CN107901620B - 一种便携式线路板打印装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式线路板打印装置，所述装置包括单片机(1)、供电模块(2)、继电器组、打印笔(3)，所述继电器组包括4个继电器，所述单片机(1)分别与4个继电器相连接，所述继电器(4)、继电器(7)与打印笔(3)相连接，所述供电模块(2)分别与所述单片机(1)和所述4个继电器相连接，为所述单片机(1)和4个继电器供电，所述单片机(1)与所述打印笔(3)相连接。本发明采用的减速电机，可以在打印结束时，将悬垂在打印装置外侧的物料及时吸回至打印笔内，从而避免多余物料滴落到线路板上而导致的线路板制备失败，提高了线路板打印质量。本发明还具有操作简单、易于携带、制造成本低等优点。

Description

一种便携式线路板打印装置
技术领域
本发明属于制造设备领域，具体涉及一种便携式线路板打印装置。
背景技术
目前，印刷线路板的制备方法主要有两种，即减成法和加成法。减成法是指利用化学方法或机械方法，将空白线路板上不需要的部分去除，余下的部分便是所需要的电路。减成法制备线路板，具有工艺复杂，步骤繁琐，每个步骤的工艺都需要配备专门的设备，并且污染严重。加成法是指在绝缘基板上，采用丝印、电镀或粘贴等方法有选择性的在绝缘基板上形成导电图形，从而制备出线路板的方法。加成法工艺具有工艺简单、污染少或无污染、节约资源等优势。在加成法制备方法中，通常采取的线路板打印方式，是采用导电墨水制作线路板，其导电性能非常差，无法满足线路板制备的工业标准；另一种经常采用的常温银液体合金制作线路板，其缺点是银液体合金颗粒比较大，成本高，且不满足线路板线宽的工艺要求。此外，已有的线路板打印装置中，无法精准控制打印物料，易造成打印物料滴落到线路板上，导致线路板打印失败。因此，在采用加成法制备工艺中，如何制作满足工艺要求的线路板，且制作成本低，操作简单，有利于大规模推广，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决线路板制备过程中污染严重、制作过程繁琐、工艺不满足工业标准、造价高、物料控制不精准等问题，本发明提供了一种便携式线路板打印装置，采用该装置制备的线路板不仅能够满足工业制备标准，杜绝了传统制作线路板带来的水源及环境污染，而且具有物料控制精准、制造成本低，携带方便，操作简单，易于大规模推广等特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供的一种便携式线路板打印装置，包括：单片机(1)、供电模块(2)、打印笔(3)、继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)；所述供电模块(2)与所述单片机(1)相连接，为所述单片机(1)供电；所述供电模块(2)分别与所述继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)相连接，为所述继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)供电；所述单片机(1)分别与所述继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)相连接，所述单片机(1)对所述继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)进行控制；所述单片机(1)与所述打印笔(3)相连接，所述单片机(1)对所述打印笔(3)进行信号检测；所述继电器(4)、继电器(7)分别与所述打印笔(3)相连接，所述继电器(4)、继电器(7)对所述打印笔(3)进行控制。
所述打印笔(3)由打印笔仓盒(301)、减速电机连接线A(302)、减速电机连接线B(303)、减速电机(304)、第一连接件(305)、第二连接件(306)、物料推进杆(307)、物料仓(308)、物料仓出料口(309)、打印针头(310)、打印笔打印控制开关(311)组成；所述打印笔打印控制开关(311)设置于所述打印笔仓盒(301)外侧，所述单片机(1)的一个IO端口(P2.7)与所述打印笔打印控制开关(311)相连接，所述单片机(1)对所述打印笔打印控制开关(311)进行信号检测；所述减速电机(304)、第一连接件(305)、第二连接件(306)、物料推进杆(307)、物料仓(308)设置于所述打印笔仓盒(301)内部；所述物料仓出料口(309)的一半设置于所述打印笔仓盒(301)内部，所述物料仓出料口(309)的另一半由所述打印笔仓盒内部延伸至所述打印笔仓盒(301)的外侧；所述打印针头(310)设置于所述打印笔仓盒(301)外侧，与所述物料仓出料口(309)相连接。
所述继电器(4)的常开端口(404)、所述继电器(5)的常开端口(504)分别与所述供电模块(2)的正极相连接；所述继电器(6)的常开端口(604)、所述继电器(7)的常开端口(704)分别与所述供电模块(2)的负极相连接；所述继电器(4)的公共端口(402)与所述继电器(6)的公共端口(602)相连接；所述继电器(5)的公共端口(502)与所述继电器(7)的公共端口(702)相连接；所述继电器(4)的公共端口(402)与所述打印笔(3)相连接；所述继电器(7)的公共端口(702)与所述打印笔(3)相连接；所述单片机(1)的一个IO端口(P2.3)与所述继电器(4)的线圈控制端口B(403)相连接；所述单片机(1)的一个IO端口(P2.4)与所述继电器(5)的线圈控制端口B(503)相连接；所述单片机(1)的一个IO端口(P2.5)与所述继电器(6)的线圈控制端口B(603)相连接；所述单片机(1)的一个IO端口(P2.6)与所述继电器(7)的线圈控制端口B(703)相连接；所述继电器(4)的线圈控制端口A(401)、所述继电器(5)的线圈控制端口A(501)、所述继电器(6)的线圈控制端口A(601)、所述继电器(7)的线圈控制端口A(701)均接地。
所述物料仓(308)、物料推进杆(307)与所述物料仓出料口(309)是一体的，所述物料仓(308)(含所述物料推进杆(307)和所述物料仓出料口(309))是可拆卸和可替换的；所述物料仓(308)是圆柱体的；所述物料推进杆(307)侧剖面为T型，物料推进杆(307)侧剖面T型的短边位于物料仓(308)内部，是与物料仓(308)内壁紧密配合的、有一定厚度的圆盘，可在物料仓(308)内来回滑动，物料推进杆(307)侧剖面T型的长边为圆柱形，且与物料推进杆(307)侧剖面的T型短边固定为一体；物料仓出料口(309)是圆柱体，该圆柱体直径小于物料仓(308)的直径；所述物料仓出料口(309)的内腔与所述物料仓(308)内腔相连通；物料仓出料口(309)一半封装于打印笔仓盒(301)内部，一半由所述打印笔仓盒(301)内部延伸至打印笔仓盒(301)外侧。
所述物料仓(308)、所述物料仓出料口(309)、所述打印针头(310)内腔相连通。
优选地，所述单片机(1)型号为IPA15W4K58S4。
优选地，所述继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)型号相同，其型号均为SRD-05VDC-SL-C。
优选地，所述打印针头(310)是可拆卸和可替换的。
优选地，所述打印针头(310)的针管直径在0.1-0.9毫米之间。
优选地，所述物料存储于物料仓(308)内，所述物料为焊锡膏。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.精准控制物料，提高线路板制备效率
对于线路板打印装置，通常在打印停止时，打印针头外侧还悬垂有一部分多余的打印物料，如果这些多余的打印物料滴落在印刷线路板上，容易造成线路板制备失败。而本发明公开的便携式线路板打印装置，当抬起打印笔打印控制开关时，由于单片机及继电器控制减速电机产生逆向旋转，能够使悬垂在打印针头外多余的物料及时吸回至打印针头内，实现精准控制物料，有效防止多余物料滴落到线路板上引起的线路板制备失败等问题。
2.结构简单，成本低，操作简单、携带方便
本发明具有结构简单，制造成本低，操作简单、携带方便、工作可靠性高、宜于大规模推广等优点。该打印装置还能够与激光打印机相结合，将其安装在激光打印机的机架上，可以实现线路板的机械印刷。
3.工艺满足工业标准，打印效果好
本发明采用的打印物料是焊锡膏，打印物料单质颗粒很小，其导电性能好，能够满足线路板制作的工业标准，打印效果好。
4.降低了线路板制备开发成本
本发明实现了加成法线路板的制备，有效解决了传统线路板制备工艺的制作周期长、成本高、污染大等问题。
附图说明
图1是便携式线路板打印装置整体结构示意图；
图中：1-单片机，2-供电模块，3-打印笔，302-减速电机连接线A，303-减速电机连接线B，311-打印笔打印控制开关，4-继电器，5-继电器，6-继电器，7-继电器，401-继电器4的线圈控制端口A，402-继电器4的公共端口，403-继电器4的线圈控制端口B,404-继电器4的常开端口，405-继电器4的常闭端口，501-继电器5的线圈控制端口A，502-继电器5的公共端口，503-继电器5的线圈控制端口B，504-继电器5的常开端口，505-继电器5的常闭端口，601-继电器6的线圈控制端口A，602-继电器6的公共端口，603-继电器6的线圈控制端口B,604-继电器6的常开端口，605-继电器6的常闭端口，701-继电器7的线圈控制端口A，702-继电器7的公共端口，703-继电器7的线圈控制端口B，704-继电器7的常开端口，705-继电器7的常闭端口。
图2为便携式线路板打印装置打印笔(3)的内部结构示意图；
图中：3-打印笔，301-打印笔仓盒，302-减速电机连接线A，303-减速电机连接线B，304-减速电机，305-第一连接件，306-第二连接件，307-物料推进杆，308-物料仓，309-物料仓出料口，310-打印针头，311-打印笔打印控制开关。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。
图1为本发明具体实施例所述的一种便携式线路板打印装置的整体结构示意图，包括单片机(1)、供电模块(2)、打印笔(3)、继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)，其中，供电模块(2)与单片机(1)相连接，为单片机(1)供电；供电模块(2)分别与继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)相连接，为继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)供电；单片机(1)分别与继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)相连接，单片机(1)对继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)进行控制；单片机(1)与打印笔(3)相连接，单片机(1)对打印笔(3)进行信号检测；继电器(4)、继电器(7)分别与打印笔(3)相连接，继电器(4)、继电器(7)对打印笔(3)进行控制。
具体地，供电模块(2)与单片机(1)的电源引脚相连接，供电模块(2)给单片机(1)供电；继电器(4)的常开端口(404)、继电器(5)的常开端口(504)分别与供电模块(2)的正极相连接；继电器(6)的常开端口(604)、继电器(7)的常开端口(704)分别与供电模块(2)的负极相连接；继电器(4)的公共端口(402)与继电器(6)的公共端口(602)相连接；继电器(5)的公共端口(502)与继电器(7)的公共端口(702)相连接；继电器(4)的公共端口(402)与打印笔(3)的减速电机连接线A(302)相连接；继电器(7)的公共端口(702)与打印笔(3)的减速电机连接线B(303)相连接。继电器(4)的线圈控制端口A(401)、继电器(5)的线圈控制端口A(501)、继电器(6)的线圈控制端口A(601)、继电器(7)的线圈控制端口A(701)均接地；单片机(1)的IO端口P2.3脚与继电器(4)的线圈控制端口B(403)相连接；单片机(1)的IO端口P2.4脚与继电器(5)的线圈控制端口B(503)相连接；单片机(1)的IO端口P2.5脚与继电器(6)的线圈控制端口B(603)相连接；单片机(1)的IO端口P2.6脚与继电器(7)的线圈控制端口B(703)相连接；单片机(1)的IO端口P2.7脚与打印笔打印控制开关(311)相连接。
图2为本发明具体实施例所述的一种便携式线路板打印装置的打印笔(3)的内部结构示意图，包括打印笔仓盒(301)，减速电机连接线A(302)，减速电机连接线B(303)，减速电机(304)，第一连接件(305)，第二连接件(306)，物料推进杆(307)，物料仓(308)，物料仓出料口(309)，打印针头(310)，打印笔打印控制开关(311)。其中，减速电机(304)、第一连接件(305)、第二连接件(306)、物料推进杆(307)、物料仓(308)封装于打印笔仓盒(301)内部，物料仓出料口(309)一半位于打印笔仓盒(301)内部，一半由打印笔仓盒(301)内部延伸至打印笔仓盒(301)外部，打印笔打印控制开关(311)安装于打印笔仓盒(301)的外部，减速电机(304)的两个线路连接线减速电机连接线A(302)、减速电机连接线B(303)由打印笔仓盒(301)内延伸至打印笔仓盒(301)外。
具体地，第一连接件(305)与减速电机(304)相连接，且固定于减速电机上，当减速电机(304)转动时，带动第一连接件(305)转动。第二连接件(306)与第一连接件(305)相连接，并固定于第一连接件(305)上，当减速电机(304)带动第一连接件(305)转动时，由第一连接件(305)带动第二连接件(306)转动。第二连接件(306)其内部有一定中空部分，物料推进杆(307)的一端插入到第二连接件(306)内部的中空位置，第二连接件(306)紧固住物料推进杆(307)。当减速电机转动时，带动第一连接件(305)、第二连接件(306)转动，继而带动物料推进杆(307)共同转动。
具体地，物料仓(308)、物料推进杆(307)与物料仓出料口(309)是一体的，物料仓(308)(含物料推进杆(307)和物料仓出料口(309))是可拆卸和可替换的；物料仓(308)是圆柱体的；物料推进杆(307)侧剖面为T型，物料推进杆(307)侧剖面T型的短边位于物料仓(308)内部，是与物料仓(308)内壁紧密配合的、有一定厚度的圆盘，可在物料仓(308)内来回滑动，物料推进杆(307)侧剖面T型的长边为圆柱形，且与物料推进杆(307)侧剖面的T型短边固定为一体；物料仓出料口(309)是圆柱体，该圆柱体直径小于物料仓(308)的直径；物料仓出料口(309)的内腔与物料仓(308)内腔相连通；物料仓出料口(309)一半封装于打印笔仓盒(301)内部，一半由打印笔仓盒(301)内部延伸至打印笔仓盒(301)外侧。
具体地，打印针头(310)是由一个锥形套接接口和圆柱形针管组成，其中锥形套接接口可套接于物料仓出料口(309)外侧，且与物料仓出料口(309)的外壁严密配合。物料仓(308)、物料仓出料口(309)、打印针头(310)内腔是联通的。当物料推进杆(307)向物料出料口(309)方向推进，可将物料由物料仓出料口(309)、打印针头(310)挤压到线路板，从而实现线路板打印。
具体地，打印针头(310)是可拆卸的和可替换的，打印针头直径可以根据线路板设计工艺要求，选择不同直径的打印针头，打印针头直径在0.1-0.9毫米之间。
优选地，物料存储于物料仓(308)内部，物料为焊锡膏。
优选地，单片机型号为IPA15W4K58S4。
优选地，继电器(4)、继电器(5)、继电器(6)、继电器(7)型号相同，型号均为SRD-05VDC-SL-C。
使用时，单片机(1)不断检测打印笔打印控制开关(311)是否按下，一旦检测到打印笔打印控制开关(311)按下后，单片机(1)的P2.4脚、P2.5脚分别向继电器(5)的(503)、继电器(6)的(603)发出控制信息，启动继电器(5)、继电器(6)。继电器(5)接到启动控制信号后，其公共端口(502)与其常开端口(504)吸合，由于(502)与(702)相连接，因此，与(702)连接的减速电机连接线B(303)处获得高电压；同理，继电器(6)接到启动信号后，其公共端口(602)与其常开端口(604)吸合，由于(602)与(402)相连接，故与(402)连接的减速电机连接线A(302)处获得低电压，启动减速电机(304)。减速电机(304)转动，带动第一连接件(305)、第二连接件(306)转动，从而带动物料推进杆(307)向物料仓出料口端前进。物料经物料推进杆(307)的挤压，由物料仓出料口(309)、打印针头(310)挤出至线路板上，进行线路板打印。
当单片机(1)检测到打印笔打印控制开关(311)抬起时，单片机(1)的P2.4脚和P2.5脚分别向继电器(5)的公共端口(502)、继电器(6)的公共端口(602)发送停止控制信号，同时，单片机(1)的P2.3脚、P2.6脚分别向继电器(4)的线圈控制端口B(403)、继电器(7)的线圈控制端口B(703)发送启动控制信号，启动继电器(4)、继电器(7)。继电器(4)的公共端口(402)与常开端口(404)吸和，由于(404)连接电源正极，且(402)与减速电机输入端口A(302)相连接，因此，在减速电机连接线A(302)处获得高电压。同理，继电器(7)的公共端口(702)与常开端口(704)吸和，由于(704)接电源负极，且(702)与减速电机连接线B(303)相连接，因此，导通后在减速电机连接线B(303)处获得低电压，启动减速电机(304)逆向旋转。减速电机(304)逆向旋转，带动第一连接件(305)、第二连接件(306)旋转，继而带动物料推进杆(307)后退，从而将打印针头(310)之外悬垂的多余物料吸回至打印针头(310)内，避免打印停止时，悬垂在打印针头外的多余物料滴落至线路板上，造成线路板打印失败。该装置能够实现打印立即启停，并且可以实现精确控制物料输送，有效提高线路板打印成功率。
本发明所述的一种便携式线路板打印装置，通过单片机、继电器、减速电机对物料进行精确控制，从而实现线路板打印制备。该装置具有结构简单、携带方便，制造成本低，物料控制精准等特点，解决了传统打印装置造价成本高、污染严重、物料控制不精准等问题。本发明所述的一种便携式线路板打印装置可广泛应用于各种粘稠液体的打印应用，具有广阔的应用前景。
以上所述的实施例仅仅是对本发明一种便携式线路板打印装置的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明方案的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案作出的各种外型和改进，均应落入本发明一种便携式线路板打印装置的保护范围。

Claims (8)

1.一种便携式线路板打印装置，其特征在于，包括：单片机（1）、供电模块（2）、打印笔（3）、继电器I（4）、继电器II（5）、继电器III（6）、继电器IV（7）；
所述供电模块（2）与所述单片机（1）相连接，所述供电模块（2）为所述单片机（1）供电；所述供电模块（2）分别与所述继电器I（4）、继电器II（5）、继电器III（6）、继电器IV（7）相连接，为所述继电器I（4）、继电器II（5）、继电器III（6）、继电器IV（7）供电；所述单片机（1）分别与所述继电器I（4）、继电器II（5）、继电器III（6）、继电器IV（7）相连接，所述单片机（1）对所述继电器I（4）、继电器II（5）、继电器III（6）、继电器IV（7）进行控制；所述单片机（1）与所述打印笔（3）相连接，所述单片机（1）对所述打印笔（3）进行信号检测；所述继电器I（4）、继电器IV（7）分别与所述打印笔（3）相连接，所述继电器I（4）、继电器IV（7）对所述打印笔（3）进行控制；
所述打印笔（3）由打印笔仓盒（301）、减速电机连接线A（302）、减速电机连接线B（303）、减速电机（304）、第一连接件（305）、第二连接件（306）、物料推进杆（307）、物料仓（308）、物料仓出料口（309）、打印针头（310）、打印笔打印控制开关（311）组成；所述打印笔打印控制开关（311）设置于所述打印笔仓盒（301）外侧，所述单片机（1）的一个IO端口P2.7与所述打印笔打印控制开关（311）相连接，所述单片机（1）对所述打印笔打印控制开关（311）进行信号检测；所述减速电机（304）、第一连接件（305）、第二连接件（306）、物料推进杆（307）、物料仓（308）设置于所述打印笔仓盒（301）内部；所述物料仓出料口（309）的一半设置于所述打印笔仓盒（301）内部，所述物料仓出料口（309）的另一半由所述打印笔仓盒内部延伸至所述打印笔仓盒（301）的外侧；所述打印针头（310）设置于所述打印笔仓盒（301）外侧，与所述物料仓出料口（309）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式线路板打印装置，其特征在于，所述继电器I（4）的常开端口（404）、所述继电器II（5）的常开端口（504）分别与所述供电模块（2）的正极相连接；所述继电器III（6）的常开端口（604）、所述继电器IV（7）的常开端口（704）分别与所述供电模块（2）的负极相连接；所述继电器I（4）的公共端口（402）与所述继电器III（6）的公共端口（602）相连接；所述继电器II（5）的公共端口（502）与所述继电器IV（7）的公共端口（702）相连接；所述继电器I（4）的公共端口（402）与所述打印笔（3）相连接；所述继电器IV（7）的公共端口（702）与所述打印笔（3）相连接；所述单片机（1）的一个IO端口P2.3与所述继电器I（4）的线圈控制端口B（403）相连接；所述单片机（1）的一个IO端口P2.4与所述继电器II（5）的线圈控制端口B（503）相连接；所述单片机（1）的一个IO端口P2.5与所述继电器III（6）的线圈控制端口B（603）相连接；所述单片机（1）的一个IO端口P2.6与所述继电器IV（7）的线圈控制端口B（703）相连接；所述继电器I（4）的线圈控制端口A（401）、所述继电器II（5）的线圈控制端口A（501）、所述继电器III（6）的线圈控制端口A（601）、所述继电器IV（7）的线圈控制端口A（701）均接地。
3.根据权利要求1所述的一种便携式线路板打印装置，其特征在于，所述单片机型号为IPA15W4K58S4。
4.根据权利要求1所述的一种便携式线路板打印装置，其特征在于，所述继电器I（4）、继电器II（5）、继电器III（6）、继电器IV（7）型号相同，型号均为SRD-05VDC-SL-C。
5.根据权利要求1所述的一种便携式线路板打印装置，其特征在于，所述物料仓（308）、物料推进杆（307）与所述物料仓出料口（309）是一体的，所述物料仓（308）含所述物料推进杆（307）和所述物料仓出料口（309）并且是可拆卸和可替换的；所述物料仓（308）是圆柱体的；所述物料推进杆（307）侧剖面为T型，物料推进杆（307）侧剖面T型的短边位于物料仓（308）内部，是与物料仓（308）内壁紧密配合的、有一定厚度的圆盘，可在物料仓（308）内来回滑动，物料推进杆（307）侧剖面T型的长边为圆柱形，且与物料推进杆（307）侧剖面的T型短边固定为一体；物料仓出料口（309）是圆柱体，该圆柱体直径小于物料仓（308）的直径；所述物料仓出料口（309）的内腔与所述物料仓（308）内腔相连通；物料仓出料口（309）一半封装于打印笔仓盒（301）内部，一半由所述打印笔仓盒（301）内部延伸至打印笔仓盒（301）外侧。
6.根据权利要求1所述的一种便携式线路板打印装置，其特征在于，所述物料仓（308）、所述物料仓出料口（309）、所述打印针头（310）内腔相连通。
7.根据权利要求1所述的一种便携式线路板打印装置，其特征在于，所述打印针头（310）是可拆卸和可替换的；所述打印针头（310）的针管直径在0.1-0.9毫米之间。
8.根据权利要求1所述的一种便携式线路板打印装置，其特征在于，所述物料存储于物料仓（308）内，所述物料是焊锡膏。
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