3D喷墨打印技术

一.3D喷墨打印

3D喷墨打印是一种无接触、无压力、无印版的全数字化技术，可以在多种材料和各种形状的表面制作精密的图形图像，方便快捷，适应性强。将纳米金属颗粒以悬浮液的方式制成墨水，用喷墨打印制作各种电路和电子元器件近年来备受关注。相比传统电子制造工艺，喷墨打印具有大面积、柔性化、个性化、低成本、绿色环保等优点。在不需要多层电路，不需要超细电路，不需要大电流的应用领域，印刷电子技术已经在发挥重要作用，例如小批量的PCB，通过喷墨打印实时制造比传统黄光制程制造更有成本优势，而且周期短，可以随时更改设计。

二.墨水材料

常用的金属纳米墨水有三种：银纳米墨水、金纳米墨水和铜纳米墨水。银纳米墨水的电阻率最低，金纳米墨水最贵，铜纳米墨水虽然最便宜但易氧化。因此银纳米墨水逐渐成为该应用领域最优的材料。然而，为保持纳米颗粒的悬浮稳定性以及适合喷墨打印要求的粘度和表面张力，银纳米墨水中需要添加各种分散剂和表面活性剂。打印后必须进行烧结，除去有机残留物，使纳米银颗粒熔融合并，从而降低纳米颗粒之间的接触面积和接触电阻，实现高导电性。尽管纳米材料的尺寸效应可以极大的降低烧结温度，但市场上的主流产品仍需将基底加热到200摄氏度左右才能达到较好的导电性能和电阻的稳定性。这对其打印基材的适用范围及应用场景造成了一定的限制

纳米银导电油墨的应用 纳米铜导电油墨的应用 用于LFT因数的新型铜基高粘度油墨

万佳原采用以色列技术的纳米导电银浆墨水和多功能材料打印机，可以同时打印多种功能材料。该工艺以银质材料为基础，能够实时控制纳米颗粒的尺寸、形状和散布，从而满足使用者的定制化需求。它可实现低温烧结，并可兼容多种类型的表面。由于采用了纳米技术，它还拥有很好的附着力、柔韧性和硬度。这些优点加上自身的导电特性令这种墨水非常适合于3D打印电子产品，比如电路、传感器、太阳能电池等等。

三.应用举例

传统的电路板制造就像我们过年剪窗花一样，通过不需要的地方来蚀刻掉，在这个过程中，会产生大量的重金属，包括水污染以及废气污染，层层喷墨打印导电墨水实现电路生产的增材制造，从而解决电路板制造过程中的污染问题，在3D打印的过程中，导电墨水中的金属颗粒，就像采用石子铺柏油马路一样层层堆积

基于导电墨水、绝缘结构墨水以及阻焊墨水等，采用数字喷印层层打印的工艺，完成多层电路板的制作，目前技术水平已经能够满足部分多层电路打样的需求。

这种技术在光伏、局部电镀、天线、指纹传感器触摸屏、嵌入式电阻器等领域也得到了广泛的应用。

来源：万佳原