应用于pcb或fpc字符喷印设备的内循环高速喷印头
技术领域
1.本发明涉及pcb字符喷印的技术领域，尤其涉及一种应用于pcb或fpc字符喷印设备的内循环高速喷印头。
背景技术：
2.随着电子产品的更新迭代速度越来越快，对pcb/fpc的产量需求也越来越高。
3.传统pcb的制作方法以丝网印刷工艺为主，已逐渐不能满足现代pcb的生产需求，喷墨打印技术作为一种新型技术，可以直接用于喷印抗抗蚀抗镀图形、印刷字符，甚至是喷印线路，相比于传统的丝印工艺，利用喷墨打印技术的pcb喷墨打印机完全符合节能、减排、降耗、增效的产业政策发展方向，已逐渐称为pcb生产的主流。
4.pcb喷墨打印机在pcb生产中的应用主要在图形转移、埋嵌无源元件和直接形成导电线路方面，而在pcb图形转移方面的应用中，字符喷印是已经有较为成熟的应用。现有的pcb字符喷墨打印机所使用的喷头是压电式喷头。压电式喷头中的压电晶体会在外加电压下变形，当带有图像信息的电压加到喷头上时，喷头中存储液体的装置体积就会发生突然变化，油墨从固定的小孔中喷出，从而在电路基板上形成字符。
5.压电式喷头在应用中有使用到一种内循环技术，即油墨在通道内是循环流动的，以避免喷嘴中的颜料颗粒沉淀堵塞喷嘴，压电晶体设置在通道的侧壁或者端部，当需要喷射墨滴时，通过向压电晶体施加电场驱动压电晶体变形，从而将通道内的油墨自喷嘴挤压出去喷射在pcb基板上。
6.pcb字符相比于导线线路，要求更低，且耗费的墨量多，并要求打印速度，然而，油墨普遍具有粘性，当油墨在通道内高速流动时，压电晶体对高速流动的油墨进行挤压时需要给予油墨更大的力，才能快速有效地将油墨从喷嘴压射出去，现有的喷头还不能很好的大量油墨的高速喷印，因此需要改进。
技术实现要素：
7.本发明提供一种应用于pcb或fpc字符喷印设备的内循环高速喷印头，以满足pcb字符喷墨打印机对高墨量以及更快的喷印速度的需要。
8.本发明的技术方案如下：一种应用于pcb或fpc字符喷印设备的内循环高速喷印头，包括：一基板，该基板的具有第一平面和第二平面，所述第一平面上设置第一流体槽和第二流体槽，第一流体槽和第二流体槽之间设置多个沿其长度方向排列的连通槽，所述第二平面设有与各所述连通槽连通的平面槽；一上盖板，该上盖板覆盖在所述第一平面，其背离所述第一平面的表面设置有与连通槽一一对应的第一压电晶体；以及一下盖板，该上盖板覆盖在所述平面槽，其上设置有与连通槽一一对应连通的微孔，其背离所述平面槽的表面设置有与连通槽一一对应的第二压电晶体；
所述第一压电晶体和第二压电晶体配置为：在被施加电场时，第一压电晶体和第二压电晶体以相反地方式变形。
9.在本发明的一些实施例中，每一所述连通槽对应的所述微孔为两个，每一所述连通槽对应的第一压电晶体为两个，且所述第一压电晶体与所述微孔对应。
10.在本发明的一些实施例中，所述连通槽的长度为10mm-20mm，对应同一所述连通槽的两个微孔之间的间距为5mm-10mm。
11.在本发明的一些实施例中，所述微孔的中轴线与所述第一压电晶体的变形中线相交。
12.在本发明的一些实施例中，在被施加电场时，第一压电晶体对油墨的挤压力大于第二压电晶体的挤压力。
13.在本发明的一些实施例中，所述上盖板与下盖板的杨氏模量比值大于1。
14.在本发明的一些实施例中，所述上盖板由聚酰亚胺、聚酰胺或聚醚醚酮中的任意一种制造而成，所述下盖板由聚四氟乙烯制造而成。
15.在本发明的一些实施例中，所述上盖板的厚度为70-150微米，所述下盖板的厚度为50-70微米。
16.在本发明的一些实施例中，所述下盖板和第二压电晶体的厚度之和小于所述平面槽的深度。
17.在本发明的一些实施例中，喷印头还包括基座，所述基座的第一面接合在所述基座上，其具有避让所述上盖板的避让槽以及与所述第一流体槽和第二流体槽连通的进墨腔和回墨腔。
18.本发明的有益效果在于：通过在基板的第一平面设置第一流体槽和第二流体槽，并在第一流体槽和第二流体槽之间设置多个连通槽；在基板的第二平面凹设与连通槽对应的平面槽，在第一平面覆盖上盖板，并在上盖板上设置与连通槽对应的第一压电晶体；在第二平面的平面槽内埋设下盖板，并在下盖板上设置与连通槽对应的微孔和第二压电晶体；并且，将第一压电晶体和第二压电晶体配置为：在被施加电场时，第一压电晶体和第二压电晶体以相反地方式变形。由此，在喷印时，可以向第一压电晶体和第二压电晶体施加电场，使得第一压电晶体和第二压电晶体向通道内变形，从而将油墨从通道内压射出来，由于采用上下端挤压，通道内的受到的挤压更大，能够将更多的油墨更快地通道内压射出去，满足pcb字符喷墨打印机对高墨量以及更快的喷印速度的需要。
19.并且，相比于以往将压电晶体设置在槽内侧壁的侧喷印结构，本发明提供的结构更加便于实施，具体地，在制造时，可将整条压电晶体粘结在上盖板以及下盖板板，再对压电晶体进行切割以形成各自独立的压电单元，再将盖板粘结至连通槽上以闭合连通槽形成连通通道，大大降低了喷印头的制造难度。
附图说明
20.图1为本发明一实施例的分解示意图。
21.图2为本发明一实施例中基板的结构示意图。
22.图3为本发明一实施例中基板的另一结构示意图。
23.图4为本发明一实施例中上盖板与基本的配合示意图。
24.图5为本发明一实施例中基座的结构示意图。
25.图6为本发明一实施例中油墨的流动示意图。
26.图7为本发明一实施例中油墨的另一流动示意图。
27.图8为图6中a-a处的局部剖视图。
28.图9为本发明一实施例中喷射油墨的示意图。
29.图10为本发明一实施例中喷射油墨的另一示意图图11为图6中b-b处的局部剖视图。
30.图12为本发明一实施例中一通道内一个第一压电晶体喷射油墨的示意图。
31.图13为本发明一实施例中一通道内两个第一压电晶体喷射油墨的示意图。
具体实施方式
32.以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
33.如图1所示，本发明提供的应用于pcb或fpc字符喷印设备的内循环高速喷印头，其包括一基板10、一上盖板20以及一下盖板30。
34.如图2所示，该基板10在z轴方向上具有相互平行的第一平面和第二平面，所述第一平面沿y轴设置有第一流体槽10b和第二流体槽10c，该第一流体槽10b和第二流体槽10c在x轴上具有一定的间隔，该间隔区域设置有多个沿y轴排列的连通槽10f。每一连通槽10f沿着x轴设置，将第一流体槽10b和第二流体槽10c连通起来。由此，如图6所示，当第一流体槽内通入油墨时，第一流体槽内的油墨通过这些连通槽流向第二流体槽，通过将第一流体槽和第二流体槽与喷印头相接的墨盒连通，就能够形成循环回路，使得喷头内的油墨能够在喷头内始终保持流动状态，避免油墨中的颗粒物质在流体槽或者连通槽内沉积导致堵塞。
35.如图4所示，上盖板20覆盖在所述第一平面上，封闭第一流体槽、第二流体槽以及连通槽沿z轴对外开放的槽口，以在基板10上形成第一流体通道、连通通道以及第二流体通道。并且，如图8所示，在上盖板20背离所述第一平面的表面设置有与连通槽一一对应的第一压电晶体22，该第一压电晶体22位于连通槽正上方的，相邻第一压电晶体22之间的上盖板板体粘合在连通槽的槽壁10e的端部，以支撑第一压电晶体44。
36.应当说明的是，为便于展示基板10的槽体结构，上盖板20覆盖第一流体槽、第二流体槽以及连通槽两端的部分并未显示。
37.如图3所示，在所述第二平面上沿z轴凹设平面槽10g，该平面槽10g与各所述连通槽连通，使得各连通槽地底部槽口自平面槽10g向外露出。平面槽10g的宽度小于连通槽的长度，约为连通槽长度地2/3，使得连通槽地槽壁两端与基板本体保持连接，不至于因为平面槽开设而与基板本体而分离。
38.将下盖板埋设在平面槽内，以闭合各连通槽地底部槽口，从而在基板上形成多个沿y轴排列的连通通道。在下盖板对应每一连通槽至少开设一个微孔，以供连通通道内的油墨能够自通道内外喷出。为驱动油墨自通道内向外喷出，如图8所示，在下盖板30背离所述平面槽的表面设置有与连通槽一一对应的第二压电晶体32。如图11所示，该第二压电晶体32与微孔相对的部分被切除，以避让微孔。
39.另外，上述第一压电晶体和第二压电晶体配置为：在被施加电场时，第一压电晶体和第二压电晶体以相反地方式变形。具体而言，在被施加电场后，第一压电晶体的中部能够向连通通道内凹，而第二压电晶体的中部能够向连通通道内凸，挤压上盖板和下盖板向连通通道内变形，压迫连通通道的油墨，使油墨从连通通道内被压射出去。
40.在上述高速喷印头中，通过在基板的第一平面设置第一流体槽和第二流体槽，并在第一流体槽和第二流体槽之间设置多个连通槽；在基板的第二平面凹设与连通槽对应的平面槽，在第一平面覆盖上盖板，并在上盖板上设置与连通槽对应的第一压电晶体；在第二平面的平面槽内埋设下盖板，并在下盖板上设置与连通槽对应的微孔和第二压电晶体；并且，将第一压电晶体和第二压电晶体配置为：在被施加电场时，第一压电晶体和第二压电晶体以相反地方式变形。由此，在喷印时，可以向第一压电晶体和第二压电晶体施加电场，使得第一压电晶体和第二压电晶体向通道内变形，从而将油墨从通道内压射出来，由于采用上下端挤压，通道内的受到的挤压更大，能够将更多的油墨更快地通道内压射出去，满足pcb字符喷墨打印机对高墨量以及更快的喷印速度的需要。
41.并且，相比于以往将压电晶体设置在槽内侧壁的侧喷印结构，本发明提供的结构更加便于实施，具体地，在制造时，可将整条压电晶体粘结在上盖板以及下盖板板，再对压电晶体进行切割以形成各自独立的压电单元，再将盖板粘结至连通槽上以闭合连通槽形成连通通道，大大降低了喷印头的制造难度。
42.在上述实施例中，第一压电晶体和第二压电晶体可以根据需要选择性驱动第一压电晶体和/或第二压电晶体变形，以控制喷射的量。例如，如图9所示，可选择仅向第一压电晶体22施加电场，使得第一压电晶体22向连通通道内变形，将少量油墨液体压射出去。或者，如图10所示，向第一压电晶体22和第二压电晶体32施加电场，更大程度的压缩连通通道的空间，将更多的油墨液体压射出去。通过第一压电晶体22和第二压电晶体32的配合，使得每个微孔具有更多可选的喷印量，以及更快的喷印响应，以满足不同墨量的高速喷印需求。
43.作为优选地，如图11所示，在上述实施例中，每一所述连通槽10f对应的所述微孔设置为两个，相应地每一所述连通槽10f对应的第一压电晶体（21、22）也设置为两个，且所述第一压电晶体（21、22）与所述微孔对应。由此，以提高喷印密度，快速形成字符。
44.可选地，所述连通槽的长度为10mm-20mm，对应同一所述连通槽的两个微孔之间的间距为5mm-10mm。这样，以使得能够在连通槽上方设置两个沿槽体长度方向设置的第一压电晶体，并保证两个第一压电晶体之间具有足够的距离，使得两个第一压电晶体能够相互独立工作，避免一个第一压电晶体在变形时，对另外一个第一压电晶体上周侧的上盖件造成影响。微孔之间的间距保持在5mm-10mm，同时还能够使得设置在下盖件上的第二压电晶体保持合理的距离，避免两个第二压电晶体之间相互影响。
45.具体地，如图12所示，第一压电晶体21和第二压电晶体31向连通槽10f内变形，挤压槽内地油墨使其向外喷出。或者，如图13所示，第一压电晶体（21、22）和第二压电晶体（31、32）向连通槽10f内变形，挤压槽内地油墨使其向外喷出。
46.作为优选地，在上述实施例中，所述微孔的中轴线与所述第一压电晶体的变形中线相交。在第一压电晶体单独工作时，第一压电晶体变形时对油墨地挤压能够更好传递到微孔处，使得油墨能够更加顺利地被压射出去。
47.作为优选地，在上述实施例中，在被施加电场时，第一压电晶体对油墨的挤压力大
于第二压电晶体的挤压力。这样，利于油墨整体被挤压到下盖板上并被压射出去，喷印过程中第二压电晶体的主要作用在于对连通通道的空间压缩，使得油墨有从微孔被压射出去的趋势，以供第一压电晶体将微孔处的快速、大量地挤压出去。
48.进一步地，在上述实施例中，所述上盖板与下盖板的杨氏模量比值大于1，即上盖板的杨氏模量大于下盖板的杨氏模量，下盖板相较于下盖板而言更加容易变形，当上盖板和下盖板上的第一压电晶体和第二压电晶体同时收到外部的电场信号时，下盖板先于上盖板发生变形，避免两者同时变形造成部分挤压力的抵消，影响对连通通道内油墨压射效果。
49.具体地，所述上盖板采用聚酰亚胺、聚酰胺或聚醚醚酮制造而成，而下盖板则采用杨氏模量更小的聚四氟乙烯制造而成。
50.进一步地，在上述实施例中，所述上盖板与下盖板的厚度比大于1。具体而言，所述上盖板的厚度为70-150微米，所述下盖板的厚度为50-70微米。以使得下盖板能够先于上盖板完成变形，并使得部分油墨在下盖板地微孔处形成悬浮液滴，在下盖板变形时，使得悬浮液滴增大并从微孔中喷出，保证油墨能够在短时间内被大量压射出去。
51.另外，如图8所示，在上述实施例中，所述下盖板30和第二压电晶体32的厚度之和小于所述平面槽10g的深度。以将下盖板30和第二压电晶体32埋设在平面槽10g内，在此基础上，通过在基板10外增设金属护板（未图示）就能够对下盖板30和第二压电晶体32起到良好的保护作用。
52.如图1所示，在上述实施例中，该喷印头还包括基座40，所述基座40的第一面接合在所述基板10上。如图5所示，该基座40具有避让所述上盖板20的避让槽40c以及与所述第一流体槽10b和第二流体槽10c连通的进墨腔40a和回墨腔40b。当连通槽10f的数量较多是，第一流体槽10b和第二流体槽10c的长度长，不利于与外部管路连通。通过设置基座40，并在基座40的第一面两端设置进墨腔40a和回墨腔40b，并在基板10的第一面两端分别设置沿x轴设置的进墨槽10a和回墨槽10d，进墨槽10a和第一流体槽10b连通，回墨槽10d和第二流体槽10c连通；基座40和基板10封闭接合后，进墨腔40a与进墨槽10a连通，回墨腔40b和回墨槽10d连通。由此，可以直接在基座40上设置与进墨腔40a连通的进墨管41以及与回墨腔40b连通的回墨管42，以供喷印头与供墨回路连通。此时，油墨在喷印头内的流向如图7所示。
53.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。