专利名称：用于能让电子设备印刷的滚动结构的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及ー种用于将电子电路印刷到材料(例如，玻璃衬底、塑料薄膜和塑料薄膜一玻璃衬底层叠物)上的印刷机系统以及方法。在示例性的应用场合中，印刷机系统能将电子电路印刷到材料上，以例如形成挠性液晶显示器、购物零售点的标牌和电子书。
背景技术：
制造商已尝试改进目前印刷技术的性能以使具有小特征的电子电路能够印刷到一件材料上。特别是，制造商想要改进使用一系列印刷滚筒エ位的当前印刷技木，以使分辨率更高并使层间配准度的精度更高，因而具有小特征的电子电路能有效地印刷到材料上。例如，使用印刷滚筒エ位的当前印刷技术能将特征以约±125微米的层间配准度印刷到材料上。因此，期望对当前印刷技术作各种改迸，以有助于改进将具有小特征的电子电路印刷到材料上。
发明内容
一方面，本发明提供ー种用于将电子电路的至少一部分印刷到材料上的印刷滚筒エ位。该印刷滚筒エ位包括(a)基部；(b)位于基部上的多个可调节安装件；(C)至少ー个部件，每个部件(例如，辊子支承台、刮刀刀片系统)位于可调节安装件中的ー个或多个上；(d)成对的支承件，每个支承件位于可调节安装件中的ー个或多个上；以及(e)可转动地支承于成对的支承件之间的印刷滚筒，与成对的支承件相关联的一个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的一个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与印刷滚筒基本对准。此外，印刷滚筒还包括压カ滚筒、温度控制系统、压カ传感器、印刷滚筒配准传感器和材料配准传感器。另ー方面，本发明提供ー种用于将电子电路印刷到材料上的印刷机系统。该印刷机系统包括可操作地控制前印刷滚筒エ位以及至少ー个后续的印刷滚筒エ位的主控制系统。前印刷滚筒エ位和后续的印刷滚筒エ位彼此相邻对准，因而材料能从前印刷滚筒エ位运输到每个后续的印刷滚筒エ位，同时电子电路被印刷到材料上。每个印刷滚筒エ位包括(a)基部；(b)位于基部上的多个可调节安装件；(C)至少ー个部件，每个部件(例如，辊子支承台、刮刀刀片系统)位于可调节安装件中的ー个或多个上；(d)成对的支承件，每个支承件位于可调节安装件中的ー个或多个上；以及(e)可转动地支承于成对的支承件之间的印刷滚筒，与成对的支承件相关联的一个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的ー个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与印刷滚筒基本对准。此外，每个印刷滚筒エ位可包括压カ滚筒、温度控制系统、压カ传感器、印刷滚筒配准传感器和材料配准传感器。又一方面，本发明提供ー种用于将电子电路印刷到材料上的方法。该方法包括以下步骤(a)建立前印刷滚筒エ位和至少ー个后续的印刷滚筒エ位；以及(b)使前印刷滚筒エ位和后续的印刷滚筒エ位彼此相邻对准，因而材料能从前印刷滚筒エ位运输到每个后续的印刷滚筒エ位，同时电子电路被印刷在材料上。每个印刷滚 筒エ位包括(a)基部；(b)位于基部上的多个可调节安装件；(C)至少ー个部件，每个部件(例如，辊子支承台、刮刀刀片系统)位于可调节安装件中的ー个或多个上；(d)成对的支承件，每个支承件位于可调节安装件中的ー个或多个上；以及(e)可转动地支承于成对的支承件之间的印刷滚筒，与成对的支承件相关联的一个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的ー个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与印刷滚筒基本对准。此外，每个印刷滚筒エ位可包括压カ滚筒、温度控制系统、压カ传感器、印刷滚筒配准传感器和材料配准传感器。本发明的附加方面将部分地在详细说明、附图及以下任何权利要求中进行阐述，而部分地从详细描述中导出或可通过实践本发明来学到。应当理解的是，以上的概括描述和以下的详细描述都仅仅是示范性和说明性的，而不是对所披露发明的限制。
可參照结合附图的以下详细说明来更完整地理解本发明，附图中图I是根据本发明ー实施例的用于将电子电路印刷到材料上的示例性印刷机的立体图；图2是图I所示印刷滚筒エ位中的ー个的立体图；图3是图2中所示的印刷滚筒エ位的立体图，其中材料、辊子支承平坦、压カ滚筒和压カ(力)传感器已从印刷滚筒エ位中移除，以示出印刷滚筒、刮刀刀片系统和温度控制系统。图4是示例性的印刷滚筒エ位的立体图，该印刷滚筒エ位用于帮助解释印刷滚筒和运动安装件如何能通过使用一个或多个对准指示件来彼此对准；以及图5是用于刻印图2-3中所示在印刷滚筒エ位中使用的印刷滚筒的示例性的刻印机的立体图。
具体实施例方式參见图1，有根据本发明一实施例的用于将电子电路102印刷到材料104上的示例性的印刷机系统100的立体图。示例性的印刷机系统100包括闭环主控制系统103、前印刷滚筒エ位106和一个或多个后续的印刷滚筒エ位108a、108b和108c (仅示出三个)。前印刷滚筒エ位106和后续的印刷滚筒エ位108a、108b和108c对准(例如，激光对准)并彼此相邻放置，因而材料104能从前印刷滚筒エ位106运输到后续的印刷滚筒エ位108a、108b和108c的每ー个，同时它们对应的印刷滚筒118将电子电路102的至少一部分印刷到材料104上。在此情况下，电子电路102被印刷到材料104的底面上(在此示例中材料104是透明的)。操作时，前印刷滚筒エ位106将电子电路102的一部分印刷到光材料104的底面上。然后，第一后续印刷滚筒エ位108a将电子电路102的另一部分印刷到电子电路102的第一部分上方或与该第一部分相邻。然后，第二后续印刷滚筒エ位108b将电子电路102的另一部分印刷到电子电路102的前两个部分上方或与其相邻。第三后续印刷滚筒エ位108c将电子电路102的另一部分印刷到电子电路102的前三个部分上方或与其相邻，以形成电子电路102。在此示例中，电子电路102印刷到材料104的底面上，该材料可以是玻璃衬底104、塑料薄膜104或塑料薄膜一玻璃衬底层叠物104。为了清楚起见，不在此讨论关于诸如张紧系统、干燥系统、检查系统、收卷系统之类的熟知部件的说明。參见图2和3，有在印刷机系统100中使用的示例性的印刷滚筒エ位108a(例如)的两个立体图。示例性的印刷滚筒エ位108a包括基部110、多个可调节安装件112 (例如，运动安装件112、精确约束安装特征112)、各种部件114 (例如，辊子支承台114a、刮刀刀片系统114b)、支承件116a和116b、印刷滚筒118、压カ滚筒120、温度控制系统122、压カ传感器124、印刷滚筒配准传感器126和材料配准传感器128。图3示出移除了材料104、辊子支承台114a、压カ滚筒120和压カ传感器124的印刷滚筒エ位108a，因而可看见印刷滚筒118、刮刀刀片系统124、温度控制系统122、印刷滚筒配准传感器126和材料配准传感器128。 在此示例中，印刷滚筒エ位106、108a、108b和108c都具有它们自身的基部110，多个运动安装件112 (例如，精确约束安装特征112位于这些基部上)。每个部件114 (例如，辊子支承台114a、刮刀刀片系统114b)位于多个运动安装件112中一个或多个的顶上。每个支承件116a和116b位于多个运动安装件112中一个或多个的顶上。印刷滚筒118可转动地支承于成对的支承件116a和116b之间。运动安装件112已调节和定位成确保每个部件114与印刷滚筒118基本对准。压カ滚筒120定位在印刷滚筒118上方，因而材料104能在两者间被牵拉，同时将电子电路102的至少一部分印刷到材料104上。温度控制系统122适于使介质在印刷滚筒118内循环以控制印刷滚筒118的温度。压カ传感器124适于监测当电子电路102的至少一部分被印刷到材料104上时由印刷滚筒118和压カ滚筒120施加到材料104上的力(夹持力)。印刷滚筒配准传感器126可以是光学传感器，其适于分别监测刻印在印刷滚筒118上的各条配准线130。材料配准传感器128可以是光学传感器，其适于监测印刷到材料104上的配准线132和梯形133、137a、137b (或具有成角度边的任何形状)。在此示例中，前印刷滚筒エ位106的印刷滚筒118具有分别将配准线132和配准梯形133印刷到材料104上的刻印的配准线(未示出)和刻印的梯形(未示出)(參见图I)。前印刷滚筒エ位106不一定需要材料配准传感器128。后续的印刷滚筒エ位108a、108b和108c也具有带有刻印的配准线132的印刷滚筒118，但这些刻印的配准线不必将配准线印刷到材料104上。后续的印刷滚筒エ位108a、108b和108c将具有都带有特定刻印的梯形135a (仅示出ー个)的印刷滚筒118，而梯形135a将特定的配准梯形137a或137b (仅示出两个)印刷到材料104上(參见图I和3)。在此情况下，带有具有刻印的梯形135a的印刷滚筒118的印刷滚筒エ位108a将配准梯形137a印刷到材料104上。带有具有刻印的梯形(未示出)的印刷滚筒118的印刷滚筒エ位108b将配准梯形137b印刷到材料104上。此外，印刷滚筒118都将具有位于其上的它们自身不同的刻印电路线139，这些刻印电路线将电子电路102的至少一部分印刷到材料104上(參见图3)。接下来提供关于上述示例性元件 112、114a、114b、116a、116b、118、120、122、124、126、128、130、132、133、135 和 137 的详
细讨论。从印刷滚筒的支承件116a和116b开始并向外工作的印刷滚筒エ位106、108a、108b和108d(例如)可如下面讨论地来构造。印刷滚筒的令·承件116a和116b印刷滚筒118可由成对的空气或流体静压的支承件116a和116b来径向支承以实现印刷滚筒118的最少跑偏和最大性能。空气或流体静压的支承件116a和116b提供与低级支承件相比更少的跑偏和更高的刚度，由此产生更好的性能。特别是，由于跑偏量更小，电路102的特征可更精确地印刷到材料104上，并且可以通过印刷滚筒エ位106、108a、108b和108c来实现电子电路102的不同层的更好的层间配准度。此外，由于刚度更大，当将用于电子电路102的印刷图像从印刷滚筒118传递到材料104时所施加的カ对印刷滚筒118和支承件116a和116b的影响更小。据估计通过利用空气或流体静压的支承件116a和116b， 跑偏量可以从10微米改进到小于I微米，而刚度可从175，000牛顿/毫米改进到525，000牛顿/毫米。如果期望，压カ滚筒120也可安装有成对的空气或流体静压的支承件，这些支承件能有助于改进夹持カ相对于印刷滚筒118的一致性并因此有助于改进将墨水传递到材料104。可使用的不同类型墨水的一些示例包括导电墨水(诸如PED0T:PSS的银基和透明导体)，介电墨水(即，PVP、PMMA)和半导体(Iisicontm)墨水。运动安装件112运动安装件112可用于支承和精确地定位印刷滚筒118(位于支承件116a和116b上方)和包括例如辊子支承台114a和刮刀刀片系统114b的各种部件114。运动安装件112在定位和支承印刷滚筒118、辊子支承台114a和刮刀刀片系统114b时保持具有高性能可重复性的精度级公差对准，以实现高水平印刷精度。在此示例中，辊子支承台114a可用干支承多个或各种类型的辊子134 (例如，加压辊子、安纳劳科斯辊子、刻印辊子和其它辊子)、压カ滚筒120、温度控制系统122、压カ传感器124、印刷滚筒配准传感器126、材料配准传感器128和其它相关设备(參见图2-3)。因此，通过形成运动安装件112的网络，辊子支承台114a、刮刀刀片系统114b和像运送辊子134、压カ滚筒120、温度控制系统122、压カ传感器124、印刷滚筒配准传感器126和材料配准传感器128的其它装置可与印刷滚筒118对准。因此，运动安装件112是高度可重复的，这意味着部件114a和114b以及其它装置120、122、124、126、128、134等在被移除和重新安装时将回到它们最初的对准状态。据估计可设计和建造这样的印刷滚筒エ位106、108a、108b和108c，即它们将允许部件114a和114b以及装置120、122、124、126、128、134等建立的可重复性从25微米改进到小于10微米。示例性的运动安装件112包括由爱路华技术公司(EROWA Technology Inc.)和物理科学实验室(PSL)制造的运动安装件。在图1-3中已示出由爱路华技术公司制造的示例性的运动安装件112。本领域技术人员已知这些运动安装件112和其它类型的运动安装件112或精密安装件112，并因此在此不描述关于运动安装件112的构造和使用的详细讨论。例如，能用于此特定应用场合的若干不同类型的运动支承件已在美国专利4，929，073,5, 748，827和6，325，351中描述，这些文献的内容以參见的方式纳入本文。温度控制系统122温度控制系统122可用于帮助使由于系统内或各个部件内的温度梯度或者在印刷过程中系统或各个部件内温度波动而造成的对性能的影响减到最小，并由此通过加热或冷却印刷滚筒118、压カ滚筒120和/或其它相关辊子134以保持整个系统或部件的均匀的温度分布和整个过程中恒定的温度水平来使性能最大化。例如，温度控制系统122可利用能加到印刷滚筒118、压カ滚筒120和/或其它相关辊子134上的转接头，因而冷却剂或加热介质可在其中循环以实现期望的温度分布。温度控制系统122还可用于维持辊子134的均匀恒定的温度、加热辊子134、有助于使墨水干燥或定形，或者冷却辊子134以在印刷之前降低材料104的温度。此外，温度控制系统122可用于帮助維持流体静カ支承件116a和116b内的支承件介质的恒定温度。主控制系统103可控制和监测温度控制系统122。据估计温度控制系统122可设计和建造成使印刷滚筒118的温度維持在期望的印刷温度的约
0.3°C内，这例如可以维持A4尺寸的印刷图案内I微米的增长量(基于印刷滚筒118的热膨胀系数(CTE))。此外，温度控制系统122可设计和建造成通过在印刷过程中使材料104的温度变化维持在期望的印刷温度的约I. 0°C内来使材料104在其经过多个印刷滚筒エ位106、108a、108b和108c时的温度变化最小。换言之，A4玻璃衬底的增长量将通过使温度维 持在约I. (TC以内而限于约I微米。使印刷滚筒和材料維持在恒定均匀的温度下可使印刷位置和尺寸的变化最小，从而提供更精确的电路布置、尺寸、形状和配准。压カ传感器124压カ传感器124可用于监测当电子电路102的至少一部分被印刷到材料104上时由印刷滚筒118和压カ滚筒120施加到材料104上的力。在此应用场合中，压カ传感器124将以下方式来安装，即它测量当材料经过由印刷滚筒118和压カ滚筒120形成的夹持时施加至材料104的力。因此，主控制系统103可在印刷过程中接收关于施加到材料104上的压力和力大小的主动反馈。主控制系统103可使用压カ测量来仔细地调节印刷滚筒118和压カ滚筒120之间的间隙以维持恒定的夹持力。例如，主控制系统103可通过控制用于印刷滚筒118或压カ滚筒120中一个滚筒的支承件所安装的诸如螺纹驱动装置的机械装置(未示出)、液压装置或气动装置来调节印刷滚筒118和压カ滚筒120之间的夹持力。这种夹持カ控制減少由印刷压カ(夹持力)的变化引起的印刷尺寸和重量的变化，从而使墨水更恒定和均匀地从印刷滚筒118传递到材料104。据估计主控制系统103和压カ传感器124可将夹持力控制在期望的夹持/印刷力内的十分之ー克的水平，这有助于改进材料104上的墨水敷设厚度的一致性。闭环控制、配准线132和梯形133、137a和137b为了使主动对准能力能够提高，前印刷滚筒118具有刻印于其上的配准线(未示出)和梯形(未示出)，配准线和梯形用于分别将配准线132和配准梯形133印刷到材料104的底面上。下游的印刷滚筒エ位108a、108b和108c可使用它们对应的印刷滚筒配准传感器126来监测它们对应的印刷滚筒118上的刻印的配准线130。此外，下游的印刷滚筒エ位108a、108b和108c可使用它们对应的材料配准传感器128来监测材料上印刷的配准线132和印刷的配准梯形133、137a和137b。然后，主控制系统103可使用监测到的配准标记130、132和监测到的配准梯形133、137a和137b来补偿材料104的对准、径向和/或直线(沿腹材和与腹材交叉)的错位以及每个印刷滚筒エ位106、108a、108b和108c内的速度控制。在一个示例性的控制方式中，主控制系统103可使用监测到的配准标记130和132来补偿材料104沿运动的腹材方向的错位以及每个印刷滚筒エ位106、108a、108b和108c内的速度控制。主控制系统103可使用监测到的配准梯形133、137a和137b的成角度的边来补偿材料104沿与腹材交叉方向的错位。特别是，主控制系统103可使用监测到的配准梯形133、137a和137b的前缘来确定沿运送方向的配准，而从监测到的配准梯形133、137a和137b的前缘到后缘的距离用于确定沿横向的配准。这样，每个下游的印刷滚筒118都可以定位和转动以与运动的材料104匹配。实际上，梯形形状或带有成角度边的任何形状可印刷在运动的材料104上，然后下游的印刷滚筒エ位108a、108b和108c可实施成像系统以有助于控制对应的下游印刷滚筒118来与运动的材料104匹配。替代地，主控制系统103可使用监测到的配准梯形133、137a和137b来控制速度和补偿材料104沿腹材方向的错位(通过使用梯形133、137a和137b的直边)并补偿材料104沿与腹材交叉方向的错位(通过使用梯形133、137a和137b的成角度的边)。通过实施这种类型的控制方案或类似的控制方案，估计到印刷滚筒118的主动对准可从+/-250微米改进到小干+/-5微米，从而改善每个印刷工位106a、108a、108b和108c处的电路元件布置精度和印刷工位106a、108a、108b和108c之间的配准度。
因此，主控制系统103可与各种印刷滚筒配准传感器126以及各种材料配准传感器128相互作用，然后控制各种印刷滚筒118的对准和转动速度以与运动的材料104匹配并精确地使印刷滚筒118与已经印刷在材料104上的电路元件102匹配/配准。在ー个示例中，主控制系统103具有一个或多个处理器136和包括处理器可执行的指令的至少ー个存储器138 (储存器138)，一个或多个处理器136适于与存储器138相互作用并执行处理器可执行的指令，以与和印刷滚筒118以及有可能的压カ滚筒120相关的各种机械装置(可变速驱动马达、对准装置等)相互作用并控制它们，以确保每个下游印刷滚筒118的位置和转速与运动的材料104匹配。一个或多个处理器136和至少ー个存储器138可至少部分地实施成软件、固件、硬件或硬编码逻辑。參见图4，示出示例性的印刷滚筒エ位108a的立体图，其用于帮助解释印刷滚筒118和运动安装件112如何能通过在辊子支承台114a、压カ滚筒120、压カ传感器124和其它装置与其附连之前使用一个或多个对准指示件402a和402b (示出两个)来彼此对准。为了进行对准操作，印刷滚筒118在两个支承件116a和116b之间径向支承和调平衡，而每个支承件都安装在多个运动安装件112上。此外，对准指示件402a和402b可分别安装到都安装于多个运动安装件112上的对准支承件404a和404b上。然后，运动安装件112都被调节直至对准指示件402a和402b在其沿转动的印刷滚筒118的长度运动时保持与印刷滚筒118恒定的接触。此后，对准指示件402a和402b和它们的对准支承件404a和404b被移除，而辊子支承台114a、刮刀刀片系统114b和其它装置能以高精度安装到对应的运动安装件112上。參见图5，示出根据本发明一实施例的用于刻印印刷滚筒118的示例性刻印机502的立体图。为了执行刻印操作，印刷滚筒118在其径向支承于两个支承件116a和116b之间(在印刷过程中待使用的相同支承件)时并在两个支承件116a和116b安装于多个运动安装件112上时(在印刷过程中待使用的相同运动安装件，并在此示例中仅仅是连接到滚筒支承块的运动安装件112的上半部分)将首先被调平衡。然后，经平衡的印刷滚筒118与两个支承件116a和116b以及它们对应的运动安装件112 —起被放置于刻印机502内。然后，当印刷滚筒支承于两个支承件116a和116b之间且支承件116a和116b由运动安装件112支承时，刻印机502将期望的构造刻印到印刷滚筒118上。刻印的印刷滚筒118、两个支承件116a和116b和它们对应的运动安装件112然后作为ー个单元从刻印机502移除，并放置到对应的印刷滚筒エ位106、108a、108b和108c的基部110上。此后，亥Ij印好的印刷滚筒118如图4中所述使用对准指示件402a和402b与另ー运动安装件112对准。最后，亥IJ印好的印刷滚筒118可用于将电子电路102的至少一部分如图I中所述印刷到材料104上。这种印刷滚筒118、支承件116a和116b和对应的运动安装件112都作为ー个単元
放置在刻印装置502内然后作为ー个单元运动并安装到印刷工位106a、108a、108b和108c内的刻印过程相对于仅印刷滚筒118本身在位于刻印机内的支承件与位于印刷工位内的不同支承件之间运动的传统刻印过程相比有显著改迸。特别是，此刻印过程通过防止在印刷滚筒118在其用于印刷操作时的运动过程中由于印刷滚筒118在印刷与刻印时安装在不同的支承件和不同的安装件上而产生的摇晃来确保刻印过程和印刷过程之间最小的跑偏变化。此外，此刻印过程使印刷过程中的印刷分辨率、对准性和配准度最大化。此外，此刻印过程能使人员可如期望替代地使用常规的安装件而不是专门的运动安装件112(例如，精确约束安装特征112)并还从相对于传统刻印过程的改进中获益。通过实施这种对刻印过程的改变，估计到最大的跑偏量可从25微米改进到小于I微米。鉴于前述讨论，本领域技术人员应理解印刷机系统100和印刷滚筒エ位106、108a、108b和108c针对改进当前印刷技术性能的需要，以使要求更高分辨率的印刷电子电路102能够以连续的形式制造到材料104 (例如，玻璃衬底104、塑料薄膜104或塑料薄膜一玻璃衬底层叠物104)上。特别是，印刷机系统100和印刷滚筒エ位106、108a、108b和108c能使印刷分辨率和电子电路102的不同层的层间配准度从±125微米改进到±25微米，这在将具有小特征的印刷电子电路102以连续的形式印刷到材料104上时是期望的。通过下述特征的一个或多个可以作出这种改进由印刷滚筒的支承件116a和116b的刚度引起对印刷滚筒11的机械跑偏量的改进，这有助于改进印刷定位精度和层间配准度以及速度控制。印刷滚筒118和刻印过程之间关系的改进的机械跑偏量有助于减少印刷线重量、厚度和宽度变化。运动安装件112的使用允许印刷滚筒118和相关装置更精确和更快地对准。温度控制系统122的使用有助于将印刷滚筒118和它们相关的墨水系统(如需要)维持在相对均匀和稳定的热环境中。压カ传感器124的使用有助于监测由印刷滚筒118和压カ滚筒120施加至材料104的实时压力和力，以减少印刷线重量、厚度和宽度变化。通过在前印刷滚筒118上刻印參考刻度(可选)和梯形(或具有成角度边的任何形状)并将參考刻度132 (可选)和梯形133 (或具有成角度边的任何形状)印刷到材料104上可以改进对准性和速度控制。并且，将梯形135a (或具有成角度边的任何形状)刻印到下游的印刷滚筒118上并将梯形137a和137b (或具有成角度的边的任何形状)印刷到材料104上。此外，将材料配准传感器128定位到后续的印刷滚筒108a、108b和108c中的每个印刷滚筒上。
如上所述，印刷滚筒エ位106、108a、108b和108c可具有ー个或多个下述特征，诸如印刷滚筒的支承件116a和116b、印刷滚筒118的刻印、印刷滚筒118和相关部件的对准、印刷滚筒118的温度控制、力的测量、将參考刻度印刷到材料104上的能力、以及用于层间对准度和使下游印刷滚筒118同步以与运动的材料104匹配的刻度的使用。在示例性的应用场合中，印刷机系统100可用于将电子电路102印刷到材料104上(例如，玻璃衬底104、塑料薄膜104、塑料薄膜-玻璃衬底层叠物104)，以例如形成挠性液晶显示器、购物零售点的标牌和电子书。因此，本发明的非限制性方面和/或实施例包括如下Cl. ー种用于将电子电路的至少一部分印刷到材料上的印刷滚筒エ位，所述印刷滚筒エ位包括
基部；位于基部上的多个可调节安装件；至少ー个部件，每个部件位于ー个或多个可调节安装件上；成对的支承件，每个支承件位于ー个或多个可调节安装件上；以及可转动地支承于成对的支承件之间的印刷滚筒，其中与成对的支承件相关联的一个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的一个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与印刷滚筒基本对准。C2. Cl所述的印刷滚筒エ位，还包括与印刷滚筒相关联的压カ滚筒，因而材料能在压カ滚筒和印刷滚筒之间被牵拉。C3. Cl或C2所述的印刷滚筒エ位，其中每个印刷滚筒可转动地支承于成对的流体静压支承件或成对的空气支承件。C4.C1至C3中任一项所述的印刷滚筒エ位，只要适用的话，还包括适于监测由印刷滚筒和压カ滚筒施加于材料上的カ的压カ传感器，其中经测量的力用于控制当电子电路的至少一部分被印刷到材料上时印刷滚筒和压カ滚筒之间的夹持力。C5. Cl至C4中任一项所述的印刷滚筒エ位，只要适用的话，每个支承件是流体静力支承件或空气支承件。C6. Cl至C5中任一项所述的印刷滚筒エ位，只要适用的话，至少ー个部件包括辊子支承基部和刮刀刀片系统。C7.C1至C6中任一项所述的印刷滚筒エ位，只要适用的话，印刷滚筒在其可转动地支承于成对的支承件和由ー个或多个可调节安装件支承的成对的支承件之间时被刻印。CS. Cl至C7中任一项所述的印刷滚筒エ位，只要适用的话，还包括适于使介质在印刷滚筒内循环以控制印刷滚筒的温度的温度控制系统。C9. Cl至C8中任一项所述的印刷滚筒エ位，只要适用的话，还包括适于监测印刷在材料上的配准线和倾斜形状结构中的至少ー个的材料配准传感器；以及适于监测刻印到印刷滚筒上的配准线的印刷滚筒配准传感器；其中，印刷到材料上的监测到的配准线和倾斜形状结构中的至少ー个以及刻印到印刷滚筒上的监测到的配准线用于调节印刷滚筒以与运动的材料匹配。C10. Cl至C9中任一项所述的印刷滚筒エ位，只要适用的话，材料是玻璃衬底、塑料薄膜和塑料薄膜一玻璃衬底层叠物。C11.C1至ClO中任一项所述的印刷滚筒エ位，只要适用的话，每个可调节安装件是运动安装件。C12. 一种用于将电子电路印刷到材料上的印刷机系统,所述印刷机系统包括主控制系统；可操作地由主控制系统来控制的前印刷滚筒エ位，其中前印刷滚筒エ位包括基部；位于基部上的多个可调节安装件；至少ー个部件，每个部件位于可调节安装件中的ー个或多个上； 成对的支承件，每个支承件位于可调节安装件中的ー个或多个上；以及可转动地支承于成对的支承件之间的印刷滚筒，其中与成对的支承件相关联的一个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的一个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与印刷滚筒基本对准；以及可操作地由主控制系统来控制的至少ー个后续的印刷滚筒エ位，其中每个后续的印刷滚筒エ位包括基部；位于基部上的多个可调节安装件；至少ー个部件，每个部件位于可调节安装件中的ー个或多个上；成对的支承件，每个支承件位于可调节安装件中的ー个或多个上；以及可转动地支承于成对的支承件之间的印刷滚筒，其中与成对的支承件相关联的一个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的一个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与印刷滚筒基本对准；以及前印刷滚筒エ位和至少ー个后续的印刷滚筒エ位彼此相邻对准，因而材料能从前印刷滚筒エ位运输到每个后续的印刷滚筒エ位，同时电子电路被印刷到材料上。C13. C12所述的印刷机系统，其中前印刷滚筒エ位还包括与印刷滚筒相关联的压カ滚筒，因而材料能在压カ滚筒和印刷滚筒之间被牵拉；以及每个后续的印刷滚筒エ位还包括与印刷滚筒相关联的压カ滚筒，因而材料能在压力滚筒和印刷滚筒之间被牵拉。C14. C12或C13所述的印刷机系统，其中前印刷滚筒エ位和至少ー个后续的印刷滚筒エ位中的至少ー个还包括适于监测由对应的印刷滚筒和对应的压カ滚筒施加到材料上的力的カ传感器，而经测量的力用于控制当电子电路的至少一部分被印刷到材料上时对应的印刷滚筒和对应的压カ滚筒之间的夹持力。C15. C12至C14中任一项所述的印刷机系统，只要适用的话，其中前印刷滚筒エ位还包括形成于印刷滚筒上的、分别将配准线和刻印倾斜形状结构印刷到材料上的刻印的配准线和刻印的倾斜形状结构；每个后续的印刷滚筒エ位还包括形成于印刷滚筒上的、将倾斜形状结构印刷到材料上的刻印的倾斜形状结构；每个后续的印刷滚筒エ位还包括适于监测印刷到材料上的配准线和ー个或多个倾斜形状结构的配准传感器；每个后续的印刷滚筒エ位还包括适于监测刻印到对应的印刷滚筒上的配准线的印刷滚筒配准传感器；以及主控制エ位适于至少使用印刷到材料上的监测到的一个或多个倾斜形状结构以及刻印到印刷滚筒上的监测到的配准线，以调节与至少ー个后续印刷滚筒エ位相关联的印刷滚筒中的至少ー个印刷滚筒以与运动的材料匹配。C16. C12至C15中任一项所述的印刷机系统，只要适用的话，其中前印刷滚筒エ位和至少ー个后续的印刷滚筒エ位中的至少ー个还包括附连于对应的印刷滚筒的温度控制系统，该温度控制系统适于使介质在对应的印刷滚筒内循环以控制对应的印刷滚筒的温 度。C17. C12至C16中任一项所述的印刷机系统，只要适用的话，其中前印刷滚筒エ位和至少ー个后续的印刷滚筒エ位建立和对准成在电子电路被印刷到材料上时获得至少约±25微米的层间配准度。C18. C12至C17中任一项所述的印刷机系统，只要适用的话，其中每个可调节安装件是运动安装件。C19. ー种用于将电子电路印刷到材料上的方法，所述方法包括如下步骤建立前印刷滚筒エ位和至少ー个后续的印刷滚筒エ位，每个印刷滚筒エ位包括基部；位于基部上的多个可调节安装件；至少ー个部件，每个部件位于可调节安装件中的ー个或多个上；成对的支承件，每个支承件位于可调节安装件中的ー个或多个上；以及可转动地支承于成对的支承件之间的印刷滚筒，其中与成对的支承件相关联的一个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的一个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与印刷滚筒基本对准；使前印刷滚筒エ位和至少ー个后续的印刷滚筒エ位彼此相邻对准，因而材料能从前印刷滚筒エ位运输到每个后续的印刷滚筒エ位，同时电子电路被印刷到该材料上。C20.C19所述的方法，其中前印刷滚筒エ位还包括与印刷滚筒相关联的压カ滚筒，因而材料能在压カ滚筒和印刷滚筒之间被牵拉；以及每个后续的印刷滚筒エ位还包括与印刷滚筒相关联的压カ滚筒，因而材料能在压力滚筒和印刷滚筒之间被牵拉。C21. C19或C20所述的方法，只要适用的话，还包括监测由印刷滚筒和对应的压カ滚筒中的至少ー个滚筒施加到材料上的力的步骤，经测量的力用于控制当电子电路的至少一部分被印刷到材料上时印刷滚筒和压カ滚筒之间的夹持力。C22. C19至C21中任一项所述的方法，只要适用的话，还包括当印刷滚筒可转动地支承于成对的支承件之间且成对的支承件被一个或多个可调节安装件支承时在刻印机内对至少ー个印刷滚筒进行刻印的步骤。C23. C19至C22中任一项所述的方法，只要适用的话，还包括使用安装至于至少一个部件中的一个的对准指示件来使印刷滚筒中至少ー个对准的步骤，当对准指示件在其沿对应转动的印刷滚筒的长度运动时与对应的印刷滚筒恒定接触时，印刷滚筒中的至少ー个被对准。C24. C19至C23中任一项所述的方法，只要适用的话，还包括以下步骤使用前印刷滚筒エ位来将配准线和倾斜形状结构印刷到材料上；使用每个后续的印刷滚筒エ位来将倾斜形状结构印刷到材料上；使用每个后续的印刷滚筒エ位来监测印刷到材料上的配准线和ー个或多个倾斜形状结构并监测刻印到对应的印刷滚筒上的配准线；以及使用印刷到材料上的监测到的配准线和监测到的倾斜形状结构以及 刻印到对应的印刷滚筒上的监测到的配准线来调节与至少ー个后续的印刷滚筒エ位中至少ー个有关的至少ー个印刷滚筒以与运动的材料匹配。C25. C24到C25中任一项所述的方法，只要适用的话，还包括在电子电路被印刷到材料上时控制至少ー个印刷滚筒的温度的步骤。虽然已在附图中说明并在前述详细描述中描述了本发明的一个实施例，应理解的是本发明并不局限于所披露的实施例，而是能够在不偏离由以下权利要求所阐述和限定的本发明精神的条件下、仅仅重新设置、修改和替代。此外，应理解到參照在此所用的“本发明”或“发明”涉及示例性实施例且不一定涉及所附权利要求书所包含的每ー种实施例。
权利要求
1.ー种用于将电子电路的至少一部分印刷到材料上的印刷滚筒エ位，所述印刷滚筒エ位包括: 基部; 位于所述基部上的多个可调节安装件； 至少ー个部件，每个部件位于所述可调节安装件中的一个或多个安装件上； 成对的支承件，每个支承件位于所述可调节安装件中的一个或多个安装件上；以及可转动地支承于所述成对的支承件之间的印刷滚筒，其中与所述成对的支承件相关联 的所述ー个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的所述ー个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与所述印刷滚筒基本对准。
2.如权利要求I所述的印刷滚筒エ位，其特征在于，还包括与所述印刷滚筒相关联的压カ滚筒，因而材料能在所述压カ滚筒和所述印刷滚筒之间被牵拉。
3.如权利要求I或2所述的印刷滚筒エ位，其特征在于，还包括适于监测由所述印刷滚筒和所述压カ滚筒施加于所述材料上的カ的压カ传感器，经测量的力用于控制当所述电子电路的至少一部分被印刷到所述材料上时所述印刷滚筒和所述压カ滚筒之间的夹持力。
4.如权利要求I或2所述的印刷滚筒エ位，其特征在于，所述至少一个部件包括辊子支承基部和刮刀刀片系统。
5.如权利要求I或2所述的印刷滚筒エ位，其特征在于，还包括 材料配准传感器，所述材料配准传感器适于监测印刷到所述材料上的配准线和倾斜形状结构中的至少一个；以及 印刷滚筒配准传感器，所述印刷滚筒配准传感器适于监测刻印到所述印刷滚筒上的配准线； 印刷到所述材料上的监测到的所述配准线或所述倾斜形状结构中的至少ー个以及刻印到所述印刷滚筒上的监测到的配准线用于调节所述印刷滚筒，以与运动的材料匹配。
6.ー种用于将电子电路印刷到材料上的印刷机系统，所述印刷机系统包括 主控制系统； 可操作地由所述主控制系统来控制的前印刷滚筒エ位，其中所述前印刷滚筒エ位包括 基部; 位于所述基部上的多个可调节安装件； 至少ー个部件，每个部件位于所述可调节安装件中的一个或多个安装件上； 成对的支承件，每个支承件位于所述可调节安装件中的一个或多个安装件上；以及可转动地支承于成对的支承件之间的印刷滚筒，其中与成对的支承件相关联的所述ー个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的所述ー个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与所述印刷滚筒基本对准；以及 可操作地由主控制系统来控制的至少ー个后续的印刷滚筒エ位，而每个后续的印刷滚筒エ位包括 基部; 位于所述基部上的多个可调节安装件； 至少ー个部件，每个部件位于所述可调节安装件中的一个或多个安装件上；成对的支承件，每个支承件位于所述可调节安装件中的一个或多个安装件上；以及可转动地支承于所述成对的支承件之间的印刷滚筒，其中与所述成对的支承件相关联的所述ー个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的所述ー个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与所述印刷滚筒基本对准；以及 所述前印刷滚筒エ位和所述至少一个后续的印刷滚筒エ位彼此相邻对准，因而所述材料能从所述前印刷滚筒エ位运输到所述每个后续的印刷滚筒エ位，同时所述电子电路被印刷到所述材料上。
7.如权利要求6所述的印刷机系统，其特征在干 所述前印刷滚筒エ位还包括与所述印刷滚筒相关联的压カ滚筒，因而所述材料能在所述压カ滚筒和所述印刷滚筒之间被牵拉；以及 每个后续的印刷滚筒エ位还包括与所述印刷滚筒相关联的压カ滚筒，因而所述材料能在所述压カ滚筒和所述印刷滚筒之间被牵拉。
8.如权利要求6或7所述的印刷机系统，其特征在于，所述前印刷滚筒エ位和所述至少一个后续的印刷滚筒エ位中的至少ー个还包括适于监测由对应的印刷滚筒和对应的压カ滚筒施加于所述材料上的力的カ传感器，经测量的カ用于在所述电子电路的至少一部分被印刷到所述材料上时控制对应的印刷滚筒和对应的压カ滚筒之间的夹持力。
9.如权利要求6或7所述的印刷机系统，其特征在于 所述前印刷滚筒エ位还包括形成于所述印刷滚筒上的刻印的配准线和刻印的倾斜形状结构，所述刻印的配准线和所述刻印的倾斜形状结构分别将配准线和倾斜形状结构印刷到所述材料上； 每个后续的印刷滚筒エ位还包括形成于所述印刷滚筒上的刻印的倾斜形状结构，所述刻印的倾斜形状结构将倾斜形状结构印刷到所述材料上； 每个后续的印刷滚筒エ位还包括适于监测印刷到所述材料上的配准线和ー个或多个倾斜形状结构的配准传感器； 每个后续的印刷滚筒エ位还包括适于监测刻印到所述对应的印刷滚筒上的配准线的印刷滚筒配准传感器；以及 主控制エ位适于至少使用印刷到所述材料上的监测到的一个或多个倾斜形状结构以及刻印到所述印刷滚筒上的监测到的配准线，以调节与所述至少一个后续的印刷滚筒エ位相关联的印刷滚筒中的至少ー个，以与运动的材料匹配。
10.如权利要求6或7所述的印刷机系统，其特征在于，所述前印刷滚筒エ位和所述至少ー个后续的印刷滚筒エ位被建立和对准成当所述电子电路被印刷到所述材料上时获得至少约±25微米的层间配准度。
11.ー种用于将电子电路印刷到材料上的方法，所述方法包括如下步骤 建立前印刷滚筒エ位和至少ー个后续的印刷滚筒エ位，每个印刷滚筒エ位包括 基部; 位于基部上的多个可调节安装件； 至少ー个部件，每个部件位于可调节安装件中的一个或多个安装件上； 成对的支承件，每个支承件位于可调节安装件中的一个或多个安装件上；以及 可转动地支承于成对的支承件之间的印刷滚筒，其中与成对的支承件相关联的所述ー个或多个可调节安装件和与每个部件相关联的所述ー个或多个可调节安装件定位成确保每个部件与所述印刷滚筒基本对准； 使所述前印刷滚筒エ位和所述至少一个后续的印刷滚筒エ位彼此相邻对准，因而所述材料能从所述前印刷滚筒エ位运输到每个后续的印刷滚筒エ位，同时所述电子电路被印刷到所述材料上。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于 所述前印刷滚筒エ位还包括与所述印刷滚筒相关联的压カ滚筒，因而所述材料能在所述压カ滚筒和所述印刷滚筒之间被牵拉；以及 每个后续的印刷滚筒エ位还包括与所述印刷滚筒相关联的压カ滚筒，因而所述材料能在所述压カ滚筒和所述印刷滚筒之间被牵拉。
13.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，还包括监测由所述印刷滚筒和所述对应的压カ滚筒中的至少ー个施加到所述材料上的力的步骤，经测量的力用于控制当所述 电子电路的至少一部分被印刷到所述材料上时所述印刷滚筒和所述压カ滚筒之间的夹持力。
14.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，还包括当所述印刷滚筒可转动地支承于所述成对的支承件之间且所述成对的支承件被所述ー个或多个可调节安装件支承时在刻印机内对所述印刷滚筒中的至少ー个进行刻印的步骤。
15.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，还包括使用安装到所述至少ー个部件中的一个部件上的对准指示件来使所述印刷滚筒中的至少ー个对准的步骤，当所述对准指示件在其沿对应转动的印刷滚筒的长度运动过程中与对应的印刷滚筒恒定接触时，所述印刷滚筒中的至少ー个被对准。
16.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤 使用所述前印刷滚筒エ位来将配准线和倾斜形状结构印刷到所述材料上； 使用每个后续的印刷滚筒エ位来将倾斜形状结构印刷到所述材料上； 使用每个后续的印刷滚筒エ位来监测印刷到所述材料上的配准线和ー个或多个倾斜形状结构并监测刻印到对应的印刷滚筒上的配准线；以及 使用印刷到所述材料上的监测到的配准线和监测到的倾斜形状结构以及刻印到所述对应的印刷滚筒上的监测到的配准线来调节与至少ー个后续的印刷滚筒エ位中的至少ー个有关的至少ー个印刷滚筒，以与运动的材料匹配。
全文摘要
在此描述一种将电子电路印刷到材料(例如，玻璃衬底、塑料薄膜和塑料薄膜—玻璃衬底层叠物)上的印刷机系统以及方法。在示例性的应用场合中，印刷机系统能将电子电路印刷到材料上以例如形成挠性液晶显示器、购物零售点的标牌和电子书。
文档编号H05K3/12GK102725144SQ201080036043
公开日2012年10月10日 申请日期2010年7月30日 优先权日2009年8月10日
发明者D·E·布拉克利, G·E·莫兹, J·P·佩里斯, K·L·沃森, R·C·卡迪 申请人:康宁股份有限公司