一种柔性电子线路打印与烧结一体化装置的制作方法

文档序号:15560680发布日期:2018-09-29 02:10阅读:260来源:国知局

本发明涉及柔性电子产业打印设备技术领域,具体领域为一种柔性电子线路打印与烧结一体化装置。



背景技术:

目前对于柔性电子线路打印的技术研究,主要集中在在各种印刷电子领域,主要研究方向是对电子线路打印进行精密化和经济化,这些ehd打印设备在打印完成后不能保障打印介质上的纳米颗粒溶液已完全凝固。因此本发明就是在原先打印的基础上实行烧结凝固电子线路,能够达到打印与烧结同步化的高效率、高质量工作。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种柔性电子线路打印与烧结一体化装置,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种柔性电子线路打印与烧结一体化装置,包括外框架、xyz滑台机构、打印与烧结机构和控制机构,所述外框架的上下两端均设有挡板;

所述xyz滑台机构包括台板、x轴伺服滚柱丝杠滑台、x轴连接板、基板、支撑架、y轴固定板、y轴伺服滚柱丝杠滑台、z轴连接板和z轴伺服滚柱丝杠滑台,所述外框架的中部设有台板,所述台板的上表面设有x轴伺服滚柱丝杠滑台,所述x轴伺服滚柱丝杠滑台的滑块上设有x轴连接板,所述x轴连接板的上端设有基板,所述台板的上表面后侧左右对称设有支撑架,所述支撑架的上端设有y轴固定板,所述y轴固定板的前端设有y轴伺服滚柱丝杠滑台,所述y轴伺服滚柱丝杠滑台的滑块上设有z轴连接板,所述z轴连接板的前端设有z轴伺服滚柱丝杠滑台;

所述打印与烧结机构包括工作板、图像采集ccd组件、步进电动推动杆、电流体打印组件、监控ccd组件和烧结激光器组件;

所述z轴伺服滚柱丝杠滑台的滑块上设有工作板;

所述图像采集ccd组件包括图案采集ccd固定台、图案采集ccd固定板和图像采集ccd,所述工作板的前表面设有图案采集ccd固定台,所述图案采集ccd固定台的前端设有图案采集ccd固定板,所述图案采集ccd固定板上设有图像采集ccd;

所述电流体打印组件包括液滴分配器固定板、液滴分配器、储液瓶固定板和储液瓶,所述工作板的前表面下端设有液滴分配器固定板,所述液滴分配器固定板的下端设有液滴分配器,所述工作板的前表面右侧设有储液瓶固定板,所述储液瓶固定板上设有储液瓶,所述储液瓶与液滴分配器之间通过胶管连接;

所述工作板的前表面设有步进电动推动杆;

所述监控ccd组件包括微调滑台固定板、第一手动微调滑台、第一转接板、监控ccd固定板、监控ccd夹块和监控ccd,所述工作板的前表面右侧设有微调滑台固定板,所述微调滑台固定板的上表面右端设有第一手动微调滑台,所述第一手动微调滑台的右端设有第一转接板,所述第一转接板的右端设有监控ccd固定板,所述监控ccd固定板上设有监控ccd夹块,所述监控ccd夹块上设有监控ccd;

所述烧结激光器组件包括烧结激光器固定板、第二转接板、第二手动微调滑台、烧结激光器固定夹块和烧结激光器,所述工作板的前表面左端设有烧结激光器固定板,所述烧结激光器固定板的前表面设有第二手动微调滑台,所述第二手动微调滑台的右端设有第二转接板,所述第二转接板的右端设有烧结激光器固定夹块,所述烧结激光器固定夹块上设有烧结激光器;

所述控制机构包括机箱、伺服控制器、步进控制驱动器和电压发生器,所述外框架的下部设有机箱,所述机箱的上端设有伺服控制器,所述伺服控制器的上端设有步进控制驱动器,所述步进控制驱动器的上端设有电压发生器。

优选的,所述外框架的下端设有底脚。

优选的,所述外框架的下部后端和左右两端均设有挡板。

优选的,所述外框架的下部前端铰接有下箱门。

优选的,所述外框架的上部四周均铰接有玻璃门。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:一种柔性电子线路打印与烧结一体化装置,该装置将柔性电子线路打印装置与烧结装置一体化,实现了更加便捷、自动化的生产模式,在该装置中大部分零件采用标准件,降低了制造的复杂性,实现了生产过程的简化,采用滚柱丝杠滑台,能够对传动的精确度以及效率进行保证,还能保证高速以及高刚度的要求,用手动微调滑台来控制ccd检测设备的位置,让监测装置更具有灵活性。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图;

图2为本发明台板上的主视结构示意图;

图3为本发明台板上的左视结构示意图。

图中:1-外框架、2-台板、3-x轴伺服滚柱丝杠滑台、4-x轴连接板、5-基板、6-支撑架、7-y轴固定板、8-y轴伺服滚柱丝杠滑台、9-z轴连接板、10-z轴伺服滚柱丝杠滑台、11-工作板、12-步进电动推动杆、13-图案采集ccd固定台、14-图案采集ccd固定板、15-图像采集ccd、16-液滴分配器固定板、17-液滴分配器、18-储液瓶固定板、19-储液瓶、20-微调滑台固定板、21-第一手动微调滑台、22-第一转接板、23-监控ccd固定板、24-监控ccd夹块、25-监控ccd、26-激光器固定板、27-第二转接板、28-第二手动微调滑台、29-烧结激光器固定夹块、30-烧结激光器、31-机箱、32-伺服控制器、33-步进控制驱动器、34-电压发生器、35-底脚、36-下箱门、37-玻璃门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3,本发明提供一种技术方案:一种柔性电子线路打印与烧结一体化装置,包括外框架1、xyz滑台机构、打印与烧结机构和控制机构,所述外框架的上下两端均设有挡板,外框架构成装置的主体轮廓,下端的挡板可以放置控制机构,上端的挡板起到遮挡保护的作用;

所述xyz滑台机构包括台板2、x轴伺服滚柱丝杠滑台3、x轴连接板4、基板5、支撑架6、y轴固定板7、y轴伺服滚柱丝杠滑台8、z轴连接板9和z轴伺服滚柱丝杠滑台10,所述外框架的中部设有台板,所述台板的上表面设有x轴伺服滚柱丝杠滑台,所述x轴伺服滚柱丝杠滑台的滑块上设有x轴连接板,所述x轴连接板的上端设有基板,所述台板的上表面后侧左右对称设有支撑架,所述支撑架的上端设有y轴固定板,所述y轴固定板的前端设有y轴伺服滚柱丝杠滑台,所述y轴伺服滚柱丝杠滑台的滑块上设有z轴连接板,所述z轴连接板的前端设有z轴伺服滚柱丝杠滑台,台板将外框架分成了上下两个空间,台板的上端放置其他部件供使用者进行操作,伺服滚柱丝杠滑台采用kr60型号的滑块型脉冲伺服电机滚柱丝杆导轨直线滑台,通过伺服滚柱丝杠滑台上的伺服电机驱动使滑块能够在伺服滚柱丝杠滑台上轴向移动,通过在xyz三个方向上进行调节可以使打印介质与装置的位置相互对应,y轴伺服滚柱丝杠滑台和z轴伺服滚柱丝杠滑台可以对工作板的位置进行调节,x轴伺服滚柱丝杠滑台则对放置有打印介质的基板的位置进行调节,;

所述打印与烧结机构包括工作板11、图像采集ccd组件、步进电动推动杆12、电流体打印组件、监控ccd组件和烧结激光器组件;

所述z轴伺服滚柱丝杠滑台的滑块上设有工作板,工作板上安装有装置的执行操作的部件机构,通过y轴伺服滚柱丝杠滑台和z轴伺服滚柱丝杠滑台可以对工作板的位置进行调节;

所述图像采集ccd组件包括图案采集ccd固定台13、图案采集ccd固定板14和图像采集ccd15,所述工作板的前表面设有图案采集ccd固定台,所述图案采集ccd固定台的前端设有图案采集ccd固定板,所述图案采集ccd固定板上设有图像采集ccd,图案采集ccd对图案打印完成的电子线路板进行图案打印效果的观察和图案的采集工作,图案采集ccd采用bc200vga-a1型号的ccd工业放大镜;

所述电流体打印组件包括液滴分配器固定板16、液滴分配器17、储液瓶固定板18和储液瓶19,所述工作板的前表面下端设有液滴分配器固定板,所述液滴分配器固定板的下端设有液滴分配器,所述工作板的前表面右侧设有储液瓶固定板,所述储液瓶固定板上设有储液瓶,所述储液瓶与液滴分配器之间通过胶管连接,液滴分配器常温型液滴分配器,通过液滴分配器将金属油墨加入到打印介质上,储液瓶中存储原料,通过胶管与液滴分配器连通;

所述工作板的前表面设有步进电动推动杆,采用行程为100mm的步进电动推动杆,该推动杆能够通过给予指定的脉冲数进行推出工作,从而挤压储液瓶里的液体到液滴分配器中,最后从液滴分配器中打印到打印介质上,给与的脉冲数越小运动的行程就越短,并由步进控制驱动器对推动杆进行控制;

所述监控ccd组件包括微调滑台固定板20、第一手动微调滑台21、第一转接板22、监控ccd固定板23、监控ccd夹块24和监控ccd25,所述工作板的前表面右侧设有微调滑台固定板,所述微调滑台固定板的上表面右端设有第一手动微调滑台,所述第一手动微调滑台的右端设有第一转接板,所述第一转接板的右端设有监控ccd固定板,所述监控ccd固定板上设有监控ccd夹块,所述监控ccd夹块上设有监控ccd,监控ccd采用qjy-9005c型号的高清hdmi电子显微镜,监控ccd的功能主要是在打印前,对液滴分配器的针头和工作面的间距调整时的观测,打印过程中,对液滴分配器的针头和工作面之间的工作路径进行监测;

所述烧结激光器组件包括烧结激光器固定板26、第二转接板27、第二手动微调滑台28、烧结激光器固定夹块29和烧结激光器30,所述工作板的前表面左端设有烧结激光器固定板,所述烧结激光器固定板的前表面设有第二手动微调滑台,所述第二手动微调滑台的右端设有第二转接板,所述第二转接板的右端设有烧结激光器固定夹块,所述烧结激光器固定夹块上设有烧结激光器,通过手动微调滑台,对烧结激光器和监控ccd进行调焦,手动微调滑台能够实现精密移动、重复定位精度高、稳定性强、检测标准规范而且模块式结构组合拆卸方便,xy轴方向的微调滑台选用xy40-r-36型号的交叉滚柱型滑台,z轴方向的微调滑台选用lx40-l型号的交叉滚柱导轨滑台,烧结激光器采用ipg-10w型号的激光器,这种激光器较高的能量转换效率降低了激光系统的冷却和功率要求,比传统固体激光器更紧凑,全光纤结构提供了非常坚固和高度可靠的封装设计,光纤激光器显著提高了输出的光束质量;

所述控制机构包括机箱31、伺服控制器32、步进控制驱动器33和电压发生器34,所述外框架的下部设有机箱,所述机箱的上端设有伺服控制器,所述伺服控制器的上端设有步进控制驱动器,所述步进控制驱动器的上端设有电压发生器,机箱与外部的计算机连接,通过计算机对控制机构进行控制,步进控制驱动器对步进电动推动杆进行控制,伺服控制器对伺服滚柱丝杠滑台进行控制,电压发生器为液滴分配器提供脉冲电压对液滴分配器进行控制。

具体而言,所述外框架的下端设有底脚35。

具体而言,所述外框架的下部后端和左右两端均设有挡板。

具体而言,所述外框架的下部前端铰接有下箱门36。

具体而言,所述外框架的上部四周均铰接有玻璃门37。

工作原理:将金属纳米颗粒油墨装入储液瓶中,在基板上用耐热胶带固定打印介质,控制伺服滑台和步进电动推动杆,手动调节微动滑台,通过监控ccd的观测,将液滴分配器调节到需要的打印位置,再调节烧结装置的位置,x、y、z轴伺服滚柱丝杠滑台在印刷过程中由伺服控制器控制,根据预定的线路移动来确保柔性电子线路的打印路径,同时,步进电机脉冲发生器控制步进电动推动杆,推动杆推动储液瓶上的推杆,将金属纳米颗粒油墨挤压到液滴分配器,液滴分配器在脉冲电压的控制下,控制油墨的喷射量与速度,油墨液体附着于打印介质上后,烧结激光器开始工作,将金属纳米颗粒油墨烧结,从而达到快速凝固的效果,在打印过程中,可通过监控ccd观测溶液的喷射情况,实现检测工作进行的状况,打印工作完成后,通过图案采集ccd组件可对打印后的图案进行观测和采集工作。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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