液態(tài)金屬針式打印設(shè)備及打印方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及印刷電路及印刷電子器件制造領(lǐng)域，特別涉及一種液態(tài)金屬針式打印設(shè)備及打印方法。液態(tài)金屬針式打印設(shè)備，包括：控制電路裝置，用于控制液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置；液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置，用于執(zhí)行所述控制電路裝置的指令以實(shí)現(xiàn)各內(nèi)部構(gòu)件的不同運(yùn)動(dòng)；打印設(shè)備狀態(tài)傳感器，用于監(jiān)控打印設(shè)備的狀態(tài)。本發(fā)明提供的液態(tài)金屬針式打印設(shè)備及打印方法，解決了有集成電路或電子器件制造程序復(fù)雜、材料及能源消耗大、環(huán)境污染相對較高等問題，獲得了相應(yīng)非常好的技術(shù)效果。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及印刷電路及印刷電子器件制造領(lǐng)域，特別涉及一種液態(tài)金屬針式打印 設(shè)備及打印方法。 液態(tài)金屬針式打印設(shè)備及打印方法

【背景技術(shù)】
[0002] 集成電路是上世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型微型電子部件或器件，其使電子 元器件向著小型化、低功耗和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它是經(jīng)過氧化、光刻、擴(kuò)散、夕卜 延、濺射、真空沉積等主要加工制造工藝，把構(gòu)成具有一定功能的電路所需的晶體管、二極 管、電阻、電容和電感等電子元件及它們之間的連接導(dǎo)線全部集成在一小塊硅片上，然后焊 接封裝在一個(gè)管殼內(nèi)的電子器件。但近些年來，集成電路的弊端逐漸被認(rèn)知，包括制造工藝 復(fù)雜、高能耗、高污染、高成本、高潔凈要求等。其主要原因在于傳統(tǒng)集成電路制造技術(shù)是一 種刪減技術(shù)，其制造工藝需要消耗大量的原材料，水資源，能源等，并且部分加工工藝必須 在潔凈室內(nèi)完成，這需要消耗大量的能源并會(huì)帶來外部環(huán)境的污染。
[0003] 如果集成電路乃至電子器件能采用添加技術(shù)以直接印刷的方式制作，則可望實(shí)現(xiàn) 集成電路高度快捷的生產(chǎn)制造，從而大幅度改觀電子及相關(guān)工業(yè)的現(xiàn)狀，直至建成高效、低 成本、綠色化的電路及器件生產(chǎn)模式。
[0004] 為改變上述現(xiàn)狀，研究人員近期提出了有機(jī)或聚合物導(dǎo)體墨水直接印刷。但這類 材料的導(dǎo)電性一般相對較差，且溶液化和可印刷性存在一定問題；為獲得更好的溶液化，研 究者們繼而通過在有機(jī)或聚合物中添加高導(dǎo)電性納米顆粒來實(shí)現(xiàn)可印刷的導(dǎo)電墨水，但其 仍就有配制工藝復(fù)雜、電阻率高、導(dǎo)線形成需要借助一定的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)、器件成型固化溫 度高等缺憾，而已有的高溫焊錫等金屬在柔性基底上受到了極大限制。實(shí)際的制造過程需 要先印刷，再通過數(shù)百度以上的高溫使這類墨水發(fā)生蒸發(fā)、化學(xué)反應(yīng)乃至燒結(jié)，才能最后沉 積下所需的導(dǎo)體部件，故整個(gè)工藝仍然相當(dāng)復(fù)雜。總之，到目前為止，國內(nèi)外電子工業(yè)界尚 未建立起快速簡捷的可將集成電路或電子器件直接以印刷方式制造出來的設(shè)備及工藝。
[0005] 為此，本發(fā)明提供采用金屬流體針式直接打印電路的技術(shù)，特別引入導(dǎo)電的低熔 點(diǎn)金屬墨水，由此實(shí)現(xiàn)快捷打印，并直接構(gòu)建電路及電子器件。然而，此類液態(tài)金屬的表面 張力通常較大，采用當(dāng)前盛行的常規(guī)打印技術(shù)如激光方法不易實(shí)施。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] (-）要解決的技術(shù)問題
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種可將電路及電子器件以直接印刷的方式制造出來的 液態(tài)金屬針式打印設(shè)備及打印方法，以解決現(xiàn)有集成電路或電子器件制造程序復(fù)雜、材料 及能源消耗大、環(huán)境污染相對較高等問題。
[0008] (二）技術(shù)方案
[0009] 為解決上述問題，本發(fā)明提供一種液態(tài)金屬針式打印設(shè)備，包括：控制電路裝置， 用于控制液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置；液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置，用于執(zhí)行所述控制電路裝置的 指令以實(shí)現(xiàn)各內(nèi)部構(gòu)件的不同運(yùn)動(dòng)；打印設(shè)備狀態(tài)傳感器，用于監(jiān)控打印設(shè)備的狀態(tài)。 [0010] 優(yōu)選地，還包括：與所述控制電路裝置相連的計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)用于生成印刷控 制指令；所述控制電路裝置用于接收所述計(jì)算機(jī)的印刷控制指令，并根據(jù)所述印刷控制指 令控制所述液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置及所述打印設(shè)備狀態(tài)傳感器進(jìn)行工作。
[0011] 優(yōu)選地，所述液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置包括：字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于承載針式打印 頭，并控制打印頭的左右移動(dòng)；打印針運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于執(zhí)行打印針的出針和收針動(dòng)作，撞擊 液態(tài)金屬色帶進(jìn)行印刷，以實(shí)現(xiàn)正確打?。灰簯B(tài)金屬色帶盒機(jī)構(gòu)，用于裝載液態(tài)金屬導(dǎo)電墨 水，并在打印過程中，打印頭左、右移動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬色帶同時(shí)循環(huán)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，改變液態(tài) 金屬色帶被打印針撞擊的部位；走紙機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)打印基板的縱向移動(dòng)。
[0012] 優(yōu)選地，所述液態(tài)金屬色帶盒機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、色帶以及液態(tài)金屬墨水腔室。
[0013] 優(yōu)選地，所述液態(tài)金屬墨水包括低熔點(diǎn)液態(tài)金屬及其合金、含少量氧化物或磁性 納米顆粒的液態(tài)金屬導(dǎo)電墨水、P型或N型半導(dǎo)體性墨水或以上三者的納米顆粒摻雜液的 一種或多種。
[0014] 優(yōu)選地，所述液態(tài)金屬墨水腔室包含出口刮片、電熱絲及溫度傳感器。
[0015] 優(yōu)選地，所述打印針運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的打印針頭是9針、12針或24針。
[0016] 優(yōu)選地，所述打印機(jī)狀態(tài)傳感器包括：初始位置傳感器，用于檢測字車是否停在原 始位置；紙盡傳感器，用于檢測所裝的打印基板是否用盡；溫度傳感器，用于檢測色帶機(jī)構(gòu) 內(nèi)液態(tài)金屬墨水溫度；機(jī)蓋傳感器，用于檢測正在打印中的異常開打印機(jī)蓋操作。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種使用上述液態(tài)金屬針式打印設(shè)備的打印方法，包括：設(shè)計(jì)需 要打印的電子電路圖案，并生成結(jié)構(gòu)印刷指令；所述控制電路接收所述印刷控制指令，并根 據(jù)所述印刷控制指令控制所述印刷機(jī)械裝置中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)具體電子電路的打印。
[0018] (三）有益效果
[0019] 本發(fā)明提出的用于制造集成電路及電子器件的液態(tài)金屬針式打印設(shè)備，因引入了 可印刷的液態(tài)金屬導(dǎo)電墨水，使得電路以及電子器件能以一種印刷的方式直接制造出來。 制備過程在常溫或常規(guī)條件下甚至普通辦公場所即可完成，其無高的環(huán)境要求，能源消耗 及材料無效損耗低，可顯著降低集成電路及電子器件制備工藝的復(fù)雜性和成本，大幅度提 高其生產(chǎn)效率。使用該方法得到的液態(tài)金屬集成電路及電子器件，可廣泛用于電子工業(yè)制 造領(lǐng)域，尤其是發(fā)展柔性電子功能器件，甚至重塑集成電路電子產(chǎn)業(yè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明中的電子器件液態(tài)金屬針式打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是本發(fā)明中字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖3是本發(fā)明中液態(tài)金屬打印針頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖4是本發(fā)明中液態(tài)金屬色帶盒機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施 例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0025] 本發(fā)明提出了一種直接印刷液態(tài)金屬集成電路和電子元器件的液態(tài)金屬針式打 印機(jī)，所述針式打印機(jī)包括控制裝置，液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置和打印機(jī)狀態(tài)傳感器，其中：
[0026] 所述控制電路裝置，用于控制所述液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置；
[0027] 所述液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置，用于執(zhí)行所述控制電路裝置的指令以實(shí)現(xiàn)各內(nèi)部構(gòu) 件的不同運(yùn)動(dòng)；
[0028] 所述的打印機(jī)狀態(tài)傳感器，用于監(jiān)控打印機(jī)的一些狀態(tài)。
[0029] 上述控制電路裝置是存在于打印機(jī)上的主控電路板，主要用于對打印機(jī)的整機(jī)進(jìn) 行控制，通過主控電路對打印機(jī)的打印頭、字車及驅(qū)動(dòng)電機(jī)等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。其內(nèi)部主要由 CPU、RAM、R0M地址譯碼器和I/O電路組成，可以直接與打印機(jī)連接的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。
[0030] 可選的，所述裝置進(jìn)一步包括與所述主控電路裝置相連的計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)用 于設(shè)計(jì)并生成結(jié)構(gòu)印刷指令；所述控制電路用于接收所述計(jì)算機(jī)的印刷控制指令，并根據(jù) 所述印刷控制指令控制所述印刷機(jī)械裝置中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。
[0031] 上述計(jì)算機(jī)內(nèi)置印刷控制程序，具備電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能。印刷控制程序進(jìn)一步 包括電路圖繪制模塊和印刷過程控制模塊；電路圖繪制模塊用于繪制所要印刷的電路和電 子器件的結(jié)構(gòu)圖，印刷過程控制模塊根據(jù)所述電路圖生成印刷控制指令，并將印刷控制指 令發(fā)送給主控電路。其具體功能敘述如下：
[0032] 電路圖繪制模塊：軟件中預(yù)存常見的電子元器件模塊數(shù)據(jù)庫，用戶在圖形化界面 中可以調(diào)用該數(shù)據(jù)庫，同時(shí)也可以根據(jù)需求直接繪制出各種復(fù)雜電路元器件模塊。用戶須 確定每個(gè)電子元器件的尺寸與結(jié)構(gòu)以及材料屬性(如導(dǎo)電金屬墨水或半導(dǎo)體墨水等)。
[0033] 印刷過程控制模塊：軟件讀取用戶所繪制的電路圖，根據(jù)不同的打印內(nèi)容生成針 頭出針和收針動(dòng)作控制指令實(shí)現(xiàn)不同的打印效果。此外，軟件還可實(shí)時(shí)監(jiān)控印刷過程，能及 時(shí)響應(yīng)印刷裝置所發(fā)出的報(bào)警，并反饋相應(yīng)的控制指令。如當(dāng)打印機(jī)發(fā)出"墨水"用完警告 或"基底"用完警告時(shí)，軟件能及時(shí)暫停印刷，等待用戶添加基底和更換墨盒。
[0034] 可選的，所述液態(tài)金屬打印機(jī)械裝置主要包括字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、打印針運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、 液態(tài)金屬色帶盒機(jī)構(gòu)，走紙機(jī)構(gòu)和打印機(jī)狀態(tài)傳感器，其中：
[0035] 所述的字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于承載針式打印頭，并控制打印頭的左右移動(dòng)；
[0036] 所述打印針運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于執(zhí)行打印針頭的出針和縮針動(dòng)作，擊打液態(tài)金屬色帶 進(jìn)行印刷，并保證正確打印；可選的，所述的打印針頭主要是金屬針頭，按打印針頭數(shù)的不 同主要分為9針、12針和24針。9針打印頭具有一排垂直針，12針和24針打印頭則由兩排 交錯(cuò)的針組成。須指出的是一般針頭越多，打印品質(zhì)越高，打印速度也越快。打印針在驅(qū)動(dòng) 電路的控制下進(jìn)行出針和縮針兩種工作狀態(tài)。
[0037] 所述液態(tài)金屬色帶盒機(jī)構(gòu)，用于裝載液態(tài)金屬導(dǎo)電墨水和色帶，并在打印過程中， 打印頭左、右移動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬色帶同時(shí)循環(huán)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，不斷改變液態(tài)金屬色 帶被打印針撞擊的部位，保證色帶均勻磨損，延長液態(tài)金屬色帶的使用壽命，保證打印效 果。
[0038] 所述走紙機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)打印基板的縱向移動(dòng)。其與所述字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及液態(tài) 金屬色帶盒機(jī)構(gòu)相配合以實(shí)現(xiàn)基底上的打印。
[0039] 所述的打印機(jī)狀態(tài)傳感器，用于監(jiān)控打印機(jī)的一些運(yùn)行狀態(tài)。
[0040] 可選的，打印機(jī)狀態(tài)傳感器主要包括初始位置傳感器、紙盡傳感器、溫度傳感器、 機(jī)蓋傳感器，其中：
[0041] 所述的初始位置傳感器，用于檢測字車是否停在原始位置；
[0042] 所述的紙盡傳感器，用于檢測所裝的打印基板是否用完；
[0043] 所述的溫度傳感器，用于檢測色帶機(jī)構(gòu)內(nèi)液態(tài)金屬墨水溫度；
[0044] 所述的機(jī)蓋傳感器，用于檢測正在打印中的異常開打印機(jī)蓋操作。
[0045] 可選的，所述液態(tài)金屬墨水包括低熔點(diǎn)液態(tài)金屬及合金、含少量氧化物或磁性納 米顆粒的液態(tài)金屬導(dǎo)電墨水、P型或N型半導(dǎo)體性墨水或三者的納米顆粒摻雜液的一種或 多種等。
[0046] 上述導(dǎo)電性金屬墨水包括鎵、鎵銦合金、鎵錫合金、銦錫合金、鎵銦錫合金、鎵銦錫 鋅合金、鎵銦錫鋅鉍合金中的一種或多種；P型或N型半導(dǎo)體性墨水包括紅熒烯rubrene、并 五苯pentacene、聚3-己基噻吩P3HT、聚3, 3' -二烷基連四噻吩PQT、聚3芳基胺PTAA、梯 形聚合物BBL中的一種或多種；
[0047] 上述摻雜液體中的納米顆?？蛇x用粒徑lnm?900nm的鉬、金、銀、銅、鐵、錯(cuò)、鋪、 秘、鎘、鍺、鎳、銘、鉭、鉛、鶴、錸、鈷、(其中鐵、鎳、鈷、禮等為磁性材料），康銅、鶴錸合金、 鎳鎘合金、碳納米管或石墨烯；或是選用硫化鍺顆粒、硒化鍺顆粒、碲化鍺顆粒、鉍化銦顆 粒、砷化銦顆粒、銻化銦顆粒、氧化銦顆粒、磷化銦顆粒、砷化鎵顆粒、磷化鎵顆粒、硫化銦顆 粒、硒化銦顆粒、氧化銦錫顆粒、碲化銦顆粒、氧化鉛顆粒、硫化鉛顆粒、硒化鉛顆粒、碲化鉛 顆粒、娃化鎂顆粒、氧化錫顆粒、氯化錫顆粒、硫化錫顆粒、硒化錫顆粒、締化錫顆粒、硫化銀 顆粒、硒化銀顆粒、碲化銀顆粒、氧化碲顆粒、氧化鋅顆粒、砷化鋅顆粒、銻化鋅顆粒、磷化鋅 顆粒、硫化鋅顆粒、硫化鎘顆粒、氧化硼顆粒、硒化鋅顆?；蚓喕\顆粒等。
[0048] 可選的，所述液態(tài)金屬色帶盒內(nèi)壁布置有電熱絲及熱電偶，用于調(diào)控所述液態(tài)金 屬導(dǎo)電墨水的溫度，使所述電子印刷墨水保持液態(tài)。
[0049] 其中，該打印基板為打印紙或其他柔性薄膜基板。
[0050] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施實(shí)例進(jìn)一步描述本發(fā)明專利。
[0051] 附圖1是本發(fā)明的液態(tài)金屬針式打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，該打印機(jī)主要結(jié)構(gòu)包括： 內(nèi)置有印刷控制軟件的計(jì)算機(jī)1、內(nèi)置于針式打印機(jī)的控制電路板2、進(jìn)紙器3、壓紙輥4、齒 輪組5、底部紙盡傳感器8、初始位置傳感器9、液態(tài)金屬色帶盒機(jī)構(gòu)7和字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 其中，控制電路板2用于接收計(jì)算機(jī)1的印刷控制指令，并根據(jù)所述印刷控制指令控制進(jìn)紙 器3、壓紙輥4、齒輪組5、底部紙盡傳感器8、初始位置傳感器9、液態(tài)金屬色帶盒機(jī)構(gòu)7和 字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)作。進(jìn)紙器3與壓紙輥4用于引導(dǎo)以及平鋪打印基底。齒輪組 5用于使進(jìn)紙器3和壓紙輥4配合運(yùn)動(dòng)。底部紙盡傳感器8與初始位置傳感器9分別用于 檢測打印基底是否用盡以及字車是否位于初始位置。液態(tài)金屬色帶盒機(jī)構(gòu)7用于承載金屬 墨水及色帶并接受金屬打印針頭的撞擊以實(shí)現(xiàn)打印。字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括字車61、字車傳 動(dòng)皮帶62、導(dǎo)桿63和金屬打印針頭64,色帶盒機(jī)構(gòu)7和字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是打印機(jī)的關(guān)鍵機(jī) 構(gòu)。
[0052] 如附圖2所示，字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括字車61、傳動(dòng)皮帶62、導(dǎo)桿63。字車用于承載 金屬打印針頭64,傳動(dòng)皮帶62使字車來回運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)導(dǎo)桿63用于引導(dǎo)字車的運(yùn)動(dòng)。如附圖 3所示液態(tài)金屬打印針頭64可以是多種的，包括9針641、12針642、24針643的，9針打印 頭具有一排垂直針，12針和24針打印頭則由兩排交錯(cuò)的針組成。須指出的是針頭越多，打 印品質(zhì)越高，打印速度也越快，用戶可根據(jù)打印的要求選擇使用。打印針在控制電路2的控 制下進(jìn)行出針和縮針兩種工作狀態(tài)。如附圖4所示，色帶盒機(jī)構(gòu)7主要包括液態(tài)金屬色帶 盒71、色帶驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸72、液態(tài)金屬腔室73、電熱絲74、溫度傳感器75、出口刮片76以及色帶 77。色帶驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸72在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)色帶77的運(yùn)動(dòng)。色帶77進(jìn)過液 態(tài)金屬腔室73時(shí)會(huì)黏附上液態(tài)金屬墨水，再進(jìn)過出口刮刀76時(shí)液態(tài)金屬會(huì)均勻附著在色 帶上。電熱絲74和溫度傳感器75相配合調(diào)控液態(tài)金屬腔室73內(nèi)的溫度，使液態(tài)金屬油墨 保持液態(tài)。
[0053] 上述液態(tài)金屬針式打印機(jī)的印刷過程主要包括以下步驟：
[0054] S1.計(jì)算機(jī)1根據(jù)用戶繪制的所要印刷的電路或電子器件的結(jié)構(gòu)圖，生成印刷控 制指令；
[0055] S2.控制電路器2根據(jù)印刷控制指令，控制打印機(jī)械裝置及各傳感器工作。通過控 制電路1及機(jī)械裝置的控制，進(jìn)紙器3、液態(tài)金屬色帶77、字車61和金屬打印針頭64協(xié)同 工作。最終金屬打印針頭64的出針和縮針運(yùn)動(dòng)將色帶中的金屬油墨打印在基板上。
[0056] 在步驟S1中，用戶通過使用具備電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化功能的計(jì)算機(jī)印刷軟件，繪制出 自己所需的電路及電子器件結(jié)構(gòu)圖，并生成相應(yīng)的印刷控制指令。
[0057] 在步驟S2中，用戶連接好計(jì)算機(jī)與打印機(jī)間的線路，調(diào)用印刷控制指令，啟動(dòng)印 刷過程。印刷過程中，金屬打印針頭在驅(qū)動(dòng)電路控制下開始執(zhí)行出針和鎖針兩種工作狀態(tài)。 特別指出的是，液態(tài)金屬色帶與打印基底位于打印針和打印膠版之間，在打印針擊向打印 膠版時(shí)，打印基板上就留下了打印點(diǎn)。與此同時(shí)，色帶機(jī)構(gòu)適時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)液態(tài)金屬色帶，走紙機(jī) 構(gòu)適時(shí)縱向移動(dòng)基底，隨著基底的移動(dòng)，金屬打印針的擊打，即完成所需的打印工作。
[0058] 待印刷完畢，用戶通過軟件關(guān)閉印刷程序，再切斷設(shè)備電源，完成電路或電子器件 的針式打印工作。
[0059] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換 也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種液態(tài)金屬針式打印設(shè)備，其特征在于，包括： 控制電路裝置，用于控制液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置； 液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置，用于執(zhí)行所述控制電路裝置的指令以實(shí)現(xiàn)各內(nèi)部構(gòu)件的不同 運(yùn)動(dòng)； 打印設(shè)備狀態(tài)傳感器，用于監(jiān)控打印設(shè)備的狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印設(shè)備，其特征在于，還包括： 與所述控制電路裝置相連的計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)用于生成印刷控制指令； 所述控制電路裝置用于接收所述計(jì)算機(jī)的印刷控制指令，并根據(jù)所述印刷控制指令控 制所述液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置及所述打印設(shè)備狀態(tài)傳感器進(jìn)行工作。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印設(shè)備，其特征在于，所述液態(tài)金屬印刷機(jī)械裝置包 括： 字車與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于承載針式打印頭，并控制打印頭的左右移動(dòng)； 打印針運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于執(zhí)行打印針的出針和收針動(dòng)作，撞擊液態(tài)金屬色帶進(jìn)行印刷，以 實(shí)現(xiàn)正確打??； 液態(tài)金屬色帶盒機(jī)構(gòu)，用于裝載液態(tài)金屬導(dǎo)電墨水，并在打印過程中，打印頭左、右移 動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)液態(tài)金屬色帶同時(shí)循環(huán)往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，改變液態(tài)金屬色帶被打印針撞擊的部位； 走紙機(jī)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)打印基板的縱向移動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的打印設(shè)備，其特征在于，所述液態(tài)金屬色帶盒機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)、液態(tài)金屬色帶以及液態(tài)金屬墨水腔室。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的打印設(shè)備，其特征在于，所述液態(tài)金屬墨水包括低熔點(diǎn)液態(tài) 金屬及其合金、含少量氧化物或磁性納米顆粒的液態(tài)金屬導(dǎo)電墨水、P型或N型半導(dǎo)體性墨 水或以上三者的納米顆粒摻雜液的一種或多種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的打印設(shè)備，其特征在于，所述液態(tài)金屬墨水腔室包含出口刮 片、電熱絲及溫度傳感器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的打印設(shè)備，其特征在于，所述打印針運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的打印針頭是9 針、12針或24針。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的打印設(shè)備，其特征在于，所述打印機(jī)狀態(tài)傳感器包括： 初始位置傳感器，用于檢測字車是否停在原始位置； 紙盡傳感器，用于檢測所裝的打印基板是否用盡； 溫度傳感器，用于檢測色帶機(jī)構(gòu)內(nèi)液態(tài)金屬墨水溫度； 機(jī)蓋傳感器，用于檢測正在打印中的異常開打印機(jī)蓋操作。
9. 一種根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的液態(tài)金屬針式打印設(shè)備的打印方法，其特 征在于，包括： 設(shè)計(jì)需要打印的電子電路圖案，并生成結(jié)構(gòu)印刷指令； 所述控制電路接收所述印刷控制指令，并根據(jù)所述印刷控制指令控制所述印刷機(jī)械裝 置中各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)具體電子電路的打印。
【文檔編號】B41J3/407GK104118222SQ201310150185
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】劉靜, 鄭義 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所