[发明专利]一种无模板激光纳米原位图形化方法及设备

权利要求书

1.一种无模板激光纳米原位图形化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，建立激光作用、丝网刮膜、衬底趋近和激光对准系统参数,系统参数包括:激光光斑大小、激光功率、激光扫描速度、刮涂角度、丝网与衬底之间的距离；

步骤S2，丝网刮膜：在丝网板上放入纳米溶液并采用刮涂法刮平形成高质量均匀纳米溶液薄膜；

步骤S3，衬底趋近：精确调节衬底趋近机构的衬底工作台高度，控制丝网板和衬底材料间距；

步骤S4，激光定位、生成印刷图形路线：在衬底所需图形化位置处，按照计算机设定的图形路径生成激光作用路线；

步骤S5，成图、固化：计算机控制激光在X-Y平面以设定路线行进并进行作用，激光作用丝网的地方,附着在丝网上的纳米材料被转移到衬底上,经衬底工作台加热固化完成图形化过程。

2.根据权利要求1所述的一种无模板激光纳米原位图形化方法，其特征在于，步骤S3所述丝网板和衬底材料间距为0.05—0.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种无模板激光纳米原位图形化方法，其特征在于，步骤S4所述生成激光作用路线是通过激光器调节功率、光斑大小将激光光束聚焦于丝网薄膜。

4.一种根据权利要求1所述无模板激光纳米原位图形化方法的设备，包括：计算机，其特征在于，所述计算机分别与激光作用机构、丝网刮膜机构、衬底趋近机构、激光对准机构相连接，所述激光作用机构包括激光器(2)、激光调节组件(3)和X-Y平面激光移动组件，所述激光器(2)通过激光调节组件(3)、X-Y平面激光移动组件与计算机(1)相连，所述计算机控制激光器(2)的激光功率、光斑大小、自动聚焦调节并实现对丝网刮膜机构在X-Y平面扫描移动。

5.根据权利要求4所述的一种无模板激光纳米原位图形化设备，其特征在于：所述X-Y平面激光器移动组件包括X向精密丝杆(4)、Y向精密丝杆(5)、X向高精度步进电机(6)、Y向高精度步进电机(7)，X向精密丝杆(4)设置有X向高精度步进电机(6)，Y向精密丝杆(5)设置有Y向高精度步进电机(7)，X向精密丝杆(4)和Y向精密丝杆(5)交叉相连，激光器(2)设置于X向精密丝杆(4)上。

6.根据权利要求4所述的一种无模板激光纳米原位图形化设备，其特征在于：所述丝网刮膜机构包括丝网板(8)、刮墨刀(9)、回墨刀(10)、步进电机G(11)和步进电机H(12)，所述丝网版(8)与刮墨刀(9)和回墨刀(10)成角度设置，所述刮墨刀(9)和回墨刀(10)分别设有步进电机G(11)和步进电机H(12),所述步进电机G(11)和步进电机H(12)均通过计算机(1)分别控制刮墨刀(9)和回墨刀(10)在丝网板(8)上往复刮涂印刷材料。

7.根据权利要求6所述的一种无模板激光纳米原位图形化设备，其特征在于：所述刮墨刀(9)和回墨刀(10)均为双面刮刀，由刮板框(901)、滑轨(902)、上刮刀(903)、下刮刀(904)，刮板框(901)为长方形边框，两侧边设置滑轨(902)，刮板框(901)内上下设置两个刮刀，刀面相对，且上刮刀(903)和下刮刀(904)的间距可沿滑轨(902)滑动调节,丝网板(8)从刮墨刀/回墨刀的上刮刀(903)和下刮刀(904)间穿过。

8.根据权利要求6所述的一种无模板激光纳米原位图形化设备，其特征在于：所述丝网板与刮/回墨刀成30-90度角设置。

9.根据权利要求4所述的一种无模板激光纳米原位图形化设备，其特征在于：所述激光对准机构包括有低倍率CCD摄像机(13)、高倍率CCD摄像机(14)，所述低倍率CCD摄像机(13)、高倍率CCD摄像机(14)分别设置于丝网板(8)附近且与计算机(1)连接，所述低倍率CCD摄像机(13)大视场内识别、初步定位，所述高倍率CCD摄像机(14)进行图形形貌局部精细显示，对衬底(15)和丝网板(8)的间距进行定位测量。

10.根据权利要求4所述的一种无模板激光纳米原位图形化设备，其特征在于：所述衬底趋近机构包括衬底工作台(16)、电动升降平台(17)、升降平台控制器(18)、温控组件(19)、真空管路(21)和抽真空泵(22)，所述衬底工作台(16)表面有若干吸附孔(20)，通过真空管路(21)与抽真空泵(22)连接，吸附固定衬底(15)；所述衬底工作台(16)设置于电动升降平台(17)上，电动升降平台(17)通过升降平台控制器(18)与计算机(1)相连接，由激光对准机构精准测距，升降平台控制器(18)对衬底工作台(16)高度进行精准调控；所述衬底工作台(16)通过温控组件(19)和计算机(1)连接，实现衬底图形固化加热的温度控制。