一種用于打印石英晶體傳感器敏感層的噴墨打印托盤的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種用于打印石英晶體傳感器敏感層的噴墨打印托盤，包括石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版，所述石英晶片支架用于承載待打印的石英晶片，所述石英晶片打印掩膜版用于確定石英晶片上的電極部分敏感層的打印區域并保護打印過程中所述石英晶片的非電極區域不被污染，所述石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版上分別設置有一組掩膜版安裝對準標記，所述掩膜版安裝對準標記用于保證所述石英晶片和石英晶片打印掩膜版的對準。一種打印機，其具有所述的噴墨打印托盤。本發明能夠提升石英晶體傳感器敏感層打印效率和準確度，且操作起來簡便。
【專利說明】
一種用于打印石英晶體傳感器敏感層的噴墨打印托盤
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種用于打印石英晶體傳感器敏感層的噴墨打印托盤。
【背景技術】
[0002]長期以來用于石英晶體微天平傳感器的敏感層制作方法主要是擦涂法、滴涂法、蘸涂法、旋涂法、真空濺射法，擦突法、滴涂法和蘸涂法都是手工鍍膜的方法，成膜效果主要取決于人的操作，因此敏感層的形貌很難控制，表面形貌較差；而旋涂法雖然鍍膜相對均勻，但是難以實現在特定區域內鍍膜，很容易會使得整個器件受到污染;真空濺射法是一種很好的鍍膜方式，但設備昂貴，操作復雜，效率較低。
[0003]噴墨打印技術經過較長的時間的發展，技術已經非常成熟，它不僅打印速度快，擁有很高的定位精度，同時可以實現多種溶液的同時打印。將敏感層溶液作為打印墨水即可實現敏感層的噴墨打印制作，同時通過控制溶液的溶度和打印的次數也可以很好的控制的成膜的厚度。然而，已有的噴墨打印設備直接用來制作石英晶體微天平傳感器的敏感層不僅效率低，而且定位精度差，因此對打印機進行適當的改造，使其能夠應用于石英晶體微天平傳感器敏感層的制作，是亟待解決的問題。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的在于克服現有技術的不足，提供一種用于打印石英晶體傳感器敏感層的噴墨打印托盤，提升敏感層打印效率和準確度，且操作起來簡便。另一目的是提供具有該噴墨打印托盤的打印機。
[0005]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0006]—種用于打印石英晶體傳感器敏感層的噴墨打印托盤，包括石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版，所述石英晶片支架用于承載待打印的石英晶片，所述石英晶片打印掩膜版用于確定石英晶片上的電極部分敏感層的打印區域并保護打印過程中所述石英晶片的非電極區域不被污染，所述石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版上分別設置有一組掩膜版安裝對準標記，所述掩膜版安裝對準標記用于保證所述石英晶片和石英晶片打印掩膜版的對準。
[0007]進一步地:
[0008]所述石英晶片支架上設置有用于安裝所述石英晶片打印掩膜版的圓形大凹槽和用于安裝多個石英晶片的多個圓形小凹槽，各圓形小凹槽沿圓周分布在所述圓形大凹槽內，所述石英晶片打印掩膜版為可配合安裝到所述圓形大凹槽的圓形，所述石英晶片打印掩膜版上設置有與所述多個圓形小凹槽對應的多個圓孔，所述圓孔的位置和尺寸經設置以確定對應的石英晶片上的敏感層打印區域。
[0009]所述石英晶片支架的圓形大凹槽的中心設置有中心定位圓柱，所述石英晶片打印掩膜版的中心設置有用于供所述中心定位圓柱插入的中心定位孔，所述中心定位圓柱插入所述中心定位孔以將所述石英晶片打印掩膜版定位安裝到所述石英晶片支架上。
[0010]所述一組掩膜版安裝對準標記中有一對位于所述石英晶片支架的圓形大凹槽兩偵U，另一對位于所述石英晶片打印掩膜版上，兩對掩膜版安裝對準標記相互吻合時實現對準。
[0011]還包括設置在所述石英晶片支架上的噴墨打印位置識別標記，所述噴墨打印位置識別標記用于供打印機上的噴墨打印位置傳感器進行檢測以保證噴墨打印噴頭打印在所述石英晶片支架上的指定區域。
[0012]所述噴墨打印位置識別標記設置為不規則十字交叉形，用以確定水平和豎直兩個方向的打印位置坐標。
[0013]還包括設置在所述石英晶片支架上的托盤安裝定位標記，所述托盤安裝定位標記用于與打印機上的定位標記吻合，以保證所述噴墨打印托盤的初始安裝位置位于在噴墨打印噴頭的初始檢測區域。
[0014]所述石英晶片支架在所述圓形大凹槽外的表面上設置有用于增大其所述石英晶片支架的表面摩擦力的若干不規則凹槽。
[0015]所述石英晶片支架的前端設置有斜面，以便使得所述噴墨打印托盤可在非手動情況下由輥帶動進入打印機。
[0016]所述石英晶體傳感器為石英晶體微天平氣體傳感器。
[0017]一種打印機，具有所述的噴墨打印托盤。
[0018]本發明的有益效果:
[0019]本發明的噴墨打印托盤通過石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版和配合結構，并借助掩膜版安裝對準標記，可以有效提高打印石英晶體傳感器敏感層的效率，并可以保證打印敏感層的形貌的準確度，且防止晶片非電極區域受到污染。
[0020]進一步地，還設有嗔墨打印位置識別標記，以提尚打印范圍的準確度，提尚原料的有效利用率。進一步地，石英晶片支架的圓形大凹槽和多個圓形小凹槽的設計，并配合石英晶片打印掩膜版的帶多個圓孔的圓形結構設計，可實現多個石英晶片同時噴墨精準打印。
[0021]總體來說，本發明的打印效率高，操作起來簡便，敏感層成型效果好，原料利用率高，有很好的應用前景。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發明實施例的噴墨打印托盤的石英晶片支架示意圖；
[0023]圖2為本發明實施例的噴墨打印托盤的石英晶片打印掩膜版示意圖；
[0024]圖3為本發明實施例的石英晶片打印掩膜版的圓孔與墨盒顏色的對應關系圖。
【具體實施方式】
[0025]以下對本發明的實施方式作詳細說明。應該強調的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發明的范圍及其應用。
[0026]參閱圖1，在一種實施例中，一種用于打印石英晶體傳感器敏感層的噴墨打印托盤，包括石英晶片支架I和石英晶片打印掩膜版3，所述石英晶片支架I用于承載待打印的石英晶片，可以石英晶片支架I上可以設置多個石英晶片固定槽2a_2f，所述石英晶片打印掩膜版3用于確定石英晶片上的電極部分敏感層的打印區域并保護打印過程中所述石英晶片的非電極區域不被污染，所述石英晶片支架I和石英晶片打印掩膜版3上分別設置有一組掩膜版安裝對準標記4a_4d，所述掩膜版安裝對準標記4a_4d用于保證所述石英晶片和所述石英晶片打印掩膜版3的對準。
[0027]在優選的實施例中，所述石英晶片支架I上設置有用于安裝所述石英晶片打印掩膜版3的圓形大凹槽和用于安裝多個石英晶片的多個圓形小凹槽2a_2f，各圓形小凹槽沿圓周分布在所述圓形大凹槽內，所述石英晶片打印掩膜版3為可配合安裝到所述圓形大凹槽的圓形，所述石英晶片打印掩膜版3上設置有與所述多個圓形小凹槽2a_2f對應的多個圓孔9a_9f，所述圓孔9a_9f的位置和尺寸經設置以確定對應的石英晶片上的敏感層打印區域。
[0028]在更優選的實施例中，所述石英晶片支架I的圓形大凹槽的中心設置有中心定位圓柱7，所述石英晶片打印掩膜版3的中心設置有用于供所述中心定位圓柱7插入的中心定位孔10。較佳的，石英晶片打印掩膜版3具有由柱狀體形成的中心定位孔10，其外徑120mm、內徑15mm。
[0029]在更優選的實施例中，所述一組掩膜版安裝對準標記4a_4d中有一對標記4a_4b位于所述石英晶片支架I的圓形大凹槽兩側，另一對標記4c_4d位于所述石英晶片打印掩膜版3上，兩對掩膜版安裝對準標記相互吻合時實現對準。
[0030]在優選的實施例中，噴墨打印托盤還包括設置在所述石英晶片支架I上的噴墨打印位置識別標記5，所述噴墨打印位置識別標記5用于供打印機上的噴墨打印位置傳感器進行檢測以保證噴墨打印噴頭打印在所述石英晶片支架I上的指定區域。
[0031]在更優選的實施例中，所述噴墨打印位置識別標記5設置為不規則十字交叉形，用以確定水平和豎直兩個方向的打印位置坐標。
[0032]在優選的實施例中，噴墨打印托盤還包括設置在所述石英晶片支架I上的托盤安裝定位標記6，所述托盤安裝定位標記6用于與打印機上的定位標記吻合，以保證所述噴墨打印托盤的初始安裝位置位于在噴墨打印噴頭的初始檢測區域。所述托盤安裝定位標記6可以為三角形，位于托盤右側。
[0033]在優選的實施例中，所述石英晶片支架I在所述圓形大凹槽外的表面上設置有用于增大其所述石英晶片支架I的表面摩擦力的若干不規則凹槽。
[0034]在優選的實施例中，所述石英晶片支架I的前端設置有斜面，以便使得所述噴墨打印托盤可在非手動情況下由輥帶動進入打印機。
[0035]在典型的實施例中，所述石英晶體傳感器為石英晶體微天平氣體傳感器。
[0036]在一些實施例中，所述噴墨打印托盤采用強度較高的聚合物材料，可以為ABS塑料，厚度為2?3mm，優選地2.4mm。所述石英晶片打印掩膜版3為聚碳酸酯材料。石英晶片打印掩膜版3的圓周上有六個均勻分布的圓孔，圓孔孔徑12.2mm，用于確定打印形狀，保護晶片非電極部分。
[0037]在另一些實施例中，一種打印機，可具有前述任一項實施例的噴墨打印托盤。
[0038]以下結合附圖進一步描述本發明的具體實施例及其使用方式。
[0039]參見圖1至圖2，實施例提供用于安放六個石英晶片(I英寸，雙面電極，電極直徑12.2mm)進行噴墨打印的噴墨打印托盤。使用時，先對石英晶片的電極進行表面親水處理；然后配置生物或者化學溶液，裝入到墨盒中；最后對石英晶片進行噴墨打印，得到生物或者化學敏感層。
[0040]如圖1至圖2所示，在一種實施例中，噴墨打印托盤包括石英晶片支架1、石英晶片打印掩膜版3、一組掩膜版安裝對準標記4a_4d、噴墨打印位置識別標記5和托盤安裝定位標記6。其中石英晶片支架I包括六個石英晶片固定槽2a-2f、掩膜版對準標記4a-4b、掩膜版中心定位圓柱7、若干不規則凹槽、光盤托盤傳感器接觸點8和支架前端斜面。若干不規則凹槽可以增大其表面摩擦力，使得噴墨打印托盤通過噴墨打印機驅動輥的時候不會打滑，并可以減輕其重量。支架前端斜面使得噴墨打印托盤可在非手動情況下由輥帶動進入打印機。石英晶片打印掩膜版上有一對對準標記4c_4d與支架上的對準標記4a-4b配合，掩膜版上有六個均勻排布的圓孔9a-9f和中心定位孔10，優選12.2mm孔徑，可以保證在打印過程中石英晶片只有電極部分打印敏感材料，其它部分不受污染。噴墨打印位置識別標記5為不規則的十字交叉形，位于石英晶片支架的左上角，在打印時，噴墨打印機噴頭的傳感器先檢測位置識別標記5的橫向坐標位置，再檢測其縱向坐標位置，以確保打印區域橫向和縱向兩個坐標的準確性。石英晶片支架I上還設有一個托盤安裝定位標記6。打印的時候，先將石英晶片放置在晶片固定槽內，然后安裝好石英晶片打印掩膜版，再將噴墨打印托盤沿著壓電式噴墨打印機(如Epson R330型)的光盤導軌底部插槽插入，直到托盤上的定位標記6和打印機上的定位標記吻合，實現其定位功能。噴墨打印托盤的石英晶片支架材料為ABS塑料，厚度為2?3mm，優選2.4mm。噴墨打印托盤的石英晶片打印掩膜版材料為(PC)聚碳酸酯，厚度I?2mm，優選1.2mm。
[0041]如圖3所示，打印之前，在墨盒中裝入6種不同的生物/化學溶液Ila-1lf，分別對應于墨盒的6種顏色黑、紅、黃、藍、淺紅、淺藍。打印過程中，在石英晶片掩膜版的圓孔9a的區域打印黑色，對應溶液11 a;在石英晶片掩膜版的圓孔9b的區域打印黑色，對應溶液11 b;在石英晶片掩膜版的圓孔9c的區域打印黑色，對應溶液lie;在石英晶片掩膜版的圓孔9d的區域打印黑色，對應溶液11d;在石英晶片掩膜版的圓孔9e的區域打印黑色，對應溶液11 e;在石英晶片掩膜版的圓孔9f的區域打印黑色，對應溶液Ilf。由此，便可實現在六個不同的石英晶片上同時打印六種不同的生物/化學材料。
[0042]如上，本發明實施例能夠實現多個石英晶片的同時定位打印，可提升打印效率，且成型效果好。
[0043]以上內容是結合具體/優選的實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種用于打印石英晶體傳感器敏感層的噴墨打印托盤，其特征在于，包括石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版，所述石英晶片支架用于承載待打印的石英晶片，所述石英晶片打印掩膜版用于確定石英晶片上的電極部分敏感層的打印區域并保護打印過程中所述石英晶片的非電極區域不被污染，所述石英晶片支架和石英晶片打印掩膜版上分別設置有一組掩膜版安裝對準標記，所述掩膜版安裝對準標記用于保證所述石英晶片和所述石英晶片打印掩膜版的對準。2.如權利要求1所述的噴墨打印托盤，其特征在于，所述石英晶片支架上設置有用于安裝所述石英晶片打印掩膜版的圓形大凹槽和用于安裝多個石英晶片的多個圓形小凹槽，各圓形小凹槽沿圓周分布在所述圓形大凹槽內，所述石英晶片打印掩膜版為可配合安裝到所述圓形大凹槽的圓形，所述石英晶片打印掩膜版上設置有與所述多個圓形小凹槽對應的多個圓孔，所述圓孔的位置和尺寸經設置以確定對應的石英晶片上的敏感層打印區域;優選地，所述石英晶片支架的圓形大凹槽的中心設置有中心定位圓柱，所述石英晶片打印掩膜版的中心設置有用于供所述中心定位圓柱插入的中心定位孔。3.如權利要求2所述的噴墨打印托盤，其特征在于，所述一組掩膜版安裝對準標記中有一對位于所述石英晶片支架的圓形大凹槽兩側，另一對位于所述石英晶片打印掩膜版上，兩對掩膜版安裝對準標記相互吻合時實現對準。4.如權利要求1至3任一項所述的噴墨打印托盤，其特征在于，還包括設置在所述石英晶片支架上的噴墨打印位置識別標記，所述噴墨打印位置識別標記用于供打印機上的噴墨打印位置傳感器進行檢測以保證噴墨打印噴頭打印在所述石英晶片支架上的指定區域。5.如權利要求4所述的噴墨打印托盤，其特征在于，所述噴墨打印位置識別標記設置為不規則十字交叉形，用以確定水平和豎直兩個方向的打印位置坐標。6.如權利要求1至3任一項所述的噴墨打印托盤，其特征在于，還包括設置在所述石英晶片支架上的托盤安裝定位標記，所述托盤安裝定位標記用于與打印機上的定位標記吻合，以保證所述噴墨打印托盤的初始安裝位置位于在噴墨打印噴頭的初始檢測區域。7.如權利要求1至3任一項所述的噴墨打印托盤，其特征在于，所述石英晶片支架在所述圓形大凹槽外的表面上設置有用于增大其所述石英晶片支架的表面摩擦力的若干不規則凹槽。8.如權利要求1至3任一項所述的噴墨打印托盤，其特征在于，所述石英晶片支架的前端設置有斜面，以便使得所述噴墨打印托盤可在非手動情況下由輥帶動進入打印機。9.如權利要求1至3任一項所述的噴墨打印托盤，其特征在于，所述石英晶體傳感器為石英晶體微天平氣體傳感器。10.—種打印機，其特征在于，具有如權利要求1至9任一項所述的噴墨打印托盤。
【文檔編號】B41J3/407GK106004096SQ201610323046
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月13日
【發明人】董瑛, 張旭東, 李天建
【申請人】清華大學深圳研究生院