[發(fā)明專利]一種印刷電子專用打印噴頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410093171.3
• 申請日: 2014-03-13
• 公開（公告）號: CN103879147A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢俊;張文菡;胡繼承
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: B41J2/14
• 分類號: B41J2/14
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 汪俊鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于印刷電子領(lǐng)域，具體涉及一種印刷電子專用打印噴頭。

背景技術(shù)

作為全球工業(yè)制造業(yè)的朝陽產(chǎn)業(yè)，印刷電子具有寬闊的應(yīng)用領(lǐng)域與良好的市場前景。

印刷電子（PE，Printed?Electronics），是利用印刷的方式來實現(xiàn)電子電路或電子器件的制造的一種工藝和技術(shù)。印刷電子自出現(xiàn)以來，因其可印制、適用范圍廣、低價優(yōu)能等特點受到各方關(guān)注并引發(fā)研究熱潮。據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2015年印刷電子應(yīng)用市場預(yù)計達(dá)52億美元。

作為印刷微電子的關(guān)鍵器件，材料打印噴頭（material?printing?head）是影響印刷微電子產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一。但目前所有的研究都集中在墨水等材料合成，對噴頭鮮有涉及。而印刷電子因為本身具有的導(dǎo)電性等特征，要求墨水在噴射過程中保持化學(xué)性能不變，同時實現(xiàn)精準(zhǔn)小誤差的噴射。現(xiàn)有噴頭并不能夠滿足印刷電子的上述要求，市場上也沒有針對印刷電子專門設(shè)計的噴頭。

為解決上述的需求及技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種印刷電子專用打印噴頭。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種印刷電子專用打印噴頭。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種印刷電子專用打印噴頭，包括噴管和保護(hù)殼，噴管和保護(hù)殼之間通過支撐部位固定，噴嘴和所述噴管為一整體；還包括主壓電陶瓷環(huán)和修正電壓陶瓷環(huán)，環(huán)繞在噴管上，且主壓電陶瓷環(huán)和修正壓電陶瓷環(huán)都通過導(dǎo)線與外接電源連接。

所述的主壓電陶瓷環(huán)和修正壓電陶瓷環(huán)由連接部位和壓電陶瓷組成，所述的壓電陶瓷由基底、防脫層、下電極、壓電陶瓷材料、上電極由下向上層層粘結(jié)而成，上電極與導(dǎo)線連接。

作為優(yōu)選，所述的壓電陶瓷環(huán)的連接部位由環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑制作而成。

作為優(yōu)選，壓電陶瓷的基底由底層硅（Si）和上層二氧化硅（SiO₂））組成。

所述的壓電陶瓷的防脫層采用鉈（Ti）或金（Au）等金屬制作而成。

所述的壓電陶瓷的下電極采用鉑（Pt）制作而成。

所述的壓電陶瓷的壓電陶瓷材料采用鋯鈦酸鉛（PZT）制作而成，其中鋯鈦原子比0.52:0.48，即所用壓電陶瓷材料為Pb(Zr_0.52Ti_0.48)O₃。

所述的壓電陶瓷的上電極采用鉑（Pt）制作而成，且與導(dǎo)線通過焊接的方式連接，保證外接電源時電壓可傳送到壓電陶瓷上。

所述的導(dǎo)線與外接電源連接，輸入220V交流電，所產(chǎn)生波形如附圖1所示的電壓給主壓電陶瓷環(huán)，保證主壓電陶瓷環(huán)在電場作用下發(fā)生逆壓電效應(yīng)并產(chǎn)生形變，驅(qū)動墨滴噴射。

所述的導(dǎo)線與外接電源連接，輸入220V交流電，所產(chǎn)生波形如附圖1所示的電壓給修正壓電陶瓷環(huán)，保證修正壓電陶瓷環(huán)在電場作用下發(fā)生逆壓電效應(yīng)并產(chǎn)生形變，對墨滴的噴射效果進(jìn)行修正，使墨滴噴射更為集中，誤差更小。

作為優(yōu)選，所述的保護(hù)殼由銅（Cu）制作而成，保護(hù)噴管和噴嘴不受到損害。

作為優(yōu)選，所述的噴管和噴嘴由玻璃或聚四氟乙烯制作而成。

作為優(yōu)選，所述的支撐部位由環(huán)氧樹脂制作而成。

本發(fā)明開創(chuàng)性地提出一種專用于印刷電子的噴頭，采用壓電陶瓷環(huán)取代傳統(tǒng)壓電式噴頭中的片狀結(jié)構(gòu)，在噴管下方增加一個小的壓電陶瓷環(huán)對墨水噴射模型進(jìn)行修正，使墨水流動更趨近層流，減小墨滴噴射的誤差，保證噴射過程中墨水的化學(xué)性質(zhì)不被改變，能夠滿足印刷電子對于噴頭化學(xué)穩(wěn)定性好、適用范圍廣、可承印種類多、反應(yīng)靈敏等要求。

附圖說明

圖1：本發(fā)明所施加的電壓波形示意圖。

圖2：本發(fā)明的印刷電子專用打印噴頭結(jié)構(gòu)示意圖，圖2,3,4中，1-保護(hù)殼，2-支撐部位，3-噴管，4-噴嘴，5-主壓電陶瓷環(huán)，6-修正壓電陶瓷環(huán)，7-導(dǎo)線，8-連接部位，9-壓電陶瓷，10-硅，11-二氧化硅，12-防脫層，13-下電極，14-壓電陶瓷材料，15-上電極，16-外接電源。

圖3：本發(fā)明的印刷電子專用打印噴頭中主壓電陶瓷環(huán)和修正壓電陶瓷環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4：本發(fā)明的主壓電陶瓷環(huán)和修正壓電陶瓷環(huán)中的壓電陶瓷部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5：本發(fā)明的印刷電子專用打印噴頭噴墨原理圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。