一种印刷电路彩色打印设备、方法及印刷电路技术

本发明专利技术提供一种印刷电路彩色打印设备、方法和印刷电路，其中所述方法包含，打印模块控制液态金属打印头，在原始电路基底上打印液态金属导线，以形成具有液态金属导线层的印刷电路；待液态金属打印完成，将液态金属电路冷冻至固体状态后，打印模块控制彩色颜料打印头，依次利用所需彩色颜料进行与上述步骤重复图案的打印操作。本发明专利技术兼具了彩色液态金属良好的导电性和丰富色彩，有显著提升印刷电子电路的美观性和体验感的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及印刷电子器件
，更具体地，涉及印刷电路彩色打印设备和方法。
技术介绍
印刷电子是利用快速高效的打印技术制造电子器件与系统的电子制造技术，已被广泛的应用于柔性显示、照明、电子元器件及集成智能系统。将导电物料通过印刷的方式可以在各种基材上制备不同功能的电子电路。打印墨水是打印材料中的重要组成部分，打印墨水的优劣决定了是否能顺利打印出高导电的印刷电子电路。液态金属由于在常温常压下呈液态，导电性能良好，在电子印刷领域拥有巨大的潜力。在室温条件下，液态金属在电学特性和粘度方面都符合印刷导电墨水的要求。已有的液态金属打印由于金属自身光泽呈银白色，色彩十分单一，制备出的印刷电子图案呈单一的银白色，在该技术条件打印出来的物体只有一种单一的颜色。公开号为CN105220013A中国专利技术专利申请《一种彩色液态金属及其制作方法》公开了一种彩色液态金属的制作方法，通过将液态金属与彩色颜料混合的方法制备出了可以用于印刷电路的彩色液态金属，但涉及具体应用于打印电子电路的方法。而且，将液态金属和染料混合时，通常存在难以均匀掺混配制的难题，而且所能实现的色彩和电子电路的电导率也相对有限。目前，利用颜料混合型液态金属打印电子电路还存在抗氧化性防锈性能低、电路的电导率较低等问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的印刷电路打印设备、打印方法和印刷电路。根据本专利技术的一个方面，提供了一种印刷彩色电路打印设备，包括，打印头，与打印控制模块相连，用于利用液态金属和液态彩色颜料进行打印；打印控制模块，与打印头相连接，用于按照先打印液态金属、后打印彩色颜料的顺序进行电路板的打印。进一步，本专利技术还提供了一种印刷电路彩色打印方法，包括：S1、打印模块控制液态金属打印头，在基底上打印液态金属原始电路，以形成具有液态金属导线层的印刷电路；S2、待液态金属打印完成后，将液态金属电路冷冻至固态，打印模块控制彩色颜料打印头，依次利用所需液态彩色颜料进行与步骤S1重复图案的打印操作。本专利技术还提供了一种利用上述方法打印得到的产品，包括由下至上顺序设置的基底、液态金属导线及彩色颜料层。本申请提出了一种印刷彩色电路打印设备、方法和印刷电路，采用液态金属和彩色物质作为打印材料，将液态金属如墨水一样实现打印，对电子电路进行直接印刷，再将彩色颜料打印在液态金属的表面，打印彩色电子电路并实现封装。有益效果包括：1、本专利技术可实现多种颜色液态金属电子电路，增加了绚丽多彩的特质，兼具了良好导电性和丰富的色彩，可应用到大量电子印刷行业，显著提升印刷电子的美观性和体验感；2、彩色液态金属打印由于表层具有带颜色物质的涂层，改善了传统液态金属打印后的流动性、氧化性和防锈性；氧化程度大大减小，更加有利于液态金属本身的应用，对传统金属材料和印刷电子的观念性革新，由此引申出大量应用；3、本专利技术由于采用了印制电路和彩色材料的叠加型技术路线，避免了将液态金属和染料混合配制的难题，充分借助了各自的优势，所能实现的天然色彩更丰富。附图说明图1为根据本专利技术实施例的一种印刷电路彩色打印设备的结构示意图；图2为根据本专利技术实施例的另一种印刷电路彩色打印设备的结构示意图；图3为根据本专利技术实施例的一种印刷电路彩色打印方法的总体流程示意图；图4为根据本专利技术实施例的一种彩色印刷电路打印产品的结构示意图；图5为根据本专利技术实施例的一种印刷电路彩色打印产品的实际效果示意图；其中(1)-(5)是用本专利技术打印出的彩色液态金属电路的照片；(6)是打印的彩色液态金属电路横截面的扫面电镜(SEM)的图，最下层为基底，中层为液态金属，上层为彩色材料。图6为根据本专利技术实施例的一种印刷电路彩色打印产品的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。液态金属材料是指熔点在室温范围内的一类金属材料，通常为镓金属或者镓基合金。液态金属材料有着良好的导电性能，可用作印刷电路的导电线路部分的制作。图1给出了根据本专利技术实施例的一种印刷电路彩色打印设备的总体结构示意图。总的来说，包括：打印头1，与打印控制模块相连3，用于利用液态金属进行打印；打印头2，与打印控制模块相连3，用于利用彩色颜料进行打印；打印控制模块3，分别与液态金属打印头1、彩色颜料打印头2相连接，用于先控制液态金属打印头1进行打印，后控制彩色颜料打印头2进行打印的顺序进行电路板的打印。其中5为基底，6为打印电路。上述装置基于的打印设备包括液态金属电子电路打印机、液态金属普适打印机、彩色喷墨打印机、彩色3D打印机、液态金属针式打印设备或者喷墨式喷枪等。如图2所示，本专利技术的另一个具体实施例中，示出一种印刷电路彩色打印设备的总体结构。总的来说，该打印设备包括：打印头8，与打印控制模块9相连，用于利用液态金属和彩色颜料进行打印；打印控制模块9，打印头8相连接，用于打印头8先后进行液态金属和彩色颜料的打印。其中11为基底，12为打印电路。如图1所示，本专利技术的另一个具体实施例中，设备还包括：进料导管7，分别与材料转化模块4、打印头1、2相连；材料转化模块4，用于控制进料导管7在不同的液态金属和彩色颜料之间进行切换。如图2所示，本专利技术的另一个具体实施例中，设备还包括：进料导管13，分别与材料转化模块10、打印头8相连；材料转化模块10，用于控制进料导管13在不同的液态金属和彩色颜料之间进行切换。本实施例中所述材料转化模块实现液态金属和彩色液体之间的切换。当需要液态金属时，材料转化模块会实现液态金属的切换，当需要另一颜色的液体时，转化模块会将上一种液态金属收回，再一次实现材料的切换，以此实现不同液态金属与彩色液体的切换，实现电子电路打印产品的彩色化。如图3所述，本专利技术的另一个具体实施例中，提供了一种印刷电路彩色打印方法，总体包括以下步骤：S1、打印模块控制液态金属打印头，在原始电路基底上打印液态金属导线，以形成具有液态金属导线层的印刷电路；S2、待液态金属打印完成后，冷冻液态金属电路使其固化，打印模块控制彩色颜料打印头，依次利用所需彩色颜料进行与步骤S1重复图案的打印操作。在本专利技术的另一个具体实施例中，一种印刷电路彩色打印方法，所述彩色颜料颗粒直径为10nm-500nm，以便全面密封液态金属打印得到的金属电路，防止其不被氧化；同时纳米级的彩色颜料固化后仍然具有很好的弯折与延展性，密封电路不被氧化的同时不产生断裂或者空隙。在本专利技术的另一个具体实施例中，一种印刷电路彩色打印方法，总体包括以下步骤：S1、打印模块控制液态金属打印头，在原始电路基底上打印液态金属导线，以形成具有液态金属导线层的印刷电路；S2、待液态金属打印完成后，待液态金属电路风干，打印模块控制彩色颜料打印头，依次利用所需彩色颜料进行与步骤S1重复图案的打印操作；S3、将封装材料封装在具有液态金属导线层的印刷电路外，以形成封装好的具有液态金属导线层的彩色印刷电路。在本专利技术的又一个具体实施例中，一种印刷电路彩色打印方法，包括以下步骤：按需要准备所需原料，即空白基底、液态金属和彩色物质；将所述液态金属处理为液体状态；将所述的带颜色物质加入一定溶剂搅拌均匀为液体状态；将所述液态金属加入到各种打印设备的进料导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印刷电路彩色打印设备，其特征在于，包括，打印头，与打印控制模块相连，用于利用液态金属和液态彩色颜料进行打印；打印控制模块，与打印头相连接，用于按照先打印液态金属、后打印彩色颜料的顺序进行电路板的打印。

【技术特征摘要】
1.一种印刷电路彩色打印设备，其特征在于，包括，打印头，与打印控制模块相连，用于利用液态金属和液态彩色颜料进行打印；打印控制模块，与打印头相连接，用于按照先打印液态金属、后打印彩色颜料的顺序进行电路板的打印。2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述打印头如下设置：两个打印头，分别用于液态金属和彩色颜料的打印；或者，单一打印头，先后分别用于液态金属和彩色颜料的打印。3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于，还包括：进料导管，与打印头相连，用于进料不同的液态金属和彩色颜料；材料转化模块，与进料导管连接，用于控制进料导管在不同的液态金属和彩色颜料之间进行切换。4.一种利用权利要求1-3所述设备进行打印的方法，其特征在于，包括：S1、打印模块控制液态金属打印头，在基底上打印液态金属原始电路，以形成具有液态金属导线层的印刷电路；S2、待液态金属打印完成后，将液态金属电路冷冻至固态，打印模块控制彩色颜料打印头，依次利用所需液态彩色颜料进行与步骤S1重复图案的打印操...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁书婷，刘静，
申请(专利权)人：北京梦之墨科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11