本发明涉及打印技术领域，尤其涉及一种低熔点金属打印机及打印方法。
背景技术
制约打印电子技术发展的一个关键因素在于打印电子材料的发展，传统的导电墨水有碳系导电材料、导电高分子、金属纳米材料和低熔点金属。其中，低熔点金属兼具金属性质与流体性质，与其他导电墨水相比，低熔点金属具有成本较低，物理化学性质稳定，导电率相对较高，且导电线路的成型无需后处理的优点。
但是发明人发现，在使用现有技术中的低熔点金属打印机打印低熔点金属线路的过程中，打印出的低熔点金属线路的性质是固定的，无法根据实际需要进行调节，无法满足用户的多种需求。
技术实现要素：
本发明提供一种低熔点金属打印机及打印方法，可以对打印出的低熔点金属线路进行改性。
第一方面，本发明提供一种低熔点金属打印机，采用如下技术方案：
所述低熔点金属打印机包括打印腔室、离子注入腔室、封装腔室和真空泵，所述打印腔室内设置有打印装置和打印平台，所述离子注入腔室内设置有离子注入装置和注入平台，所述封装腔室内设置有封装装置和封装平台，所述真空泵与所述离子注入腔室连通，用于对所述离子注入腔室抽真空。
可选地，所述打印装置包括墨盒、笔管、笔尖、第一移动机构和气泵，所述墨盒用于储存低熔点金属墨水，所述笔管连接于所述墨盒底部，所述笔尖连接于所述笔管底部，所述墨盒固定于所述第一移动机构上，所述第一移动机构用于带动所述墨盒沿所述打印平台所在平面移动，所述气泵连接于所述墨盒顶部，用于为所述墨盒内部提供负压。
可选地，所述离子注入腔室内还设置有第二移动机构，所述离子注入装置固定于所述第二移动机构上，所述第二移动机构用于带动所述离子注入装置沿所述注入平台所在平面移动。
可选地，所述离子注入腔室内还设置有气压计。
可选地，所述离子注入装置包括依次设置的离子源、加速器、质量分析器、聚焦透镜和束流扫描装置。
可选地，所述封装装置包括至少一个封装胶供料器、至少一个喷头和至少一个封装胶固化装置，所述封装腔室内还设置有第三移动机构，所述封装装置固定于所述第三移动机构上，所述第三移动机构用于带动所述封装装置沿所述封装平台所在平面移动。
可选地，所述低熔点金属打印机还包括传送装置，所述传送装置用于将所述打印基材依次传送至所述打印平台、所述注入平台和所述封装平台。
第二方面，本发明提供一种打印方法，采用如下技术方案：
所述打印方法应用以上任一项所述的低熔点金属打印机，所述打印方法包括：
步骤s1、提供一打印基材；
步骤s2、将所述打印基材放置于所述打印平台上；
步骤s3、通过所述打印装置在所述打印基材上打印低熔点金属线路；
步骤s4、将打印有所述低熔点金属线路的打印基材放置于所述注入平台上，通过所述真空泵对所述离子注入腔室抽真空；
步骤s5、通过所述离子注入装置对所述低熔点金属线路的目标位置处进行离子注入；
步骤s6、将离子注入后的打印基材，放置于所述封装平台上；
步骤s7、使用封装装置对所述打印基材上的低熔点金属线路进行封装。
可选地，所述打印装置中的低熔点金属墨水为镓铟合金，所述离子注入装置向所述低熔点金属线路的目标位置处注入的离子为sn离子、zn离子、n离子、p离子、cu离子、ag离子、ga离子、in离子中的一种或几种。
可选地，所述打印方法还包括在步骤s5和步骤s6之间，在所述低熔点金属线路上贴附电子元件。
本发明提供的一种低熔点金属打印机及打印方法，其中，该低熔点金属打印机包括打印腔室、离子注入腔室、封装腔室和真空泵，打印腔室内设置有打印装置和打印平台，离子注入腔室内设置有离子注入装置和注入平台，封装腔室内设置有封装装置和封装平台，使用该低熔点金属打印机打印的过程中，在打印基材上打印低熔点金属线路之后，将打印有低熔点金属线路的打印基材放置于注入平台上，通过真空泵对离子注入腔室抽真空，然后通过离子注入装置对低熔点金属线路的目标位置处进行离子注入，即可对低熔点金属线路的目标位置处进行改性，使该位置处具有不同的性质，例如使该目标位置处具有不同的熔点、导电性能或者硬度等，进而使得打印出的低熔点金属线路的性质可以根据实际需要进行调节，以满足用户的多种需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的低熔点金属打印机的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的打印方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。
本发明实施例提供了一种低熔点金属打印机，具体地，如图1所示，图1为本发明实施例提供的低熔点金属打印机的结构示意图，该低熔点金属打印机包括打印腔室1、离子注入腔室2、封装腔室3和真空泵4，打印腔室内1设置有打印装置11和打印平台12，离子注入腔室2内设置有离子注入装置21和注入平台22，封装腔室3内设置有封装装置31和封装平台32，真空泵4与离子注入腔室2连通，用于对离子注入腔室2抽真空。
使用该低熔点金属打印机打印的过程中，在打印基材5上打印低熔点金属线路6之后，将打印有低熔点金属线路6的打印基材5放置于注入平台22上，通过真空泵4对离子注入腔室2抽真空，然后通过离子注入装置21对低熔点金属线路6的目标位置处进行离子注入，即可对低熔点金属线路6的目标位置处进行改性，使该位置处具有不同的性质，例如使该目标位置处具有不同的熔点、导电性能或者硬度等，进而使得打印出的低熔点金属线路2的性质可以根据实际需要进行调节，以满足用户的多种需求。
以上所述的离子注入是指当真空中有一束离子束射向一块固体材料时，受到固体材料的抵抗而速度慢慢减低下来，并最终停留在固体材料中的现象。
下面本发明实施例对低熔点金属打印机包括的打印装置11、离子注入装置21和封装装置31的具体结构进行举例说明。
可选地，本发明实施例中打印装置11包括墨盒、笔管、笔尖、第一移动机构和气泵，墨盒用于储存低熔点金属墨水，笔管连接于墨盒底部，笔尖连接于笔管底部，墨盒固定于第一移动机构上，第一移动机构用于带动墨盒沿打印平台12所在平面移动，气泵连接于墨盒顶部，用于为墨盒内部提供负压。在打印过程中，气泵为墨盒内部提供负压，在负压的作用下，墨盒内的低熔点金属墨水可以经笔管引导至笔尖内，从而通过笔尖将低熔点金属墨水打印至打印基材5上，形成低熔点金属线路6。
墨盒内的低熔点金属墨水可以为在室温下呈液态的镓铟共晶合金。另外，墨盒内的低熔点金属墨水也可以为熔点略高于室温的金属单质或合金，此时，打印装置11可以还包括加热组件，该加热组件可以位于墨盒周围，以对墨盒内的低熔点金属墨水进行加热，使其温度到达熔点以上，处于熔融状态。
另外，为了提高低熔点金属墨水的利用率和笔尖出墨的流畅性，本发明实施例中的墨盒内壁上和笔管内壁上均可以设置有疏离低熔点金属墨水和其氧化物的膜层，进而使得低熔点金属墨水和其氧化物均不会粘附在墨盒内壁和笔管内壁上。示例性地，上述疏离低熔点金属墨水和其氧化物的膜层可以为石蜡层。
可选地，本发明实施例中离子注入装置21包括依次设置的离子源、加速器、质量分析器、聚焦透镜和束流扫描装置，离子源提供的离子依次经过加速器、质量分析器、聚焦透镜和束流扫描装置后射向放置于注入平台22上的打印基材5上的低熔点金属线路6，对打印基材5上的低熔点金属线路6进行改性。
可选地，离子注入腔室2内还设置有第二移动机构，离子注入装置21固定于第二移动机构上，第二移动机构用于带动离子注入装置21沿注入平台22所在平面移动，从而使得离子注入装置21与低熔点金属线路6上的目标位置的对位更容易实现，离子注入操作较为简单。
可选地，离子注入腔室2内还设置有气压计，从而使得通过气压计可以实时对离子注入腔室2内的真空度进行监测。
可选地，本发明实施例中封装装置31包括至少一个封装胶供料器、至少一个喷头和至少一个封装胶固化装置，封装腔室3内还设置有第三移动机构，封装装置31固定于第三移动机构上，第三移动机构用于带动封装装置31沿封装平台32所在平面移动。在封装过程中，通过封装胶供料器向喷头提供封装胶，然后在第三移动机构的带动下，通过喷头均匀地将封装胶喷涂至打印基材5上，对打印基材5上的低熔点金属线路6进行封装。
其中，封装胶供料器可以包括多个封装胶供料器，多个喷头和多个封装胶固化装置，其中，各封装胶供料器可以分别提供不同的封装胶，不同的喷头分别连接至不同的封装胶供料器，以满足封装过程中的多种需求，例如当低熔点金属线路上连接有电子元件时，可以先通过一种封装胶对电子元件的引脚与低熔点金属线路的连接位置处进行封装，然后再通过另一种封装胶对整个打印基材进行封装，使得封装效果更好。
由于封装胶通常为热固化型封装胶或者光固化型封装胶，本发明实施例中选择一部分封装胶固化装置为加热装置，以使热固化型封装胶固化，另一部分封装胶固化装置为紫外线照射装置，以使光固化型封装胶固化，使得封装装置31的适用范围更广。
可选地，本发明实施例中的低熔点金属打印机还包括传送装置，传送装置用于将打印基材依次传送至打印平台12、注入平台22和封装平台32。传送装置的具体结构可以根据实际需要进行设计，此处不再进行赘述。
此外，本发明实施例提供了一种打印方法，该打印方法应用以上任一项所述的低熔点金属打印机，具体地，如图2所示，图2为本发明实施例提供的打印方法的流程图，该打印方法包括：
步骤s1、提供一打印基材；
步骤s2、将打印基材放置于打印平台上；
步骤s3、通过打印装置在打印基材上打印低熔点金属线路；
步骤s4、将打印有低熔点金属线路的打印基材放置于注入平台上，通过真空泵对离子注入腔室抽真空；
在抽真空的过程中可以通过气压计实时地对离子注入腔室内的真空度进行监测。
步骤s5、通过离子注入装置对低熔点金属线路的目标位置处进行离子注入：
可选地，打印装置中的低熔点金属墨水为镓铟合金，离子注入装置向低熔点金属线路的目标位置处注入的离子为sn离子、zn离子、n离子、p离子、cu离子、ag离子、ga离子、in离子等中的一种或几种。其中，向镓铟合金中注入一定量的sn离子、zn离子、ga离子、in离子中的一种或几种可以改变低熔点金属线路的目标位置的熔点，注入一定量的n离子、p离子中的一种或几种可以使低熔点金属线路的目标位置具有半导体特性，注入一定量的cu离子、ag离子中的一种或几种可以提高低熔点金属线路的目标位置的导电性能。
可选地，打印方法还包括在步骤s5和步骤s6之间，在低熔点金属线路上贴附电子元件，以避免因过早贴附电子元件而使得离子注入对电子元件产生影响的问题出现，以及避免因过晚贴附电子元件而使得电子元件不能有效被封装的问题出现。
步骤s6、将离子注入后的打印基材，放置于封装平台上；
步骤s7、使用封装装置对打印基材上的低熔点金属线路进行封装。
当低熔点金属线路上贴附有电子元件时，
本发明提供的一种低熔点金属打印机及打印方法，其中，该低熔点金属打印机包括打印腔室、离子注入腔室、封装腔室和真空泵，打印腔室内设置有打印装置和打印平台，离子注入腔室内设置有离子注入装置和注入平台，封装腔室内设置有封装装置和封装平台，使用该低熔点金属打印机打印的过程中，在打印基材上打印低熔点金属线路之后，将打印有低熔点金属线路的打印基材放置于注入平台上，通过真空泵对离子注入腔室抽真空，然后通过离子注入装置对低熔点金属线路的目标位置处进行离子注入，即可对低熔点金属线路的目标位置处进行改性，使该位置处具有不同的性质，例如使该目标位置处具有不同的熔点、导电性能或者硬度等，进而使得打印出的低熔点金属线路的性质可以根据实际需要进行调节，以满足用户的多种需求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。