本發明涉及阻止氧阻聚技術領域,具體涉及一種阻止氧阻聚方法和裝置及在曝光機或打印機中的應用,特別涉及用于激光直寫曝光機或uv打印機的阻止氧阻聚裝置及包含該阻止氧阻聚裝置的曝光機或打印機。
背景技術:
傳統工藝為將菲林片與油墨貼合并抽真空之后再進行曝光,優點是曝光設備投資成本低、曝光速度快、具有較好的對位精度且無氧阻聚,適合批量生產,但隨著菲林使用時間的增加,菲林易變形導致圖形偏位或出錯,由于菲林的制作周期長且成本較高,不適合做小量打樣生產。為了解決由于菲林所引起的圖案變形、菲林制作周期長及成本高等問題,兩種新的曝光工藝激光直寫技術(ldi)和uv噴墨打印技術運用而生,其中ldi工藝可以達到較高的曝光速度、較快的對位速度及精度,且由于切換不同曝光圖形時,不需要制作菲林片而是直接將圖形直接輸入到計算機即可,而噴墨打印工藝更為方便快捷,甚至省去了絲印、預烘烤及顯影等工藝,只需要簡單的將所需圖形輸入到計算機中,即可快速地將圖案打印在基材上,可節省更多的時間及成本,但此兩種工藝在曝光過程中,由于不能將油墨表面的氧氣排除從而易發生氧阻聚現象,油墨的表層固化程度不夠,導致產品良率下降。
專利文獻cn206011734u公開了一種3d打印機,在3d打印機上設置噴氣頭,噴氣頭噴出的氣體為實現將粉末吹掉,即實現打印完成的產品表面不具有粉末等。其所噴出的氣體沒有限制為何種氣體,也沒有明確該噴氣頭的要求,該噴氣頭無法應用于阻止氧阻聚用途,一方面其噴氣的氣體選擇無法滿足要求,另外該裝置的噴氣孔無法滿足要求。
專利文獻cn205721071u公開了一種無接縫制版曝光機的充氮結構,其在充氮結構中設置氮氣進入管,并設置抽氣裝置,其目的是使充氮結構中充滿氮氣,其也是解決氧氣對曝光的干擾,其對于基材更換來說特別不方便。
專利文獻cn106626809a公開了一種油墨固化裝置及噴墨打印機的字車機構,其中為了防止氧氣的干擾,采用了氮氣擴散單元,也就是在所需要打印的上方用氮氣擴散單元罩起來,擴散單元中充滿氮氣,阻止氧氣的干擾,該方法也是存在更換被打印物質的麻煩,而且氮氣擴散需要一定時間,并且其上方要設置光進入孔,氮氣中難免混入氧氣。
為了解決以上不足,需要提供一種用于激光直寫曝光機或uv打印機的阻止氧阻聚的裝置及方法,保證油墨的表層固化率,提高產品生產效率,提高產品的質量。
技術實現要素:
本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點,本發明提供了一種阻止氧阻聚的方法和裝置,以及設置有阻止氧阻聚裝置的激光直寫曝光機或uv打印機,還提供了該激光直寫曝光機或uv打印機的用途和應用方法。
具體的,本發明提供了一種阻止氧阻聚的方法,其特征在于所述方法為:
在打印期間或曝光期間,應用不含氧化性氣體的流動氣體持續與被打印或曝光的基材表面接觸,排除基材表面的氧氣成分,其中流動氣體與基材表面接觸的氣體束的橫截面為圓形,圓形的直徑為5-1000mm,或流動氣體與基材表面接觸的氣體束的橫截面為方形,方形的寬度為5-30mm,方形的長度為20-2000mm,流動氣體與基材表面接觸的瞬間氣體流速為1-20m3/秒。
上述方法中,不含氧化性氣體的流動氣體稱為保護氣體,所述流動氣體為流動的保護氣體,氣體束為保護氣體的氣體束,瞬間氣體流速也是保護氣體的瞬間氣體流速。
優選的,上述方法中,方形的長度為20-1000mm,尤其優選的,方形的長度為20-800mm。
具體的,本發明還提供了一種應用上述方法實現阻止氧阻聚的阻止氧阻聚裝置,所述裝置包括噴氣頭和與噴氣頭連接的氣體輸送管,其特征在于所述氣體為保護氣體,即氣體中不含有氧化性的氣體成分,所述噴氣頭內部具有噴氣孔,噴氣頭末端的噴氣孔橫截面的面積為0.12-200mm2,噴氣孔中的保護氣體壓力為0.01-0.4kg/cm2。
上述方法或裝置中,以及下文的描述中,不含有氧化性氣體成分的氣體也稱為保護氣體,保護氣體是指噴氣頭噴射出來的氣體是不含有氧化性氣體成分的氣體,其可以是單成分氣體,例如氮氣、氦氣等,也可以是多種氣體的混合氣體,例如氮氣和氦氣的混合氣體,但是無論是單成分氣體還是混合氣體,氣體中都不含具有氧化性的氣體,例如氧氣或臭氧。
噴氣頭與氣體輸送管連接的一端為噴氣頭前端,噴氣頭上與氣體輸送管遠離的一端為噴氣頭末端。下文中,將噴氣頭末端的噴氣孔簡稱為噴氣孔,噴氣孔是噴射氣體的出口。
優選的,上述阻止氧阻聚裝置中,所述噴氣頭末端的噴氣孔橫截面積為0.15-150mm2,尤其優選為0.2-100mm2,噴氣孔的保護氣體壓力優選為0.1-0.3kg/cm2。
優選的,噴氣孔的橫截面為圓形,圓形的直徑范圍為0.1-5.0mm。
優選的,噴氣孔的橫截面為方形,方形的寬度為0.1-5mm,方形的長度為20-2000mm。優選的,方形的寬度為0.2-3mm,方形的長度為20-1000mm。
優選的,上述阻止氧阻聚裝置中,所述氣體輸送管的材料為pu、pvc、smc、pe等軟質材料,具有較好的耐彎折性和較好的壓力承受力。
優選的,上述阻止氧阻聚裝置中,噴氣頭的數量為一個或多個個,每個噴氣頭分別與氣體輸送管連接,尤其優選的,如果噴氣頭的數量為多個,與多個噴氣頭連接的氣體輸送管在與噴氣頭連接的相反端合并為一個氣體輸送總管,也就是從氣體輸送總管分出多個氣體輸送管,多個氣體輸送管再分別與噴氣頭前端連接,氣體輸送管與噴氣頭上的噴氣孔相通。
噴氣頭的數量為多個是指為了滿足阻止氧阻聚的基材的表面的面積需求,可以設置2個或更多個噴氣頭,例如10個、20個或100個以上均可以,其設置數量取決于打印裝置或曝光裝置的情況。
上述阻止氧阻聚裝置專門用于激光直寫曝光機或uv打印機上,其作用是利用該阻止氧阻聚裝置排除待曝光或待打印的基材表面的含氧氣體,使得基材表面在曝光或打印過程中沒有含氧成分氣體干擾曝光或打印,避免基材表面在曝光或打印過程中發生氧阻聚,提高曝光和打印的效果。
優選的,上述阻止氧阻聚裝置中的噴氣頭中的噴氣孔為橫截面積可調大小的噴氣孔。其橫截面積可調節大小的范圍也是上述噴氣孔橫截面積的范圍。
優選的,上述阻止氧阻聚裝置中還設置有固定噴氣頭位置的噴氣頭固定部件,所述噴氣頭固定部件與噴氣頭活動連接,噴氣頭相對于噴氣頭與噴氣頭固定部件的連接部進行360度旋轉,優選的,噴氣頭相對于噴氣頭與噴氣頭固定部件的連接部還可以進行前后移動。所述前后移動是指沿著噴氣孔噴射氣體的方向前后移動。
優選的,上述阻止氧阻聚裝置中,噴氣頭固定部件固定于橫桿上,噴氣頭固定部件與橫桿連接部為滑動連接或固定連接,噴氣頭固定部件可沿橫桿滑動。也就是實現噴氣頭可以進行左右移動。
優選的,上述阻止氧阻聚裝置中,橫桿的一端或兩端或整體活動連接于與橫桿垂直的底座上,橫桿在底座上沿橫桿的垂直方向移動。也就是實現噴氣頭可以實現前后移動。
優選的,上述阻止氧阻聚裝置還包含保護氣體的氣體發生器或氣體存儲器,該發生器或存儲器與氣體輸送管連接。如果氣體輸送管為多個,氣體發生器或氣體存儲器分別與氣體輸送管連接,也可以與氣體輸送總管連接,氣體輸送總管再與氣體輸送管連接。
優選的,上述阻止氧阻聚裝置還包括開關、壓力調節閥、壓力測量裝置和控制系統,其中開關優選為電磁開關。壓力測量裝置優選為壓力表。
開關用于控制氣體從噴氣孔中噴出的開始和結束。開關也可以與控制系統連接,向控制系統輸送信號并接收控制系統的指令信號。壓力調節閥用于噴氣頭噴出氣體的壓力調節,其也可以與控制系統連接,也可以與控制系統和壓力測量裝置同時連接。
壓力測量裝置實時測量氣體發生器所產生氣體的壓力或氣體存儲器中氣體的壓力,或者是實時測量噴氣孔所噴出氣體的壓力,壓力測量裝置也可以與控制系統連接。控制系統與開關、壓力調節閥、壓力測量裝置分別連接,連接方式為有線連接或無線連接,控制系統接收開關、壓力調節閥、壓力測量裝置所發來的信號并向開關、壓力調節閥、壓力測量裝置輸送信號。
本發明還提供了一種激光直寫曝光機或uv打印機,其特征在于所述曝光機或uv打印機設置有上述阻止氧阻聚裝置,并且阻止氧阻聚裝置中的噴氣頭設置于曝光機或uv打印機的裝載基材的平臺所在平面的上方。
上述曝光機或打印機上設置阻止氧阻聚裝置后,噴氣孔噴出的氣體(也稱為保護氣體)噴到基材上,形成氣體覆蓋區域,曝光時保護氣體覆蓋區域可以排除曝光區域以及曝光區域四周的氧氣成分,從而起到阻止氧阻聚現象的發生。
優選的,上述激光直寫曝光機或uv打印機中,阻止氧阻聚裝置上的一個或多個噴氣頭均設置于裝載基材的平臺所在平面的上方,當噴氣頭數量為多個時,在裝載基材的平臺的正上方以及在側上方分別設置噴氣頭,噴氣頭上噴氣孔所對應的方向為裝置基材的平臺的基材所在位置。也就是噴氣頭上噴氣孔所噴出的保護氣體在平臺上形成了一個保護氣體覆蓋區域,在該區域不存在氧氣成分。
優選的,上述激光直寫曝光機或uv打印機中,噴氣孔與裝載基材的平臺的表面的距離為1-50cm,優選的為2-10cm,裝載基材的平臺上如果裝載了基材,則基材的表面與噴氣孔的距離為1-50cm,優選的為2-10cm。也就說,如果基材的厚度過大,則直接調節噴氣孔與基材表面的距離,如果基材的厚度不大,也就是基材的厚度在1cm以下,則直接調節平臺表面與噴氣孔的距離即可。
優選的,上述激光直寫曝光機或uv打印機中,噴氣孔噴射的氣體以提前形成保護氣體覆蓋區域的形式,也就是一個或多個噴頭提前將基材表面的空氣排除并持續進行保護氣體的噴射,形成整體保護。噴氣孔噴射的保護氣體的區域隨著光源一同移動,則形成實時保護。
優選的,阻止氧阻聚裝置中的噴氣頭通過噴氣頭固定部件與發光裝置固定在一起,隨著發光裝置的移動而移動。
優選的,多個噴氣頭通過噴氣頭固定部件與發光裝置固定在一起,當發光裝置(一般情況下為光源)為圓形發光裝置,噴氣頭設置于發光裝置的四周。
優選的,當發光裝置(一般情況下為光源)為方形發光裝置,噴氣頭設置于發光裝置的一側或兩側。
尤其優選的,噴氣頭與發光裝置固定的同時,噴氣頭圍繞噴氣頭與噴氣頭固定部件的連接部進行360度旋轉移動,或者噴氣頭沿著噴氣頭與噴氣頭固定部件的連接處進行前后移動。所述前后移動是指沿著噴氣孔的氣體噴射方向前后移動。
優選的,所述保護氣體為氮氣、氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣和氡氣等氣體中的一種或多種混合組成,保護氣體不含有氧化性的氣體成分。
優選的,所述基材為pcb板、電子產品玻璃蓋板等平面或異形基材。
有益效果:
本發明的方法解決了目前無法靈活解決基材表面的空氣中的氧氣成分對基材在曝光過程中的氧化作用,該方法通過流動氣體排除基材表面的空氣或氧氣,提高了基材打印或曝光的效率,也方便于基材的更換。
本發明的阻止氧阻聚裝置在噴氣頭和噴氣孔的設置上能夠充分實現保護氣體的流動排除還氧氣的空氣,能夠穩定的排除氧氣成分,并且裝置能夠解決保護氣體流動過程中空氣滲透進入從而無法實現排除氧氣的問題。
本發明的阻止氧阻聚裝置在用于曝光機或打印機中,其能夠根據曝光機或打印機的光源特點調整噴氣孔的橫截面形狀和噴氣孔的大小,解決不同發光裝置的阻止氧阻聚的需求。
本發明的阻止氧阻聚裝置中通過設置開關、壓力調節閥、壓力測量裝置和控制系統可控制氣體導通時間和調節監控氣壓大小,通過噴氣頭噴射基材表面的氣體形成的保護氣體覆蓋區域可有效排除基材表面的氧氣,從而在曝光過程中起到阻止氧阻聚現象的發生。
本發明的阻止氧阻聚的方法和裝置可應用在不同類型或型號的設備上,例如不同品牌的激光直寫曝光機、uv打印機等設備,基材也不受限制,可為pcb板或3c產品玻璃蓋板等平面或異形基材,操作簡單生產效率高,節省人力物力,可大大提高產品的良率及生產產能。
附圖簡要說明
圖1為安裝有阻止氧阻聚的裝置的激光直寫曝光機或uv打印機的示意圖;
圖1中:1保護氣體、2電磁開關、3壓力調節閥、4壓力測量裝置、5氣體輸送管、6噴氣頭、7uv光源、8曝光區域、9保護氣體覆蓋區域、10基材。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。
參照圖1,激光直寫曝光機或uv打印機,包括底座支架,還包括保護氣體1、電磁開關2、壓力調節閥3、壓力測量裝置4、氣體輸送管5、噴氣頭6、激光直寫曝光機或uv打印機的uv光源7、曝光區域8、保護氣體覆蓋區域9、基材10等。
所述保護氣體從保護氣體存儲器中通過氣體輸送管5中通入到噴氣頭6中,并噴到基材10的表面上,從而在曝光區域8四周形成一個保護氣體覆蓋區域9,當曝光時,所述保護氣體覆蓋區域9可以排除曝光區域8以及曝光區域四周的氧氣成分,從而起到阻止氧阻聚現象的發生,所述氣體輸送管5前段設有電磁開關2,當光源打開之前,通過電磁開關2控制保護氣體1預先到達基材10表面并形成保護氣體覆蓋區域9,所述壓力調節閥3和壓力測量裝置4可以調節和監測保護氣體1的流量,以保證有足夠的氣體能形成保護氣體覆蓋區域9,同時也使保護氣體覆蓋區域9不會太大導致氣體資料浪費。
上述激光直寫曝光機或uv打印機中,設置控制裝置,控制裝置與調節壓力閥3、壓力測量裝置4和電磁開關1連接,控制裝置輸入開關信息可打開或關閉氣體輸送管5中的保護氣體1,保護氣體1通過壓力測量裝置4測量壓力,將結果輸送到控制裝置,控制裝置根據所設定的條件判斷壓力的大小,壓力過大或過小的時候,控制裝置將信息發送到調節壓力閥3,通過調節壓力閥3調節保護氣體1的壓力。
上述激光直寫曝光機或uv打印機中,通過不斷地調節噴氣頭6的噴氣孔噴射的氣體到基材10表面的速度和范圍,確定了達到基材10表面的流動氣體的接觸面積的情況,接觸面為圓形時,圓形直徑在5-1000mm均可以實現排除氧氣成分,接觸面為方形時,方形的寬度為5-30mm,方形的長度為20-2000mm都能夠實現排除氧氣成分,而且此時基材10表面的流動氣體的流速為1-20m3/秒為最佳,排除氧氣成分的效果最好。
通過調節噴氣體6中的噴氣孔的橫截面積形狀和大小,通過測試噴氣孔的橫截面積為0.12-200mm2時,噴氣孔的保護氣體壓力為0.01-0.4kg/cm2時能夠實現適應不同的曝光機或uv打印機,實現基材表面氧氣成分的排除。
通過在不同類型或型號的設備上,例如不同品牌的激光直寫曝光機、uv打印機等設備,各種基材,例如pcb板或3c產品玻璃蓋板等平面或異形基材10,通過測試本發明的上述阻止氧阻聚裝置,調節噴氣孔的橫截面形狀、橫截面面積大小、噴氣孔的保護氣體壓力、以及噴氣孔與基材10表面的距離等,驗證了噴氣孔為圓形噴氣孔時,噴氣孔的橫截面積為0.12-200mm2時,保護氣體1壓力為0.01-0.4kg/cm2,噴氣孔與基材10表面距離為2-10cm,能夠實現保護氣體1所噴射的基材10表面沒有氧氣成分,在基材10表面所形成的無氧氣成分的區域根據噴氣孔橫截面積和噴氣孔到基材10表面的距離確定,一般基材10表面所形成的無氧氣成分的區域為圓形,圓形的直徑為5-1000mm。如果噴氣孔為方形,寬度為0.1-5mm,長度為20-2000mm,調節保護氣體1壓力為0.01-0.4kg/cm2,噴氣孔與基材10表面距離為2-10cm,則在基材10表面所形成的無氧氣成分的區域為方形,寬度為5-30mm,長度為20-2000mm。在基材10表面所形成的無氧氣區域,一般保護氣體的流速為1-20m3/秒,能夠適應曝光機或打印機在無氧氣區域打印,不發生氧阻聚現象。
本發明的阻止氧阻聚方法、阻止氧阻聚裝置和設置該裝置的曝光機或打印機不僅操作簡單,生產效率高,節省人力物力,可大大提高產品的良率及生產產能。
以上所述,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。