一种基于激光活化的3D打印陶瓷表面镀铜工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于激光活化的3D打印陶瓷表面镀铜工艺，属于特种材料技术领域，本发明专利技术借助增材制造的优势制备异型氧化铝基体，然后通过激光预处理来“激活”陶瓷基体表面，最后结合化学镀铜工艺，常温下实现三维形状的陶瓷基体表面定向可控的金属化，获得精确度高，复现性好的致密堆积的铜层，得到的镀层具有令人满意的粗糙度、优秀的结合力与稳定性以及良好的可焊性，四探针电阻仪测得铜层的电阻率约为3.1mΩ·cm，金属线路的极限线宽约为33.2μm；可以被广泛应用于电子与射频电路行业，如大功率发光二极管（LED）、集成电路、滤波器等。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光活化的3D打印陶瓷表面镀铜工艺
本专利技术属于特种材料
，具体地涉及一种基于激光活化的3D打印陶瓷表面镀铜工艺。
技术介绍
随着微电子技术的快速发展，电子器件与电子装置中元器件的复杂性和密集性日益提高，因此对元器件电路基板的散热性与绝缘性提出了更高的要求，特别是对于大电流或大电压供电的功率集成电路元件。此外，随着5G时代的到来，设备对器件的小型化提出了新的要求，特别是5G设备中的毫米波天线、滤波器等。与传统的树脂基印刷电路板相比，表面金属化陶瓷具有良好的导热性、高电阻与机械强度，在大功率电器中可以有效的减少热应力及热应变以及通过调节粉末配比改善介电常数等，因此被广泛应用于电子与射频电路行业，如大功率发光二极管（LED）、集成电路、滤波器等。设备的小型化可能需要原来为平面布局的方式变为空间立体式布局，这就需要三维的曲面基体。传统的陶瓷成型工艺如轧膜成型、流延成型等对制作薄片等具有规则形状的陶瓷具有优势，但对于制造复杂结构的陶瓷基体则较为困难。如今，通过3D打印来实现具有复杂结构的陶瓷器件成为研究热点，如被广泛应用于5G移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光活化的3D打印陶瓷表面镀铜工艺，其特征在于，包括以下步骤：首先，进行所需加工材料的三维网格建模并导入光固化3D打印机；其次，利用紫外光逐层固化光敏浆料成型陶瓷骨架坯体；第三，将所述成型陶瓷骨架坯体进行清洗、烘干、脱脂、烧结；第四，绘制好所需图案，调好激光焦距，对陶瓷基体进行选择性照射；第五，将激光处理完后的带有预定图案的陶瓷基体放入化学镀铜溶液中，并通过水浴加热保持温度为43.8℃得到表面镀铜陶瓷体。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于激光活化的3D打印陶瓷表面镀铜工艺，其特征在于，包括以下步骤：首先，进行所需加工材料的三维网格建模并导入光固化3D打印机；其次，利用紫外光逐层固化光敏浆料成型陶瓷骨架坯体；第三，将所述成型陶瓷骨架坯体进行清洗、烘干、脱脂、烧结；第四，绘制好所需图案，调好激光焦距，对陶瓷基体进行选择性照射；第五，将激光处理完后的带有预定图案的陶瓷基体放入化学镀铜溶液中，并通过水浴加热保持温度为43.8℃得到表面镀铜陶瓷体。


2.根据权利要求1所述的基于激光活化的3D打印陶瓷表面镀铜工艺，其特征在于，所述工艺具体包括如下步骤：
步骤1、建模：根据不同应用背景，用建模软件设计所需要的陶瓷三维结构图，保存为STL格式文件；
步骤2、球磨混料：将氧化物类陶瓷粉体混合并进行球磨；
步骤3、浆料制备：将步骤2得到的混合陶瓷粉料加入光敏树脂和分散剂，置入真空分散机混合均匀；
步骤4、坯体成型：将步骤1得到的模型文件导入光固化3D打印机，将步骤3得到的浆料用光固化成形的方法打印出陶瓷坯体；
步骤5、坯体处理：将步骤4得到的陶瓷坯体加入无水乙醇中，超声清洗去除表面粘结浆料后干燥；
步骤6、表面二次固化：将步骤5得到的干燥坯体放入紫外线固化炉进行二次固化处理，固化时间为5分钟；
步骤7、脱脂烧结：将步骤6得到的二次固化后的陶瓷坯体脱脂烧结，随炉冷却到室温后得到陶瓷基体；
步骤8、激光活化：在激光控制显示器上绘制好所需图案，根据激光波长调好激光焦距，对步骤7得到的陶瓷基体根据设计好的图案进行选择性照射；
步骤9、化学镀铜：将激光处理完后的带有预定图案的陶瓷基体放入化学镀铜溶液，并保持温度为43.8℃，根据所需要的铜镀层厚度决定镀铜时长；
步骤10、防氧化处理：化学镀铜结束后将成品进行浸入防氧化剂进行防氧化处理后得到表面镀铜陶瓷体。

【专利技术属性】
技术研发人员：沈理达，陆彬，赵峰，焦晨，叶昀，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32