CN204842974U

CN204842974U - 一种铜或银电子线路打印头及3d打印机

Info

Publication number: CN204842974U
Application number: CN201520402295.5U
Authority: CN
Inventors: 张宏立; 阙正湘
Original assignee: HUNAN CREATE TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: HUNAN CREATE TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2015-06-11
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2025-06-11

Abstract

本实用新型公开了一种铜或银电子线路打印头，包括：驱动器；与所述驱动器底部相连的驱动板；与所述驱动板相连的墨室，所述墨室设置第一独立分腔和第二独立分腔，其中，所述第一独立分腔的底部设置第一出液口，所述第二独立分腔的底部设置第二出液口；与所述第一出液口和所述第二出液口均连通的喷嘴；该铜或银电子线路打印头能够能直接在基材上打印电子线路；本实用新型还提供一种3D打印机，该3D打印机包含有上述电子线路打印头。

Description

一种铜或银电子线路打印头及3D打印机

技术领域

本实用新型涉及电子线路工艺技术领域，特别是涉及一种铜或银电子线路打印头及3D打印机。

背景技术

目前，电子线路例如铜电子线路制作方法有两种，分别为减成法制作和加成法制作。其中，减成法工艺复杂，步骤繁琐，每步的工艺都需要配置专用设备，且污染严重；加成法中的印刷法，工艺也比较复杂，成本高，而且不满足铜电子线路导电电阻5mΩ以下的要求；加成法中的打印法，其中，打印导电墨水方式，无法满足电子线路17.5um(或35um)厚度要求；导电方阻都在10Ω以上，不满足铜电子线路导电电阻5mΩ以下的要求。打印常温银液体合金方式缺点是常温银液体合金颗粒比较大，不满足铜电子线路线宽6mil(0.15mm)要求；且成本非常高。因此，现有的打印头都不能直接在基材上打印电子线路。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种铜或银电子线路打印头，该铜或银电子线路打印头能够直接在基材上打印电子线路；本实用新型还提供一种3D打印机。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种铜或银电子线路打印头，包括：

驱动器；

与所述驱动器底部相连的驱动板；

与所述驱动板相连的墨室，所述墨室设置第一独立分腔和第二独立分腔，其中，所述第一独立分腔的底部设置第一出液口，所述第二独立分腔的底部设置第二出液口；

与所述第一出液口和所述第二出液口均连通的喷嘴。

其中，所述第一出液口具体为第一微喷孔；所述第二出液口具体为第二微喷孔。

其中，所述第一微喷孔和所述第二微喷孔在所述喷嘴内毗邻。

其中，所述墨室设置第一独立分腔和第二独立分腔，其中所述第一独立分腔和第二独立分腔通过分隔板隔开。

其中，所述驱动器包括：

铜导线、波导管、阻尼器、永磁铁、检测电路和外壳；其中，所述波导管与所述驱动板的接触面图形为中间凹，两端平。

其中，所述喷嘴横截面为圆形。

本实用新型还提供一种3D打印机，包括：主机、溶液囊，打印头部件，其中所述打印头部件包括上述任一项所述的铜或银电子线路打印头，其中，所述溶液囊包括：

与所述第一独立分腔和第二独立分腔相连的送液电机；

分别与所述送液电机相连的第一独立囊腔和第二独立囊腔。

其中，所述打印头部件包括至少两个所述铜或银电子线路打印头。

其中，至少两个所述铜或银电子线路打印头沿所述打印头整体移动的工作方向依次设置，且各个所述铜或银电子线路打印头的喷嘴在与所述工作方向相垂直平面上的投影轮廓依次相邻排列。

其中，所述至少两个所述铜或银电子线路打印头的喷嘴至少具有两种尺寸。

本实用新型所提供的铜或银电子线路打印头，包括：驱动器；与所述驱动器底部相连的驱动板；与所述驱动板相连的墨室，所述墨室设置第一独立分腔和第二独立分腔，其中，所述第一独立分腔的底部设置第一出液口，所述第二独立分腔的底部设置第二出液口；与所述第一出液口和所述第二出液口均连通的喷嘴；通过两个独立分腔分别出液，两种溶液在喷嘴处混合，能够生成细小的单质，因此该铜或银电子线路打印头能够能直接在基材上打印电子线路；本实用新型还提供一种3D打印机，该3D打印机包含有上述铜或银电子线路打印头。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的驱动器A-E的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的铜或银电子线路打印头结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的6个铜或银电子线路打印头组成的打印部件的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种铜或银电子线路打印头，该铜或银电子线路打印头能够直接在基材上打印电子线路；本实用新型还提供一种3D打印机。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在以下的论述中铜或银电子线路打印头可以简称为电子线路打印头。

本实用新型提供一种铜或银电子线路打印头，包括：

驱动器；

其中，其中，所述驱动器可以由铜导线、波导管、阻尼器、永磁铁、检测电路、316不锈钢外壳组成，铜导线用于脉冲信号的传输，该脉冲信号线和检测信号线从驱动器引出后，通过激光焊接将驱动器安装于墨室的顶部。

驱动器的工作原理可以为：波导管可以由稀土超磁致伸缩材料(以下简称Tb-Dy-Fe材料)材料制成的，但不限于此，包括各种磁致材料，毫秒级脉冲电流在波导管内腔内的铜导线上传输的同时也在波导管外产生一个圆周磁场。当该磁场和固定在波导管外壁上的永磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管反复伸张与缩短，从而驱动致动板。在磁场相交位置，波导管会产生一个应变机械波，机械波分为一上一下两个方向传播，上方向机械波被阻尼器吸收，下方向机械波直接驱动驱动板。其中，使用Tb-Dy-Fe材料是由于其在交变磁场作用下，长度发生变化，发生反复伸张与缩短，将电磁能(或电磁信号)转换成机械能，产生位移而做功。

可以通过设置检测电路，其可以通过圆周磁场不断通过线圈后会产生直流信号，通过检测有无直流信号，以此来判断驱动器是否在工作。

优选的，所述驱动器包括：

其中，这里的驱动器与现有技术中的驱动器不一样，请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的驱动器A-E的结构示意图；该种驱动器A-E用于具有不同分腔的打印头中，其工作原理为：毫秒级脉冲电流在波导管内腔内的铜导线上传输的同时也在波导管外产生一个圆周磁场。当该磁场和固定在波导管外壁上的永磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管反复伸张与缩短，从而驱动致动板。在磁场相交位置，波导管会产生一个应变机械波，机械波分为一上一下两个方向传播，上方向机械波被阻尼器吸收，下方向机械波直接驱动驱动板。其中，波导管的材料在交变磁场作用下，长度发生变化，发生反复伸张与缩短，将电磁能(或电磁信号)转换成机械能，产生位移而做功。并利用信号转换器进行信号转换。

其中，驱动器A-E的波段管的管壁都可以是1mm，波导管内腔的直径是1.5mm。

与所述驱动器底部相连的驱动板；

其中，驱动器A-E被密封安装在驱动板的正上方，驱动器A-E最末端与驱动板面紧挨着安装。

与所述第一出液口和所述第二出液口均连通的喷嘴。

请参考图2，图2为本实用新型实施例提供的电子线路打印头结构示意图；这里的独立分腔1和独立分腔2也是为了区分两个独立分腔，与上文中的第一独立分腔和第二独立分腔所表达的意思一样。

优选的，所述第一出液口具体为第一微喷孔；所述第二出液口具体为第二微喷孔。

利用微喷孔可以使得流出的液体更加细小，更有利于生成细小的单质。

优选的，所述第一微喷孔和所述第二微喷孔在所述喷嘴内毗邻。

其中，当距离很近时，方便两种溶液的混合更加充分。两个独立分腔位于墨室中，第一独立分腔和第二独立分腔末端(简称微喷孔1和微喷孔2)在电子线路打印头喷嘴内毗邻。

其中，当导液管注满溶液于第一独立分腔和第二独立分腔时，脉冲电压启动，驱动器A-E施加压力给驱动板，在压力作用下第一独立分腔和第二独立分腔的腔壁发生机械形变，使得第一独立分腔和第二独立分腔内溶液通过微喷孔喷射而出。当脉冲电压中断时，第一独立分腔和第二独立分腔的腔壁都反弹回原来的位置，机械形变也随之消失，2个微喷孔都无溶液喷射。当脉冲电压恢复且在驱动器A-E作用下，第一独立分腔和第二独立分腔的腔壁又产生机械形变，微喷孔又开始喷射下一滴溶液。

主机的喷射压力控制系统将不同溶液通过独立的导液管注入到对应独立分腔内，驱动器在外加脉冲电压作用下，驱动器施加压力给驱动板，使得第一独立分腔和第二独立分腔内溶液通过微喷孔喷射而出，在打印头喷嘴内混合，产生化学反应，从而产生铜单质(或银单质)。

可选的，所述墨室设置第一独立分腔和第二独立分腔，其中所述第一独立分腔和第二独立分腔通过分隔板隔开。

可选的，所述喷嘴横截面为圆形。

本实用新型还提供一种3D打印机，包括：主机、溶液囊，打印头部件，其中所述打印头部件包括如权利要求1-6任一项所述的铜或银电子线路打印头，其中，所述溶液囊包括：

与所述第一独立分腔和第二独立分腔相连的送液电机；

分别与所述送液电机相连的第一独立囊腔和第二独立囊腔。

其中，由于墨室的改变具有了第一独立分腔和第二独立分腔，因此，溶液囊也分为了第一独立囊腔和第二独立囊腔，分别放置所需的两种溶液。

其中，打印主机：含XYZ三轴运动平台、电子电气控制系统、喷射压力控制系统，真空吸附装置等组成。微喷孔喷出的两种不同的特殊化学物质，当这两种物质混合时，便会发生化学反应产生出铜单质(或银单质)，在基材上留下铜(或银)电子线路，从而迅速地创建出电路板。

3D打印机的整机运行为：打印头(喷射头)安装在Z轴，机器控制系统读取电子线路数据，精密驱动XYZ三轴运转并控制送液电机。在送液电机作用下，溶液1和溶液2得别被送到第一独立分腔和第二独立分腔内。驱动器在外加脉冲电压作用下，驱动器施加压力给驱动板，使得第一独立分腔和第二独立分腔内溶液通过微喷孔喷出，在打印头喷嘴内混合，产生化学反应，从而产生铜单质(或银单质)。

优选的，所述打印头部件包括至少两个所述铜或银电子线路打印头。

优选的，至少两个所述铜或银电子线路打印头沿所述打印头整体移动的工作方向依次设置，且各个所述铜或银电子线路打印头的喷嘴在与所述工作方向相垂直平面上的投影轮廓依次相邻排列。

其中，该种打印部件结构每次可以只选择一个打印头进行工作，通过使用不同的打印头来实现打印线宽的选择。也可以相邻预定个数的打印头组合工作。

举例说明，电子线路打印头(用B表示电子线路打印头)，参考图3，图3为本实用新型实施例提供的6个电子线路打印头组成的打印部件的结构示意图；其中，图中6个B组成一个打印部件，打印部件长24mm，高度是4.508mm；B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6的长宽都是4mm，壁厚度是0.2mm，6个电子线路打印头B喷嘴的直径依次是2mil，4mil，4mil，2mil，4mil，4mil；

其中，打印2mil宽度，使用B-1；打印4mil宽度，使用B-2；打印6mil宽度，同时使用B-1、2；打印10mil宽度，同时使用B-1、2、3；打印12mil宽度，同时使用B-1、2、3、4；打印16mil宽度，同时使用B-1、2、3、4、5；打印20mil宽度，同时使用B-1、2、3、4、5、6。

3D打印机中的打印部件中打印头单独工作时可以通过喷嘴的尺寸的不同进行打印线宽的选择，相邻预定个数的打印头组合工作可以以组合的形式完成打印线宽的选择。

优选的，所述至少两个所述铜或银电子线路打印头的喷嘴至少具有两种尺寸。

通过组合何以完成多种尺寸的打印。方便快捷。且结构简单。

以上对本实用新型所提供的铜或银电子线路打印头及3D打印机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种铜或银电子线路打印头，其特征在于，包括：

驱动器；

与所述驱动器底部相连的驱动板；

与所述第一出液口和所述第二出液口均连通的喷嘴。

2.如权利要求1所述的铜或银电子线路打印头，其特征在于，所述第一出液口具体为第一微喷孔；所述第二出液口具体为第二微喷孔。

3.如权利要求2所述的铜或银电子线路打印头，其特征在于，所述第一微喷孔和所述第二微喷孔在所述喷嘴内毗邻。

4.如权利要求1所述的铜或银电子线路打印头，其特征在于，所述墨室设置第一独立分腔和第二独立分腔，其中所述第一独立分腔和第二独立分腔通过分隔板隔开。

5.如权利要求1所述的铜或银电子线路打印头，其特征在于，所述驱动器包括：

6.如权利要求1所述的铜或银电子线路打印头，其特征在于，所述喷嘴横截面为圆形。

7.一种3D打印机，其特征在于，包括：主机、溶液囊，打印头部件，其中所述打印头部件包括如权利要求1-6任一项所述的铜或银电子线路打印头，其中，所述溶液囊包括：

与所述第一独立分腔和第二独立分腔相连的送液电机；

分别与所述送液电机相连的第一独立囊腔和第二独立囊腔。

8.如权利要求7所述的3D打印机，其特征在于，所述打印头部件包括至少两个所述铜或银电子线路打印头。

9.如权利要求8所述的3D打印机，其特征在于，至少两个所述铜或银电子线路打印头沿所述打印头整体移动的工作方向依次设置，且各个所述铜或银电子线路打印头的喷嘴在与所述工作方向相垂直平面上的投影轮廓依次相邻排列。

10.如权利要求9所述的3D打印机，其特征在于，所述至少两个所述铜或银电子线路打印头的喷嘴至少具有两种尺寸。