一种液态金属打印机制造技术

本发明专利技术公开了一种液态金属打印机，包括：连续的第一工作面和第二工作面；在所述第一工作面上方区域进行独立作业的打印机构、修补机构、贴片机构和焊接机构，以及在所述第二工作面上方区域进行作业的封装机构；以及基材移动机构和图像采集机构；所述焊接机构，包括：沿竖直方向移动的挤塑机构，用于向位于其正下方的基材表面上挤出单位质量的焊料；其中，所述焊料为常温下呈粘稠状的金属混合物；沿竖直方向和水平方向移动的塑型笔。本发明专利技术通过将常温下呈粘稠状的导电浆料作为焊料，一方面可作为导电连接剂辅助连接液态金属线路与元件引脚，另一方面可避免后续封胶时胶体渗入连接处，导致的物理分离问题。

【技术实现步骤摘要】
一种液态金属打印机
本专利技术属于液态金属打印
，尤其涉及一种液态金属打印机。
技术介绍
液态金属打印机提供了一种新型的电子电路增材制造方法，但液态金属由于其材料的特性，以及目前硬件设备及设备软件成熟度不高，所形成的液态金属线路或多或少会出现各种线路缺陷，如由于液态金属缩线导致的线路中空、窄边、中断、以及液态金属溢出等线路缺陷问题，现有技术中都是打印机完成打印后，通过人工检查的方式对液态金属线路的质量进行判断，如果存在上述缺陷则进行人工修补，不利于印制电路的自动化一体成型。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一个目的是提出一种液态金属打印机,以解决现有技术中印制电路无法一体化制备及装置设计的问题。在一些说明性实施例中，所述液态金属打印机，包括：连续的第一工作面和第二工作面；在所述第一工作面上方区域进行独立作业的打印机构、修补机构、贴片机构和焊接机构，以及在所述第二工作面上方区域进行作业的封装机构；以及基材移动机构和图像采集机构；所述焊接机构，包括：沿竖直方向移动的挤塑机构，用于向位于其正下方的基材表面上挤出单位质量的焊料；其中，所述焊料为常温下呈粘稠状的金属混合物；沿竖直方向和水平方向移动的塑型笔，用于推动挤出在基材表面上的焊料，并使所述焊料以一定的形状包绕贴片元件的引脚与位于基材表面上的液态金属线路之间的连接点。在一些可选地实施例中，所述焊接机构，还包括：水平移动机构，以及设置在所述水平移动机构上的第一升降机构和第二升降机构；所述挤塑机构设置在所述第一升降机构上，通过所述第一升降机构带动其沿竖直方向移动；所述塑型笔设置在所述第二升降机构上，通过所述第二升降机构带动起其竖直方向移动，通过所述水平移动机构带动其沿水平方向移动。在一些可选地实施例中，所述挤塑机构，包括：容纳所述焊料的管体，所述管体的底部为汇聚焊料的锥形口状结构；竖直设置的出料管，其顶端连通所述管体的底端开口；压力组件，位于所述管体内用于带动所述焊料向所述出料管内移动。在一些可选地实施例中，所述挤塑机构在将所述焊料挤出在所述基材表面上时，所述出料管的底端与所述基材表面之间的间距不超过5mm。在一些可选地实施例中，所述挤塑机构用于将所述焊料挤出在所述基材表面上距离所述贴片元件的引脚0.2mm的位置。在一些可选地实施例中，所述挤塑机构挤出所述焊料的单位质量为20mg。在一些可选地实施例中，所述塑型笔包括：笔杆以及位于笔杆底端的半球形的笔头；其中，所述笔头的弧面朝下；所述笔头上缠绕有一层用于降低与所述焊料的接触面积的毛纤。在一些可选地实施例中，所述塑型笔通过其下端的笔头推动所述焊料向贴片元件与所述液态金属线路之间的连接点移动；在水平推动的过程中，所述笔头在竖直方向上自下而上运动，使所述焊料形成贴合所述贴片元件侧面的斜坡。在一些可选地实施例中，所述焊料为液态金属与金属颗粒的粘稠状的固液混合物。与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：本专利技术通过将常温下呈粘稠状的导电浆料作为焊料，利用焊料对液态金属线路与元件引脚的连接处进行封堵，一方面可作为导电连接剂辅助连接液态金属线路与元件引脚，另一方面可避免后续封胶时胶体渗入连接处，导致的物理分离问题。附图说明图1是本专利技术实施例中的液态金属打印机的打印机构的结构示意图；图2是本专利技术实施例中的液态金属打印机的打印状态示意图；图3是液态金属线融合效果示意图；图4是本专利技术实施例中的打印机构的打印机构的控制流程图；图5是本专利技术实施例中的打印机构的打印示意图；图6是本专利技术实施例中液态金属线状印制效果；图7是本专利技术实施例中的液态金属打印机的修补流程图；图8是本专利技术实施例中的液态金属打印机的修补流程图；图9是本专利技术实施例中的液态金属打印机的结构示意图；图10是本专利技术实施例中的液态金属打印机的修补机构的结构示意图；图11是本专利技术实施例中的液态金属打印机的修补机构的结构示意图；图12是本专利技术实施例中的液态金属打印机的修补机构的结构示意图；图13是本专利技术实施例中的液态金属打印机的修补机构的擦拭笔的结构示意图；图14是本专利技术实施例中的液态金属打印机的修补机构的擦拭笔的结构示意图；图15是本专利技术实施例中的液态金属打印机的结构示意图；图16是本专利技术实施例中的液态金属打印机的贴片机构的结构示意图；图17是本专利技术实施例中的贴片机构的工作示意图；图18是本专利技术实施例中的贴片机构的元件盒的结构示意图；图19是本专利技术实施例中的液态金属打印机的贴片机构的结构示意图；图20是本专利技术实施例中贴片机构的点胶头的结构示意图；图21是本专利技术实施例中液态金属打印机的焊接机构的结构示意图；图22是本专利技术实施例中的焊接机构的局部示意图；图23是本专利技术实施例中的焊接机构的工作示意图；图24是本专利技术实施例中的焊接机构的局部示意图；图25是本专利技术实施例中的液态金属打印机的结构示意图；图26是本专利技术实施例中的液态金属打印机的局部结构示意图。具体实施方式以下描述和附图充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本专利技术的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本专利技术的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“专利技术”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的专利技术，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个专利技术或专利技术构思。现在参照图1，图1示出了本专利技术实施例中的液态金属打印机的一种结构示意图，如该结构示意图所示，液态金属打印机100，包括：工作面(工作台)10，以及在工作面10上进行打印作业的打印机构20，打印机构20用于将流体状态的液态金属按照预定图形印制到放置在工作面10上的印制基材201上，形成液态金属印制图案，从而作为印制电路的印制线路或作为装饰性的液态金属绘制图案。本专利技术实施例中的液态金属可采用汞、镓、铟、锡单质、镓铟合金、镓铟锡合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铟锌合金、镓锡锌合金、镓铟锡锌合金、镓锡镉合金、镓锌镉合金、铋铟合金、铋锡合金、铋铟锡合金、铋铟锌合金、铋锡锌合金、铋铟锡锌合金、锡铅合金、锡铜合金、锡锌铜合金、锡银铜合金、铋铅锡合金中的一种或几种。这类低熔点金属具有优秀的导电性和液相流动性，因此在新型电子结构制造领域有着独特的应用价值。其中，处于打印机构20和印制基材201上的液态金属均处于流体状态，其熔点在100摄氏度以下(对于上述合金而言，通过合金的相图中的熔点曲线选择合金比例)，在一些实施例中通过加热的方式使液态金属处于流体熔融状态。在一些优选地实施例中，液态金属可采用在常温下(35摄氏度)即呈液态的低熔点金属，例如镓铟合金，其具体镓铟配比为75.5％的镓和24.5％的铟，该合金熔点为15.5度，其在常温下基本呈液体形态。在一些实施例中，打印机构20通过机械臂或单轴/多轴联动组件在工作面的上方一个或多个方向移动作业。打印机构20采用液态金属直写式打印头21，类似于直写笔/书写笔，通过笔珠在印制基材上的移动带出笔管中的液态金属，在印制基材上形成与移动轨迹一致的轨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态金属打印机，其特征在于，包括：连续的第一工作面和第二工作面；在所述第一工作面上方区域进行独立作业的打印机构、修补机构、贴片机构和焊接机构，以及在所述第二工作面上方区域进行作业的封装机构；以及基材移动机构和图像采集机构；所述焊接机构，包括：沿竖直方向移动的挤塑机构，用于向位于其正下方的基材表面上挤出单位质量的焊料；其中，所述焊料为常温下呈粘稠状的金属混合物；沿竖直方向和水平方向移动的塑型笔，用于推动挤出在基材表面上的焊料，并使所述焊料以一定的形状包绕贴片元件的引脚与位于基材表面上的液态金属线路之间的连接点。

【技术特征摘要】
1.一种液态金属打印机，其特征在于，包括：连续的第一工作面和第二工作面；在所述第一工作面上方区域进行独立作业的打印机构、修补机构、贴片机构和焊接机构，以及在所述第二工作面上方区域进行作业的封装机构；以及基材移动机构和图像采集机构；所述焊接机构，包括：沿竖直方向移动的挤塑机构，用于向位于其正下方的基材表面上挤出单位质量的焊料；其中，所述焊料为常温下呈粘稠状的金属混合物；沿竖直方向和水平方向移动的塑型笔，用于推动挤出在基材表面上的焊料，并使所述焊料以一定的形状包绕贴片元件的引脚与位于基材表面上的液态金属线路之间的连接点。2.根据权利要求1所述的液态金属打印机，其特征在于，还包括：水平移动机构，以及设置在所述水平移动机构上的第一升降机构和第二升降机构；所述挤塑机构设置在所述第一升降机构上，通过所述第一升降机构带动其沿竖直方向移动；所述塑型笔设置在所述第二升降机构上，通过所述第二升降机构带动起其竖直方向移动，通过所述水平移动机构带动其沿水平方向移动。3.根据权利要求1所述的液态金属打印机，其特征在于，所述挤塑机构，包括：容纳所述焊料的管体，所述管体的底部为汇聚焊料的锥形口状结构；竖直设置的出料管...

【专利技术属性】
技术研发人员：严启臻，
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