专利名称：电路直接印制系统及其方法
技术领域：
本发明涉及印制电路板制作技术领域，特别涉及一种电路直接印制系统及采用该电路直接印制系统制造电路板的方法。
背景技术：
传统的印制电路板加工一般是在铜箔基板上覆盖光致抗蚀剂，利用光掩膜进行紫外线曝光，随后进行显影并洗去未受光照区域，露出非导电线路部分的铜箔。在腐蚀去除铜箔后洗除剩余的抗蚀剂，最终留下导电线路图案。此种方法所使用的硬质基板多为玻璃纤维材料填充环氧树脂后加热粘合铜箔，力口工流程则需要使用光致抗蚀剂、显影剂等化学试剂，以及紫外曝光机等专用加工设备，加工方法工序复杂、时间长、成本高，同时在加工过程中产生的有害废液还有可能造成环境污染并危害人体健康。印制电路板除了采用硬质基板外，柔性基板也在增多，柔性基板一般采用聚酰亚胺覆铜板等，但加工导电图形的流程与硬质基板并无根本区别，且基板成本要较硬质基板更高。现有技术中具有将激光打印技术应用在简易式电路加工中。具体方法是将图案打印至贴有光滑薄膜的纸面，再通过热转印机将墨迹二次转印至铜箔基板形成覆盖图形，再将露出部分的铜箔腐蚀后擦除墨迹即可。但该方法难以实现快速批量化生产，且二次转印中容易出现墨迹破损、变形等问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种可提高电路板的生产效率的电路直接印制系统。本发明的另一个目的在于提出一种根据该电路直接印制系统制造电路板的方法。根据本发明实施例的电路直接印制系统，包括:打印装置和电路图形输入装置。具体而言，所述打印装置的墨粉仓适于填充由用于制造电子电路的材料制成的墨粉；所述电路图形输入装置与所述打印装置相连用于向所述打印装置输入电子电路的图形信息，以便所述打印装置根据所述图形信息在基板上打印所述电子电路。根据本发明实施例的电路直接印制系统，打印装置内填充有墨粉，该墨粉适于制作电子电路。由此，可以通过打印装置直接将墨粉打印在基板上形成电路板，可以方便快捷的获得电路板，提闻了电路板的制作效率。另外，根据本发明上述实施例的电路直接印制系统，还可以具有如下附加的技术特征:根据本发明的一个实施例，所述用于制造电子电路的材料为导电材料、N型半导体材料、P型半导体材料和绝缘材料中的一种或多种。由此，使该装置可以打印出不同类型的电路板，提高了该装置的适用范围。此外，在电路板上形成导电或具有PN结等半导体结构的电路，简化了电路板，便于电子电路的设计。根据本发明的一个实施例，所述打印装置具有多个所述墨粉仓，每个所述墨粉仓均适于填充所述墨粉，且多个所述墨粉仓内的墨粉分别采用不同的材料制成。由此，使打印装置结构简单，便于打印装置的操作。根据本发明的一个实施例，所述打印装置为激光打印装置，所述材料具有磁性。由此，提高了打印装置的打印效率，便于电路板的生产。降低了打印装置的噪声，营造了较好的电路板的生产环境。由于激光打印装置的控制器中设有中央处理器、内存等元件，可以进行复杂的电路板的制作，提高了打印装置的实用性。此外，激光打印装置具有打印密度高的优点，提闻了打印的电路板的质量。根据本发明的一个实施例，所述电路图形输入装置为计算机或彩色扫描仪。由此，计算机可设计用于直接印制电子电路的电路图形，彩色扫描仪则可以直接将彩色电子电路图纸转换为电路图形信息，并输入到印制装置。提高了制作电路板的打印装置的工作效率，结构简单，打印效率高。根据本发明实施例的制造电路板的方法，所述印制系统为根据本发明前述实施例所述的电路直接印制系统，所述方法包括:通过所述电路图形输入装置将电子电路的图形信息输入所述打印装置；利用所述打印装置根据所述图形信息在基板上打印出所述电子电路，以便得到所述电路板。根据本发明实施例的制造电路板的方法，通过打印机的打印原理制作电路板，可以快速高效的制作电路板，提高了电路板的制作效率。根据本发明的一个实施例，所述方法还包括利用所述打印装置的热辊对打印在所述基板上的所述电子电路进行定影以将所述电子电路紧压在所述基板上。由此，通过热辊将电子电路压紧在基板上，提高了电路板的稳定性，避免电路从基板上脱落。此外，通过加热可以使印制在基板上的墨粉溶合，以在电路板上形成光滑的电路曲线，提闻电路板的稳定性。根据本发明的一个实施例，所述基板为柔性基板，所述方法还包括将打印有所述电子电路的所述基板贴附在硬质材料板上。由此，本发明的印制装置可以制作柔性电路板或硬质电路板，提高了本方法的使用范围。根据本发明的一个实施例，所述基板为多个，其中通过所述电路图形输入装置将多个电子电路的图形信息输入所述打印装置，通过所述打印装置将多个所述电子电路分别打印在多个所述基板上，然后将打印有电子电路的多个所述基板堆叠以便形成多层电路板。由此，增加了本方法制作的电路板的类型，提高了本方法的实用性。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是本发明的一个实施例的电路直接印制系统的示意图2是本发明的一个实施例的电路直接印制系统的印制装置的示意图；图3是本发明的一个实施例的电路直接印制系统制作的多层电路板的示意图；图4是本发明的一个实施例的电路直接印制系统的制作的硬质电路板的示意图；图5是本发明的一个实施例的电路直接印制系统的印制装置的示意图；图6是本发明的一个实施例的电路直接印制系统的印制装置的示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。为了克服传统的印制电路板的技术中存在的工艺复杂、时间长、成本高等不足，本发明通过使用印刷技术直接制作电子电路。此种印制电路制作系统具有易操作、制作快、低成本和高精度等优点，可以方便的实现各类印制电路的制作。下面参照附图详细描述本发明实施例的电路直接印制系统。如图1所示，根据本发明实施例的电路直接印制系统，包括:打印装置102和电路图形输入装置101。具体而言，打印装置102的墨粉仓适于填充墨粉，所述墨粉由用于制造电子电路的材料制成。电路图形输入装置101与打印装置102相连用于向打印装置102输入电子电路的图形信息，以便打印装置102根据所述图形信息在基板上打印电子电路。
根据本发明实施例的电路直接印制系统，打印装置102内填充有墨粉，该墨粉适于制作电子电路。由此，可以通过打印装置102直接将墨粉打印在基板上形成电路板，避免了传统的印制电路板的复杂的形成工艺，省去了光致抗蚀剂、显影剂等材料，降低了电路板的制作成本，且避免采用化学材料造成的清理困难及环境污染等情况，提高了电路板的制作效率并降低了制作成本，降低了对环境的污染。如图5和图6所示，在本发明的一些实施例中，用于制造电子电路的材料为导电材料、N型半导体材料、P型半导体材料和绝缘材料中的一种或多种。由此，可以在电路板上形成导电或PN结等电路结构，便于电子元件的集成，降低了电路板的设计和制造的难度，且该装置可以打印出不同类型的电路板，提高了该装置的适用范围。进一步地，打印装置102具有多个墨粉仓，每个墨粉仓均适于填充墨粉，其中，多个墨粉仓内的墨粉分别采用不同的材料制成。例如，打印装置具有四个墨粉仓，其中，四个墨粉仓内分别填充由导电材料、N型半导体材料、P型半导体材料和绝缘材料中的一种制成的墨粉。由此，使打印装置102结构简单，提高了打印装置制作电路板的效率，且便于打印装置的操作。有利地，打印装置102为激光打印装置，所述用于制作电子电路的材料具有磁性。由此，提高了打印装置的打印效率，便于电路板的生产。降低了打印装置的噪声，营造了较好的电路板的生产环境。由于激光打印装置的控制器中设有中央处理器、内存等元件，可以进行复杂的电路板的制作，提高了打印装置102的实用性。此外，激光打印装置具有打印密度高的优点，降低了电路板上的电子电路的干扰，提高了打印的电路板的质量。根据本发明的一个实施例，所述电路图形输入装置101为计算机或彩色扫描仪。由此，计算机可设计用于直接印制电子电路的电路图形，彩色扫描仪则可以直接将彩色电子电路图纸转换为电路图形信息，并输入到印制装置102。提高了制作电路板的打印装置的工作效率，结构简单，打印效率高。如图2所示，本发明的用于制作电路板的打印系统，激光打印装置的硒鼓202中灌有能够被磁性吸引的电子墨粉203，可以在纸、塑料或其他基板204上直接印制电子电路图形，并通过加热压制棍205定影,从而直接印制出电子电路。如图3所示，印制有电路图案301的基板302，通过堆叠既可以组成多层印制电路，多层板的过孔303可以通过在基板上打孔来实现。如图4所示，印制有电路图案的基板401，可以通过贴附于硬质板402，组成硬质电路。如图5所示，在本发明的一个具体实施例中，打印装置102包括机体501。机体501中安装多个硒鼓502，并分别在不同的硒鼓502的墨粉仓内灌装导电墨粉503、N型半导体墨粉504、P型半导体墨粉505或绝缘墨粉506，其中导电墨粉503为导电材料制成的墨粉，N型半导体墨粉504为N型半导体材料制成的墨粉，P型半导体墨粉505为P型半导体材料制成的墨粉，绝缘墨粉506为绝缘材料制成的墨粉。根据电路图形输入部分的电路信息依次将不同类型的墨粉转印到纸张等基板507的表面上后，经过机体501内的加热压制辊508的加热与压制，最终直接形成导电或具有PN结等半导体结构的电子电路。如图6所示，在本发明的一个具体实施例中，打印装置102包括机体601。机体601内安装带有多个墨粉仓的硒鼓602，不同墨粉仓内分别灌装导电墨粉603、N型半导体墨粉604、P型半导体墨粉605或绝缘墨粉606，再根据电路图形输入部分的电路信息将不同类型的墨粉一次性转印到纸张等基板607的表面，经过机体601内的加热压制辊608的加热与压制，最终直接形成导电或具有PN结等半导体结构的电子电路。另外，本发明还提出了一种利用电路直接印制系统制造电路板的方法。根据本发明实施例的制造电路板的方法，所述印制系统为根据本发明前述实施例所述的电路直接印制系统，所述方法包括:通过电路图形输入装置101将电子电路的图形信息输入打印装置102。利用打印装置102根据所述图形信息在基板上打印出电子电路，以便得到电路板。根据本发明实施例的制造电路板的方法，通过打印机的打印原理制作电路板，减少了传统的印制电路板的制作工艺，避免使用显影剂等化学材料，降低了制作电路板的成本，且降低了制作电路板对环境的污染，提高了电路板的制作效率，降低成本和污染。如图2所示，本发明的打印装置102具有热辊205。该方法还包括利用打印装置102的热辊对打印在基板上的电子电路进行定影以将电子电路紧压在该基板上。由此，通过热棍205将电子电路压紧在基板上,提闻了电路板的稳定性，避免电路从基板上脱落。此夕卜，通过加热可以使印制在基板上用于形成电子电路的材料熔合成光滑曲线，提高了电路板的稳定性根据本发明的一个实施例，基板为柔性基板，该方法还包括将打印有电子电路的基板贴附在硬质材料板上，用于制作硬质电路板。由此，简化了制作柔性基板的工序，降低了柔性基板的制作成本。此外，可以采用本发明制作硬质电路板或柔性电路板，提高了本方法的使用范围。当然，可以采用硬质材料的基板直接打印制成硬质电路板。根据本发明的一个实施例，基板为多个，其中通过电路图形输入装置101将多个电子电路的图形信息输入打印装置102，通过打印装置102将多个电子电路分别打印在多个基板上，然后将打印有电子电路的多个基板堆叠以便形成多层电路板。由此，增加了本方法制作的电路板的类型，提高了本方法的实用性。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
权利要求
1.一种电路直接印制系统，其特征在于，包括: 打印装置，所述打印装置的墨粉仓适于填充由用于制造电子电路的材料制成的墨粉；和 电路图形输入装置，所述电路图形输入装置与所述打印装置相连用于向所述打印装置输入电子电路的图形信息，以便所述打印装置根据所述图形信息在基板上打印所述电子电路。
2.根据权利要求1所述的电路直接印制系统，其特征在于，所述用于制造电子电路的材料为导电材料、N型半导体材料、P型半导体材料和绝缘材料中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的电路直接印制系统，其特征在于，所述打印装置具有多个所述墨粉仓，每个所述墨粉仓均适于填充所述墨粉，且多个所述墨粉仓内的墨粉分别采用不同的材料制成。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电路直接印制系统，其特征在于，所述打印装置为激光打印装置，所述墨粉具有磁性。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电路直接印制系统，其特征在于，所述电路图形输入装置为计算机或彩色扫描仪。
6.一种利用根据权利要求1-5中任一项所述的电路直接印制系统制造电路板的方法，其特征在于，所述方法包括: 通过所述电路图形输入装置将电子电路的图形信息输入所述打印装置；和 利用所述打印装置根据所述图形信息在基板上打印出所述电子电路，以便得到所述电路板。
7.根据权利要求6所述的制造电路板的方法，其特征在于，所述方法还包括利用所述打印装置的热辊对打印在所述基板上的所述电子电路进行定影以将所述电子电路紧压在所述基板上。
8.根据权利要求6所述的制造电路板的方法，其特征在于，所述基板为柔性基板，所述方法还包括将打印有所述电子电路的所述基板贴附在硬质材料板上。
9.根据权利要求6所述的制造电路板的方法，其特征在于，所述基板为多个，其中通过所述电路图形输入装置将多个电子电路的图形信息输入所述打印装置，通过所述打印装置将多个所述电子电路分别打印在多个所述基板上，然后将打印有电子电路的多个所述基板堆叠以便形成多层电路板。
全文摘要
本发明公开了一种电路直接印制系统及其方法，包括打印装置和电路图形输入装置。具体而言，所述打印装置的墨粉仓适于填充由用于制造电子电路的材料制成的墨粉；所述电路图形输入装置与所述打印装置相连用于向所述打印装置输入电子电路的图形信息，以便所述打印装置根据所述图形信息在基板上打印所述电子电路。根据本发明实施例的电路直接印制系统，可以通过打印装置直接将墨粉打印在基板上形成电路板，可以方便快捷的获得电路板，提高了电路板的制作效率。
文档编号B41J2/435GK103204003SQ2013101029
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者于洋, 刘静 申请人:清华大学