.8wt％；步骤3，3D打印喷墨制作印刷电路层：将步骤2中添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨注入SLA3D打印机的喷墨头(3)，在计算机控制下，喷墨头(3)的打印喷头按预先形成的印刷电路层设计图形，将添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨喷涂在大功率LED基板(1)的表面；同时氩离子激光器(5)发射出紫外激光束(6)并将印刷电路层截面数据进行逐行逐点扫描固化，从而获得所述基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板。

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯导电油墨的3D打印大功率LED印制电路板的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：步骤1，制备石墨烯导电油墨：将10～30重量份的石墨烯粉末、10～20重量份的导电光敏树脂、50～80重量份的溶剂混合并经超声波分散，制得均匀分散物；然后将均匀分散物转移到研磨机内进行研磨，采用刮板细度计测试细度，待细度小于10μm时，制得所述石墨烯导电油墨；步骤2，向步骤1制得的石墨烯导电油墨中加入光固化剂聚醚胺并搅拌至均匀分散，所述聚醚胺的加入量为光敏树脂份量的0.2～0.8wt％；步骤3，3D打印喷墨制作印刷电路层：将步骤2中添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨注入SLA3D打印机的喷墨头(3)，在计算机控制下，喷墨头(3)的打印喷头按预先形成的印刷电路层设计图形，将添加有聚醚胺的石墨烯导电油墨喷涂在大功率LE...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁锋，马国华，
申请(专利权)人：常州轻工职业技术学院，常州市超顺电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32