專利名稱：電路直接印制系統及其方法
技術領域：
本發明涉及印制電路板制作技術領域，特別涉及一種電路直接印制系統及采用該電路直接印制系統制造電路板的方法。
背景技術：
傳統的印制電路板加工一般是在銅箔基板上覆蓋光致抗蝕劑，利用光掩膜進行紫外線曝光，隨后進行顯影并洗去未受光照區域，露出非導電線路部分的銅箔。在腐蝕去除銅箔后洗除剩余的抗蝕劑，最終留下導電線路圖案。此種方法所使用的硬質基板多為玻璃纖維材料填充環氧樹脂后加熱粘合銅箔，力口工流程則需要使用光致抗蝕劑、顯影劑等化學試劑，以及紫外曝光機等專用加工設備，加工方法工序復雜、時間長、成本高，同時在加工過程中產生的有害廢液還有可能造成環境污染并危害人體健康。印制電路板除了采用硬質基板外，柔性基板也在增多，柔性基板一般采用聚酰亞胺覆銅板等，但加工導電圖形的流程與硬質基板并無根本區別，且基板成本要較硬質基板更高。現有技術中具有將激光打印技術應用在簡易式電路加工中。具體方法是將圖案打印至貼有光滑薄膜的紙面，再通過熱轉印機將墨跡二次轉印至銅箔基板形成覆蓋圖形，再將露出部分的銅箔腐蝕后擦除墨跡即可。但該方法難以實現快速批量化生產，且二次轉印中容易出現墨跡破損、變形等問題。

發明內容
本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本發明的一個目的在于提出一種可提高電路板的生產效率的電路直接印制系統。本發明的另一個目的在于提出一種根據該電路直接印制系統制造電路板的方法。根據本發明實施例的電路直接印制系統，包括:打印裝置和電路圖形輸入裝置。具體而言，所述打印裝置的墨粉倉適于填充由用于制造電子電路的材料制成的墨粉；所述電路圖形輸入裝置與所述打印裝置相連用于向所述打印裝置輸入電子電路的圖形信息，以便所述打印裝置根據所述圖形信息在基板上打印所述電子電路。根據本發明實施例的電路直接印制系統，打印裝置內填充有墨粉，該墨粉適于制作電子電路。由此，可以通過打印裝置直接將墨粉打印在基板上形成電路板，可以方便快捷的獲得電路板，提聞了電路板的制作效率。另外，根據本發明上述實施例的電路直接印制系統，還可以具有如下附加的技術特征:根據本發明的一個實施例，所述用于制造電子電路的材料為導電材料、N型半導體材料、P型半導體材料和絕緣材料中的一種或多種。由此，使該裝置可以打印出不同類型的電路板，提高了該裝置的適用范圍。此外，在電路板上形成導電或具有PN結等半導體結構的電路，簡化了電路板，便于電子電路的設計。根據本發明的一個實施例，所述打印裝置具有多個所述墨粉倉，每個所述墨粉倉均適于填充所述墨粉，且多個所述墨粉倉內的墨粉分別采用不同的材料制成。由此，使打印裝置結構簡單，便于打印裝置的操作。根據本發明的一個實施例，所述打印裝置為激光打印裝置，所述材料具有磁性。由此，提高了打印裝置的打印效率，便于電路板的生產。降低了打印裝置的噪聲，營造了較好的電路板的生產環境。由于激光打印裝置的控制器中設有中央處理器、內存等元件，可以進行復雜的電路板的制作，提高了打印裝置的實用性。此外，激光打印裝置具有打印密度高的優點，提聞了打印的電路板的質量。根據本發明的一個實施例，所述電路圖形輸入裝置為計算機或彩色掃描儀。由此，計算機可設計用于直接印制電子電路的電路圖形，彩色掃描儀則可以直接將彩色電子電路圖紙轉換為電路圖形信息，并輸入到印制裝置。提高了制作電路板的打印裝置的工作效率，結構簡單，打印效率高。根據本發明實施例的制造電路板的方法，所述印制系統為根據本發明前述實施例所述的電路直接印制系統，所述方法包括:通過所述電路圖形輸入裝置將電子電路的圖形信息輸入所述打印裝置；利用所述打印裝置根據所述圖形信息在基板上打印出所述電子電路，以便得到所述電路板。根據本發明實施例的制造電路板的方法，通過打印機的打印原理制作電路板，可以快速高效的制作電路板，提高了電路板的制作效率。根據本發明的一個實施例，所述方法還包括利用所述打印裝置的熱輥對打印在所述基板上的所述電子電路進行定影以將所述電子電路緊壓在所述基板上。由此，通過熱輥將電子電路壓緊在基板上，提高了電路板的穩定性，避免電路從基板上脫落。此外，通過加熱可以使印制在基板上的墨粉溶合，以在電路板上形成光滑的電路曲線，提聞電路板的穩定性。根據本發明的一個實施例，所述基板為柔性基板，所述方法還包括將打印有所述電子電路的所述基板貼附在硬質材料板上。由此，本發明的印制裝置可以制作柔性電路板或硬質電路板，提高了本方法的使用范圍。根據本發明的一個實施例，所述基板為多個，其中通過所述電路圖形輸入裝置將多個電子電路的圖形信息輸入所述打印裝置，通過所述打印裝置將多個所述電子電路分別打印在多個所述基板上，然后將打印有電子電路的多個所述基板堆疊以便形成多層電路板。由此，增加了本方法制作的電路板的類型，提高了本方法的實用性。本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。


本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是本發明的一個實施例的電路直接印制系統的示意圖2是本發明的一個實施例的電路直接印制系統的印制裝置的示意圖；圖3是本發明的一個實施例的電路直接印制系統制作的多層電路板的示意圖；圖4是本發明的一個實施例的電路直接印制系統的制作的硬質電路板的示意圖；圖5是本發明的一個實施例的電路直接印制系統的印制裝置的示意圖；圖6是本發明的一個實施例的電路直接印制系統的印制裝置的示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。為了克服傳統的印制電路板的技術中存在的工藝復雜、時間長、成本高等不足，本發明通過使用印刷技術直接制作電子電路。此種印制電路制作系統具有易操作、制作快、低成本和高精度等優點，可以方便的實現各類印制電路的制作。下面參照附圖詳細描述本發明實施例的電路直接印制系統。如圖1所示，根據本發明實施例的電路直接印制系統，包括:打印裝置102和電路圖形輸入裝置101。具體而言，打印裝置102的墨粉倉適于填充墨粉，所述墨粉由用于制造電子電路的材料制成。電路圖形輸入裝置101與打印裝置102相連用于向打印裝置102輸入電子電路的圖形信息，以便打印裝置102根據所述圖形信息在基板上打印電子電路。
根據本發明實施例的電路直接印制系統，打印裝置102內填充有墨粉，該墨粉適于制作電子電路。由此，可以通過打印裝置102直接將墨粉打印在基板上形成電路板，避免了傳統的印制電路板的復雜的形成工藝，省去了光致抗蝕劑、顯影劑等材料，降低了電路板的制作成本，且避免采用化學材料造成的清理困難及環境污染等情況，提高了電路板的制作效率并降低了制作成本，降低了對環境的污染。如圖5和圖6所示，在本發明的一些實施例中，用于制造電子電路的材料為導電材料、N型半導體材料、P型半導體材料和絕緣材料中的一種或多種。由此，可以在電路板上形成導電或PN結等電路結構，便于電子元件的集成，降低了電路板的設計和制造的難度，且該裝置可以打印出不同類型的電路板，提高了該裝置的適用范圍。進一步地，打印裝置102具有多個墨粉倉，每個墨粉倉均適于填充墨粉，其中，多個墨粉倉內的墨粉分別采用不同的材料制成。例如，打印裝置具有四個墨粉倉，其中，四個墨粉倉內分別填充由導電材料、N型半導體材料、P型半導體材料和絕緣材料中的一種制成的墨粉。由此，使打印裝置102結構簡單，提高了打印裝置制作電路板的效率，且便于打印裝置的操作。有利地，打印裝置102為激光打印裝置，所述用于制作電子電路的材料具有磁性。由此，提高了打印裝置的打印效率，便于電路板的生產。降低了打印裝置的噪聲，營造了較好的電路板的生產環境。由于激光打印裝置的控制器中設有中央處理器、內存等元件，可以進行復雜的電路板的制作，提高了打印裝置102的實用性。此外，激光打印裝置具有打印密度高的優點，降低了電路板上的電子電路的干擾，提高了打印的電路板的質量。根據本發明的一個實施例，所述電路圖形輸入裝置101為計算機或彩色掃描儀。由此，計算機可設計用于直接印制電子電路的電路圖形，彩色掃描儀則可以直接將彩色電子電路圖紙轉換為電路圖形信息，并輸入到印制裝置102。提高了制作電路板的打印裝置的工作效率，結構簡單，打印效率高。如圖2所示，本發明的用于制作電路板的打印系統，激光打印裝置的硒鼓202中灌有能夠被磁性吸引的電子墨粉203，可以在紙、塑料或其他基板204上直接印制電子電路圖形，并通過加熱壓制棍205定影,從而直接印制出電子電路。如圖3所示，印制有電路圖案301的基板302，通過堆疊既可以組成多層印制電路，多層板的過孔303可以通過在基板上打孔來實現。如圖4所示，印制有電路圖案的基板401，可以通過貼附于硬質板402，組成硬質電路。如圖5所示，在本發明的一個具體實施例中，打印裝置102包括機體501。機體501中安裝多個硒鼓502，并分別在不同的硒鼓502的墨粉倉內灌裝導電墨粉503、N型半導體墨粉504、P型半導體墨粉505或絕緣墨粉506，其中導電墨粉503為導電材料制成的墨粉，N型半導體墨粉504為N型半導體材料制成的墨粉，P型半導體墨粉505為P型半導體材料制成的墨粉，絕緣墨粉506為絕緣材料制成的墨粉。根據電路圖形輸入部分的電路信息依次將不同類型的墨粉轉印到紙張等基板507的表面上后，經過機體501內的加熱壓制輥508的加熱與壓制，最終直接形成導電或具有PN結等半導體結構的電子電路。如圖6所示，在本發明的一個具體實施例中，打印裝置102包括機體601。機體601內安裝帶有多個墨粉倉的硒鼓602，不同墨粉倉內分別灌裝導電墨粉603、N型半導體墨粉604、P型半導體墨粉605或絕緣墨粉606，再根據電路圖形輸入部分的電路信息將不同類型的墨粉一次性轉印到紙張等基板607的表面，經過機體601內的加熱壓制輥608的加熱與壓制，最終直接形成導電或具有PN結等半導體結構的電子電路。另外，本發明還提出了一種利用電路直接印制系統制造電路板的方法。根據本發明實施例的制造電路板的方法，所述印制系統為根據本發明前述實施例所述的電路直接印制系統，所述方法包括:通過電路圖形輸入裝置101將電子電路的圖形信息輸入打印裝置102。利用打印裝置102根據所述圖形信息在基板上打印出電子電路，以便得到電路板。根據本發明實施例的制造電路板的方法，通過打印機的打印原理制作電路板，減少了傳統的印制電路板的制作工藝，避免使用顯影劑等化學材料，降低了制作電路板的成本，且降低了制作電路板對環境的污染，提高了電路板的制作效率，降低成本和污染。如圖2所示，本發明的打印裝置102具有熱輥205。該方法還包括利用打印裝置102的熱輥對打印在基板上的電子電路進行定影以將電子電路緊壓在該基板上。由此，通過熱棍205將電子電路壓緊在基板上,提聞了電路板的穩定性，避免電路從基板上脫落。此夕卜，通過加熱可以使印制在基板上用于形成電子電路的材料熔合成光滑曲線，提高了電路板的穩定性根據本發明的一個實施例，基板為柔性基板，該方法還包括將打印有電子電路的基板貼附在硬質材料板上，用于制作硬質電路板。由此，簡化了制作柔性基板的工序，降低了柔性基板的制作成本。此外，可以采用本發明制作硬質電路板或柔性電路板，提高了本方法的使用范圍。當然，可以采用硬質材料的基板直接打印制成硬質電路板。根據本發明的一個實施例，基板為多個，其中通過電路圖形輸入裝置101將多個電子電路的圖形信息輸入打印裝置102，通過打印裝置102將多個電子電路分別打印在多個基板上，然后將打印有電子電路的多個基板堆疊以便形成多層電路板。由此，增加了本方法制作的電路板的類型，提高了本方法的實用性。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
權利要求
1.一種電路直接印制系統，其特征在于，包括: 打印裝置，所述打印裝置的墨粉倉適于填充由用于制造電子電路的材料制成的墨粉；和 電路圖形輸入裝置，所述電路圖形輸入裝置與所述打印裝置相連用于向所述打印裝置輸入電子電路的圖形信息，以便所述打印裝置根據所述圖形信息在基板上打印所述電子電路。
2.根據權利要求1所述的電路直接印制系統，其特征在于，所述用于制造電子電路的材料為導電材料、N型半導體材料、P型半導體材料和絕緣材料中的一種或多種。
3.根據權利要求1或2所述的電路直接印制系統，其特征在于，所述打印裝置具有多個所述墨粉倉，每個所述墨粉倉均適于填充所述墨粉，且多個所述墨粉倉內的墨粉分別采用不同的材料制成。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的電路直接印制系統，其特征在于，所述打印裝置為激光打印裝置，所述墨粉具有磁性。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的電路直接印制系統，其特征在于，所述電路圖形輸入裝置為計算機或彩色掃描儀。
6.一種利用根據權利要求1-5中任一項所述的電路直接印制系統制造電路板的方法，其特征在于，所述方法包括: 通過所述電路圖形輸入裝置將電子電路的圖形信息輸入所述打印裝置；和 利用所述打印裝置根據所述圖形信息在基板上打印出所述電子電路，以便得到所述電路板。
7.根據權利要求6所述的制造電路板的方法，其特征在于，所述方法還包括利用所述打印裝置的熱輥對打印在所述基板上的所述電子電路進行定影以將所述電子電路緊壓在所述基板上。
8.根據權利要求6所述的制造電路板的方法，其特征在于，所述基板為柔性基板，所述方法還包括將打印有所述電子電路的所述基板貼附在硬質材料板上。
9.根據權利要求6所述的制造電路板的方法，其特征在于，所述基板為多個，其中通過所述電路圖形輸入裝置將多個電子電路的圖形信息輸入所述打印裝置，通過所述打印裝置將多個所述電子電路分別打印在多個所述基板上，然后將打印有電子電路的多個所述基板堆疊以便形成多層電路板。
全文摘要
本發明公開了一種電路直接印制系統及其方法，包括打印裝置和電路圖形輸入裝置。具體而言，所述打印裝置的墨粉倉適于填充由用于制造電子電路的材料制成的墨粉；所述電路圖形輸入裝置與所述打印裝置相連用于向所述打印裝置輸入電子電路的圖形信息，以便所述打印裝置根據所述圖形信息在基板上打印所述電子電路。根據本發明實施例的電路直接印制系統，可以通過打印裝置直接將墨粉打印在基板上形成電路板，可以方便快捷的獲得電路板，提高了電路板的制作效率。
文檔編號B41J2/435GK103204003SQ2013101029
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月27日 優先權日2013年3月27日
發明者于洋, 劉靜 申請人:清華大學