当前位置:首页>> 鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

发布时间:2016-02-10作者:智汇张瑜

   相信大家对3D打印机并不陌生,但是利用它来制造柔性电路板(FPC)可能就鲜为人知了。事实上不管多薄的铜箔,甚至只是一块导电布材料,FPC都可以用3D打印机来进行蚀刻。任何厚度的FPC常用材料例如FR4也可以用此方法蚀刻。

  第一步:设计方法

  鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

  PLA,尼龙,ABS和大多数的耗材都很难有效的用2D打印机粘在铜箔上,因此也难以蚀刻成想要的电路。但是,  Ninjaflex材料可以这个难题,它几乎可以粘上任何材料,包括亚克力、蓝色印刷胶带和玻璃。

  电路板的线路可以通过像123D  Design这样的免费软件来绘制,它可在铜箔板或者是导电布上绘制线路。从第一幅图不难看出,能利用常用氯化铁蚀刻方法。

  上述图片展示的是电路试验板和穿孔板,孔中心距为0.1英寸。这与其它的0.1英寸标准的管脚中心距元件相匹配。第二幅图是完成的电路板,一个Picaxe微控制器。

  如果要设计一个轻且薄的电路板,这样设计完全没问题。不过,如果对绕着性要求高的话,这些器件距离需要设计得更远。

  第二步:准备材料

  鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

  现在需要准备3D打印耗材,我用的是Makerbot Replicator 2,不过其他品牌的打印机通过同样的挤出机也可以。

  白色的Ninjaflex材料,之前有试过黑色和无色透明的Ninjaflex,但是附着性没有白色的好,也许可以试试其它的颜色。

  剪刀;

  纯铜涤塔夫面料(0.02英寸);

  超薄铜箔电路板(小于0.01英寸);

  洁净的衬里材料;

  乐泰胶;

  123D Design或者其它可生成并且运行STL文件的3D软件;

  氯化铁,可以尝试用其它的蚀刻液;

  钢丝球;

  丙酮;

  布基胶带。

  第三步:设计电路图

  鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

  绘制线路

  123D  Design可设计线路以及图形,绘制完图形后将喷出0.011英寸厚度的薄膜。0.06英寸的线路宽度和0.04英寸的线距是标准数值,可匹配元件的管脚间距。

  隔离条的使用

  在绘制图案边上还需添加一个隔离条,当打印图案时隔离条可根据不同的电路板材料的厚度进行调整。0.7英寸以下都可制作。如果需要更厚的板材,则需要压住底部的隔离条,以便做出合适的厚度。  

  第四步:调整3D打印机

  鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

  如果使用ninjaflex材料进行打印,需要对3D打印机进行调整。

  检查挤压机

  用Ninjaflex打印之前调整好挤压机,才能正常完成工作。在Makerbots 的旧版打印机Replicator  2安装一个扩充成套工具,另外需要为此下载一个Thingiverse驱动快。

  如果你用的是其他的打印机型号,则需要确定Thingiverse的驱动快是否匹配你的打印机。因为在轴承与齿轮之间存在很小的间隙,这会导致很多问题产生。

  使机床保持平衡

  铜箔上的镀层误差只允许在很小的范围内,如果喷剂没有很好的粘上,后续的蚀刻也会不彻底。所以机床必须保持非常平整并水平。可用标准刻度对机床进行调整,将其印在机床的中间,然后在每次打印结束后都保证0.02英寸的误差范围内,这一步非常关键。

  做一次打印试验

  直接在机床上进行打印,在图形的边缘上做标记,然后剥开这个图形。用这个就可以裁剪成一个FPC。

  Replicator 2打印机的设置

  如果用的是Replicator 2就要做一下设置:

  Infill: 100 per cent

  Shells: 2

  Layer Height: .2mm

  Temp: 225 C

  Speed Extruding: 15 mm/s

  Speed Traveling: 150 mm/s

  填充:100%

  层高:2mm

  温度:225℃

  挤压速度:15mm/s

  移动速度:150mm/s

  第五步:固定电路板

  鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

  待打印的电路板材料在机床上必须是平整水平的,唯一的办法就是用喷剂胶粘住。在固定之前,先擦掉这块板子的氧化层。

  第六步:打印电路板线路

  鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

  在打印完线路后,检查油墨是否有效的粘在电路板上,如果间距太小则需要调整123D Design的STL文件,并且加厚隔离条。

  第七步:蚀刻电路板

  鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

  把板子从打印机上取出后,需要注意不能在Ninjaflex上进行任何的挤压动作,然后清理机床。

  用丙酮清洗电路板底部的残留胶,这样有助于底层的铜箔能蚀刻彻底。接着就是将电路板放在标准的氯化铁蚀刻液中。

  第八步:蚀刻导电布

  鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

  鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

  蚀刻导电布可以制作绕折性更好的电路板,这个对需要反复性弯折的电路非常有用。接下来的蚀刻过程和上述的方法一样,不过还要注意加一点:在此电路板材底面需有加强板。如果导电布和加强板的厚度大于0.007英寸,则需要调整隔离条。导电布的蚀刻速度只需要5分钟左右。

  第九步:结束语

  鬼斧神工DIY之作:3D打印机造柔性电路板

  上述的电路板样品线路中心间距是0.1英寸,目前做过最细的是0.03英寸线宽和0.05英寸的线距。这个间距适合可制作SOIC电路。

  Ninjaflex材料几乎可以打印所有物体,它的优点是附着性佳、柔韧性好。

公司简介

宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

更多详情>>

联系我们

  • 联系人:章清涛
  • 热线:18611695135
  • 电话:
  • 传真:
  • 邮箱:18210150532@139.com

Copyright © 2015 ilinki.net Inc. All rights reserved. 智汇工业版权所有

电话:010-62314658 邮箱:service@ilinki.net

主办单位:智汇万联(北京)信息技术有限公司

京ICP备15030148号-1