IEC PAS 637022026 电子产品增材制造和3D打印工艺的分类标准立项发展报告

电子产品增材制造和3D打印工艺的分类标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ClassificationofAdditiveManufacturingand3D-PrintingProcessesforElectronics摘要随着电子信息产业的飞速发展，传统减材制造工艺在微细线路成型、三维集成封装及异质异构集成等前沿领域日益显现其技术瓶颈。增材制造（AdditiveManufacturing,AM）与3D打印技术凭借其数字化驱动、材料利用率高、结构自由度大等突出优势，正在电子制造领域引发深刻的技术变革。然而，全球范围内针对电子产品增材制造工艺的分类尚无统一的标准化框架，导致行业交流存在术语障碍、设备兼容性不足、质量评价缺乏依据，严重制约了该技术的规模化应用与跨区域产业协作。本报告基于国际电工委员会（IEC）发布的PAS（PubliclyAvailableSpecification，公开可用规范）文件IECPAS63702:2026，从技术背景、标准制定过程、核心内容架构及行业应用价值等维度进行系统阐述。该标准由国际电工委员会（IEC）归口管理，于2026年6月16日正式发布，作为全球首项针对电子产品增材制造工艺分类的权威规范性文件，构建了涵盖材料挤出、材料喷射、粘合剂喷射、光聚合固化、粉末床熔融、定向能量沉积及层压法等七大工艺类别的系统分类体系，并建立了基于材料形态、能量来源、成型原理及精度等级的四维分类框架。该标准的发布填补了国际标准空白，为电子产品增材制造的技术研发、装备制造、工艺选型及质量管控提供了统一的技术语言和分类依据，对推动全球电子制造产业转型升级具有重要的里程碑意义。本报告还展望了该标准未来向正式国际标准（IS）转化、与区域标准互认以及向细分领域拓展的发展趋势。关键词：增材制造；3D打印；电子产品；工艺分类；国际电工委员会；标准化；IECPAS63702AbstractWiththerapidadvancementoftheelectronicinformationindustry,traditionalsubtractivemanufacturingprocessesareincreasinglyencounteringtechnicalbottlenecksincutting-edgefieldssuchasmicro-finecircuitformation,three-dimensionalintegratedpackaging,andheterogeneousintegration.Additivemanufacturing(AM)and3D-printingtechnologies,leveragingtheiroutstandingadvantagesofdigital-drivenfabrication,highmaterialutilizationefficiency,andexceptionalstructuraldesignfreedom,aretriggeringaprofoundtechnologicaltransformationintheelectronicsmanufacturingsector.However,nounifiedstandardizationframeworkhasexistedgloballyfortheclassificationofadditivemanufacturingprocessesspecificallyforelectronicproducts,resultinginterminologybarriersinindustrycommunication,insufficientequipmentcompatibility,andlackofbasisforqualityevaluation—allofwhichseverelyconstrainthelarge-scaleapplicationofthistechnologyandcross-regionalindustrialcollaboration.Thisreportsystematicallyelaboratesonthetechnicalbackground,standarddevelopmentprocess,corecontentarchitecture,andindustrialapplicationvalueofIECPAS63702:2026,aPubliclyAvailableSpecificationdocumentpublishedbytheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC).Astheworld'sfirstauthoritativenormativedocumentspecificallyaddressingtheclassificationofadditivemanufacturingprocessesforelectronicproducts,thisstandardestablishesasystematicclassificationframeworkcoveringsevenmajorprocesscategories—materialextrusion,materialjetting,binderjetting,vatphotopolymerization,powderbedfusion,directedenergydeposition,andsheetlamination—andconstructsafour-dimensionalclassificationframeworkbasedonmaterialform,energysource,formingprinciple,andprecisiongrade.ThepublicationofthisstandardfillsthegapininternationalstandardizationandprovidesaunifiedtechnicallanguageandclassificationbasisfortechnologyR&D,equipmentmanufacturing,processselection,andqualitycontrolinthefieldofelectronicsadditivemanufacturing,signifyingamilestoneofconsiderableimportanceinpromotingthetransformationandupgradingoftheglobalelectronicsmanufacturingindustry.Thisreportalsolooksforwardtothefuturedevelopmenttrendsofthisstandard,includingitspotentialtransformationintoafullInternationalStandard(IS),mutualrecognitionwithregionalstandards,andexpansionintospecificapplicationdomains.Keywords:AdditiveManufacturing;3DPrinting;Electronics;ProcessClassification;InternationalElectrotechnicalCommission;Standardization;IECPAS63702第一章引言1.1研究背景增材制造技术自20世纪80年代问世以来，经历了从快速原型制作到直接数字化制造的跨越式发展。据国际增材制造观察机构（WohlersAssociates）发布的2025年度报告显示，全球增材制造市场规模已突破280亿美元，年均复合增长率保持在18%以上。其中，电子产品领域的增材制造应用增长速度尤为显著，已从早期的天线结构打印、电路原型验证，拓展至当前的嵌入式电子、柔性可穿戴设备、三维异构集成封装及Micro-LED显示器件等高端应用场景。然而，产业发展与技术标准化之间的落差日益凸显。以工艺分类为例，不同设备制造商、研究机构及终端用户对同类工艺存在多种命名方式：例如，同样的材料挤压成型工艺，在电子领域可能被称为“导电浆料直写”（DirectInkWriting,DIW）、“气溶胶喷射打印”（AerosolJetPrinting）或“微挤出成型”（Micro-extrusion）；基于光固化的工艺在学术文献中分别被称为“立体光刻”（SLA）、“数字光处理”（DLP）或“双光子聚合”（2PP）。这种术语混乱导致技术文献检索困难、设备选型缺乏依据、工艺对比无法有效开展，严重制约了跨机构、跨区域的技术合作与成果转化。1.2标准立项的必要性与紧迫性面对上述行业痛点，制定电子产品增材制造工艺的统一分类标准具有以下重大意义：第一，构建统一技术语言。电子产品的增材制造不同于通用增材制造，其对工艺精度（微米至亚微米级）、材料特性（导电性、介电性能、热导率等）、环境洁净度（洁净室等级）及多层对准精度均有特殊要求。通用的ISO/ASTM52900增材制造分类标准主要面向机械零部件制造，未能充分覆盖电子产品制造中的特殊工艺类别，如气溶胶喷射、电化学沉积转移、激光诱导选择性转移等。因此，亟需建立专用于电子产品领域且兼容通用分类逻辑的科学分类体系。第二，促进产业协同发展。电子增材制造产业链涵盖材料供应商、设备制造商、工艺服务商、设计工具开发商及终端应用企业等多个环节。统一的工艺分类标准有助于产业链各环节精准对接，减少“信息孤岛”，提高协同效率。第三，支撑质量评价与认证体系。工艺分类是质量评价的基础。只有建立了清晰的工艺分类框架，才能进一步制定各类工艺的测试方法标准、性能评价标准及认证认可规范。1.3标准制定机构概述本标准由国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）归口管理。IEC成立于1906年，总部位于瑞士日内瓦，是世界上成立最早的国际性电工标准化机构，负责有关电气工程和电子工程领域的国际标准化工作。IEC现有83个正式成员国和82个联络成员国，覆盖了全球99%以上的人口和国民经济总量。在增材制造标准化领域，IEC与其他国际标准化组织保持密切协作。其中，国际标准化组织（ISO）和美国材料与试验协会（ASTM）于2011年联合成立了ISO/TC261（增材制造技术委员会）与ASTMF42（增材制造技术委员会）的联合规划小组（JWG），制定了增材制造标准开发路线图。IEC作为电子产品领域的权威标准化机构，在此框架下牵头制定了针对电子产品的专用增材制造标准，与通用标准形成互补格局。本标准在IEC内部的归口技术委员会为IEC/TC91（电子装配技术委员会），其秘书处由日本工业标准调查会（JISC）承担。TC91主要负责电子装配技术（包括表面安装技术、元器件装配、焊接技术等）的标准化工作，在电子制造工艺领域积累了丰富的标准制定经验。第二章标准制定背景与市场分析2.1电子产品增材制造技术发展现状与趋势近年来，电子产品增材制造技术取得了突破性进展，主要体现在以下方面：（一）导电材料种类持续拓展。从最初的纳米银浆料，发展到目前涵盖纳米铜、石墨烯、碳纳米管、导电聚合物、液态金属（如共晶镓铟合金EGaIn）及金属-聚合物复合墨水等多种材料体系，实现了从“可打印”到“高导电、高可靠”的跨越。（二）工艺精度显著提升。以气溶胶喷射打印（AJP）为例，其最小线宽已从早期的100μm缩小至目前的10μm以下；双光子聚合（2PP）技术已可实现亚微米级（<100nm）分辨率的三维结构打印；电化学沉积转移（ECDT）技术在线路修复与精密互连领域实现了5μm以下导线的可靠成型。（三）应用场景持续深化。从简单的平面天线打印，发展到当前的三维共形天线（用于5G/6G通信终端）、嵌入式无源器件（电阻、电容、电感）、柔性传感器阵列（用于医疗健康监测）、智能蒙皮（用于飞行器结构健康监测）以及异构集成封装（将多种功能芯片与三维打印互连结构相结合）等高端领域。（四）多工艺融合趋势明显。单一打印工艺难以满足电子产品对多层异质结构的需求，多种增材制造工艺的组合使用（如材料喷射+光固化、材料挤出+定向能量沉积）以及增材制造与减材制造（激光烧蚀、机械微加工）的混合工艺正在成为技术发展的重要方向。2.2现有相关标准梳理与分析（一）国际通用标准。ISO/ASTM52900:2021《增材制造——通用原则——术语与分类》是目前国际上通用的增材制造基础标准，该标准将增材制造工艺划分为七大类：材料挤出（MaterialExtrusion）、材料喷射（MaterialJetting）、粘合剂喷射（BinderJetting）、光聚合固化（VatPhotopolymerization）、粉末床熔融（PowderBedFusion）、定向能量沉积（DirectedEnergyDeposition）和层压法（SheetLamination）。此外，ISO/ASTM52902、52903、52904等系列标准分别对增材制造的文件格式、材料规范、数据处理等方面进行了规定。然而，上述通用标准在电子产品应用场景中存在明显不足：首先，未涵盖电子产品制造特有的增材工艺类型，如气溶胶喷射打印、电化学沉积转移、激光诱导正向转移（LIFT）等；其次，分类维度未纳入导电性能、介电特性、表面粗糙度等电子功能属性；第三，未充分考虑电子产品制造对精度、洁净度及热预算的特殊约束。（二）区域与国家标准。我国已发布GB/T35351-2017《增材制造术语》、GB/T39252-2020《增材制造金属制件热处理工艺规范》等标准，中国电子技术标准化研究院也正在推进《电子增材制造工艺分类》行业标准的预研工作。欧盟通过Horizon2020/Europe项目资助了多项电子增材制造标准化研究（如ON-MELT项目、AMPERE项目），但尚未形成正式的区域标准。美国IPC（国际电子工业联接协会）发布了IPC/JPCA-4101等与电子制造工艺相关的标准，但在增材制造专项分类领域仍属空白。（三）标准差距分析。综合梳理发现，当前国际标准化体系中尚缺乏专门针对电子产品增材制造工艺分类的规范性文件。IECPAS63702:2026的发布填补了这一关键空白。2.3行业对标准化的需求分析为深入了解产业界对电子增材制造工艺分类标准化的需求，标准编制工作组在2024年3月至2025年9月期间开展了系统的调研工作。调研覆盖了全球范围内12个国家的设备制造商（23家）、材料供应商（18家）、终端用户（35家）、科研机构（27家）及检测认证机构（9家），共回收有效问卷281份。调研结果显示：-86.5%的受访者认为当前电子产品增材制造领域存在“术语混乱，沟通效率低下”的问题；-78.3%的受访者表示在设备采购和工艺选型过程中，因缺乏统一的工艺分类标准而面临“难以横向比较不同供应商方案”的困难；-72.6%的受访者认为统一的工艺分类标准将“显著促进技术交流和产业合作”；-68.7%的受访者期望标准能进一步涵盖“工艺-材料-性能的映射关系”信息。上述调研数据充分表明，业界对电子增材制造工艺分类标准的发布抱有高度期待，标准具有广泛的产业基础和应用需求。第三章标准主要内容解析3.1标准定位与适用范围IECPAS63702:2026《电子产品增材制造和3D打印工艺的分类》是IEC发布的首项专门针对电子产品增材制造领域的规范性文件。标准的正式适用范围包括：-电子产品制造中使用的各类增材制造和3D打印工艺的分类；-适用于电子元器件、电子组装、互连结构、封装结构、天线、传感器及其他电子功能结构的生产制造过程；-适用于导电线路直接成型、介电结构打印、嵌入式器件制造、共形电子制造及三维异构集成等应用场景。标准将“电子产品”定义为“具有电气功能的成品或半成品器件、组件及系统”，其外延包括但不限于：印制电路板（PCB/PCBA）、集成电路封装、天线与射频器件、传感器与执行器、能源器件（电池、超级电容器、能量收集器）、显示器件及光电互连模块等。3.2标准的核心分类框架标准在充分吸收ISO/ASTM52900通用分类逻辑的基础上，针对电子产品制造的特点进行了系统性扩展与创新，构建了“四级分类、多维描述”的框架体系：第一级：工艺类别（ProcessCategory）。该级别是标准的顶层分类，主要基于材料沉积或固化的物理化学原理进行划分，共设置了七大工艺类别，对应ISO/ASTM52900的分类框架并对电子领域特有工艺进行了补充，包括：1.材料挤出工艺类（MaterialExtrusion,ME）：包括挤出式直写成型、熔融沉积成型等，适用于导电浆料、热塑性耗材等的逐层沉积；2.材料喷射工艺类（MaterialJetting,MJ）：包括电流体动力喷射、气溶胶喷射、压电按需滴落喷射等，适于高精度导电油墨的数字化沉积；3.粘合剂喷射工艺类（BinderJetting,BJ）：通过选择性沉积粘合剂将粉末材料粘接成型；4.光聚合固化工艺类（VatPhotopolymerization,VP）：包括立体光刻、数字光处理、双光子聚合等，适用于高分辨率介电结构与光敏导电材料成型；5.粉末床熔融工艺类（PowderBedFusion,PBF）：包括选择性激光烧结/熔融、电子束熔融等，适用于金属粉末直接成型三维结构；6.定向能量沉积工艺类（DirectedEnergyDeposition,DED）：包括激光熔覆沉积、电子束自由成型等，适用于异质材料梯度结构制造与修复；7.层压工艺类（SheetLamination,SL）：包括超声增材制造、激光叠层切割等，适用于多层异质结构快速成型。第二级：工艺变体（ProcessVariant）。在工艺类别之下进一步细分，例如材料喷射类下细分为气溶胶喷射打印（AJP）、电流体动力喷射打印（EHD）、压电按需喷射打印（DOD）等具体工艺变体，有助于精确区分不同的技术路径。第三级：材料形态（MaterialForm）。根据所用原材料的物理形态进行分类，包括：浆料/油墨（Paste/Ink）、细丝/线材（Filament/Wire）、粉末（Powder）、薄片/薄膜（Sheet/Film）以及液态光敏树脂（LiquidPhotopolymer）等。第四级：功能属性（FunctionalAttribute）。根据成型结构的电子功能属性进行分类，包括：导电结构（ConductiveStructure）、介电结构（DielectricStructure）、半导体结构（SemiconductorStructure）及多功能异质集成结构（MultifunctionalHeterogeneousIntegratedStructure）。3.3标准的技术要素为了便于理解，下表汇总了七大类工艺的典型技术参数，供使用时参考：|工艺类别|典型最小线宽