一种平面转印装置的制作方法

本发明涉及热转印技术领域，特别是一种平面转印装置。

背景技术：

胶轴式转印机是目前各种实验室普遍采用的转印设备，其通过电热辐射原件以及反射装置向胶轴空隙方向发射主拨段为2.5~15μm的红外线辐射实现传热。利用胶轴的转动实现大面积的转印需求，利用该方法转印需要高温高压力才能转印完全转印，但是由于胶轴上的温度分布不均匀，转印过程中覆铜板的温度容易变化，致使图案转印不完全，需要二次转印；另外，胶轴转印机只要打开设备便会升温从而产生大量能耗，而且升温过程需要导热介质也会引起能量损耗；其次，通过介质导热也会使转印效率较低。因此，其能量传递方式就限制了其效率以及加热面积。如果能提供一种小型的加热面积可控、能量传递过程中损耗少的加热设备，将解决上述困扰，给人们生活带来便利。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种平面转印装置。

本发明采用的技术方案如下：一种平面转印装置，具体包括上台面、下台面、活动式支撑杆、第一高频震荡电路、第二高频震荡电路和支撑台，所述上台面设置在支撑台上，所述上台面和下台面平行设置，所述上台面和下台面之间通过活动式支撑杆连接，所述上台面和下台面压合时相互重叠，所述第一高频震荡电路和第二高频震荡电路设置在支撑台内，所述第一高频震荡电路的第一谐振线圈设置在下台面，所述第二高频震荡电路的第二谐振线圈设置在上台面，所述上台面和下台面压合时所述第一谐振线圈和第二谐振线圈重叠。所述上台面和下台面距离最远时，所述上台面和下台面部分重叠，此时上台面和下台面处于分离状态。

进一步的，所述活动式支撑杆包括相互平行的第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴和第四支撑轴，所述第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴和第四支撑轴与上台面和下台面的两条对侧边连接，所述上台面和下台面距离最远时，所述第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴和第四支撑轴垂直于上台面。

进一步的，所述第一支撑轴和第二支撑轴的一端分别铰接在上台面的两条对侧边的一端，所述第一支撑轴和第二支撑轴的另一端分别铰接在下台面的两条对侧边的非端部，所述第三支撑轴和第四支撑轴的一端分别铰接在上台面的两条对侧边的非端端，所述第三支撑轴和第四支撑轴的另一端分别铰接在下台面的两条对侧边的一部，所述第一支撑轴、第二支撑轴、第三支撑轴和第四支撑轴均可以沿着铰接处的铰接点在90°范围内活动。

进一步的，所述下台面的上表面具有第一凹槽，所述第一谐振线圈设置在第一凹槽内，所述上台面的下表面具有第二凹槽，所述第二谐振线圈设置在第二凹槽内。

进一步的，所述第一谐振线圈和第二线圈分别粘附于所述下台面的上表面和所述上台面的下表面。

进一步的，所述第一高频震荡电路和第二高频震荡电路均采用零电压开关电路（ZVS）。

进一步的，所述零电压开关电路包括电源、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第一高频线圈、第一晶体管、第二晶体管、第三二极管、第四二极管、第一二极管、第六二极管、第二电感、第三电感；所述第一电阻的第一端与第二电感的第一端、第四电阻的第一端以及电源正极连接，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端、第一二极管第二端、第三二极管的第一端、第一晶体管的G极连接，所述第二电感的第二端与第一高频线圈的第一端、第三电感的第一端连接，所述第四电阻的第二端与第三电阻的第二端、第六二极管的第一端、第四二极管的第二端、第二晶体管的G极连接，所述第一二极管的第一端与第三电感的第一端、第一电容的第二端、第一高频线圈的第二端、第二晶体管的D极连接，所述第六二极管的第二端与第二电感下端、第一电容的第一端、第一高频线圈的第一端、第一晶体管的D极连接，所述第二电阻的第二端、第三二极管的第二端、第一晶体管的S极、第二二极管的第二端、第三电阻的第一端、第四二极管的第一端、第二晶体管的S极、第五二极管的第一端接入电源地，其中第二电感和第三电感为续流电感，所述第一高频线圈为谐振线圈。

进一步的，所述零电压开关电路还包括保护电路，所述保护电路耦接于供电端和第一高频线圈的第一端之间，包括基准电压产生电路和反馈环路，所述基准电压产生电路包括并联电路和第七电阻，所述并联电路包括并联的第七齐纳二极管、第八电阻和第二电容，所述并联电路的第一端接地，所述并联电路的第二端耦接第七电阻的第一端，所述反馈环路包括第三晶体管、第一放大器、第二放大器和第九电阻，所述第三晶体管的第一端耦接供电端，所述第三晶体管的第二端耦接第一高频线圈的第一端，所述第三晶体管的控制端耦接第一放大器的输出端，所述第一放大器的第二输入端耦接并联电路的第二端，所述第一放大器的第一输入端耦接第二放大器的输出端，所述第二放大器的输入端耦接第一高频线圈的第一端，所述第二放大器的输出端耦接第九电阻后耦接地，所述第三晶体管为场效应晶体管或者MOS晶体管或者三极管。

进一步的，所述保护电路还包括电阻网络、比较器和放电通路，所述电阻网络包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻和第十三电阻，所述第十电阻的第一端耦接供电端，所述第十电阻的第二端耦接第十一电阻后耦接地，所述第十二电阻的第一端耦接供电端，所述第十二电阻的第二端耦接第十三电阻后耦接地，所述第十电阻的第二端耦接比较器的第一输入端，所述第十二电阻的第二端耦接比较器的第二输入端，放电通路包括串联的N-MOS晶体管和第十四电阻，所述比较器的输出端连接N-MOS晶体管的控制端，所述N-MOS晶体管的第二端耦接地，所述N-MOS晶体管的第一端耦接地十四电阻的第一端，所述第十四电阻的第二端耦接第一放大器的第二输入端。

进一步的,所述第十电阻和第十二电阻均为匹配电阻，第十一电阻的温度系数大于第十三电阻的温度系数，常温下第十一电阻的阻值小于第十三电阻的阻值。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明有益效果是：转印时，采用上、下台面将覆铜板夹在中间，加热过程中覆铜板的温度不会出现变化的情况，加热均匀，只需要一次就可以转印完全，避免二次转印；同时，实现了对上台面和下台面之间的覆铜板进行涡流加热，避免热传导过程中的热量耗散，提高能量转化效率。

附图说明

图1是本发明平面转印装置未压合时的结构示意图。

图2是本发明平面转印装置压合时的结构示意图。

图3是本发明零电压开关电路200的结构示意图。

图4是本发明具有保护电路的零电压开关电路300结构示意图。

图5是本发明保护电路400的结构示意图。

图6是图5中保护电路进一步优化的保护电路500结构示意图。

图7是本发明一个实施例的温度调节曲线。

附图标记：支撑台-1，轴承-2，第一谐振线圈-3，第二线圈-4，上台面-5，覆铜板-6，下台面-7，第一支撑轴-8，第三支撑轴-9。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-2所示，一种平面转印装置，具体包括上台面5、下台面7、活动式支撑杆、第一高频震荡电路、第二高频震荡电路和支撑台1，所述上台面5设置在支撑台1上，所述上台面5和下台面7平行设置，所述上台面5和下台面7之间通过活动式支撑杆连接，所述上台面5和下台面7压合时相互重叠，所述上台面5和下台面7距离最远时，所述上台面5和下台面7部分重叠，所述第一高频震荡电路和第二高频震荡电路设置在支撑台1内，所述第一高频震荡电路的第一谐振线圈3设置在下台面7，所述第二高频震荡电路的第二谐振线圈4设置在上台面5，所述上台面5和下台面7压合时所述第一谐振线圈3和第二谐振线圈4重叠。需要转印时，将上台面5压合在下台面7上，并放入覆铜板6，所述第一高频震荡电路和第二高频震荡电路发生谐振使第一谐振线圈3和第二谐振线圈4的电压按正弦规律变化，放入覆铜板6时实现涡流产热，将图案转印到覆铜板6上；采用的涡流产热均匀，覆铜板6上的温度不会变化，保证一次性能够转印完全；同时涡流产热不需要导热介质，减少能力消耗。

所述活动式支撑杆包括相互平行的第一支撑轴8、第二支撑轴、第三支撑轴9和第四支撑轴，所述第一支撑轴8、第二支撑轴、第三支撑轴9和第四支撑轴与上台面5和下台面7的两条对侧边连接，所述上台面5和下台面7距离最远时，所述第一支撑轴8、第二支撑轴、第三支撑轴9和第四支撑轴垂直于上台面。所述活动式支撑杆可以使上台面5和下台面7灵活的处于压合状态和分离的部分重合状态，仅采用四根支撑轴实现，结构简单灵活。

所述第一支撑轴8和第二支撑轴的一端分别铰接在上台面5的两条对侧边的一端，所述第一支撑轴8和第二支撑轴的另一端分别铰接在下台面7的两条对侧边的非端部，所述第三支撑轴9和第四支撑轴的一端分别铰接在上台面5的两条对侧边的非端端，所述第三支撑轴9和第四支撑轴的另一端分别铰接在下台面7的两条对侧边的一部，该处的铰接是通过轴承2实现，所述第一支撑轴8、第二支撑轴、第三支撑轴9和第四支撑轴均可以沿着铰接处的铰接点在90°范围内活动。本实施例的铰接是通过轴承实现，是上台面5和下台面7可以压合或者分离，在上台面5相对于下台面7移动时，所述第一支撑轴8、第二支撑轴、第三支撑轴9与上台面5或者下台面7形成0°~90°的角。

所述下台面7的上表面具有第一凹槽，所述第一谐振线圈3设置在第一凹槽内，所述上台面5的下表面具有第二凹槽，所述第二谐振线圈4设置在第二凹槽内。

所述第一谐振线圈3和第二谐振线圈4分别粘附于所述下台面7的上表面和所述上台面5的下表面。

所述第一高频震荡电路和第二高频震荡电路采用零电压开关电路（ZVS）。

所述零电压开关电路200包括电源、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第一高频线圈L1、第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一二极管D1、第六二极管D6、第二电感L2、第三电感L3；所述第一电阻R1的第一端与第二电感L2的第一端、第四电阻R4的第一端以及电源正极连接，所述第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端、第一二极管D1第二端、第三二极管D3的第一端、第一晶体管Q1的G极连接，所述第二电感的L2第二端与第一高频线圈L1的第一端、第三电感L3的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与第三电阻R3的第二端、第六二极管D6的第一端、第四二极管D4的第二端、第二晶体管Q2的G极连接，所述第一二极管D1的第一端与第三电感L3的第一端、第一电容C1的第二端、第一高频线圈L1的第二端、第二晶体管Q2的D极连接，所述第六二极管D6的第二端与第二电感L2下端、第一电容C1的第一端、第一高频线圈L1的第一端、第一晶体管Q1的D极连接，所述第二电阻R2的第二端、第三二极管D3的第二端、第一晶体管Q1的S极、第二二极管D2的第二端、第三电阻R3的第一端、第四二极管D4的第一端、第二晶体管Q2的S极、第五二极管D5的第一端接入电源地，其中第二电感L2和第三电感L3为续流电感，所述第一高频线圈L1为谐振线圈。所述第三二极管D3和第四二极管D4为稳压二级管，所述第一二极管D1和第六二极管D6为快恢复二极管。当电源电压作用于VCC，电流开始同时通过两侧的初级并施加到第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的漏极即D级上。电压会同时出现在第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的栅极即G极上并开始将第一晶体管Q1和第二晶体管Q2开启。因为没有任何两个元件是完全一样的，其中一个晶体管例如第一晶体管Q1比另一个第二晶体管Q2开的快一些，更多的电流将流过第一晶体管Q1。通过导通侧的第二电感L2电流将另一侧第二晶体管Q2的G极电压拉低并开始关断它。而此时与第二晶体管Q2相连接的第三电感L3中存在电流，由于第三电感L3中的电流不能突变，此时将产生高电势通过第一高频线圈L1到达第一晶体管Q1的第一端，原本由于第一晶体管Q1导通被关断的第二晶体管Q2靠第三电感L3产生的高电势重新导通，而此时第一晶体管Q1则会关闭，然后第二电感L2又会产生高电势，并存在电流，如此反复则形成了高频震荡。因此，第一电容C1和第一高频线圈L1即谐振线圈发生LC谐振并使电压按正弦规律变化。

如图4所示出根据本发明一个实施例的零电压开关电路300结构示意图，与图3所示的零电压开关电路200相比，所述零电压开关电路200还包括保护电路400，如图5所示，所述保护电路400耦接于供电端和第一高频线圈L1的第一端之间，包括基准电压产生电路和反馈环路，所述基准电压产生电路包括并联电路和第七电阻R7，所述并联电路包括并联的第七齐纳二极管D7、第八电阻R8和第二电容C2，所述并联电路的第一端接地，所述并联电路的第二端耦接第七电阻R7的第一端，所述第七电阻R7的第二端耦接供电端VCC，所述反馈环路包括第三晶体管Q3、第一放大器AM1、第二放大器AM2和第九电阻R9，所述第三晶体管Q3的第一端耦接供电端VCC，所述第三晶体管Q3的第二端耦接第一高频线圈L1的第一端，所述第三晶体管Q3的控制端耦接第一放大器AM1的输出端，所述第一放大器AM1的第二输入端耦接并联电路的第二端，所述第一放大器AM1的第一输入端耦接第二放大器AM2的输出端，所述第二放大AM2器的输入端耦接第一高频线圈L1的第一端，所述第二放大器AM2的输出端耦接第九电阻R9后耦接地，所述第三晶体管Q3为场效应晶体管或者MOS晶体管或者三极管，其中MOS晶体管优选P沟道MOS晶体管。所述基准电压产生电路产生基准电压VREF，所述第三晶体管Q3的电流限制由基准电压VREF、第九电阻R9等所确定的电流值。所述第二放大器AM2为电流放大器，测量第三晶体管Q3的电流，放大倍数设置为A，第二放大器AM2的输出端连接第九电阻R9，则第九电阻R9一端的电压可以表示为

VR9=A*IQ3*R9 （1）

其中IQ3是第三晶体管Q3的电流，所述R9为第九电阻的阻值。在稳定状态下，第一放大器AM1的第二输入端的电压固定为基准电压VREF，第二放大器AM2的输入端的电压随第三晶体管Q3电流而变化并小于第一放大器AM1的第一端的基准电压VREF，第三晶体管Q3保持最小导通电阻。当电路出现故障等原因导致第三晶体管Q3的电流IQ3增大时候，根据公式（1），第一放大器AM1的第一输入端的电压也开始增大并逐渐接近基准电压VREF，第一放大器AM1的输出端电压亦随之增大第三晶体管Q3的导通电阻，进而将第三晶体管Q3的最大电流稳定在

IQ3=VREF/ (A*R9) （2）

在系统关闭过程中，第八电阻R8对第二电容C2放电，第二电容C2上的电压为0。系统上电后，供电端VCC通过第七电阻R7对第二电容C2充电，使得第二电容C2上的电压缓慢的由0逐渐升高到基准电压VREF。根据公式2，第三晶体管Q3的电流IQ3也由0逐渐增大到VREF/ (A*R9)。即，图4所示的保护电路400不仅可以保护运行过程中的过电流，还可以在启动过程中对装置进行软启动。保护电路400具有软启动和过流保护功能，可以防止零电压开关电路300启动过程中或运行时电流过大导致设备烧坏。

所述保护电路400进一步还包括电阻网络、比较器和放电通路DS，记为保护电路500，所述电阻网络包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十三电阻R13，所述第十电阻R10的第一端耦接供电端VCC，所述第十电阻R10的第二端耦接第十一电阻R11耦接地，所述第十二电阻R12的第一端耦接供电端VCC，所述第十二电阻R12的第二端耦接第十三电阻R13后耦接地，所述第十电阻R10的第二端耦接比较器CM1的第一输入端，所述第十二电阻R12的第二端耦接比较器CM1的第二输入端，所述放电通路DS包括串联的N-MOS晶体管和第十四电阻R14，所述比较器CM1的输出端连接N-MOS晶体管的控制端，所述N-MOS晶体管的第二端耦接地，所述N-MOS晶体管的第一端耦接地十四电阻R14的第一端，所述第十四电阻R14的第二端耦接第一放大器AM1的第二输入端。所述电阻网络降低了电源波动对保护电路500的影响，所述放电通路DS用以对第二电容C2放电。

在一个实施例中，第十电阻R10和第十二电阻R12为阻值相等的匹配电阻（温度特性相同），第十一电阻R11的温度系数大于第十三电阻R13的温度系数，即温度升高时，第十一电阻R11阻值增大特性更加明显。常温下，第十一电阻R11的阻值略小于第十三电阻R13的阻值以保证比较器CM1输出低电平，放电通路DS保持关闭，即不对其它电路产生影响。当温度升高到设定温度时，由于第十一电阻R11阻值增大更多，比较器CM1的第一输入端的电压将超过其第二输入端的电压，比较器CM1将输出高电平，放电通路DS开始对第二电容C2放电，第一放大器AM1的第二输入端电压降低。

根据公式（2），由于第一放大器AM1的第二输入端的电压降低，通过第三晶体管Q3的电流IQ3也逐渐降低，进而使得设备温度降低。随着温度降低，由于第十一电阻R11阻值降低，比较器CM1的第一输入端的电压也降低，当设备温度降低至足够低时，比较器CM1将重新翻转为低电平，放电通路DS关闭。而后，供电端VCC开始通过第七电阻R7对第二电容C2充电，第一放大器AM1的第二输入端的电压升高，通过第三晶体管Q3的电流IQ3也开始升高。其中一个实施例，比较器CM1可以选择迟滞比较器。

图7示出根据本包括保护电路500的零电压开关电路实施例的温度调节曲线，其中横轴是时间(T),纵轴是电流（I）。图7中，

IC2= VC2/(A*R9) （3）

其中VC2为第二电容C2上电压。假定系统正常工作时，第三晶体管Q3的电流小于系统的最大电流（即系统电流未达到最大，VC2<VREF，IC2<VREF/(A*R9)）。假定由于此时负载电流较大，设备温度持续升高，T1时刻，设备温度达到设定温度，放电通路DS开始对第二电容C2放电，第二电容C2上电压VC2开始降低。由于设备并非满载工作，即第三晶体管Q3的电流IQ3的最大值并未达到最大，T1至T2时刻，虽然第二电容C2上电压VC2逐渐降低，但第三晶体管Q3上电流IQ3并未减小。T2时刻开始，第二电容C2上电压降低至足够小，第三晶体管Q3上电流IQ3随着第二电容C2的电压VC2开始降低，系统温度开始降低。T3时刻，系统温度将至足够低的水平，比较器CM1翻转为低电平，放电通路DS停止对第二电容C2放电，供电端VCC开始通过第七电阻R7对第二电容C2充电，放大器AM1第一端电压升高，通过第三晶体管Q3的电流IQ3也开始升高。T4时刻，通过Q3的电流IQ3开始恢复至正常水平。T5时刻，第二电容C2的电压VC2恢复至最大电压VREF。需要注意的是，由于放电通路DS和第七电阻R7对第二电容C2充放电速率不一致，第三晶体Q3上电流IQ3下降和上升的速率也可能不一致。

通过图7可以知道，图6所示的保护电路500可以使得温度在一定范围内平缓变化，而非频繁开关机或者忽冷忽热。因而，本技术领域的人可以通过合理设置第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十三电阻R13的比例，对第二电容C2充放电的速率，进而将该装置的温度稳定在一定范围内，达到恒温目的。例如，稳定在280~300度之间。

需要指出的是，本领域的技术人员可以根据本发明的教导，合理设置第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12和第十三电阻R13的阻值、比例和温度特性为以完成本发明的目的，例如将第十电阻R10的温度系数小于第十二电阻R12的温度系数，而非一定如实施例中所述将第十一电阻R11设置为温度系数高于第十三电阻R13。这些都是不脱离本发明的保护范围的。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。