一种在基板上制备图案的方法及基板与流程

本发明涉及气动式直写打印，具体涉及一种在基板上制备图案的方法及基板。

背景技术：

1、气动式直写打印(direct ink writing，diw)是一种非接触式、基于喷墨或激光技术的打印方法，可在室温下将多种材料挤出并沉积到任意几何形状的基材上形成图案，无需掩膜或模板等中间介质。直写打印技术具有高精度、高分辨率、灵活性强、适用范围广等特点，广泛应用于电子、生物、材料和光学等领域。

2、然而，气动式直写打印的起末由于速度变化及气压响应滞后，会导致单位面积下的材料挤出量出现偏差，这种挤出量与目标值不匹配的区域称为工艺边。在高速、高精度场景下，工艺边的影响会更加显著。

3、针对以上问题，目前主要通过快速开关气的方式减少工艺边的尺寸，具体地，快速开关气是在起始位置滞后开气，结束位置提前关气。但是由于气动式直写打印，压力控制存在响应延迟(一般在数十到数百ms)，可能导致高速打印过程中(200mm/s以上)依然存在厘米级的工艺边。另外，也可以通过在针尖附近增加高速开关阀的方式改善工艺边的尺寸，但是此方案会显著增大打印模组体积，对于多针模组并不适用。因此，目前亟需改进在基板上制备图案的方法，以在不影响适用范围的基础上减少工艺边的尺寸。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种在基板上制备图案的方法及基板，以解决在不影响适用范围的基础上减少工艺边的尺寸的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种在基板上制备图案的方法，方法包括：确定第一变化曲线，其中，第一变化曲线用于表征打印处理时打印针头的移动速度的第二变化曲线对应的供料压力的变化曲线；对基板进行打印处理，以在基板的预设位置沉积目标材料，其中，打印处理过程中的供料压力基于第一变化曲线变化；对目标材料进行固化处理，以在基板上形成预设图案。

3、本实施例提供的在基板上制备图案的方法，首先获取打印处理时打印针头的移动速度的第二变化曲线对应的供料压力的变化曲线(第一变化曲线)，然后对基板进行打印处理，并基于第一变化曲线控制打印处理过程中的供料压力，从而在变速过程中也能够使单位面积下的材料挤出量与匀速阶段的挤出量一致，进而减少工艺边的尺寸。

4、在一种可选的实施方式中，确定第一变化曲线，包括：获取第二变化曲线；基于目标移动速度和目标供料压力的对应关系，确定第二变化曲线中各个移动速度对应的供料压力；基于第二变化曲线中各个移动速度对应的供料压力，确定第一变化曲线。

5、本实施例提供的在基板上制备图案的方法，在获取第二变化曲线之后，基于目标移动速度和目标供料压力的对应关系，确定第二变化曲线中各个移动速度对应的供料压力，进而得到第一变化曲线。通过目标移动速度和目标供料压力的对应关系确定第一变化曲线，可以提升确定的第一变化曲线的准确性，进而更大程度的使打印过程中打印针头在单位面积下的材料挤出量趋于一致，进一步减少工艺边的尺寸。

6、在一种可选的实施方式中，通过控制比例阀的开关状态，使打印过程中的供料压力基于第一变化曲线变化。

7、在一种可选的实施方式中，在对基板进行打印处理之前，方法还包括：确定压力响应的滞后时长，其中，在打印处理时，比例阀的首次开启时刻早于打印针头的开始移动时刻，且比例阀的首次开启时刻和打印针头的开始移动时刻之间的差值绝对值为滞后时长。

8、本实施例提供的在基板上制备图案的方法，在对基板进行打印处理之前，确定压力响应的滞后时长，以在打印处理时，提前开启比例阀，使打印过程中第一变化曲线中的供料压力和第二变化曲线的中的移动速度相匹配，从而进一步使打印过程中打印针头在单位面积下的材料挤出量趋于一致，能够进一步减少工艺边的尺寸。

9、在一种可选的实施方式中，确定压力响应的滞后时长，包括：基于目标时刻下的理论供料压力和目标时刻下的实际供料压力，确定滞后时长，其中，理论供料压力为目标时刻下打印针头的移动速度对应的供料压力，实际供料压力为目标时刻下通过压力传感器检测确定的供料压力。

10、在一种可选的实施方式中，基板包括有效区域和边框区域，在对基板进行打印处理时，打印起点位置和有效区域之间的最短距离大于或等于0.5毫米。

11、在本实施例中，将打印起点位置和有效区域之间的距离控制在0.5mm以上，能够避免打印针头之前的残余气压对材料挤出量的影响，避免工艺边处于有效区域，提升基板上制备的图案的质量。

12、在一种可选的实施方式中，目标材料为紫外线固化胶、热固胶或厌氧胶。

13、在一种可选的实施方式中，对目标材料进行固化处理时，固化能量为3000兆焦耳，固化时长的取值范围为10秒至40秒。

14、在一种可选的实施方式中，在对基板进行打印处理时，打印针头的目标移动速度和打印针头的加速度基于所述基板的尺寸确定。

15、第二方面，本发明提供了一种基板，基板上具有预设图案，预设图案通过上述第一方面或其对应的任一实施方式的方法制备得到。

技术特征：

1.一种在基板上制备图案的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第一变化曲线，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过控制比例阀的开关状态，使打印过程中的供料压力基于所述第一变化曲线变化。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述对基板进行打印处理之前，所述方法还包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定压力响应的滞后时长，包括：

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述基板包括有效区域和边框区域，在对所述基板进行打印处理时，打印起点位置和所述有效区域之间的最短距离大于或等于0.5毫米。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述目标材料为紫外线固化胶、热固胶或厌氧胶。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对所述目标材料进行固化处理时，固化能量为3000兆焦耳，固化时长的取值范围为10秒至40秒。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在对基板进行打印处理时，所述打印针头的目标移动速度和所述打印针头的加速度基于所述基板的尺寸确定。

10.一种基板，其特征在于，所述基板上具有预设图案，所述预设图案通过如权利要求1至9中任一项所述的方法制备得到。

技术总结本发明涉及气动式直写打印技术领域，公开了一种在基板上制备图案的方法及基板，该方法包括：确定第一变化曲线，其中，第一变化曲线用于表征打印处理时打印针头的移动速度的第二变化曲线对应的供料压力的变化曲线；对基板进行打印处理，以在基板的预设位置沉积目标材料，其中，打印处理过程中的供料压力基于第一变化曲线变化；对目标材料进行固化处理，以在基板上形成预设图案。本发明能够在基板上制备图案时，有效减少工艺边的尺寸，提高基板的利用率和提升形成的图案的质量。技术研发人员：苏东东,周南嘉,曹方义,徐恩毅,李诗卉,秦烯皓,丁丹受保护的技术使用者：芯体素（杭州）科技发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11