[实用新型]一种立体电路打印装置

说明书

本实用新型涉及电子电路的技术领域，更具体地，涉及一种立体电路打印装置，包括打印喷头、用于挤出导电油墨的挤出组件以及环绕于打印喷头外周的加热组件，所述打印喷头内设有与导电油墨挤出组件连通的导管以及环绕于导管外周的冷却组件。本实用新型挤出组件挤出导电油墨经打印喷头内的导管流出，同时加热组件工作加热温度至导电油墨的固化温度使得导电油墨固化；导管外周设置冷却组件隔绝加热组件产生的热量，避免在打印过程中加热组件产生的高温对打印喷头产生热影响；本实用新型工序简单、成本低廉，可适用于大多金属油墨浆料的挤出打印，且可制备得到分辨率高的立体电路。

技术领域

本实用新型涉及电子电路的技术领域，更具体地，涉及一种立体电路打印装置。

背景技术

日常使用的电子产品不断朝着小型集成化方向发展，传统的二维电路对空间的利用率不高，难以适应更高集成度和复杂度的电子电路发展需求。立体电路与常规二维电路相比空间利用率更高，可设计性更强，在集成电子，柔性可穿戴电子以及传感器领域有着广阔的应用前景。目前制造立体电路的材料主要以油墨浆料为主，如导电银浆、导电铜浆、液态金属或者金属化合物浆料。再利用激光直写、油墨直写、弯月面电沉积等等技术方法来制备，其中油墨直写的方法因简单可靠、成本低廉、可在空间对电路进行任意构型而得到广泛应用。然而，油墨浆料一般是利用油墨自身特性或者外界环境辅助来固化，一方面油墨自身特性能够自我固化的要求很高，另一方面外界辅助油墨浆料固化成型一般工艺计较繁琐，或者成本高昂。现阶段对于立体电路的制备技术很少有从打印头的角度去考虑，改进立体电路的制备工序以及保型困难等问题。提高立体电路的制备效率、成型质量以及完善立体电路的制备方法是一个值得不断深究的领域。

中国专利CN110901067A公开了一种同轴式3D打印挤出装置及空间立体电路成形方法，分别使用内外层两个挤出机构，同时挤出两种不同的材料，使用内部挤出机构将导电的材料挤出，外部挤出机构通过加热熔融挤出绝缘的材料，将导电材料包裹在内部，随之外部的热塑性材料经过冷却固化形成空间立体电路。上述方法虽能快速制造立体电路，但是该方法直接将导电材料直接封装在绝缘体内部，这要求导电材料必须能够直接导电的，如液态金属油墨，而这类导电材料一般较为昂贵；另外，这种包裹的装置及方法所制备的立体电路分辨率比较差，立体电路的横截面比较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种立体电路打印装置，工序简单、成本低廉，可适用于大多金属油墨浆料的挤出打印，且可制备得到分辨率高的立体电路。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种立体电路打印装置，包括打印喷头、用于挤出导电油墨的挤出组件以及环绕于打印喷头外周的加热组件，所述打印喷头内设有与导电油墨挤出组件连通的导管以及环绕于导管外周的冷却组件。

本实用新型的立体电路打印装置，挤出组件挤出导电油墨经打印喷头内的导管流出，同时加热组件工作加热温度至导电油墨的固化温度使得导电油墨固化；导管外周设置冷却组件隔绝加热组件产生的热量，避免在打印过程中加热组件产生的高温对打印喷头产生热影响；本实用新型工序简单、成本低廉，可适用于大多金属油墨浆料的挤出打印，且可制备得到分辨率高的立体电路。

进一步地，所述加热组件包括加热器及温度探测器，所述加热器环绕于打印喷头下部的外周，所述温度探测器的探测端与加热器接触设置。

进一步地，所述加热器为与打印喷头同轴设置的圆环形结构。

进一步地，所述打印喷头包括壳体，所述壳体内填充有隔热材料，所述导管位于壳体的中心轴线。

进一步地，所述冷却组件包括设于壳体内部的中空隔热层。

进一步地，所述冷却组件还包括设于壳体内部、环绕于导管外周的第一螺旋冷却管，所述第一螺旋冷却管内部流动有冷却液。