[发明专利]电子器件印刷装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子器件制造技术领域，特别涉及一种可将电子器件直接印刷出来的装置。

背景技术

电子器件一般由导体、半导体及绝缘材料等组成，在大量的研究和工业技术领域有着极为广泛的应用。电子器件的设计制造也一直是电子工业领域的研究核心。迄今为止，电子器件的加工一直沿用十分复杂的制造工艺来进行，程序相当复杂，且能耗高，污染严重，清洁处理费用高。其原因在于，构成电子器件的导电、半导体及绝缘部分一般通过高温沉积或借助化学反应过程进行，要求的工艺条件较高。例如，一个电子器件中涉及导体、半导体和绝缘体等元件，已有的技术尚难以确保全部元件均能通过直接印刷的方式实现；即使某些有机半导体材料或绝缘材料可以采用喷涂方式印制，导体部分的印刷始终是一个瓶颈。因为导体一般为金属如铜、铝等，其熔点极高，若要实现印刷，必须首先将其熔化并在极高的温度下喷涂，这显然会对器件上的低熔点有机半导体材料乃至基底造成破坏，因而，此种印刷途径实现的可能性较小。

可以想象，若电子器件的整个制造工艺能以直接印刷的方式进行，则将可望实现高度快捷的生产制造，从而大幅度改观电子及相关工业的现状，直至建立高效、绿色化的电子器件生产模式。

为此，人们提出了有机或聚合物导体材料，但这类材料的导电性一般较差，且溶液化和可印刷性存在一定问题；为获得更好的溶液化，研究者们继而通过在有机或聚合物中添加高导电性纳米颗粒来实现可印刷的墨水，但实际的制造过程需要先印刷，再通过数百度以上的高温使这类墨水发生一定化学反应乃至烧结，才能最后沉积下所需的导体部件，所以，整个工艺仍然相当复杂。总之，迄今为止，国内外工业界尚未建立起快速简捷的可将电子器件全部以印刷方式制造出来的设备及工艺。

如果将可编码的导电性墨水、半导体墨水及绝缘墨水以可控制的方式直接印刷到基底上，便可形成特定功能的三维电子器件乃至组合系统，在此基础上还可实现复杂集成电路及系统的三维组装；这种同时将电子器件印刷用的全系列墨水装置予以集成并统一控制的三维电子器件制造技术可望引申出全新的先进电子生产模式。

发明内容

（一）所要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种可将电子器件以直接印刷的方式制造出来的装置，以解决现有电子器件制造程序复杂、材料消耗大、污染处理费用高的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种电子器件印刷装置。所述印刷装置包括控制器、墨盒阵列机构和基底承载机构，其中：

所述控制器，用于控制所述墨盒阵列机构及所述基底承载机构；

所述墨盒阵列机构，用于提供电子印刷墨水，并利用所述电子印刷墨水进行电子印刷；

所述基底承载机构，用于承载电子器件基底。

可选的，所述装置进一步包括与所述控制器相连的计算机，所述计算机用于生成印刷控制指令；所述控制器用于接收所述计算机的印刷控制指令，并根据所述印刷控制指令控制所述墨盒阵列机构及所述基底承载机构。

可选的，所述墨盒阵列机构包括墨水盒架、电子印刷墨水盒以及印刷墨头，其中：

所述墨水盒架，用于支撑所述电子印刷墨水盒；

所述电子印刷墨水盒，用于提供所述电子印刷墨水；

所述印刷墨头，用于利用所述电子印刷墨水盒中的电子印刷墨水进行电子印刷。

可选的，所述电子印刷墨水包括：导电性金属墨水、P型或N型半导体性墨水、绝缘性墨水或三者的纳米颗粒掺杂液体中的一种或多种。

可选的，所述墨盒阵列机构包括三排分别装有导电性金属墨水、半导体性墨水及绝缘性墨水的所述电子印刷墨水盒，且每排有一个或多个所述电子印刷墨水盒。

可选的，所述电子印刷墨水盒的内壁布置有电热丝及热电偶，用于调控所述电子印刷墨水盒的内部温度，使所述电子印刷墨水保持液态。

可选的，所述装置进一步包括与所述控制器相连的气压瓶，所述气压瓶用于为所述控制器提供压力气体；所述控制器通过进气管与所述电子印刷墨水盒相连接，并为所述电子印刷墨水盒提供压力气体。

可选的，所述装置进一步包括电磁阀，所述电磁阀位于所述进气管与所述电子印刷墨水盒的连接处，用于控制所述进气管中压力气体的通断。

可选的，所述基底承载机构进一步包括基底承载平台和三维传动部件，其中：

所述基底承载平台，用于承载所述电子器件基底；

所述三维传动部件，用于产生动力促使所述基底承载平台进行上下、前后和左右的三维运动。