[發明專利]一種使金屬顆粒帶電的裝置

有效

• 申請號: 201310028785.9
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103963484A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 李皇德;梅生福;劉靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B41J3/407
• 分類號: B41J3/407;B41J2/01
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝

技術領域

本發明涉及電子器件制造領域，尤其涉及一種使金屬顆粒帶電的裝置。

背景技術

傳統的電子器件印刷工序通常較為復雜，易污染環境，成本高，生產效率低，而且，耗時、耗材、耗能。

目前，在電子器件的制造過程中有一種金屬打印技術，其核心在于通過組分各異的常溫液態金屬或其合金墨水，在各種基底上自下而上寫出所需要的導體、導線、各種功能電子器件、傳感器和集成電路。該方法在印刷電子學、生物醫學電子、機電行業乃至能源等領域已顯示出廣泛的應用價值，這種液態金屬在各種基底上直接制作電子器件的直寫式印刷技術，有望重塑集成電路產業。而液態金屬作為該合金墨水，其應用研究也日趨重要。

但是，在打印時，由于液態金屬的表面張力非常大，對于不同的材質表面，使液態金屬均勻的涂附在表面上實屬不易，其分布尺寸等更難進行精確的控制。

發明內容

（一）要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種使金屬顆粒帶電的裝置，以克服現有技術由于液態金屬表面張力太大，液滴極易產生團塊聚集的問題。

（二）技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種使金屬顆粒帶電的裝置，所述裝置包括儲存單元、高頻振蕩單元、絕緣單元、電荷產生單元、輔助驅動單元和控制單元；所述儲存單元、高頻振蕩單元、絕緣單元、電荷產生單元和輔助驅動單元依次連接，所述控制單元分別控制與儲存單元、高頻振蕩單元、電荷產生單元和輔助驅動單元。

優選地，所述儲存單元為用于儲存液態金屬的儲存容器，所述儲存容器設有一個開口。

優選地，所述高頻振蕩單元為壓電陶瓷晶體管，所述壓電陶瓷晶體管與儲存容器的開口連接。

優選地，所述高頻振蕩單元的振蕩頻率范圍為2Hz～20MHz。

優選地，所述絕緣單元為絕緣板，所述絕緣板設有一個開孔，壓電陶瓷晶體管與所述開孔的一側連接。

優選地，所述絕緣單元的材質為陶瓷或介電系數大于陶瓷的材質。

優選地，所述電荷產生單元為電極，所述電極固定連接在絕緣板的開孔的另一側。

優選地，所述電極為環形電極、片狀電極或點狀電極。

優選地，所述電極的材質為銅、銀或金。

優選地，所述輔助驅動單元的驅動形式為電場式驅動或機械式驅動，其位于電荷產生單元處，為金屬顆粒的導出提供驅動力。

（三）有益效果

本發明的使金屬顆粒帶電的裝置通過采用高頻震蕩單元將液態金屬擊碎、分離成各自獨立的微小顆粒，再利用電荷產生單元外加電荷方式，使其各小顆粒上面均帶有適當的電荷，由于小顆粒上帶有同性電荷，彼此之間會產生相互排斥現象，這些顆粒與顆粒之間將不會像普通的液態金屬那樣噴涂或涂抹在材料表面上就會快速聚集在一起，從而可以將金屬顆粒均勻、整齊的排列并吸附到欲噴涂或涂抹的材料表面上，本發明的各相關部件價格低廉，有利于應用及推廣。

附圖說明

圖1為本發明實施例的使金屬顆粒帶電的裝置的結構示意圖；

圖2為本發明實施例的使金屬顆粒帶電的裝置與蒙板配合的示意圖

圖3為本發明實施例的使金屬顆粒帶電的裝置的工作流程圖。

圖中，1：儲存容器；2：壓電陶瓷晶體管；3：絕緣板；4：輔助驅動單元；5：電機；6：帶電荷金屬顆粒；7：基板；8：蒙板。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。

實施例1

如圖1所示，本實施例的使金屬顆粒帶電的裝置包括儲存單元、高頻振蕩單元、絕緣單元、電荷產生單元、輔助驅動單元和控制單元；儲存單元、高頻振蕩單元、絕緣單元、電荷產生單元和輔助驅動單元依次連接。

儲存單元為用于儲存液態金屬的儲存容器1，儲存容器1為一非封閉系統，可適時向儲存容器1中添加適量的液態金屬，儲存容器1設有一個開口，所述開口可流出適量的液態金屬至高頻振蕩單元。

高頻振蕩單元為壓電陶瓷晶體管2，壓電陶瓷晶體管2可產生并調控適當的頻率聲波震蕩頻段，其震蕩頻率范圍可為2Hz～20MHz，壓電陶瓷晶體管2的一端管口與儲存容器1的開口連接在一起；壓電陶瓷晶體管2通過高頻機械震蕩，將流出儲存容器1流出的液態金屬擊碎并分離成介于0.2μm～50μm大小的金屬顆粒。