[发明专利]一种磁力控制的墨水渗透式微接触印刷装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种印刷装置，尤其是涉及能够在特定基底上形成微纳图案的一种磁力控制的墨水渗透式微接触印刷装置。

背景技术

微接触印刷技术是将表面有微纳图案的弹性印章与基底表面接触形成图案化的自组装单分子层，它与其它的印刷方法所不同的是使用了自组装体系来形成不同材料的微图案和微结构。

微接触印刷的具体过程是首先使用光刻、电子束刻蚀、精密机械加工等方式在例如硅片的表面形成所需的图案，形成浇铸弹性印章的母版。再将聚二甲基硅氧烷浇铸至母版中，固化后将其剥离，即得表面有微图案的弹性印章。

接着在弹性印章表面涂一层活性有机分子的稀溶液，待溶剂挥发后，将弹性印章与基片表面紧密贴合，这样在两者接触的部分，有机分子在基片表面由于化学反应形成自组装单分子层，移去弹性印章后，在基片表面就留下了由自组装分子组成的分子图形，与印章上的阳图形相对应，从而实现了图形的复制。相对于弹性印章来说，活性有机分子的稀溶液相当于“墨水”，而操作过程又恰似“盖印”，故形象地称之为“微接触印刷”。这种方法与光刻相比，过程更简单方便，制备好印章，就可以通过简单直观的“盖印”来重复制作多个图案。而且由于印章的弹性，可以在曲面结构上印刷，并且可以多次反复使用。

用微接触印刷技术可以方便直接地将有机分子、蛋白质、聚合物、纳米粒子、胶体、金属印刷在基底上。其次，微接触印刷方法还可以作为基础手段进行表面改性，与其他方法相结合实现功能材料的图形化。由于烷基长链的末端可以引入各种不同的功能基团，因而可以在同一平面上用含有不同功能基末端的烷基链组装成表面性质不同的图案，控制其它材料在其表面的浸润、成核及沉积等。微接触印刷还可以在光纤的表面印刷，制备滤波元件和用于微变压器、微感应器载流体、微弹簧、高分辨微线圈等元件的制造。

现有的微接触印刷装置有平面印刷和辊筒印刷装置两种。平面印刷装置的弹性印章面积大小受到限制，安装困难，难以印刷大面积图案。而辊筒印刷装置其快速大面积印刷性能优越，但是由于印章一般可用50次左右，再次浇筑和更换印章耗时耗工。以上两种装置都采用浸泡涂抹方式上墨，将需要大量墨水溶液，并且使用效率较低，经济性较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁力控制的墨水渗透式微接触印刷装置，能够快速更换印章、控制印刷压力、连续多次印刷和提高墨水的使用率。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括图案层、感磁层、密封层、渗透层、支撑层、线圈套筒、墨水槽、电磁流量阀；图案层下端面有图案，图案层上端面依次设有感磁层、密封层、渗透层、支撑层和圆筒状的墨水槽；靠近支撑层一端的墨水槽圆柱面上设有线圈套筒；远离支撑层一端的墨水槽圆柱面上的墨水进料管中设有电磁流量阀；墨水槽顶面设有气压连通管；绕在线圈套筒上的线圈与线圈电路连接；图案层、感磁层和密封层之间密封连接组成弹性印章，弹性印章通过线圈的磁场与渗透层连接；渗透层、支撑层和墨水槽之间密封连接；控制器分别与电磁流量阀、线圈电路和气压控制单元连接。

所述图案层、密封层和渗透层的材料为聚二甲基硅氧烷。

所述感磁层为聚二甲基硅氧烷和永磁体粉末浇铸成型。

所述支撑层材料为二氧化硅，支撑层上开有阵列式渗透孔。

所述墨水为十二、十六或十八烷基硫醇的乙醇溶液。

本发明具有的有益效果是：

（1）本发明将微接触印刷过程中的印章安装、上墨以及印刷等工序集成至一个装置中，并进行有效的控制。

（2）感磁层作为弹性印章的夹层，将有效的对大面积印章的安装处理带来方便，而且能有效控制印刷的参数。

（3）充分利用聚二甲基硅氧烷的醇类通透性，能够连续的上墨，并且节约了墨水的使用量。

（4）气压控制单元对于墨水槽的气体气压的控制可以和其它印刷工序配合，限制和调节墨水渗透的速度。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明弹性印章的三层结构立体图。

图3是本发明局部结构立体图。

图4是本发明磁场作用示意图。

图中：1、图案层，2、感磁层，3、密封层，4、渗透层，5、支撑层，6、线圈，7、墨水，8、墨水槽，9、气体，10、电磁流量阀，11、线圈电路，12、气压控制单元，13、控制器，14、图案层图案，15、渗透孔，16、卡槽，17、墨水进料管，18、气压连通管，19、线圈套筒，20、套筒卡销。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。