CN103906359A - 电子油墨笔 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电子油墨笔，包括笔头和笔筒，其特征在于，所述笔头采用直插式将所述笔筒的一端插入所述笔筒的尖端末梢，所述电子油墨笔还包括位于所述笔筒顶端的电源装置、位于所述笔筒内部且与所述电源装置连接的驱动装置以及一端与所述驱动装置连接且另一端与所述笔头相连接的油墨管；所述顶端为与所述笔筒的尖端末梢相对的那一端。本发明提供的电子油墨笔通过填充入电子油墨，能够在基底上写出所需要的导体、连接线等各种电子元器件，并且集多尺寸、多功能于一体，能够较好的满足多个领域的需求。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种电子油墨笔。
背景技术
在过去的50年中，硅基半导体微电子技术占据了电子技术的绝对主导地位。但现代硅基集成电路的制造已经成为极其复杂的技术领域，从单晶硅衬底材料的制备，到在硅单晶上形成晶体管与互连线所需要的薄膜沉积、光刻、刻蚀、封装等，所涉及工艺步骤多达数百道。最新的紫外光刻用设备造价高达数千万美元，如此高昂的投资已使集成电路的生产成为全球只有少数企业能够负担得起的产业。而与之形成强烈对比的是印刷制作技术的简单性。因此，在过去10多年中对溶液化有机与无机半导体材料的研究开发，催生了用传统印刷技术制造各种电子器件的探索研究。溶液化有机与无机半导体材料的最大特点是它们不依赖于基底材料的导体或半导体性质，可以以薄膜形态沉积到任何材料上。但它同时也存在很多的弊端，比如沉积的手段（诸如蒸镀、溅射、旋涂等）需要提供较高的工作温度以及相对较昂贵的设备；有机电子材料及其溶液的高挥发性以及毒性；金属油墨制作成本高（如银油墨等）等。因此急切需求一种装置简单、方便易用、功能强大、成本低廉的技术来满足微电子技术领域的种种要求。
目前有一种用于绘制电路板的笔，通过笔中填充导电油墨，可以按照预先设定的形状在多种基底表面上绘制电路板。然而这种用以绘制电路板的笔的装置仅包含了单纯的通电加热装置以及以液态金属为导电油墨，无法进一步实现多种电子材料、不同尺寸以及封装等简易操控，并且在电路绘制之后需要进一步的封装。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明解决的技术问题是提供一种集多功能于一体的电子油墨专用书写笔，能够在基底上写出各种电子元器件及其连接线。
（二）技术方案
本发明提出了一种电子油墨笔，包括笔头和笔筒，所述笔头采用直插式将所述笔筒的一端插入所述笔筒的尖端末梢，所述电子油墨笔还包括位于所述笔筒顶端的电源装置、位于所述笔筒内部且与所述电源装置连接的驱动装置以及一端与所述驱动装置连接且另一端与所述笔头相连接的油墨管；
所述顶端为与所述笔筒的尖端末梢相对的那一端。
优选地，所述电源装置包括电极以及与所述电极通过导线相连接的供电装置。
优选地，所述供电装置为USB电源接口、夹式电源接口或蓄电池。
优选地，所述电子油墨笔还包括电源开关，所述电源开关位于所述笔筒外壁上，且通过导线与所述电极和所述电源装置相连接。
优选地，所述电源开关为调速开关，用于当所述电源开关为开启状态时，通过旋转所述调速开关控制所述驱动装置驱动力的大小，控制所述油墨管的出墨量。
优选地，所述驱动装置包括顺次连接的电机、螺纹管及活塞，所述活塞直径与所述油墨管的直径相等，且所述活塞在所述油墨管的内部自由活动。
优选地，所述笔头能够拆除。
优选地，所述电子油墨笔还包括加热装置，所述加热装置包括与所述电源开关相连接的加热带以及串联在所述加热带与所述电极之间的分压电阻，所述加热带围绕在所述油墨管上。
优选地，所述电子油墨笔还包括封装装置，所述封装装置包括环绕在所述油墨管外部且与所述油墨管之间有空腔的封装液存储管以及在所述封装液存储管内自由活动的封装液活塞，所述封装液活塞为内径与所述油墨管直径相等的圆环形，所述封装液活塞的外径与所述封装液存储管的直径相等，且所述封装液活塞与所述螺纹管相连。
（三）有益效果
本发明通过填充入电子油墨，能够在基底上写出所需要的导体、连接线等各种电子元器件，并且集多尺寸、多功能于一体，能够较好的满足多个领域的需求。
附图说明
图1是本发明提出的电子油墨笔结构示意图；
图2是本发明提出的电子油墨笔的多个笔头结构示意图；
图3是本发明提出的集加热功能于一体的电子油墨笔结构示意图；
图4是本发明提出的集封装功能于一体的电子油墨笔结构示意图。
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。
本发明提出了一种电子油墨笔，如图1~4所示，其中，附图中编号分别为：1-电极；2-电机；3-导线；4-螺纹杆；5-活塞；6-笔筒；7-电源开关；8-油墨管；9-USB电源接口；9’-夹式电源接口；10-笔头；11-分压电阻；12-加热带；13-封装液活塞；14-封装液存储管。
实施例1：
本发明提出了一种电子油墨笔，用于在不同基底表面上书写电子电路，包括笔头和笔筒，所述笔头采用直插式将所述笔筒的一端插入所述笔筒的尖端末梢，所述电子油墨笔还包括位于所述笔筒顶端的电源装置、位于所述笔筒内部且与所述电源装置连接的驱动装置以及一端与所述驱动装置连接且另一端与所述笔头相连接的油墨管；
所述顶端为与所述笔筒的尖端末梢相对的那一端。
进一步地，笔头能够拆除。笔头可以采用微型针管、滚珠笔头、毛刷针头等，并可根据要求采用不同的尺寸，其尺寸范围可选取1um-10cm，当根据需要更换笔头时，可以将笔头从笔筒的尖端末梢处拔下，然后采用直插式将换取的笔头插到笔筒的尖端末梢处。
基底材料为：具有各种粗糙度的纸基基底、PCB（Printed CircuitBoard，印刷电路板）、塑料基底、玻璃基底、木材基底、织物基底、橡胶基底、漆膜基底、玻璃钢基底、建筑墙壁基底、金属膜基底等。
笔筒材质为铜质、铝质、钢质、陶瓷质、木质或塑料质；制作工艺可采用浇铸、模铸、吹塑等。
油墨管与笔筒的材质相同，用于承装电子油墨，其中电子油墨为具有一定粘度的导体油墨、半导体油墨以及绝缘油墨；其中，导体油墨为各种液态金属以及金属氧化物，有机导体，碳纳米管导电油墨；半导体油墨为各种有机半导体，非金属半导体，金属化合物半导体，石墨烯以及半导体型碳纳米油墨；绝缘油墨为各种有机绝缘油墨，非金属绝缘油墨、溶液型金属化合物绝缘油墨；电子油墨涂层厚度为1纳米～1毫米。
进一步地，所述电源装置包括电极以及与所述电极和所述电源装置通过导线相连接的供电装置。所述供电装置为USB电源接口、夹式电源接口或蓄电池。
电极材料采用铜质电极，导线采用铜芯导线。
USB电源接口为目前通用的电脑接口以及锂电池移动电源接口，方便连接市售的各种移动电源设备，从而达到便携式的书写要求。
供电装置还可以使用夹式电源接口，用于连接电压较大的移动电源。供电装置还可以使用蓄电池。
进一步地，所述电子油墨笔还包括电源开关，所述电源开关位于所述笔筒外壁上，且通过导线与所述电极相连接。电源开关可以采用普通揿钮式、蘑菇头式、旋柄式等；所述电源开关为调速开关，用于当所述电源开关为开启状态时，通过旋转所述调速开关控制所述驱动装置驱动力的大小，控制所述油墨管的出墨量。
进一步地，所述驱动装置包括顺次连接的电机、螺纹管及活塞，所述活塞直径与所述油墨管的直径相等，且所述活塞在所述油墨管的内部自由活动。活塞为橡胶、陶瓷等材质，活塞与螺纹杆相连，活塞上打有内螺纹孔，当电机转动螺纹杆时，活塞内螺纹孔和螺纹杆产生相对运动，从而活塞往前推动。
电机可以采用步进电机、减速电机等，其机构可以为气动式驱动机构以及电磁泵驱动机构等。根据书写需求，选择合适功率、转矩以及转速的电机，通过调节电压改变电机驱动力的大小，从而改变出墨量。
螺纹杆与电机轴焊接在一起，并且共轴心，当电机转动时，带动螺纹杆从而推动活塞前进。根据需求，螺纹杆可选用适合的直径、螺纹间距和长度。
进一步地，所述电子油墨笔还包括加热装置，所述加热装置包括与所述电源开关相连接的加热带以及串联在所述加热带与所述电极之间的分压电阻，所述加热带围绕在所述油墨管上。
其中，加热带主要由电热材料和绝缘材料等组成，主要作用为加热熔点高于室温的合金油墨，使其在书写过程中维持液态，便于书写；其中，电热材料为镍铬、铁铬铝等合金材料，其热效率高，使用寿命长等特点；绝缘材料为多层无碱玻璃纤维、硅橡胶等，具有良好的耐温性能和可靠的绝缘性能；同时，它结构柔软，使用时可直接缠绕在被加热部位的表面加热，它温度均匀、安装简单、使用方便、安全可靠。
由于采用了加热带，外接电压较大，因此在电机与电极之间串联一个分压电阻，从而达到保护电机的目的。
进一步地，所述电子油墨笔还包括封装装置，所述封装装置包括环绕在所述油墨管外部且与所述油墨管之间有空腔的封装液存储管以及在所述封装液存储管内自由活动的封装液活塞，所述封装液活塞为内径与所述油墨管直径相等的圆环形，所述封装液活塞的外径与所述封装液存储管的直径相等，且所述封装液活塞与所述螺纹管相连。
其中，封装液活塞由一环形橡胶活塞、三枚支撑杆以及一带有内螺纹孔的圆盘组成，在电机驱动螺纹杆时，同时与该圆盘发生作用，推动封装液活塞向下运动，将封装液从笔头挤出达到在线封装的目的。
封装液存储管，材质与笔筒材质相同，用于承装封装液。封装液可采用环氧树脂类封装胶、有机硅橡胶以及聚氨酯封装胶等。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (9)
1.一种电子油墨笔，包括笔头和笔筒，其特征在于，所述笔头采用直插式将所述笔筒的一端插入所述笔筒的尖端末梢，所述电子油墨笔还包括位于所述笔筒顶端的电源装置、位于所述笔筒内部且与所述电源装置连接的驱动装置以及一端与所述驱动装置连接且另一端与所述笔头相连接的油墨管；
所述顶端为与所述笔筒的尖端末梢相对的那一端。
2.根据权利要求1所述的电子油墨笔，其特征在于，所述电源装置包括电极以及与所述电极通过导线相连接的供电装置。
3.根据权利要求2所述的电子油墨笔，其特征在于，所述供电装置为USB电源接口、夹式电源接口或蓄电池。
4.根据权利要求2所述的电子油墨笔，其特征在于，所述电子油墨笔还包括电源开关，所述电源开关位于所述笔筒外壁上，且通过导线与所述电极和所述电源装置相连接。
5.根据权利要求4所述的电子油墨笔，其特征在于，所述电源开关为调速开关，用于当所述电源开关为开启状态时，通过旋转所述调速开关控制所述驱动装置驱动力的大小，控制所述油墨管的出墨量。
6.根据权利要求1所述的电子油墨笔，其特征在于，所述驱动装置包括顺次连接的电机、螺纹管及活塞，所述活塞直径与所述油墨管的直径相等，且所述活塞在所述油墨管的内部自由活动。
7.根据权利要求1所述的电子油墨笔，其特征在于，所述笔头能够拆除。
8.根据权利要求1~7任一项所述的电子油墨笔，其特征在于，所述电子油墨笔还包括加热装置，所述加热装置包括与所述电源开关相连接的加热带以及串联在所述加热带与所述电极之间的分压电阻，所述加热带围绕在所述油墨管上。
9.根据权利要求1~7任一项所述的电子油墨笔，其特征在于，所述电子油墨笔还包括封装装置，所述封装装置包括环绕在所述油墨管外部且与所述油墨管之间有空腔的封装液存储管以及在所述封装液存储管内自由活动的封装液活塞，所述封装液活塞为内径与所述油墨管直径相等的圆环形，所述封装液活塞的外径与所述封装液存储管的直径相等，且所述封装液活塞与所述螺纹管相连。
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