TW201106822A - Roll mechanics for enabling printed electronics - Google Patents

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201106822 六、發明說明： 本申s月案主張在2009年8月1〇日提出申請之標題為 roll mechanics for enabling printed ELECTRONICS」之美國專利申請案第12/538589號的優 先權。 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於一種用於將電子電路印刷在材 料（例如，玻璃基板、塑膠膜及塑膠膜—玻璃基板疊層） 上之印刷機系統及方法。在示例性應用中，印刷機系統 可將電子電路印刷在材料上以形成（例如）可撓性液晶 顯示器、零售賣點廣告標誌及電子書。 【先前技術】 裝這商正6又法改良當前印刷技術之效能以能夠將具有 一片材料上。特定而言之，

助於改良將具有微小構形 微小構形之電子電路印刷在一 製造商意欲改良使用一連串印 station)之當前印刷技術，以 度及較南精密度，以便可蔣且 將期望能夠增強當前印刷技術以有 構形之電子電路印刷在材料上。 3 201106822 【發明内容】 在態樣中，本發明提供—種用於將電子電路之至少 一部份印刷在材料上之印刷滾筒台。該印刷滾筒台包 (a)基座’（b)位於基座上之複數個可調座架；（。） v個』件其中各組件（例如，滾輪支撐平臺刮 刀系統）係位於—或多個可調座架上；⑷-對軸承， 其中各軸承係位於一或多個可調座架上；及（e)可旋轉 地支稽在該對軸承之間的印刷滾筒，其中已安置與該對 軸承相關聯的一或容 -夕個T調座架及與各組件相關聯的一 或多個可調座架以確保各組件實質與印刷滾筒對準。另 卜印刷滾筒台可包括壓力滾筒、溫度控制系統、壓力 感測器、印刷滾筒重合感測器及材料重合感測器。 在另一態樣中，本發明提供一種用於將電子電路印刷 在材料上之印刷機系統。該印刷機系統包括主控系統， 2操作地控料程印職筒台及至少-個後續印刷滾 餅台°使料料刷滾筒纟與後續印刷滾^依序彼此 準以使得能夠將該材料從導程印刷滾筒台傳送 :印刷滾筒台之各者，同時將電子電路印刷在材 =後 筒台包括:⑴基座;⑴位於基座上之複數 1回可調庙架./ 、 滚輪支… 少一個組件，其中各組件（例如， (d芽平臺、到刀系統）係位於一或多個可調座架上； 對軸承，其中各軸承係位於一或多個可調座架 4 201106822 上，·及（e)可旋轉地支撐在該 其中已安置與該對軸承相關聯的—或广間广印刷滾筒’ 各組件相闕聯的一或多個可調二：固可調座架及與 印刷滾筒對準。另外，各印刷確保各组件實質與 溫度控制系統、壓力感測器；：：括屋力滾筒、 料重合感測器。 卩刷滚筒重合感測器及材 在又一態樣中，本發明提供― ^ ^ + 種用於將電子電路印刷 在材科上之方法。該方法包

Bp Μ ψ -λ ^ 下步驟：（a )設定導程 P刷滾疴台及至少一個後續印 Βρ «,ί ^ j滾疴口，及（b )使導程 P刷滾疴台與後續印刷滾筒 序彼此對準，以使得該 材抖犯夠自導程印刷滾筒 』口移動至後續印刷滾筒之各 同時將電子電路印刷在材料上。各印刷滚筒台包括： (b)位於基座上之複數個T調座帛；（c)至 個组件，其中各組件（例如，滾輪支撐平臺到刀 系統）係位於-或多個可調座架上；⑷一對轴承，其 。軸承係位於_或多個可調座架上；及卜）可旋轉地 支撐在该對軸承之間的印刷滾筒，其中已安置與該對軸 承相關聯的„或多個可調座架及與各組件相關聯的一或 多個可調；^架，，、，, 〃 以確保各組件實質與印刷滾筒對準。另 外，各印刷滾筒台可包括愿力滾筒、溫度控制系統麈 =測器' 印刷滾筒重合感測器及材料重合感測器。 t發月之額外態樣將部分地在隨後【實施方式】、圖式 可申吻專利範圍中得以闡述，且將部分地自【實施 方式】導出，―、 或可藉由實踐本發明來習得。應理解，以 5 201106822 上一般描述與下文【實施方式】皆僅為示例性及說明性 且並非限制所揭示之本發明。 【實施方式】 參看第1圖，顯示根據本發明之一實施例之示例性印 刷機系統1 00的透視圖，印刷機系統1 00用於將電子電 路102印刷在材料104上。示例性印刷機系統1〇〇包括 閉迴路主控系統1 〇3、導程印刷滾筒台1 〇6及一或多個 後續印刷滾筒台l〇8a、l〇8b及l〇8c (僅圖示三個）。將 導程印刷滾筒台106及後續印刷滚筒台i〇8a、i〇8b及 l〇8c依序彼此對準（例如，雷射對準）並彼此緊鄰置放， 以使得可將材料104自導程印刷滾筒台106傳送至後續 印刷滾筒台l〇8a、108b及108c之各者，同時其各自的 印刷滾筒118將電子電路102之至少一部份印刷在材料 1〇4上。在此種狀況下，電子電路102係印刷於材料ι〇4 (在此實例中，材料104透明）之底側上。 在操作中，導程印刷滚筒台106將電子電路1〇2之一 部份印刷在裸材料1〇4之底側上。隨後第一後續印刷滾 筒台108a在電子電路102之第一部份上或鄰近電子電路 102之第一部份處印刷電子電路1〇2之另一部份。隨後 第二後續印刷滾筒台108b在電子電路ι02之先前兩個部 份上或鄰近電子電路1〇2之先前兩個部份處印刷另一部 知第一後續印刷滾筒台1 0 8 c在先前三個部分上或鄰近 201106822 先刖二個部分處印刷另一部分，以構成電子電路1 02。 在此實例中’電子電路1 02係印刷於材料1 〇4之底側上， 材料104可為玻璃基板ι〇4、塑膠臈1〇4或塑膠膜—玻璃 基板疊層104。為清楚起見，本文尚未論述關於對諸如 張力系統、乾燥系統、檢測系統、捲取系統之習知組件 的描述。 參看第2圖及第3圖，顯示（例如）使用在印刷機系 統1〇〇中的示例性印刷滾筒台108a的兩個透視圖。示例 性印刷滾筒台l〇8a包括基座110、多個可調座架112(例 如，動力座架112、精確約束安裝構形112)、各種組件 U4 (例如，滾輪支撐平臺u4a、到刀系統u4b)、軸承 U6a及ll6b、印刷滚筒118、壓力滾筒12〇、溫度控制 系統122、壓力感測器124、印刷滾筒重合感測器126及 材料重合感測器128。第3圖圖示將材料1〇4、滾輪支撐 平臺114a、壓力滾筒12〇及壓力感測器124自其移除之 印刷滾筒台1 〇8a，以便吾人可看到印刷滚筒j丨8、到刀 系統124、溫度控制系統122、印刷滾筒重合感測器126 及材料重合感測器128。 在此實例中，印刷滾筒台106、1〇8a、1〇扑及i〇8c各 具有其自身的基座110,其上安置有多個動力座架ιΐ2(例 如，精確約束安裝構形i丨2 ) 〇各組件! 14 (例如，滾輪 支撑平臺、到刀系統114b)係位㈣等多個動力座 架U2之一或多者之頂部。各軸承⑽及⑽係位於 該等多個動力座架112之一或多者之頂部。印刷滾筒ιΐ8 7 201106822 係可旋轉地支撐在該對軸承116a及116b之間。已調整 並安置動力座架丨丨2以確保各組件丨丨4實質與印刷滾筒 對準壓力滚尚1 20係安置在印刷滾筒1丨8上方，因 此可在其間抽取材料j 〇4，同時將電子電路^ 之至少 邛伤印刷在材料j 〇4上。溫度控制系統丨22適於循環 在印刷滾筒11 8内之介質，以控制印刷滾筒i丨8之溫度。 壓力感測器124適於在將電子電路1〇2之至少一部份印 刷在材料104上時，監視由印刷滚筒118及壓力滚筒12〇 施加在材料1 〇4上的力（夾持力）。印刷滾筒重合感測器 126可為光學感測器，其適於分別監視雕刻在印刷滚筒 118上之重合線丨3〇 ^材料重合感測器i 28可為光學感測 器其適於監視印刷在材料10 4上之重合線13 2及梯形 133、137a、137b (或具有傾斜邊緣之任何形狀）。 在此實例中’導程印刷滾筒台1〇6之印刷滾筒丨18具 有經雕刻之重合線（未圖示）及經離刻之梯形（未圖示）， 其分別將重合線132及重合梯形133印刷在材料1〇4上 (參看第1圖）。導程印刷滾筒台106將未必需要材料重 合感測器128。後續印刷滾筒台i〇8a、108b及l〇8c亦具 有含有經雕刻之重合線132的印刷滾筒118，但經雕刻 之重合線132將無需在材料1〇4上印刷重合線。後續印 刷滾筒台108a、108b及l〇8c將具有各自含有特定經雕 刻之梯形13 5a (僅圖示一個）的印刷滚筒118，經雕刻 之梯形135a將特定重合梯形137a或137b(僅圖示兩個） 印刷在材料104上（參看第1圖及第3圖）。在此種狀況 8 201106822 下，具有經雕刻有梯形135a之印刷滾筒118的印刷滾筒 台l〇8a將在材料1〇4上印刷重合梯升多ma。具有經雕刻 有梯形（未圖示）之印刷滚筒118的印刷滾筒纟108b將 在材料104上印刷重合梯形⑽。$外，印職筒⑴ 上將全部具有其自身的獨特的經雕刻之電路線139 ,電 路線139心將電子電路⑽之至少—部份印刷在材料 1〇4上（參看第3圖）。下文提供關於對上述示例性元件 112、114a、114b、116a、116b、118' 120、122、124、 126、128、130、132、133、135 及 137 的詳細論述。 可如下文所述來建構（例如）自印刷滾筒之軸承11 及U6b開始且向外工作之印刷滚筒台1〇6、1〇8&、1〇扑 及 108d。 印刷滾筒之軸承ll6a及116b 印刷滾筒11 8可由一對空氣轴承或液壓軸承丨丨以及 U6b徑向支撐以實現印刷滾筒118之最小偏轉及最大效 月b。當與較低等級之軸承相比較時，空氣軸承或液壓軸 承116a及11 6b提供較低偏轉及較高剛性，因此導致較 大效肖b。特定言之，在較低偏轉之情況下，可更精確地 將電路102之構形印刷在材料i 〇4上，且可藉由印刷滾 筒台106、i〇8a、切肋及108c來實現材料1〇4上較佳的 電子電路102的不同層的層間重合。並且，在較高剛性 之情況下，當將電子電路】02之印刷影像自印刷滾筒！ j 8 轉印至材料1 〇4時所施加的力，將對印刷滾筒u 8及軸 201106822 承116a及116b具有較小影響。據估計’藉由利用空氣 軸承或液壓軸承11 6a及116b可使偏轉自10 um改良至 小於1 iim ’且可使剛性自175,〇〇〇 n/mm改良至525,000 η/mm。必要時，亦可與一對空氣軸承或液壓轴承一起安 裝壓力滾筒120，藉此有助於改良夾持力與印刷滚筒1 j 8 之一致性且因此有助於改良油墨轉印至材料丨〇4之效 果。可使用之不同類型油墨的一些實例包括：導電油墨 (銀基導電油墨與透明導體導電油墨，諸如PEd〇t : pss )、介電油墨（亦即，PVP、PMMA)及半導體（） 油墨。 動力座架112 動力座架112可用以支撐且精確地定位印刷滾筒118 (其位於轴承116&及11613上）及包括（例如）滾輪支 撐平臺114a及刮刀系統U4b之各種組件114。當動力座 架Π2定位且支撐印刷滾筒118、滾輪支撐平臺^乜及 刮刀系統114b時’其維持具有高效能可重複性之精密位 準公差對準以實現高位準之印刷精確度。在此實例中， 滾輪支撐平臺114a可用以支撐多個或各種類型之滾輪 134 (例壓印滾輪、揚墨滾輪' 凹版印刷滾輪及其他 滾輪）、壓力滾筒120、溫度控制系、統122、壓力感測器 ⑵印刷；袞筒重合感測器126、材料重合感測器us及 其他相關設備（參看第2圖至第3圖）。因此，藉由產生 動力座架112之網路’可將以下各者對準印刷滾筒⑴： 10 201106822 滾輪支撐平臺114a、刮刀系統114b，及其他裝置，諸如 輸送滚輪1 34、壓力滾筒120、溫度控制系統i22、壓力 感測器124、印刷滾筒重合感測器丨26及材料重合感測 器128。由於動力座架H2為高度可重複的，此意謂當 移除且重新裝配組件IMa及n4b及其他裝置120、122、 124、126、128、134等時’該等組件及裝置將返回其原 始對準狀態。據估計’可設計並建構印刷滾筒台1〇6、 l〇8a、l〇8b及108c’以允許組件n4a、U4b及裝置120、 122' 124、126、128、134等之設定可重複性自25 um 改良至小於10 Um。示例性動力座架丨12包括由er〇wA Technology Inc.及物理科學實驗室（physical Science

Lab〇ratory，PSL)所製造之動力座架。第i圖至第3圖 已圖示由EROWA Technology Inc·製造之示例性動力座 架112。熟習此項技術者熟知此等動力座架112及其他類 型之動力座架112或精密座架112,且因此本文並未描述 關於對動力座架112之構建及使用的詳細論述。舉例而 言’在美國專利第4,929,073號；美國專利第5,748,827 號及美國專利第6,325,351號中已描述可用於此特殊應 用之若干不同類型的動力座架，此等文件之内容在此以 引用之方式併入本文。 溫度控制系統122 Μ度控制系統122可用以藉由加熱或冷卻印刷滾筒 U8壓力滾琦120及/或其他相關聯滾輪134，來有助於 201106822 在印刷過程期間使系統或個敎件内之溫度梯度，或系 統或個別組件内之溫度波動所致的效能影響最小化，且 藉此使效能最大化以給姓敕加么从上、 ..·隹持整個系統或組件的均勻 配並維持整個過程的值定溫度位準。舉例而言，溫度於 制系統122可利用可添加至印刷滾筒⑴、壓力滚筒120 及/或其他相關聯滾輪134之旋轉管套節，以便可在盆中 循環冷卻劑或加熱介質以實現期望之溫度分佈。溫度控 制系統122亦可用以執行以下操作：維持滾輪134之均 勻且良疋舰度，加熱滚輪134;有助於乾燥或凝固油墨； 或在印刷之前冷卻滾輪134以降低材才斗1〇4之溫度。另 外’溫度控制系統122可用以有助於維持液壓軸承心 及116b内之軸承介質的怪定溫度。主控系統1〇3可控制 並監視溫度控制系統Ι22β據估計，可設計並建構溫度 控制系統122以將印刷滾筒118之溫度維持在期望之印 刷溫度約0.3t内，此舉（例如）（基於印刷滚筒U8之 係數熱膨脹（CTE))可維持A4A小印刷圖案增長！⑽。 並且，可設計並建構溫度控制系，统122以藉由在印刷過 程期間將材料1()4之溫度變化維持在期望之印刷溫度約 i.〇°c内，從而使材料104在通過多個印刷滾筒台丨〇6、 1 田〇8a、1〇8b& 108c時溫度變化最小化。換言之藉由將 溫度維持在約hOt：内’使A4玻璃基板之增長限制在近 似1微求。維持印刷滾筒及材料處於恆定且均勻之溫 度’可使得印刷位置及大小之變化最小，進而提供更精 確之電路置放、大小、形狀及重合。 12 201106822 壓力感測器124 壓力感測器124可用以監視當將電子電路1 〇2之至少 一部份印刷在材料丨04上時，印刷滾筒丨丨8及壓力滾筒 120施加在材料丨04上之的力。在此應用中，裝配壓力 感測器124，使得當其通過由印刷滾筒丨丨8及壓力滾筒 120形成之夾持點時，壓力感測器124會測量施加至材 料104的力。因此，主控系統j 〇3可接收針對在印刷過 程期間施加至材料丨04之壓力及力的量之有效反饋。主 控系統1 03可使用壓力量測來微調印刷滾筒丨丨8與壓力 滾筒120之間的空隙以便維持恆定夾持力。舉例而言， 藉由控制機械裝置（未圖示諸如，螺旋驅動、液壓裝 置或氣動裝置），主控系統103可調整印刷滾筒118與壓 力滾筒120之間的夾持力，其中在機械裝置上安裝有用 於印刷滾筒11 8或壓力滾筒120之一者的軸承。此針對 夾持力之控制可減少因印刷壓力（夾持力）之變化所引 起之印刷大小及重量的變化，進而使得油墨可自印刷滾 筒11 8更一致且均勻地轉印至材料1 〇4。據估計，主控 系統103及壓力感測器124可將夾持力控制在期望之夾 持力/印刷力内10公克位準下，此舉有助於改良材料1〇4 上之油墨敷設厚度的'~致性。 閉合迴路控制、重合線132及梯形133、1373及i37b 為了能夠增強有效對準能力，導程印刷滾筒118具有 13 201106822 雕刻於其上之重合線（未圖示）及梯形（未圖示），其分 別用以將重合線132及重合梯形133印刷在材料1〇4底 側上。下游印刷滾筒台丨08a、1 〇8b及1 〇8c可使用其各 自的印刷滾筒重合感測器126來監視其各自印刷滾筒 11 8上之經雕刻的重合線丨3 〇。另外，下游印刷滚筒台 l〇8a' l〇8b及l〇8c可使用其各自的材料重合感測器128 來監視材料104上之印刷的重合線132及印刷的重合梯 形133、137a及137b。隨後’主控系統1〇3可使用所監 視之重合標記130、132及所監視之重合梯形133、i37a 及137b，來補償材料1〇4之對準、徑向及/或線性（相對 於腹板及正交腹板）未對準以及印刷滾筒台1〇6、1〇8&、 108b及108c之各者的速度控制。 在一示例性控制方案中，主控系統1〇3可使用所監視 之重合標記130及132來補償材料1〇4沿移動腹板之方 向的未對準以及印刷滾筒台1〇6、1〇8a、1〇81)及1〇8〇之 各者的速度控制。主控系統！ 03可使用所監視之重合梯 形133、137a及137b的傾斜側，來補償材料1〇4沿正交 腹板方向之未對準。特定而言之，主控系統1〇3可使用 所監視之重合梯形133、1373及137b之前緣來決定沿運 輸方向之重合’且使用所監視之重合梯形133、137a及 137b之前緣至後緣的距離來決定沿橫向方向之重合。以 此方式，可安置並旋轉下游印刷滚筒118之各者以與移 動之材料104匹配。實際上，可將梯形形狀或具有傾斜 邊緣之任何形狀印刷在移動之材料104上且隨後下游印 14 201106822 刷滾筒台1〇8a、108b及108c可實現一成像系統以有助 於控制各自下游印刷滾筒118來與移動之材料1〇4匹 配。或者，主控系統103可僅使用所監視之重合梯形 133、13 7&及13 71)來：（藉由使用梯形133'1373及13715 之直側）控制速度且補償材料1〇4沿腹板方向之未對 準；及（藉由使用重合梯形133' 137a及i37b之傾斜側） 補償材料104沿正交腹板方向之未對準。據估計，藉由 實施此類型之控制方案或類似控制方案，可使印刷滾筒 118之有效對準自+/_25〇 um改良至小於+/ 5 um，進而在 各印刷台106a、108a、108b及l〇8c處提供改良之電路 元件置放精確度’且在印刷台106a、1〇8a、1〇8b及i〇8c 之間提供改良之重合》 因此，主控系統103可與各種印刷滚筒重合感測器126 及各種材料重合感測器128互動，且隨後控制各種印刷 滾筒118之對準及旋轉速度，以與移動之材料1〇4相匹 配且使印刷滾筒丨18與已印刷在材料1〇4上之電路元件 102精確地匹配/重合。在一實例中，主控系統ι〇3具有 一或多個處理器136及包括處理器可執行指令的至少一 個記憶體138 (儲存器138 )，其中一或多個處理器136 適於與記憶體138介面連接且執行處理器可執行指令來 控制且與各種機械裝置（變速驅動馬達、對準裝置等） 面連接，以確保各下游印刷滾筒1 1 8之位置及旋轉速 度與移動之材料114相匹配，各種機械裝置與印刷滾筒 118及可能之壓力滾筒120相關聯。可將一或多個處理 15 201106822 器136及至少—個記憶體138至少部份地實施為軟體、 韌體、硬體或硬編碼邏輯。 參看第4圖，其圖*示例性印刷滾筒台1〇8&之透視 圖，此圖用U有助於闡釋在添加滚輪支擇平4 ma、壓 力滾筒12G、壓力感測H 124及其他裝置之前可如何 藉由使用一或多個對準指示器4〇2&及4〇2b (圖示兩個） 來使印刷滾筒118與動力座架112彼此對準。為了執行 對準操作，㈣支料職冑118且將其平㈣兩個轴 承116a與116b之間，每個軸承係安裝在多個動力座架 112上並且，可分別將對準指示器々ο。及4〇2b安裝到 對準支撐件404a及404b上，各對準支撐件係安裝在多 個動力座_ 112_L。隨後’調整所有動力座架112直到 當將對準指示器402a及402b沿著旋轉印刷滾筒118之 長度移動時，對準指示器4〇2&及4〇2b保持與印刷滚筒 118恆定接觸為止。此後，移除對準指示器402a及402b 及其對準支撐件404a及404b，且可將滾輪支撐平臺 U4a、到刀系統U4b及其他裝置高度精確地安裝在對應 動力座架1 12上。 參看第5圖’其圖示示例性雕刻機5〇2的透視圖，雕 刻機502可用以雕刻根據本發明之一實施例之印刷滾筒 118。為了執行雕刻操作，首先當將印刷滚筒！ 1 8徑向支 樓在兩個輛承U6a及U6b(與在印刷操作期間所使用之 轴承相同）之間且將兩個軸承116a及116b安裝在多個 動力座架112 (與在印刷操作期間使用之多個動力座架 201106822 相同’且在此實例中僅動力座架11 2之連接至滚筒軸承 座之上半部份相同。）上時，平衡印刷滚筒丨丨8。隨後 將平衡之印刷滾筒丨丨8與兩個軸承丨丨6a及1丨6b及其對 應動力座架112 —起置放在雕刻機5〇2内。隨後，在將 雕刻機502支撐在兩個軸承U6a及n6b之間且在動力 座架112支撐軸承116a及116b時，雕刻機5〇2將期望 之組態雕刻在印刷滚筒！ ！ 8 i。隨後將經雕刻之印刷滾 筒118、兩個軸承n6a及U6b及其對應動力座架ιΐ2 視為-整體而自雕刻機5〇2移除且將其置放在各自的印 刷滾筒台106、l〇8a、108b& 1〇8c之基座11〇上。此後， 使用如上文第4圖中所述之對準指示器4〇2&及4〇孔， 來將經雕刻之印刷滾筒118與其他動力座帛ιΐ2對準。 最後，經雕刻之印刷滾筒118可用以將電子電路ι〇2之 至少一部份印刷在如上文第i圖中所述之的材料上。 在此雕刻過程中，其中將印刷滾筒118 '軸承丨丨以及 轴承mb及對應動力座架112全部視為一整體而置放在 雕刻裝置502内且隨後將其視為—整體而被移動並安裝 在印刷台购、職、祕及⑽Μ，這樣的雕刻過 程對於傳統雕刻過程而言具有顯著改良處 過程中，僅將印刷滾筒118本身在位於雕刻機内之轴: 與位於印刷台内之不同軸承之間移動。特定而言之，此 雕刻過程藉由防止當印刷滾筒118用於印刷操作 運動之搖晃來確保雕刻過程與印刷機過 " 〜「Β]的最々、值 轉變化，該運動係由在印刷期問而dfc邮 』偈 期間而非雕刻期間將印刷滾 17 201106822 筒118安裝在不同軸承中及不同座架上所致。另外，此 雕刻過程使在印刷過程期間之印刷解析度、對準及重合 最大化並且’此雕刻過程使吾人必*時能夠替代地使 用普通的座架而非專門動力座架112(例如精確約束 安裝構形112)’且仍受益於對於傳統雕刻過程之改良。 據估計，藉由將此改變實現至雕刻過程，可將最大偏轉 自25 um改良至小於1 um。 鑒於以上論述，熟習此項技術者應瞭解，印刷機系統 10.0及印刷滾筒台106、108a、108b及1〇8c滿足了當前 印刷技術t對改良之效能的需要，以能夠將要求較高解 析度之印刷電子電路102以連續格式製造在材料10火例 如，玻璃基板104'塑膠膜104、塑膠膜_玻璃基板疊層 104 )上。特定而言之，印刷機系統1〇〇及印刷滾筒台 106、l〇8a、l〇8b及l〇8c可將電子電路1〇2之不同層的 印刷解析度及層間重合度自±125 μηι改良至±25 μηι，當 將具有微小構形之電子電路102以連續格式印刷在材料 104上時此改良是合乎期望的。一或多個以下構形使得 此改良成為可能： 由印刷滾筒之轴承116a及U6b的剛性引起之印刷滾 筒118之改良的機械偏轉，其有助於改良印刷定位精確 度及層間重合及速度控制。 印刷滾筒11 8與雕刻過程之間關係所導致的改良之機 械偏轉，其有助於減少印刷線重量、厚度及寬度變化。 使用動力座架112’其允許將印刷滾筒丨丨8與相關聯裝 18 201106822 置更精確且更快地對準。 使用溫度控制系統122，苴右日a认你/ ^ , 其有助於將印刷滾筒118及 八相關聯油墨系統（必要時 的熱環境令。 要時)維持處於相對均勻且穩定 使用壓力感測器124,其有助於監視印刷滾筒118及 壓力滾筒120施加予材冑1〇4之即時壓力及力以減少 印刷線重量、厚度及寬度變化。 藉由以下操作使得改良之對準及速度控制成為可能： 將參考尺度（任選）及梯形（或具㈣斜邊緣之任何形 狀）雕刻在導程印刷滾筒118 ± ;將參考尺度132 (任 選）及梯形133 (或具有傾斜邊緣之任何形幻印刷在 材料1〇4上。又’將梯形或具有傾斜邊緣之任何 形狀）雕刻在下游印刷滾筒118上且將梯形^以及13几 (或具有傾斜邊緣之任何形狀）印刷在材料ι〇4上。並 且，將材料重合感測器128定位在後續印刷滾筒台 l〇8a、l〇8b及l〇8c之各者上。 如所描述，印刷滾疴台1〇6、1〇8a、1〇朴及可具 有一或多個諸如以下構形：印刷滾筒之軸承U6a及 116b、印刷滚筒！丨8之雕刻、印刷滾筒！丨8與相關聯組 件之對準、印刷滚冑i 18之溫度控制、力量測及將參考 尺度印刷在材料104上之能力，及使用層間對準之尺度 及使下游印刷滾筒118同步以與移動之材料1〇4相匹 配。在示例性應用中，印刷機系統丨〇〇可用以將電子電 路1 02印刷在材料1 〇4 (例如，玻璃基板】04、塑夥膜 19 201106822 104塑膠膜_玻璃基板疊層1 〇4 )上以形成（例如）可 撓性液晶顯示器、零售賣點廣告標誌及電子書。 因此本發明之非限制性態樣及/或實施例包括以下内 容： C1. 一種用於將一電子電路之至少一部份印刷在一材 料上之印刷滚筒台，該印刷滾筒台包含： 一基座； 複數個可調座架，其係位於該基座上； 至少一個組件’各組件係位於該等可調座架中之一或 多個可調座架上； 一對軸承’各軸承係位於該等可調座架中之一或多個 可調座架上；及 一印刷滾筒，其係可旋轉地支撐在該對軸承之間，其 中已安置與該對軸承相關聯的該等可調座架中之一或多 個可調座架及與各組件相關聯的該等可調座架中之一或 多個可調座架’以確保各組件實質與該印刷滚筒對準。 C2·如C1之印刷滾筒台，其進一步包含：一壓力滚 筒’其與該印刷滾筒相關聯，以使得能夠在該壓力滾筒 與該印刷滾筒二者之間抽取材料。 C3.如C1或C2之印刷滚筒台，其中各印刷滾筒係可 旋轉地支撐在一對液壓轴承或一對空氣轴承之間。 C4.如C1至C3中任一項之印刷滾筒台，在適用之情 況下，其進一步包含：一壓力感測器，該壓力感測器適 於監視由該印刷滾筒及該壓力滾筒施加在該材料上之一 20 201106822 力’其中使用所量測之力來控制該印刷滾筒與該壓力滾 筒之間的一夹持力’同時將該電子電路之至少一部份印 刷在該材料上。 C5.如C1至C4中任一項之印刷滾筒台，在適用之情 況下’其中各軸承為一液壓轴承或一空氣轴承。 C6.如C1至C5中任一項之印刷滾筒台，在適用之情 況下，其令該至少一個組件包括一滾輪支撐基座及—刮 刀系統。 C7.如C1至C6中任一項之印刷滾筒台，在適用之情 況下，其中當將該印刷滾筒可旋轉地支撐在該對軸承之 間，且由該一或多個可調座架支撐該對軸承時，雕刻該 印刷滾筒。 C8.如C1至C7中任一項之印刷滚筒台，在適用之情 況下，其進一步包含：一溫度控制系統，該溫度控制系 統適於循環該印刷滾筒内之一介質以控制該印刷滾筒之 一溫度。 C9.如ci至C8中任一項之印刷滾筒台，在適用之情 況下’其進一步包含： 一材料重合感測器，其適於監視印刷在該材料上之重 合線及傾斜狀結構中的至少一者，·及 印刷滾筒重合感冑H ’其適於監視雕刻在該印刷滚 筒上之重合線； 其中使用印艰J在該材料上的該所監視之該等重合線或 該傾斜狀結構中至少-者及雕刻在該印刷滾筒上之該等 21 201106822 ，監視之重合線，來調整該印刷滾筒以與該移動之材料 ⑽.*cuC9中任一項之印刷滾筒台在適用之 情況下’其中該材料為—玻璃基板、—㈣膜及 膜-玻璃基板疊層。 塑膠 C11.如C1至CIO中任一項之印刷滾筒台其中各 調座架為一動力座架。 C12. —種用於將一電子電路一 故么 1 4 # 何料上之印刷 機系統，該印刷機系統包含： —主控系統； 導程印刷滾筒台，里择由兮古缺多从 具係由忒主控糸統可操作地控 其中s玄導程印刷滾筒台包括： —基座； 複數個可調座架’其係位於該基座上； 至少一個組件，各組件係位於該等可調座架中之— 或多個可調座架上； 對軸承，各軸承係位於該等可調座架中之一或多 個可調座架上；及 一印刷滾筒’其係可旋轉地支撐在該對軸承之間， 其中 '已安置與該對轴承相關聯的該等可調座架中之— 或夕個可調座架及與各組件相關聯的該等可調座架中 或夕個可調座架，以確保各組件實質與該印刷滾 筒對準；及 ^ —個後續印刷滾筒台，其係由該主控系統可操作 22 201106822 地控制’其中各後續印刷滾筒台包括： —基座； 複數個可調座架’其係位於該基座上； 至少—個組件，各組件係位於該等可調座架中之一 或多個可調座架上； —對軸承，各軸承係位於該等可調座架中之一或 個可調座架上；及 盆—印刷滾筒’其係可旋轉地支樓在該對轴承之間， 其令已安置與該對軸承相關聯的該等可調座架中之一 或多個可調座架及與各組件相關聯的該等可調座架中 或夕個可調座架，以確保各組件實質與該印刷滾 筒對準；及 導程印刷滾筒台與該至少—個後續印刷滾筒係依序 彼此對準’以使得能夠將該材料自該導程印刷滾筒台傳 送至各後㈣職筒台，同時將該電子電路印刷在該材 料上。 C13.如C12之印刷機系統，其中： 該導程印刷滾筒台進一步包括^一壓力滾筒，其與該 印刷滾筒相關聯’以使得能夠在該壓力滚筒與該印刷滚 同二者之間抽取該材料；及 各後續印刷滾筒台進—舟4 k 广化 ^ 步包括：一壓力滾筒，其與該 印刷滾筒相關聯’以使得能热+ 4 h 风仔能夠在該壓力滾筒與該印刷滾 筒二者之間抽取該材料。 C14.如C12或C13之e卩a，,仏/ t印刷機系統，其中該導程印刷 23 201106822 滚筒台及該至少一個後續印刷滾筒台中之至少—者進一 步包括：一力感測器，其適於監視由該對應印刷滾筒及 該對應壓力滚筒施加在該材料上之一力，其中使用所量 測之力來控制在該對應印刷滾筒與該對應壓力滾筒之間 的一夾持力，同時將該電子電路之至少一部份印刷在該 材料上。 C15.如C12至C14中任一項之印刷機系統，在適用 之情況下，其中： 該導程印刷滚筒台進一步包括：經雕刻之重合線及一 經雕刻之傾斜狀結構’其係形成於該印刷滾筒上，兮等 經雕刻之重合線及該經雕刻之傾斜狀結構分別將重合線 及一傾斜狀結構印刷在該材料上； 各後續印刷滾筒台進一步包括：一經雕刻之傾斜狀結 構’其係形成於該印刷滾筒上’且其將一傾斜狀結構印 刷在該材料上； 各後續印刷滾筒台進一步包括：一重合感測器，其適 於監視印刷在該材料上之該等重合線及該一或多個傾斜 狀結構； 各後續印刷滾筒台進一步包括：一印刷滚筒重合感測 器，其適於監視雕刻在該對應印刷滚筒上之重合線；及 該主控台適於使用印刷在該材料上之至少該所監視的 一或多個傾斜狀結構及雕刻在該等印刷滾筒上之該等所 監視的重合線，來調整與該至少一個後續印刷滾筒台相 關聯之該等印刷滾筒中之至少一者來與該移動之材料相 24 201106822 匹配。 C16.如C12至C15中任一項之印刷機系統，在適用 之情況下，其中該導程印刷滾筒台及該至少一個後續印 刷滚筒台中之至少一者進一步包括：一溫度控制系統， 其係附接至該對應印刷滚筒’其中該溫度控制系統適於 循環該對應印刷滾筒内之一介質以控制該對應印刷滾筒 之一溫度。 c 1 7·如c 12至C16中任一項之印刷機系統，在適用 之情況下，其中當將該電子電路印刷在該材料上時，設 定該導程印刷滾筒台及該至少一個後續印刷滾筒台且使 其對準以獲得至少約為±25 μιη之一層間重合度。 C18.如C12至C17中任一項之印刷機系統，在適用 之情況下，其中各可調座架為一動力座架。 C19.—種用於將一電子電路印刷在一材料上之方 法’該方法包含以下步驟： 設定一導程印刷滾筒台及至少一個後續印刷滾筒台， 其中各印刷滾筒台包括： —基座； 復數個可調座架，其係位於該基座上； 至少—個組件，各組件係位於該等可調座架中之一 或多個可調座架上； 對轴承，各軸承係位於該等可調座 個可調座架上；及 〒之或夕 一印刷滚筒’其係可旋轉地支#在㈣軸承之間， 25 201106822 其中已女置與該對軸承相關聯的該等可調座架中之一 或夕個可調座架及與各組件相關聯的該等可調座架中 之或夕個可調座架，以確保各組件實質與該印刷滚 筒對準； 使該v私印刷滾筒台與該至少一個後續印刷滾筒依序 彼此對準，以使得能夠將該材料自該導程印刷滾筒台移 動至各後續印刷滾筒，同時將該電子電路印刷在該材料 C20.如C19之方法，其中： 該導程印刷滾筒台進一步包括：一壓力滚筒’其與該 印刷滾筒相關耳葬’以使得能夠在該壓力滚筒與該印刷滚 筒二者之間抽取該材料；及 各後續印刷滾筒台進-步包括：一壓力滚筒，其與該 印刷滾筒相關聯’以使得能夠在該壓力滾筒與該印刷滾 筒二者之間抽取該材料。 在適用之情況下，其進 C21·如C19或C20之方法 一步包含以下步驟：監視由該等印刷滚筒中之至少一者 及該對應壓力滾筒施加在該材料上之一力，其中使用所 量測之力來控制在該印刷滾筒與該對應壓力滾筒之間的 4持力’同時將該電子電路之至少—部份印刷在該材 料上。 C22·如C19至C21之方法，在適用之情況下，其進 一步包含以下步驟：當將該印刷滾筒可旋轉地支撐在該 對轴承之間’ m或多個可調座架切該對轴承 26 201106822 時’在一雕刻機内雕刻該簟 4邊寻印刷滾筒中之至少一個印刷 滚筒。 C23.如 C19 至 j. 之方法，在適用之情況下，其進 一步包含以下步驟：佶闲也, 使用t裝至該至少一個組件中之— 者的：對準指示器來對準該等印刷滾筒中之至少一者， 其中田將該對準彳a不II沿著該對應旋轉印刷滚筒之一長 度移動且同時在該對準指千吳 % /打平知不|§與該對應印刷滾筒恆定接 觸時，扣對準該等印刷滾筒中之至少一者。 C24.如 C19 至 C23 中任一項之方法，在適用之情況 下’其進一步包含以下步驟： 使用該導程印刷滾筒台來將重合線及—傾斜狀結構印 刷在該材料上； 使用各後續印刷滾筒台來將一傾斜狀結構印刷在該材 料上； 使用各後續印刷滾筒台來監視印刷在該材料上之該等 重合線及該一或多個傾斜狀結構，且監視雕刻在該等對 應印刷滚筒上之重合線，·及 使用印刷在該材料上之該等所監視的重合線及該等所 監視的傾斜狀結構以及雕刻在該等對應印刷滾筒上之該 等所監視的重合線，來調整與該至少一個後續印刷滾筒 台中之至少一者相關聯的至少一個印刷滾筒以與該移動 之材料相匹配。 C25.如C24至C25中任一項之方法，在適用之情況 下，其進一步包含以下步驟：在將該電子電路印刷在該 27 201106822 材料上時，控制該等印刷滾筒中之至少一者的一溫度。 儘管已在隨附【圖式】中圖示並在以上【實施方式】 中描述了本發明之一實施例，但是應理解本發明並不限 於所揭示之實施例，而是能夠在不脫離以下【申請專利 $&圍】所闡述並界疋之本發明的精神的情況下進行眾多 重新配置、修改及替換。並且，應瞭解，本文所使用之 用語「本發明」或「發明」係關於示例性實施例而未必 關於附加申請專利範圍所涵蓋之每—實施例。 【圖式簡單說明】 結合隨附圖式參閱以上【實施方式】可更完全地理解 本發明，其中： 第1圖為根據本發明之一實施例之用於將電子電路印 刷在材料上之示例性印刷機系統的透視圖； 第2圖為第1圖所示之印刷滾筒台之一者的透視圖； 第3圖為第2圖所示之印刷滾筒台的透視圖，其中已 將材料、滾輪支撐平臺、壓力滾筒及壓力（力）感測器 自其移除以圖示印刷滾筒、刮刀系、統及溫度控制系統； 第4圖為示例性印刷滾筒台的透視圖，其用以有助於 闡釋可如何藉由使用一或多個對準指示器來使印刷滚筒 與動力座架彼此對準；及 圖為示例性雕刻機之透視圖，該示例性雕刻機用 以雕刻用在第2 _ s i 乐2圖i第3圖所示之印刷滚筒台中的印刷 28 201106822 滾筒。 【主要元件符號說明】 100 印刷機系統 102 電子電路 103 主控系統 104 材料 106/108&/1081)/108〇印刷滾筒台 110 基座 112 動力座架/精確約束安裝構形/元件 114a 滾輪支撐平臺/元件 114b 刮刀系統/元件 116a/116b 軸承/元件 118 印刷滾筒/元件 120 壓力滚筒/元件 122 溫度控制系統/元件 124 壓力感測器/元件 126 印刷滚筒重合感測器/元件 128 材料重合感測器/元件 130/132 重合線/元件 133 梯形/元件 134 滾輪 135a/137a/137b 梯形/元件 29 201106822 136 處理器 138 記憶體 139 電路線 402a/402b 對準指示器 404a/404b 對準支撐件 502 雕刻機 30

Claims (1)

1. 201106822 七、申請專利範圍： 1' 一種用於將一電子電路之至少一部份印刷在一材 料上之印刷滾筒台，該印刷滾筒台包含： —基座； 複數個可調座架，其係位於該基座上； 至少一個組件’各組件係位於該等可調座架中之一或 多個可調座架上； 一對軸承，各軸承係位於該等可調座架中之一或多個 可調座架上；及 —印刷滾筒’其係可旋轉地支撐在該對軸承之間，其 中已女置與該對軸承相關聯的該等可調座架中之一咬多 個~7調座.及與各組件相關聯的該等可調座架中之一或 多個可調座架，以確保各組件實質與該印刷滾筒對準。 2·如申請專利範圍第1項之印刷滾筒台，其進一步 包含：一壓力滚筒，其與該印刷滾筒相關聯，以使得能 夠在該壓力滾筒與該印刷滾筒二者之間抽取該材料。 3.如申請專利範圍第1項或第2項之印刷滾筒台， 其進一步包含：一壓力感測器，該壓力感測器適於監視 由該印刷滾筒及該壓力滾筒施加在該材料上之一力，其 中使用所量測之力來控制在該印刷滾筒與該壓力滾筒之 間的一失持力，同時將該電子電路之至少—部份印刷在 31 201106822 該材料上。 4. 如申請專利範圍第！項或第2項之印刷滾筒台， 其中該至少—個組件包括一滾輪支撐基座及一刮刀系 統。 5. 如申請專利範圍第1項或第2項之印刷滾筒台， 其進一步包含： 一材料重合感測器，其適於監視印刷在該材料上之重 合線及傾斜狀結構中的至少一者；及 一印刷滾筒重合感測器，其適於監視雕刻在該印刷滚 筒上之重合線； 其中使用印刷在該材料上的該所監視之該等重合線或 該傾斜狀結構中至少一者及雕刻在該印刷滚筒上之該等 所監視之重合線，來調整該印刷滾筒以與該移動之材料 相匹配。 6 · 一種用於將一電子電路印刷在一材料上之印刷機 系統’該印刷機系統包含： 一主控系統； 一導程印刷滚筒台，其係由該主控系統可操作地控 制，其中該導程印刷滾筒台包括： 一基座； 複數個可調座架，其係位於該基座上； 32 201106822 至；一個組件，各組件係位於該等可調座架中之一 或多個可調座架上； 對轴承’各軸承係位於該等可調座架中之一或多 個可調座架上；及 一印刷滚筒，其係可旋轉地支撐在該對軸承之間， 其中已安置與該對承軸相關聯的該等可調座架中之該 或多個可調座架及與各組件相關聯的該等可調座架 中之該一或多個可調座架，以確保各組件實質與該印 刷滚筒對準；及 至少—個後續印刷滾筒台，其係由該主控系統可操作 地控制’其中各後續印刷滾筒台包括： 一基座； 複數個可調座架，其係位於該基座上； 至J 一個組件，各組件係位於該等可調座架中之一 或多個可調座架上； —對轴承’各軸承係位於該等可調座架中之一或多 個可調座架上；及 一印刷滚筒’其係可旋轉地支撐在該對軸承之間， 其中已女置與該對承軸相關聯的該等可調座架中之該 或夕個可調座架及與各組件相關聯的該等可調座架 中之3亥一或多個可調座架，以確保各組件實質與該印 刷滾筒對準，‘及 該導程印刷滚筒台與該至少一個後續印刷滾筒係依序 彼此對準’以使得能夠將該材料自該導程印刷滾筒台傳 33 201106822 送至各後續印刷滾筒台’同時將該電子電路印刷在該材 料上。 7. 如申請專利範圍第6項之印刷機系統，其中： 該導程印刷滚筒台進一步包括：一壓力滚筒，其與該 印刷滾筒相關聯，以使得能夠在該壓力滾筒與該印刷滚 筒二者之間抽取該材料；及 各後續印刷滾筒台進一步包括：一壓力滚筒，其與該 印刷滾筒相關聯，以使得能夠在該壓力滚筒與該印刷滾 筒二者之間抽取該材料。 8. 如申請專利範圍第6項或第7項之印刷機系統， 其中該導程印刷滾筒台及該至少一個後續印刷滾筒台中 之至少一者進一步包括：一力感測器，其適於監視由該 對應印刷滾筒及該對應壓力滾筒施加在該材料上之一 力’其中使用所量測之力來控制在該對應印刷滾筒與該 對應壓力滾筒之間的一夾持力，同時將該電子電路之至 少一部份印刷在該材料上。 9. 如申請專利範圍第6項或第7項之印刷機系統， 其中： 該導程印刷滾筒台進一步包括：經雕刻之重合線及一 經雕刻之傾斜狀結構，其係形成於該印刷滾筒上，該等 經雕刻之重合線及該經雕刻之傾斜狀結構分別將重合線 34 201106822 及一傾斜狀結構印刷在該材料上； 各後續㈣i;衰筒台進一步包括：一經雕刻之傾斜狀結 構，其係形成於該㈣滾筒i，且其將一傾#狀結構印 刷在該材料上，· 各後續印刷滾筒台進一步包括：一重合感測器，其適 於監視印刷在該材料上之該等重合線及該一或多個傾斜 狀結構； ’ 各後續印刷滾筒台進一步包括：一印刷滾筒重合感測 器，其適於監視雕刻在該對應印刷滾筒上之重合線；及 該主控台適於使用印刷在該材料上之至少該所監視的 一或多個傾斜狀結構及雕刻在該等印刷滾筒上之該等所 監視的重合線，來調整與該至少一個後續印刷滾筒台相 關聯之該等印刷滾筒中之至少一者來與該移動之材料相 匹配。 10. 如申請專利範圍第6項或第7項之印刷機系統， 其中在將該電子電路印刷在該材料上時，設定該導程印 刷滚筒台及該至少一個後續印刷滾筒台且使其對準，以 獲得至少約為±25 μιη之一層間重合度。 11. 一種用於將一電子電路印刷在一材料上之方法， 該方法包含以下步驟： 設定一導程印刷滾筒台及至少一個後續印刷滾筒台， 其中各印刷滾筒台包括： 35 201106822 一基座； 複數個可調座架，其係位於該基座上； J個組件，各組件係位於該等可調座架中之一 或多個可調座架上； 對轴承，各軸承係位於該等可調座架中之一或多 個可調座架上；及 一印刷滾筒，其係可旋轉地支撐在該對軸承之間， 其中已安置與t亥對承軸相關聯的該等可調座架中之該 或夕個可調座架及與各組件相關聯的該等可調座架 〜或夕個可調座架，以喊保各組件實質與該印 刷滾筒對準； 使該導程印刷滾筒台與該至少一個後續印刷滚筒依序 彼此對準，以使得能夠將該材料自該導程印刷滾筒台移 動至各後續印刷滾筒，同時將該電子電路印刷在該材料 上。 12.如申請專利範圍第Η項之方法，其中·· 該導程印刷滾筒台進一步包括：一壓力滾筒，其與該 印刷滚筒相關聯，以使得能夠在該壓力滾筒與該印刷滾 筒二者之間抽取該材料；及 各後續印刷滾筒台進一步包括：一壓力滾筒，其與該 印刷滚筒相關聯’以使得能夠在該壓力滾筒與該印刷滾 筒二者之間抽取該材料。 36 201106822 U.如申請專利範圍第10項或第u項之方法，其進 "3以下步驟·監視由該等印刷滾筒中之至少一者 1 士應壓力滾笱施加在該材料上之一力，其中使用所 里測之力來控制在該印刷滚筒與該對應壓力滚筒之間的 夾持力，同時將該電子電路之至少一部份印刷在該材 料上。 14.如申請專利範圍第10項或第U項之方法，其進 一步包含以下步驟：當將該印刷滚筒可旋轉地支撐在該 對軸承之間，且由該一或多個可調座架支撐該對軸承 時’在一雕刻機内雕刻該等印刷滾筒中之至少—個印刷 滚筒。 15. 如申請專利範圍第項或第n項之方法其進 一步包含以下步驟：使用安裝至該至少一個組件中之一 者的一對準指示器來對準該等印刷滾筒中之至少—者， 其中當將該對準指示器沿著該對應旋轉印刷滾筒之—長 度移動且同時在該對準指示器與該對應印刷滾筒恆定接 觸時，即對準該等印刷滾筒中之該至少一者。 16. 如申請專利範圍第1〇項或第11項之方法，其進 一步包括以下步驟： 使用該導程印刷滾筒台來將重合線及一傾斜狀結構印 刷在該材料上； 37 201106822 台來將-傾斜狀結構印刷在該材 使用各後續印刷丨衰胃 料上； 使用各後續印刷滾筒a …” 〇 視印刷在該材料上之該等 重口線及該—或多個傾斜狀結構，且監視雕刻在該等對 應印刷滚筒上之重合線；及 使用印刷在該材料上之該等所監視的重合線及該等所 監視的傾斜狀結構以及雕刻在料對應印職筒上之該 等所監視的重合線，來調整與該至少一個後續印刷滚筒 台中之至少一者相關聯的至少一個印刷滾筒以與該移動 之材料相匹配。 38