CN106004096B - 一种用于打印石英晶体传感器敏感层的喷墨打印托盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于打印石英晶体传感器敏感层的喷墨打印托盘，包括石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版，所述石英晶片支架用于承载待打印的石英晶片，所述石英晶片打印掩膜版用于确定石英晶片上的电极部分敏感层的打印区域并保护打印过程中所述石英晶片的非电极区域不被污染，所述石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版上分别设置有一组掩膜版安装对准标记，所述掩膜版安装对准标记用于保证所述石英晶片和石英晶片打印掩膜版的对准。一种打印机，其具有所述的喷墨打印托盘。本发明能够提升石英晶体传感器敏感层打印效率和准确度，且操作起来简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于打印石英晶体传感器敏感层的喷墨打印托盘。
背景技术
长期以来用于石英晶体微天平传感器的敏感层制作方法主要是擦涂法、滴涂法、蘸涂法、旋涂法、真空溅射法，擦突法、滴涂法和蘸涂法都是手工镀膜的方法，成膜效果主要取决于人的操作，因此敏感层的形貌很难控制，表面形貌较差；而旋涂法虽然镀膜相对均匀，但是难以实现在特定区域内镀膜，很容易会使得整个器件受到污染；真空溅射法是一种很好的镀膜方式，但设备昂贵，操作复杂，效率较低。
喷墨打印技术经过较长的时间的发展，技术已经非常成熟，它不仅打印速度快，拥有很高的定位精度，同时可以实现多种溶液的同时打印。将敏感层溶液作为打印墨水即可实现敏感层的喷墨打印制作，同时通过控制溶液的溶度和打印的次数也可以很好的控制的成膜的厚度。然而，已有的喷墨打印设备直接用来制作石英晶体微天平传感器的敏感层不仅效率低，而且定位精度差，因此对打印机进行适当的改造，使其能够应用于石英晶体微天平传感器敏感层的制作，是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于打印石英晶体传感器敏感层的喷墨打印托盘，提升敏感层打印效率和准确度，且操作起来简便。另一目的是提供具有该喷墨打印托盘的打印机。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于打印石英晶体传感器敏感层的喷墨打印托盘，包括石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版，所述石英晶片支架用于承载待打印的石英晶片，所述石英晶片打印掩膜版用于确定石英晶片上的电极部分敏感层的打印区域并保护打印过程中所述石英晶片的非电极区域不被污染，所述石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版上分别设置有一组掩膜版安装对准标记，所述掩膜版安装对准标记用于保证所述石英晶片和石英晶片打印掩膜版的对准。
进一步地：
所述石英晶片支架上设置有用于安装所述石英晶片打印掩膜版的圆形大凹槽和用于安装多个石英晶片的多个圆形小凹槽，各圆形小凹槽沿圆周分布在所述圆形大凹槽内，所述石英晶片打印掩膜版为可配合安装到所述圆形大凹槽的圆形，所述石英晶片打印掩膜版上设置有与所述多个圆形小凹槽对应的多个圆孔，所述圆孔的位置和尺寸经设置以确定对应的石英晶片上的敏感层打印区域。
所述石英晶片支架的圆形大凹槽的中心设置有中心定位圆柱，所述石英晶片打印掩膜版的中心设置有用于供所述中心定位圆柱插入的中心定位孔，所述中心定位圆柱插入所述中心定位孔以将所述石英晶片打印掩膜版定位安装到所述石英晶片支架上。
所述一组掩膜版安装对准标记中有一对位于所述石英晶片支架的圆形大凹槽两侧，另一对位于所述石英晶片打印掩膜版上，两对掩膜版安装对准标记相互吻合时实现对准。
还包括设置在所述石英晶片支架上的喷墨打印位置识别标记，所述喷墨打印位置识别标记用于供打印机上的喷墨打印位置传感器进行检测以保证喷墨打印喷头打印在所述石英晶片支架上的指定区域。
所述喷墨打印位置识别标记设置为不规则十字交叉形，用以确定水平和竖直两个方向的打印位置坐标。
还包括设置在所述石英晶片支架上的托盘安装定位标记，所述托盘安装定位标记用于与打印机上的定位标记吻合，以保证所述喷墨打印托盘的初始安装位置位于在喷墨打印喷头的初始检测区域。
所述石英晶片支架在所述圆形大凹槽外的表面上设置有用于增大其所述石英晶片支架的表面摩擦力的若干不规则凹槽。
所述石英晶片支架的前端设置有斜面，以便使得所述喷墨打印托盘可在非手动情况下由辊带动进入打印机。
所述石英晶体传感器为石英晶体微天平气体传感器。
一种打印机，具有所述的喷墨打印托盘。
本发明的有益效果：
本发明的喷墨打印托盘通过石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版和配合结构，并借助掩膜版安装对准标记，可以有效提高打印石英晶体传感器敏感层的效率，并可以保证打印敏感层的形貌的准确度，且防止晶片非电极区域受到污染。
进一步地，还设有喷墨打印位置识别标记，以提高打印范围的准确度，提高原料的有效利用率。进一步地，石英晶片支架的圆形大凹槽和多个圆形小凹槽的设计，并配合石英晶片打印掩膜版的带多个圆孔的圆形结构设计，可实现多个石英晶片同时喷墨精准打印。
总体来说，本发明的打印效率高，操作起来简便，敏感层成型效果好，原料利用率高，有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例的喷墨打印托盘的石英晶片支架示意图；
图2为本发明实施例的喷墨打印托盘的石英晶片打印掩膜版示意图；
图3为本发明实施例的石英晶片打印掩膜版的圆孔与墨盒颜色的对应关系图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1，在一种实施例中，一种用于打印石英晶体传感器敏感层的喷墨打印托盘，包括石英晶片支架1和石英晶片打印掩膜版3，所述石英晶片支架1用于承载待打印的石英晶片，可以石英晶片支架1上可以设置多个石英晶片固定槽2a-2f，所述石英晶片打印掩膜版3用于确定石英晶片上的电极部分敏感层的打印区域并保护打印过程中所述石英晶片的非电极区域不被污染，所述石英晶片支架1和石英晶片打印掩膜版3上分别设置有一组掩膜版安装对准标记4a-4d，所述掩膜版安装对准标记4a-4d用于保证所述石英晶片和所述石英晶片打印掩膜版3的对准。
在优选的实施例中，所述石英晶片支架1上设置有用于安装所述石英晶片打印掩膜版3的圆形大凹槽和用于安装多个石英晶片的多个圆形小凹槽2a-2f，各圆形小凹槽沿圆周分布在所述圆形大凹槽内，所述石英晶片打印掩膜版3为可配合安装到所述圆形大凹槽的圆形，所述石英晶片打印掩膜版3上设置有与所述多个圆形小凹槽2a-2f对应的多个圆孔9a-9f，所述圆孔9a-9f的位置和尺寸经设置以确定对应的石英晶片上的敏感层打印区域。
在更优选的实施例中，所述石英晶片支架1的圆形大凹槽的中心设置有中心定位圆柱7，所述石英晶片打印掩膜版3的中心设置有用于供所述中心定位圆柱7插入的中心定位孔10。较佳的，石英晶片打印掩膜版3具有由柱状体形成的中心定位孔10，其外径120mm、内径15mm。
在更优选的实施例中，所述一组掩膜版安装对准标记4a-4d中有一对标记4a-4b位于所述石英晶片支架1的圆形大凹槽两侧，另一对标记4c-4d位于所述石英晶片打印掩膜版3上，两对掩膜版安装对准标记相互吻合时实现对准。
在优选的实施例中，喷墨打印托盘还包括设置在所述石英晶片支架1上的喷墨打印位置识别标记5，所述喷墨打印位置识别标记5用于供打印机上的喷墨打印位置传感器进行检测以保证喷墨打印喷头打印在所述石英晶片支架1上的指定区域。
在更优选的实施例中，所述喷墨打印位置识别标记5设置为不规则十字交叉形，用以确定水平和竖直两个方向的打印位置坐标。
在优选的实施例中，喷墨打印托盘还包括设置在所述石英晶片支架1上的托盘安装定位标记6，所述托盘安装定位标记6用于与打印机上的定位标记吻合，以保证所述喷墨打印托盘的初始安装位置位于在喷墨打印喷头的初始检测区域。所述托盘安装定位标记6可以为三角形，位于托盘右侧。
在优选的实施例中，所述石英晶片支架1在所述圆形大凹槽外的表面上设置有用于增大其所述石英晶片支架1的表面摩擦力的若干不规则凹槽。
在优选的实施例中，所述石英晶片支架1的前端设置有斜面，以便使得所述喷墨打印托盘可在非手动情况下由辊带动进入打印机。
在典型的实施例中，所述石英晶体传感器为石英晶体微天平气体传感器。
在一些实施例中，所述喷墨打印托盘采用强度较高的聚合物材料，可以为ABS塑料，厚度为2~3mm，优选地2.4mm。所述石英晶片打印掩膜版3为聚碳酸酯材料。石英晶片打印掩膜版3的圆周上有六个均匀分布的圆孔，圆孔孔径12.2mm，用于确定打印形状，保护晶片非电极部分。
在另一些实施例中，一种打印机，可具有前述任一项实施例的喷墨打印托盘。
以下结合附图进一步描述本发明的具体实施例及其使用方式。
参见图1至图2，实施例提供用于安放六个石英晶片（1英寸，双面电极，电极直径12.2mm）进行喷墨打印的喷墨打印托盘。使用时，先对石英晶片的电极进行表面亲水处理；然后配置生物或者化学溶液，装入到墨盒中；最后对石英晶片进行喷墨打印，得到生物或者化学敏感层。
如图1至图2所示，在一种实施例中，喷墨打印托盘包括石英晶片支架1、石英晶片打印掩膜版3、一组掩膜版安装对准标记4a-4d、喷墨打印位置识别标记5和托盘安装定位标记6。其中石英晶片支架1包括六个石英晶片固定槽2a-2f、掩膜版对准标记4a-4b、掩膜版中心定位圆柱7、若干不规则凹槽、光盘托盘传感器接触点8和支架前端斜面。若干不规则凹槽可以增大其表面摩擦力，使得喷墨打印托盘通过喷墨打印机驱动辊的时候不会打滑，并可以减轻其重量。支架前端斜面使得喷墨打印托盘可在非手动情况下由辊带动进入打印机。石英晶片打印掩膜版上有一对对准标记4c-4d与支架上的对准标记4a-4b配合，掩膜版上有六个均匀排布的圆孔9a-9f和中心定位孔10，优选12.2mm孔径，可以保证在打印过程中石英晶片只有电极部分打印敏感材料，其它部分不受污染。喷墨打印位置识别标记5为不规则的十字交叉形，位于石英晶片支架的左上角，在打印时，喷墨打印机喷头的传感器先检测位置识别标记5的横向坐标位置，再检测其纵向坐标位置，以确保打印区域横向和纵向两个坐标的准确性。石英晶片支架1上还设有一个托盘安装定位标记6。打印的时候，先将石英晶片放置在晶片固定槽内，然后安装好石英晶片打印掩膜版，再将喷墨打印托盘沿着压电式喷墨打印机（如Epson R330型）的光盘导轨底部插槽插入，直到托盘上的定位标记6和打印机上的定位标记吻合，实现其定位功能。喷墨打印托盘的石英晶片支架材料为ABS塑料，厚度为2~3mm，优选2.4mm。喷墨打印托盘的石英晶片打印掩膜版材料为（PC）聚碳酸酯，厚度1~2mm，优选1.2mm。
如图3所示，打印之前，在墨盒中装入6种不同的生物/化学溶液11a-11f，分别对应于墨盒的6种颜色黑、红、黄、蓝、浅红、浅蓝。打印过程中，在石英晶片掩膜版的圆孔9a的区域打印黑色，对应溶液11a；在石英晶片掩膜版的圆孔9b的区域打印红色，对应溶液11b；在石英晶片掩膜版的圆孔9c的区域打印黄色，对应溶液11c；在石英晶片掩膜版的圆孔9d的区域打印蓝色，对应溶液11d；在石英晶片掩膜版的圆孔9e的区域打印浅红色，对应溶液11e；在石英晶片掩膜版的圆孔9f的区域打印浅蓝色，对应溶液11f。由此，便可实现在六个不同的石英晶片上同时打印六种不同的生物/化学材料。
如上，本发明实施例能够实现多个石英晶片的同时定位打印，可提升打印效率，且成型效果好。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于打印石英晶体传感器敏感层的喷墨打印托盘，其特征在于, 包括石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版，所述石英晶片支架用于承载待打印的石英晶片，所述石英晶片打印掩膜版用于确定石英晶片上的电极部分敏感层的打印区域并保护打印过程中所述石英晶片的非电极区域不被污染，所述石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版上分别设置有一组掩膜版安装对准标记，所述掩膜版安装对准标记用于保证所述石英晶片和所述石英晶片打印掩膜版的对准, 所述石英晶片支架上设置有用于安装所述石英晶片打印掩膜版的圆形大凹槽和用于安装多个石英晶片的多个圆形小凹槽，各圆形小凹槽沿圆周分布在所述圆形大凹槽内，所述石英晶片打印掩膜版为可配合安装到所述圆形大凹槽的圆形，所述石英晶片打印掩膜版上设置有与所述多个圆形小凹槽对应的多个圆孔，所述圆孔的位置和尺寸经设置以确定对应的石英晶片上的敏感层打印区域。
2.如权利要求1所述的喷墨打印托盘，其特征在于,所述石英晶片支架的圆形大凹槽的中心设置有中心定位圆柱，所述石英晶片打印掩膜版的中心设置有用于供所述中心定位圆柱插入的中心定位孔。
3.如权利要求2所述的喷墨打印托盘，其特征在于, 所述一组掩膜版安装对准标记中有一对位于所述石英晶片支架的圆形大凹槽两侧，另一对位于所述石英晶片打印掩膜版上，两对掩膜版安装对准标记相互吻合时实现对准。
4.如权利要求1至3任一项所述的喷墨打印托盘，其特征在于,还包括设置在所述石英晶片支架上的喷墨打印位置识别标记，所述喷墨打印位置识别标记用于供打印机上的喷墨打印位置传感器进行检测以保证喷墨打印喷头打印在所述石英晶片支架上的指定区域。
5.如权利要求4所述的喷墨打印托盘，其特征在于, 所述喷墨打印位置识别标记设置为不规则十字交叉形，用以确定水平和竖直两个方向的打印位置坐标。
6.如权利要求1至3任一项所述的喷墨打印托盘，其特征在于,还包括设置在所述石英晶片支架上的托盘安装定位标记，所述托盘安装定位标记用于与打印机上的定位标记吻合，以保证所述喷墨打印托盘的初始安装位置位于在喷墨打印喷头的初始检测区域。
7.如权利要求1至3任一项所述的喷墨打印托盘，其特征在于,所述石英晶片支架在所述圆形大凹槽外的表面上设置有用于增大其所述石英晶片支架的表面摩擦力的若干不规则凹槽。
8.如权利要求1至3任一项所述的喷墨打印托盘，其特征在于, 所述石英晶片支架的前端设置有斜面，以便使得所述喷墨打印托盘可在非手动情况下由辊带动进入打印机。
9.如权利要求1至3任一项所述的喷墨打印托盘，其特征在于,所述石英晶体传感器为石英晶体微天平气体传感器。
10.一种打印机，其特征在于,具有如权利要求1至9任一项所述的喷墨打印托盘。
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