[发明专利]流体打印设备

权利要求书

1.一种用于在基板的可打印表面上打印流体的设备，包括：

基板台，所述基板在所述打印期间相对于所述基板台固定就位；

打印头，所述打印头被定位在所述基板上方并且包括微结构流体喷射器，所述微结构流体喷射器包括：(1)输出部分，所述输出部分包括输出内直径在0.1μm与5μm之间的范围内的出口孔口和表面粗糙度小于0.1μm的端面，(2)长形输入部分，所述长形输入部分的输入内直径比所述输出内直径大至少100倍，以及(3)所述长形输入部分与所述输出部分之间的渐缩部分；

气动系统，所述气动系统联接到所述打印头，使得所述气动系统经由所述长形输入部分向所述微结构流体喷射器中的所述流体施加压力，在所述打印期间所述压力被调节到-50,000Pa至1,000,000Pa的范围内；以及

打印头定位系统，所述打印头定位系统控制所述打印头相对于所述基板的竖直位移和侧向位移；

其中，所述微结构流体喷射器被定向成使所述输出部分向下指向，并且所述端面面朝所述可打印表面；

所述打印头定位系统在所述打印期间将所述端面与所述可打印表面之间的竖直距离维持在0μm至5μm的范围内；

所述打印头以连续流喷射流体通过所述出口孔口，所述连续流在所述可打印表面上形成流体线。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述表面粗糙度的范围在1nm与20nm之间。

3.如权利要求1所述的设备，其中，所述打印头定位系统在所述打印期间使所述打印头以0.01mm/sec至1000mm/sec范围内的速度相对于所述基板侧向地移位。

4.如权利要求3所述的设备，其中，所述可打印表面上的所述流体线的线宽比所述输出内直径大1.0倍到20.0倍。

5.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述打印头定位系统将所述竖直距离增加到10μm或更大，以停止流体流到所述可打印表面上。

6.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述微结构流体喷射器包括玻璃。

7.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述气动系统包括泵和压力调节器。

8.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述打印头定位系统在所述打印期间调整所述竖直位移以使所述输出部分与所述可打印表面维持接触。

9.如权利要求8所述的设备，其中，所述打印头定位系统在所述打印期间使所述打印头沿着侧向移位方向相对于所述基板移位，并且所述渐缩部分在所述打印期间沿着所述侧向移位方向倾斜或弯曲。

10.如权利要求9所述的设备，还包括检测所述渐缩部分的倾斜或弯曲的成像系统；其中，所述打印头定位系统响应于检测到的倾斜或弯曲而调整所述竖直位移。

11.如权利要求1至4和9至10中任一项所述的设备，还包括竖直位移传感器，所述竖直位移传感器用于测量距所述可打印表面上的参考位置的参考竖直位移；其中，所述打印头定位系统响应于测得的参考竖直位移而调整所述竖直位移。

12.如权利要求11所述的设备，其中，所述竖直位移传感器是激光位移传感器。

13.如权利要求11所述的设备，其中，所述打印头定位系统在所述打印期间使所述打印头沿着侧向移位方向相对于所述基板移位，并且所述竖直位移传感器在所述打印期间沿着所述侧向移位方向被定位在所述微结构流体喷射器的前方。