一种电子电路DIY书写笔及DIY套件的制作方法

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种电子电路diy书写笔及diy套件。

背景技术：

市面上有钢笔、圆珠笔、毛笔、彩笔等diy书写笔，它们都可以用于绘制任何电路图形，但是用它们绘制出的电路图形只是设计图形，在电子电路实际应用中只具有参考性，最终实现电子电路的功能和性能，还需要pcb制板、pcb焊接、零部件组装等生产过程来实现电路的功能和性能。

另外在电子电路功能和性能实现过程中，pcb制板需有开料、钻孔、沉铜、外形电路、图形电镀、蚀刻、中测、阻焊等繁琐的制作工序，要实现其功能前的生产加工周期长、生产成本高、且无法满足用户对电子电路的个性化需求。

技术实现要素：

本发明提供一种电子电路diy书写笔及diy套件，可以简单地制作电子电路，制作成本低，且有助于满足用户对电子电路的个性化需求。

第一方面，本发明提供一种电子电路diy书写笔，采用如下技术方案：

所述电子电路diy书写笔包括：

内螺纹硬笔管；

外螺纹柱，所述外螺纹柱螺纹连接于所述内螺纹硬笔管内；

旋转钮，所述旋转钮与所述外螺纹柱的顶部固定连接；

软管，所述软管内灌装有液态金属，所述软管的顶部与所述内螺纹硬笔管的底部密封连接；

密封塞，所述密封塞位于所述软管内，所述密封塞的顶部抵在所述外螺纹柱的底部，所述密封塞的底部与所述液态金属液面之间形成一气压腔；

笔芯连接座，所述笔芯连接座与所述软管的底部密封连接；

笔芯，所述笔芯固定于所述笔芯连接座上。

可选地，所述笔芯为纤维笔芯，所述纤维笔芯的材质为猪鬃毛、尼龙或者松鼠毛。

可选地，所述笔芯包括出墨头和纤维刷，沿书写前进方向，所述纤维刷和所述出墨头依次设置。

可选地，所述出墨头包括不锈钢槽和位于所述不锈钢槽底部的出墨口；所述纤维刷的材质为猪鬃毛、尼龙或者松鼠毛。

可选地，在垂直于所述书写前进方向的方向上，所述纤维刷的尺寸d1与所述出墨口在该方向上的最大尺寸d2满足2.5mm≥d1-d2≥1.5mm；在所述电子电路diy书写笔的高度方向上，所述纤维刷的自由端超出所述出墨口的长度1满足3.5mm≥1≥2.5mm。

可选地，所述旋转扭的顶部设置有十字型凹槽。

可选地，所述旋转钮的材质为硬塑料、尼龙、有机玻璃或者不锈钢；所述内螺纹硬笔管的材质为硬塑料、尼龙、有机玻璃或者不锈钢；所述外螺纹柱的材质为硬塑料、尼龙、有机玻璃或者不锈钢；所述笔芯连接座的材质为硬塑料、尼龙、有机玻璃或者不锈钢。

可选地，所述密封塞为橡胶密封塞。

可选地，所述软管为橡胶软管。

第二方面，本发明提供一种电子电路的diy套件，所述电子电路的diy套件包括以上任一项所述的电子电路diy书写笔。

本发明提供了一种电子电路diy书写笔及diy套件，该电子电路diy书写笔包括：内螺纹硬笔管；外螺纹柱，外螺纹柱螺纹连接于内螺纹硬笔管内；旋转钮，旋转钮与外螺纹柱的顶部固定连接；软管，软管内灌装有液态金属，软管的顶部与内螺纹硬笔管的底部密封连接；密封塞，密封塞位于软管内，密封塞的顶部抵在外螺纹柱的底部，密封塞的底部与液态金属液面之间形成一气压腔；笔芯连接座，笔芯连接座与软管的底部密封连接；笔芯，笔芯固定于笔芯连接座上。用户手持该电子电路diy书写笔，挤压软管使软管内的液态金属到达笔芯，在基材上书写即可在基材上形成液态金属线路，当挤压软管笔芯书写不出液态金属时，通过操作旋转扭，使密封塞向下移动，对液态金属施加压力，使液态金属液面下移，再次挤压软管即可使笔芯正常书写出液态金属，因此，使用本发明实施例中的技术方案可以简单地制作电子电路，制作成本低，且有助于满足用户对电子电路的个性化需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电子电路diy书写笔的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的电子电路diy书写笔的结构示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。

本发明实施例提供了一种电子电路diy书写笔，具体地，如图1和图2所示，图1为本发明实施例提供的电子电路diy书写笔的结构示意图一，图2为本发明实施例提供的电子电路diy书写笔的结构示意图二，该电子电路diy书写笔包括：

内螺纹硬笔管2；

外螺纹柱3，外螺纹柱3螺纹连接于内螺纹硬笔管2内；

旋转钮1，旋转钮1与外螺纹柱3的顶部固定连接；

软管5，软管5内灌装有液态金属8，软管5的顶部与内螺纹硬笔管2的底部密封连接；

密封塞4，密封塞4位于软管5内，密封塞4的顶部抵在外螺纹柱3的底部，密封塞4的底部与液态金属8液面之间形成一气压腔；

笔芯连接座6，笔芯连接座6与软管5的底部密封连接；

笔芯7，笔芯7固定于笔芯连接座6上。

该电子电路diy书写笔的组装方式可以为：将软管5、笔芯连接座6、笔芯7进行组装得到第一部件，将密封塞4、外螺纹柱3、内螺纹硬笔管2、旋转钮1四个零部件进行组装得到第二部件，在软管5中装进液态金属8，然后将第一部件和第二部件进行组装，得到电子电路diy书写笔。

用户手持该电子电路diy书写笔，挤压软管5使软管5内的液态金属8到达笔芯7，在基材上书写即可在基材上形成液态金属8线路，当挤压软管5笔芯7书写不出液态金属8时，通过操作旋转扭1，使外螺纹柱3在内螺纹硬管笔2内向下移动，进而带动密封塞4向下移动，对液态金属8施加压力，使液态金属8液面下移，再次挤压软管5即可使笔芯7正常书写出液态金属8，因此，使用本发明实施例中的技术方案可以简单地制作电子电路，制作成本低，且有助于满足用户对电子电路的个性化需求。此外，本发明实施例中无需专业的pcb板，无需专业的技术人员，就可以实现电子电路的功能。在应用上，利用液态金属的可塑造性在3d形状表面书写，绘制出各种姿势跟造型的电子电路，实现电路功能，也可以借鉴动画的活泼与可爱，增强娱乐性。

使用本发明实施例提供的电子电路diy书写笔可以在任何可粘附液态金属的柔性基材、硬质基材或者人体皮肤上进行书写。当基材为人体皮肤时，形成的电子电路为可穿戴电子电路。制作的电子电路可以应用于文化创意产品、美妆产品、个性装置、教学教具、监测电路、报警电路等，是电子爱好者、数码diy爱好者，科普教育者、时尚追求者、电子研发人员等的福音。

本发明实施例中提及的液态金属为熔点在300摄氏度以下的金属单质、熔点在300摄氏度以下的合金、或者以上所述金属单质和/或合金为主要成分的导电混合物。优选为，熔点在室温附近的液态金属，以使得在室温下电子电路diy书写笔中的液态金属为液态或者稍微加热即可呈液态，电子电路diy书写笔使用方便。例如，液态金属为镓基液态金属，如镓铟共晶合金，镓单质或镓铟锡共晶合金，液态金属还可以为镓基液态金属与镍粉、铁粉、铁镍粉、银包铜粉中的一种或几种的混合物，优选为，液态金属为镓基液态金属与铁镍粉以及银包铜粉的混合物。

其中，当电子电路diy书写笔中的液态金属的熔点高于室温时，可以通过将电子电路diy书写笔放置于热水中浸泡，或者通过其他加热方式对其加热，以使其中的液态金属熔化呈液态，再使用该电子电路diy书写笔。另外，也可以通过在电子电路diy书写笔中设置加热组件的方式，使其中的液态金属熔化呈液态。

可选地，旋转扭1的顶部设置有十字型凹槽，以方便用户使用手或者工具对旋转扭1进行操作。可选地，顺时针旋转该旋转扭1时，外螺纹柱3在内螺纹硬管笔2内向下移动，进而带动密封塞4向下移动，以符合大部分人的操作习惯。可选地，该电子电路diy书写笔在全新状态下，旋转扭1和部分外螺纹柱3超出内螺纹硬笔管2的顶部，以使得较容易对旋转扭1进行旋转操作。

可选地，旋转钮1的材质为硬塑料、尼龙、有机玻璃或者不锈钢，以使得旋转扭1具有较好的结构强度，且不易被液态金属腐蚀，结构稳定性好。内螺纹硬笔管2的材质为硬塑料、尼龙、有机玻璃或者不锈钢，以使得内螺纹硬笔管2具有较好的结构强度，且不易被液态金属腐蚀，结构稳定性好。外螺纹柱3的材质为硬塑料、尼龙、有机玻璃或者不锈钢，以使得外螺纹柱3具有较好的结构强度，且不易被液态金属腐蚀，结构稳定性好。笔芯连接座6的材质为硬塑料、尼龙、有机玻璃或者不锈钢，以使得笔芯连接座6具有较好的结构强度，且不易被液态金属腐蚀，结构稳定性好。

可选地，密封塞4为橡胶密封塞，以使得密封塞4可以与软管5保持紧密接触，密封效果较好，且不易被液态金属腐蚀。

可选地，软管5为橡胶软管，以使得软管5容易被挤压变形，且不易被液态金属腐蚀。

可选地，软管5的内壁上设置有疏液态金属层，疏液态金属层的设置，可以有效保证软管5的内壁上不会粘附液态金属，有利于提高液态金属的利用率。本发明实施例中的疏液态金属层可以由二十二烷、硬脂酸、棕榈酸、花生酸、木蜡、棕榈蜡、米糠蜡、荷荷芭蜡、蓖麻蜡、杨梅蜡、小烛树蜡、自蜂蜡、虫白蜡、羊毛蜡、鲸蜡、石蜡、微晶石蜡、石油蜡、乳化蜡、褐煤蜡、费托蜡、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、氯化石蜡、乙烯-乙酸乙烯共聚蜡、氧化乙烯蜡中的一种或几种制成。

本发明实施例中的笔芯7的结构可以为多种，下面举例进行描述。

在一个例子中，如图1所示，笔芯7为纤维笔芯，纤维笔芯的材质为猪鬃毛、尼龙或者松鼠毛，以使得笔芯7书写效果好，且不易被液态金属腐蚀。可选地，笔芯7的纵截面为直角梯形，以使得可以通过使用笔芯7的不同位置可以书写出不同线宽的液态金属线路，电子电路diy书写笔的适用范围更广。此电子电路diy书写笔可以快速书写出不同线厚、不同形状的电子电路图形。

在又一个例子中，如图2所示，笔芯7包括出墨头和纤维刷，沿书写前进方向，纤维刷和出墨头依次设置，挤压软管5时，挤出的液态金属从出墨头中流出，顺势滑动笔芯7，纤维刷即可将流出的液态金属刷成薄薄一层。此电子电路diy书写笔书写出的液态金属线路的均匀性好。纤维刷和出墨头可以通过粘接、绑接等多种方式相互固定。

可选地，出墨头包括不锈钢槽和位于不锈钢槽底部的出墨口，纤维刷的材质为猪鬃毛、尼龙或者松鼠毛，以使得笔芯7的书写效果好，且不易被液态金属腐蚀。不锈钢槽底部可以为平面，也可以为斜面，优选为不锈钢槽底部为向上倾斜的斜面，即其在书写前进方向上高度逐渐减小(也可以描述为距离基材的高度逐渐增大)，如此设置可以使得在书写过程中，不锈钢槽底部的距离基材较近的边缘也可以在一定程度上起到将液态金属抹匀的作用。

可选地，在垂直于书写前进方向的方向上，即纤维刷的宽度方向，纤维刷的尺寸d1与出墨口在该方向上的最大尺寸d2满足2.5mm≥d1-d2≥1.5mm，以使得纤维刷的工作范围可以完全覆盖出墨口的工作范围，即出墨口出来的所有液态金属均会被纤维刷刷涂均匀，有利于提高电子电路diy书写笔书写出的液态金属线路的均匀性。出墨口可以为圆形也可以为长方形。出墨口为圆形时，直径可以为1mm～2mm，出墨口为长方形时，长可以为1.5mm～3mm，宽可以为0.5mm～1.5mm。

可选地，在电子电路diy书写笔的高度方向上，纤维刷的自由端超出出墨口，且超出的长度1满足3.5mm≥1≥2.5mm，以使得在电子电路diy书写笔的书写过程中，纤维刷与基材的表面接触时，出墨口与基材的表面之间具有合适的距离，该距离可以容纳流出的液态金属，也可以避免出墨口与基材表面接触造成出墨口污染，影响出墨效果。可选地，在电子电路diy书写笔的高度方向上，纤维刷的高度为7mm，出墨口的高度为4mm。

另外，现有技术中的电子电路书写笔通常笔芯采用的滚珠的出墨方式，使得该电子电路书写笔中的导电墨水为粘度较大或掺杂有颗粒的导电墨水时，电子电路书写笔的笔芯容易被堵塞，无法出墨，且无法进行维修，而本发明实施例中的电子电路diy书写笔的笔芯7具有如上所述的两种结构，即使液态金属的粘度较大或者掺杂有颗粒也不易被堵塞，且笔芯7易于清洗。

可选地，本发明实施例中的电子电路diy书写笔中的笔芯7的宽度为2mm～3mm，可选地，笔芯的顶部的宽度为3mm，底部的宽度为2mm，以使得通过其不同位置可以书写出具有不同线宽的液态金属线路。此处的笔芯7不局限于以上所述的两个例子。

使用该电子电路diy书写笔书写出的液态金属线路的厚度为50μm～80μm。针对常用的电源和元件，液态金属线路的线宽为3±1mm即可满足需求，即使用以上所述的电子电路diy书写笔绘制一笔，或者两笔即可。

此外，本发明实施例还提供一种电子电路的diy套件，该电子电路的diy套件包括以上任一项所述的电子电路diy书写笔。

可选地，该电子电路的diy套件还包括：贴附套件、封装套件、涂抹套件、修改套件中的一个或多个。

其中，贴附套件包括贴附工具、电源和至少一个元件，贴附套件用于贴附电源和至少一个元件，使电源和至少一个元件与液态金属线路连接，电源、液态金属线路和至少一个元件构成一个闭合回路。

封装套件包括盛放有封装材料的容器和封装工具，封装套件用于形成封装层，对液态金属线路、电源和至少一个元件进行封装，封装层可以有效对液态金属线路进行封装，有助于电子电路的结构稳定性。

封装材料可以为液体创可贴(喷涂)，发胶(喷涂)，护甲油(刷涂)，pu膜(直接粘)，壳聚糖水溶液，聚乙烯吡咯烷酮水溶液，聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇缩丁醛醇溶液、透明质酸水溶液、玻尿酸、海藻酸钠凝胶。

涂抹套件包括盛放有隔离材料的容器和涂抹工具，涂抹套件用于在基材，尤其是人体皮肤上形成隔离层，隔离层必然可粘附液态金属且绝缘，另外，隔离层还可以具有生物相容性等性能，以使得在人体皮肤上书写液态金属线路时，可以先在人体皮肤上形成隔离层，再在隔离层上书写液态金属线路，不会对人体皮肤造成伤害。

可选地，隔离材料可以在5～20min内速干，利用洗手液、香皂可以在10min内清洗掉。隔离材料可以为一种也可以为多种，当隔离材料为多种时，对应的涂抹工具也为多个，以形成多层结构的隔离层，例如隔离层为双层结构，底层(接触皮肤的一层)具有生物相容性，顶层(接触液态金属的一层)可粘附液态金属以及封装层。隔离材料可以为pu透皮胶、双面胶、手膜(或手蜡)、vae乳液或者双组份硫化硅胶(a组分为硫化硅胶，b组分为铂系催化剂)等中的一种或几种。优选地，隔离材料包括双组份硫化硅胶和手膜(或手蜡)，以形成底层为硫化硅胶，顶层为手膜(或手蜡)的隔离层。

修改套件包括液态金属擦除笔，该液态金属擦除笔可以将多余的液态金属线路擦除。

液态金属擦除笔中灌装有修改墨水，修改墨水可为水、乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、异丙醇、异戊醇、1，3-丁二醇、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、异辛烷中一种或两种以上的混合物，或者，修改墨水为1％质量比的氢氧化钠溶液，或者，修改墨水为1％质量比的盐酸溶液。使用上述修改墨水对液态金属进行擦除后，残留的修改墨水可自行挥发，不会带来不良影响。

本发明实施例提供了一种电子电路的diy套件，使用该diy套件可以简化电子电路的制作方法且可设计性更好。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。