本项目属于大载流三维表面共形电路增材制造技术领域,开发出基于曲面适应性分区原理和印刷电子技术、微纳互联技术的大载流三维表面共形电路制造新方法,解决了复杂三维表面共形电路的兼容性成形制造、三维表面共形电路与绝缘材料表面异种材料之间的增附、加厚三维表面共形电路均匀性及性能一致性控制等三大关键技术问题,获得了相应的共形电路印制新材料、新工艺和新机理等一系列成果。 本项目采用纳米金属导电浆料或墨水,以增材制造方法在有机聚合物、陶瓷或金属三维结构体表面制备共形互联电路。开发的新型制造工艺与已有三维表面共形电路制造相比工艺简单,且能与传统电路制造工艺兼容、对设备的要求低、不需电镀/化学镀等高污染过程,绿色环保,成本低。所得电路导电性好、可承载大电流、均匀一致性好、附着力强、能耐受高低温,可靠性高。 本项目制备得到的三维表面共形电路线宽精度达到±30 μm,电路长度可达1m以上,导电层厚度可控制在4-50 μm,电路可承载0.5A以上的大电流,用于连接或驱动大功率电子器件。制备得到的三维表面共形电路电阻率与相应的导电体材料的电阻率数量级相当,可在-40-150oC的温度范围内稳定工作,72小时后不出现剥离、断路等缺陷,附着强度始终保持在ISO0级,导电性进一步提高,具有很高的稳定性和可靠性。已实际应用于海洋用大功率LED驱动与互联电路的制造,实物灯具采用0-40 V直流输入,输出功率在0-94 W无级可调,外壳采用铝合金,陆上重量≤1 kg,具有连续和闪烁两种照明模式,可进行单色、白光或其他光色照明,白光色温在2700-6500 K间可调,显指最高达93,可耐900 m以上水压。该LED灯具中的三维共形电路正常工作时承载的电流为0.3-1A。