CN206775846U - 纳米银导电墨水的喷墨印制与红外烧结装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及银基导电墨水打印设备技术领域，具体地说是一种纳米银导电墨水的喷墨印制与红外烧结装置，其特征在于设有打印平台，打印平台的上方设有滑轨，打印头经滑块机构与滑轨相连接并能够沿滑轨运动，打印平台的上方还设有红外烧结机构，所述红外烧结机构包括灯罩、红外灯管、烧结控温机构，其中红外灯管安装在灯罩内，灯罩采用倒三角形罩体，烧结控温机构与红外灯管相连接，经过打印与烧结同步进行的方式烧结成的印制图案，在保证重复打印精确的前提下，形成良好的表面形貌，由此方法获得的纳米银层的电阻率于块体银的电阻率处于同一数量级。

Description

纳米银导电墨水的喷墨印制与红外烧结装置

技术领域：

本实用新型涉及银基导电墨水打印设备技术领域，具体地说是一种能够保证印制图案精度、实现高效率、高质量、高导电性纳米银烧结的纳米银导电墨水的喷墨印制与红外烧结装置。

背景技术：

微电子科技领域的快速发展，不断的推动信息化技术革命，涌现出了各种各样的新型电子产品。在各种新型电子产品的研发阶段中，制作样板所需要的开模的费用是增加设计成本的重要因素之一。利用印刷电子的打印技术，则可以有效的解决上述成本问题。

印制电路的打印与烧结通常是采用分步进行的方式，首先通过打印机打印出图案，然后把打印的图案转移到干燥箱或者加热平台进行烧结。对于打印形成的图案由于喷头的间距问题，导致喷印单层时，墨滴并不连续，重复打印成了形成导电网络的主要方法。重复打印的过程中，可以对打印每一层的墨滴逐一进行烧结，也可以打印多层以后同时烧结，前一种方式，可以得到良好的表面形貌，但是由于烧结过程移动了打印位置保证不了精度。后一种方式保证了打印精度，但是由于堆积墨滴较多，无法形成良好的表面形貌。因此，需要寻找新的技术方法实现打印同步烧结形成纳米银导电线路。

发明内容：

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能够保证印制图案精度、实现高效率、高质量、高导电性纳米银烧结的纳米银导电墨水的喷墨印制与红外烧结装置。

本实用新型可以通过以下措施达到：

一种纳米银导电墨水的喷墨印制与红外烧结装置，其特征在于设有打印平台，打印平台的上方设有滑轨，打印头经滑块机构与滑轨相连接并能够沿滑轨运动，打印平台的上方还设有红外烧结机构，所述红外烧结机构包括灯罩、红外灯管、烧结控温机构，其中红外灯管安装在灯罩内，灯罩采用倒三角形罩体，烧结控温机构与红外灯管相连接。

本实用新型所述红外烧结机构设置在打印头运动区域外，以保证打印图案在已全部完成后才依次经过红外灯管

本实用新型还设有用于驱动打印头沿滑轨运动的驱动机构，所述驱动机构采用原喷墨打印机的运动部件和驱动电路，其中完成打印动作的X轴方向进给运动由打印喷头完成，Y轴方向的进给运动和Z轴方向打印喷头与打印平台的间距由打印平台完成，打印机喷头由皮带轮驱动沿光杆做轴向运动，打印平台由分别调控Y方向进给和Z方向调节间距的丝杆组成，并由电机控制器运转。

本实用新型所述烧结控温机构包括热电偶、温控器、红外加热灯管，其中温控器分别与热电偶、红外加热灯管相连接，工作时通过热电偶测量烧结温度，温控器依据热电偶读数调控红外灯管的加热时长，进而达到控制烧结温度的作用。

本实用新型所述红外烧结机构中红外灯管辐照的区域受控，辐照区域间距相对较窄，以防止红外辐射影响打印喷头机构，以及打印图形的过度烧结，光束宽度范围1mm-100mm，红外灯管的工作温度在80-200℃。

本实用新型在工作时，首先将红外灯管温度预热到80-200℃，形成烧结环境；然后将绘制完成电路通过软件传输到打印机上，通过打印头在固定在打印平台上的PCB板上逐行打印特定图案；当承载已打印PCB板的打印平台沿Y轴方向运动到红外灯管正下方时，开始对印制图案进行烧结；当印制图案完全通过红外灯管光束区域时，烧结完成；当第一层图案打印完成，并且烧结完成后，打印平台返回打印初始位置，准备开始第二层打印烧结。循环打印过程，对图案进行重复打印烧结；通过同步打印与烧结，从提高烧结效率以及重复打印烧结的精度，保证印制图案形成致密表面形貌，实现高效率、高质量、高导电性的纳米银层。

本实用新型与现有技术相比，通过喷墨打印的方式对接收的计算机图案指令进行打印，生成指定图案，当打印图案通过打印平台传输到红外灯管光束正下方时，烧结开始，图案完全经过红外灯管辐照区后，烧结结束。经过打印与烧结同步进行的方式烧结成的印制图案，在保证重复打印精确的前提下，形成良好的表面形貌，由此方法获得的纳米银层的电阻率于块体银的电阻率处于同一数量级，为实现纳米银导电墨水喷墨打印与红外烧结同步进行提供了具体的解决方案，为打印精度和表面形貌要求较高的纳米银导线的制备提供了方法。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型的右视图。

附图标记：

1、打印机与红外加热灯管驱动及控制机构，2、红外加热灯罩，3、机箱，4、打印头X轴方向运动导轨，5、打印头，6、打印平台，7、打印平台Y轴方向运动导轨，8、打印平台Z轴方向运动导轨，9、光束辐照间隙。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如附图所示，本实用新型提出了一种纳米银导电墨水的喷墨印制与红外烧结装置，其特征在于设有打印平台6，打印平台6的上方设有滑轨，打印头5经滑块机构与滑轨相连接并能够沿滑轨运动，打印平台的上方还设有红外烧结机构，所述红外烧结机构包括红外加热灯罩2、红外灯管、烧结控温机构，其中红外灯管安装在红外加热灯罩内，灯罩采用倒三角形罩体，烧结控温机构与红外灯管相连接。

本实用新型中设有打印机与红外加热灯管驱动及控制机构1，用于实现对打印头及红外加热灯管的

本实用新型所述红外烧结机构设置在打印头轨道外侧，以保证打印图案在完成逐行打印的过程中可以同步实现已完成打印的部分同步依此经过红外灯管，完成烧结；打印头轨道包括打印头X轴方向运动导轨4和打印平台Y轴方向运动导轨7以及打印平台Z轴方向运动导轨8，打印头导轨采用现有技术实现即可。

本实用新型还设有用于驱动打印头沿滑轨运动的驱动机构，打印机喷头由皮带轮驱动沿光杆做轴向运动，其驱动机构采用原喷墨打印机的运动部件和驱动电路，打印平台由分别调控Y方向进给和Z方向调节间距的丝杆组成，并由电机控制器运转。

本实用新型所述烧结控温机构包括热电偶、温控器、红外加热灯管、电源，通过热电偶测量烧结温度，温控器依据热电偶读数调控红外灯管的加热时长，进而达到控制烧结温度的作用。

本实用新型所述红外烧结机构中设有窄辐照区域红外灯管，红外灯管的工作温度在80-200℃，光束辐照宽度9的范围1mm-100mm。

本实用新型在工作时，首先将红外灯管温度预热到80-200℃，形成烧结环境；然后将绘制完成电路通过打印软件传输到打印机上，打印机通过打印头打印特定图案；当打印平台运动到红外灯管正下方时，对印制图案进行烧结；当印制图案完全通过红外灯管光束区域时，烧结完成；打印平台返回打印初始位置准备进入下一层的打印环节；循环打印过程，对图案进行重复打印烧结；通过同步打印与烧结，从提高烧结效率以及重复打印烧结的精度，保证印制图案形成致密表面形貌，实现高效率、高质量、高导电性的纳米银层。

本实用新型与现有技术相比，通过喷墨打印的方式对接收的计算机图案指令进行打印，生成指定图案，当打印图案通过打印平台传输到红外灯管光束正下方时，烧结开始，图案完全经过红外灯管光束时，烧结结束。经过打印与烧结同步进行的方式烧结成的印制图案，在保证重复打印精确的前提下，形成良好的表面形貌，由此方法获得的纳米银层的电阻率于块体银的电阻率处于同一数量级，为实现纳米银导电墨水喷墨打印与红外烧结同步进行提供了具体的解决方案，为打印精度和表面形貌要求较高的纳米银导线的制备提供了方法。

Claims (4)

1.一种纳米银导电墨水的喷墨印制与红外烧结装置，其特征在于设有可往返式打印平台，打印平台的上方设有滑轨，打印头经滑块机构与滑轨相连接并能够沿滑轨运动，打印平台的上方还设有红外烧结机构，所述红外烧结机构包括灯罩、红外灯管、烧结控温机构，其中红外灯管安装在灯罩内，灯罩采用倒三角形罩体，烧结控温机构与红外灯管相连接。

2.根据权利要求1所述的一种纳米银导电墨水喷墨印制与红外烧结装置，其特征在于所述红外烧结机构设置在打印头导轨外侧，以保证逐行印制图案的已打印完成部分马上经过红外灯管，实现同步烧结。

3.根据权利要求1所述的一种纳米银导电墨水喷墨印制与红外烧结装置，其特征在于所述烧结控温机构包括热电偶、温控器、红外加热灯管、电源，其中温控器分别与热电偶、红外加热灯管相连接，电源与温控器相连接。

4.根据权利要求1所述的一种纳米银导电墨水喷墨印制与红外烧结装置，其特征在于所述红外烧结机构中设有狭窄辐照区域的红外灯管，红外灯管的工作温度在80-200℃，光束宽度范围1mm-100mm。