隨著5G通信、航空航天、人工智能、自動駕駛汽車和物聯(lián)網(wǎng)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，陶瓷電路板（CCBs）憑借其高導(dǎo)熱性、高耐熱性、優(yōu)異的介電性能和機械強度，已成為傳統(tǒng)樹脂基印刷電路板（PCB）的可靠替代品。
當前電子設(shè)備朝著小型化和高功率方向發(fā)展，對陶瓷電路板提出雙重要求：一方面，小型化需要高分辨率（小線寬/線間距）電路以減少占用面積；另一方面，小線寬會導(dǎo)致電阻增加，限制載流能力。增加縱橫比（AR）是恒定線寬下提升載流能力的關(guān)鍵，但現(xiàn)有制造技術(shù)存在顯著瓶頸——光刻、納米壓印等方法雖能實現(xiàn)高分辨率，卻難以適配陶瓷基板的粗糙表面；絲網(wǎng)印刷（SP）、直接鍵合銅（DBC）等陶瓷金屬化方法雖能制造厚膜，卻無法實現(xiàn)高分辨率（如SP線寬通常＞40μm，DBC＞100μm），形成“小線寬與大厚度”的技術(shù)空白。
a：大線寬、低膜厚的商用陶瓷電路板（CCBs）示意圖；b：小線寬、大膜厚的直立式陶瓷電路板（S-CCBs）示意圖；
c：不同制造方法的線寬與膜厚對比圖（DBC=直接鍵合銅，IJP=噴墨印刷，AJP=氣溶膠噴射印刷，DPC=直接鍍銅，LAM=激光活化金屬化，SP=絲網(wǎng)印刷，LPBF=激光粉末床熔融），插圖展示CCBs與S-CCBs導(dǎo)線橫截面（線寬，膜厚）；
d：粗糙Al?O?基板電荷分布不均導(dǎo)致噴射不穩(wěn)定；e：犧牲涂層（SC）-Al?O?基板電荷分布均勻，噴射穩(wěn)定；
f：Al?O?與SC-Al?O?表面電場強度變化；g：Al?O?上無法堆疊高AR銀線；h：SC-Al?O?上可印刷高AR銀線；
i：銀漿在兩種基板上的接觸角；j：Al?O?上銀線局部收縮并出現(xiàn)孔洞；k：SC-Al?O?上銀線均勻收縮；
l：有無犧牲涂層的銀漿熱重（TG）分析曲線；m：Al?O?基板上45mm×45mm、線寬40μm的電路（與商用PCB分辨率相近）；
n：5mm×5mm、線寬10μm的微型集成電路；o：子圖l的高倍圖像；p：線寬10μm、AR=1.37的4層銀線SEM圖。
研究提出犧牲涂層輔助微3D打印策略，結(jié)合平坦疏水的犧牲涂層與電場驅(qū)動（EFD）微3D打印，制備兼具高分辨率和高AR的直立式陶瓷電路板（S-CCBs），制造流程分三步：
犧牲涂層的核心作用：① 改善陶瓷基板粗糙表面的電場均勻性，避免噴射不穩(wěn)定；② 隔離銀漿與基板，結(jié)合電荷誘導(dǎo)自對準效應(yīng)實現(xiàn)高AR多層堆疊；③ 消除基板鎖定效應(yīng)，使銀線燒結(jié)時均勻收縮，提升導(dǎo)電性與附著力。
a：兩種基板表面形貌；b：10×10μm區(qū)域Al?O?粗糙度（Ra=153nm，Rz=1240nm）；c：10×10μm區(qū)域SC-Al?O?粗糙度（Ra=33nm，Rz=170nm）；
d：兩種基板表面輪廓對比；e：線寬標準偏差（Al?O?為3.1-5μm，SC-Al?O?穩(wěn)定在0.7μm）；f：燒結(jié)線寬收縮率（SC-Al?O?約為Al?O?的2倍，10.6μm線寬收縮后達7μm）；
g：AR與層數(shù)關(guān)系（SC-Al?O?上1-8層AR從0.24升至2.3，Al?O?上AR基本不變）；h：線寬與層數(shù)關(guān)系（SC-Al?O?線寬基本不變，Al?O?線寬持續(xù)增加）；
i-j：Al?O?上印刷/燒結(jié)銀線（存在斷裂）；k-l：Al?O?上多層銀線輪廓（線寬增加）；m-n：SC-Al?O?上印刷/燒結(jié)銀線（形貌完整）；o-p：SC-Al?O?上多層銀線輪廓（AR提升）。
關(guān)鍵結(jié)論：SC-Al?O?基板粗糙度顯著降低（Ra從153nm降至33nm），電場均勻性提升，使印刷線寬一致性提高、燒結(jié)收縮更充分，且多層堆疊時可保持線寬穩(wěn)定并提升AR。
a：60匝、線寬10μm的微型電感器；b：線寬/線間距10μm/10μm的叉指電極（IDEs）；c：3×4 LED陣列（通過銀電路連接）；
d-f：三種陶瓷基板（Al?O?、AlN、ZrO?）上10μm銀線（面積40mm×40mm）；g：五角星陣列（線寬7.8μm，邊長470μm）；
h：圓形陣列（線寬14μm，直徑500μm）；i-k：2/6/8層銀線（線寬10μm，AR分別為0.46/1.75/2.3）。
a：方阻/電阻與線寬關(guān)系（線寬增加則電阻降低）；b：層數(shù)對電阻的影響（層數(shù)增加則電阻降低）；c：銀網(wǎng)電阻與線間距關(guān)系（線間距減小則電阻降低）；
d：銀線電阻變化率與溫度關(guān)系（與純銀趨勢一致）；e：與其他技術(shù)的性能對比（本方法線寬7μm、導(dǎo)電性5.1×10?S/m，優(yōu)于AJP、LAM等）；
f：1000次附著測試（電阻變化率僅0.64%）；g：1000次刮擦測試（電阻變化率穩(wěn)定在7%）；h：500小時化學(xué)腐蝕（水/鹽酸/NaOH中電阻變化率分別為2.1%/8.5%/7.2%）；
i：500小時熱老化（500℃下電阻變化率9.8%，800℃后期急劇上升）。
a：溫升測試示意圖；b：帶4個LED的測試電路；c：1層/6層電路實物；d：電壓-電流關(guān)系（6層電路6V下電流4.49A，為1層的3倍）；
e：不同層數(shù)電路的溫升對比（1.5A下1層160℃、2層90.7℃、6層＜38.9℃）；f：不同條件下溫度分布；g-h：0-350℃加熱穩(wěn)定性（200次循環(huán)穩(wěn)定）；
i-j：平面電感器（L1=單層20μm線寬，L2=6層10μm線寬）的電感與Q值（L2電阻更低、Q值更高）；k：電感器溫升對比（L2溫度低于L1）；
l-m：叉指電極傳感器（S1=單層20μm線寬，S3=6層10μm線寬）的阻抗測試（S3對0.01-0.03ppm溶液靈敏度更高）。
全面解析森工DIW墨水直寫3D打印機在該類研究中功能匹配情況及需定制功能，幫助用戶更好地選擇合適的3D打印設(shè)備及功能模塊。
靜場直寫模塊：
a. 電壓 ：最高電壓30KV，額定電流1mA，0到最高電壓連續(xù)可調(diào)，輸出正負單一極性；
b. 電源精度：電壓精度±(0.5%+1)，電流精度±(4%+3)；
c. 氣體壓力：最高0.8MPa；
d. 氣體壓力精度：±1KPa；（這個決定了擠出量穩(wěn)定性）
e. 噴嘴規(guī)格：0.15mm 0.2mm 0.25mm 0.3mm 0.4mm；
f. 平板可用面積：200 *160 mm；通過高壓靜場環(huán)境實現(xiàn)μm級別的銀漿材料打印，精確堆疊
①常溫噴頭進行陶瓷基底3D打印，可以實現(xiàn)個性化材料配方以及基底結(jié)構(gòu)個性化設(shè)計;
②刮涂操作平臺，通過旋轉(zhuǎn)刮涂，實現(xiàn)μm級別的犧牲涂層打印；
①常溫噴頭打?。?/b>配備精密的調(diào)壓模塊，調(diào)壓精度±1KP，氣壓實時可調(diào)；
②刮涂操作平臺：刮涂速度實時可調(diào)，時間可調(diào)
③獨立二級運動平臺：
a. 獨立的運動控制系統(tǒng)，支持獨立運動，模塊化快拆快裝，拆卸后不影 響原來行程；
b. XYZ軸定位精度≤0.01mm；
c. 二級平臺尺寸：257x290x69.5mm；
d. 二級平臺可打印范圍：200x150x30mm；
e. 二級平臺獨立移動范圍：X≥100mm；Y≥160mm；Z軸≥6.5mm；便于打印過程中，通過顯微鏡實時查看每層的微觀變化及中途干預(yù)。
由于小編學(xué)識所限，文中內(nèi)容難免存在疏漏或不足之處。若您發(fā)現(xiàn)任何錯誤或值得商榷的觀點，懇請不吝指正，
小編將第一時間修正完善。感謝您的包容與支持！
本文內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)公開素材，發(fā)布的目的在于學(xué)術(shù)交流、研討分享，
如相關(guān)內(nèi)容涉及侵權(quán)，請聯(lián)系我們，將第一時間下架內(nèi)容！
3D打印高性能Ag/BaTiO?陶瓷-聚合物壓電傳感器，賦能生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用
用于3D打印分層多孔電極的Co?O?/CeO?高性能墨水，助力固態(tài)超級電容器能量密度躍升
基于直寫式垂直 3D 打印技術(shù)、嵌入多個人工機械感受器的防水纖毛電子皮膚及其在船員健康管理中的應(yīng)用
再傳喜報，森工AutoBio1000直寫3D打印設(shè)備助力華師大&韓國KAIST科研團隊在材料科學(xué)頂刊發(fā)表高水平論文
關(guān)于不法分子冒用“森工科技”實施APP詐騙的嚴正聲明
Structural-engineered V?O?/MoO? nanocomposite scaffolds via direct ink writing 3D printing for asymm
