[发明专利]一种柔性微波屏蔽器的一体化打印装置及微波屏蔽器的线路设计方法

权利要求书

1.一种柔性微波屏蔽器的一体化打印装置，其特征在于，所述的柔性微波屏蔽器的一体化打印装置包括箱体（1）、X轴移动构件（2）、Y轴移动构件（3）、Z轴移动构件（4）、托板（5）、夹持机构（6）、烘干箱（7）、盖板（8）、微波屏蔽器（9）、压电喷头（10）、外接设备（11）、错流过滤装置（12）和紫外线装置（13）；

所述烘干箱（7）顶部设有盖板（8），托板（5）置于盖板（8）上，微波屏蔽器（9）两端通过夹持机构（6）固定在托板（5）上；

所述Y轴移动构件（3）安装在箱体（1）顶部的固定杆上，两Y轴移动构件（3）分别位于两个相对面；X轴移动构件（2）两端分别固定在Y轴移动构件（3）上，压电喷头（10）安装在X轴移动构件（2）上，错流过滤装置（12）安装在压电喷头（10）上；Z轴移动构件（4）安装在箱体（1）另一侧面的固定杆上，其固结在托板（5）上；

所述压电喷头（10）周围安装有紫外线装置（13），紫外线装置（13）分布方式为围绕压电喷头（10）一周，以对沿各个方向打印出来的银纳米线分散液进行照射“焊接”以提高银纳米线分散液的导电率；

所述箱体（1）外安装有外接设备（11）；

所述的错流过滤装置（12）包括内管、外管、上接口和侧接口；其中，内管壁上分布有大小均一、尺寸小于银纳米线长度的纳米级微孔；上接口接通未过滤的银纳米分散液，银纳米线分散液由流量泵驱动流入，侧接口为过滤后的杂质的出口；

所述的夹持机构（6）包括夹持手、螺母、导轨以及托板内的步进电机；其中，夹持机构（6）由夹板两端的螺母控制夹紧程度，拉伸程度由步进电机及传动装置确定的夹板位置所决定；夹持机构（6）的最长拉伸距离为350mm，夹持最宽距离为200mm。

2.根据权利要求1所述的柔性微波屏蔽器的一体化打印装置，其特征在于，所述的微波屏蔽器（9）由预埋电极导线的柔性衬底和银纳米线电路两部分组成；其中，柔性衬底选用高弹性的PDMS材料；银纳米线电路的为开口的椭圆裂环，开口位于椭圆的短轴端点处，椭圆最长为20mm，最宽为10mm，间隙宽度为6mm，相邻两行的椭圆裂环，交错布置；银纳米线溶液采用多元醇法制备，并由错流过滤装置（12）进行银纳米线分散液的纯化，获得银的质量占比90％以上、固含量10mg/ml的银纳米线分散液。

3.根据权利要求2所述的柔性微波屏蔽器的一体化打印装置，其特征在于，所述的托板（5）、夹持机构（6）、烘干箱（7）及盖板（8）均采用高熔点及隔热性能优良的材料。

4.根据权利要求2所述的柔性微波屏蔽器的一体化打印装置，其特征在于，所述的压电喷头（10）包括喷嘴、溶液腔、压电陶瓷及压电驱动器；其中，压电陶瓷位于溶液腔的两侧。

5.一种采用权利要求2-4任一所述的柔性微波屏蔽器的一体化打印装置制备微波屏蔽器的线路设计方法，其特征在于，在喷涂开始之前，对银纳米线溶液直接进行过滤纯化；喷涂时，选用压电喷头作为银纳米线分散液的喷出装置，同时打开紫外线装置进行照射焊接；喷涂后，直接将托板以及带有银纳米线分散液的PDMS柔性衬底沉入烘干箱进行烘干；步骤如下：

（1）将使用多元醇法制备的银的质量占比90％以上、固含量10mg/ml的银纳米线分散液接入错流过滤装置（12），进行银纳米线分散液的纯化；纯化后，银纳米线分散液进入到压电喷头（10）中；同时，通过外接设备（11）控制X轴移动构件（2）和Y轴移动构件（3）调整压电喷头（10）的位置并打开紫外线装置（13）；

（2）使用外接设备（11）控制压电驱动器将银纳米线分散液喷涂到已经使用夹持机构（6）进行预拉伸的PDMS的柔性衬底上，并在外接设备（11）对X轴移动构件（2）和Y轴移动构件（3）控制下继续调整压电喷头（10）位置以在PDMS柔性衬底上绘出设计的微波屏蔽器的图案；

（3）图案打印完毕后，通过外接设备（11）控制Z轴移动构件（4）将托板以及带有银纳米线分散液的PDMS柔性衬底一起置于烘干箱内，在130℃的环境下烘干1min，即制得柔性微波屏蔽器（9）。