電流體動(dòng)力噴印噴嘴陣列的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、電流體噴印具有打印精度高和粘度范圍廣的特點(diǎn)，被認(rèn)為是最具潛力的印刷電子器件圖案化工藝之一。為滿足印刷電子器件的高效制造要求，克服逐點(diǎn)打印存在的低效問(wèn)題，研制出能穩(wěn)定、高精度、高效和獨(dú)立可控噴印的噴嘴陣列至關(guān)重要，目前國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究才剛開(kāi)始。本學(xué)位論文基于電流體噴印原理及微納制造工藝設(shè)計(jì)并制作出硅基噴嘴陣列，圍繞噴射過(guò)程機(jī)理、如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高精度高效噴印、獨(dú)立可控自動(dòng)化噴印方法以及功能圖案制備等方面開(kāi)展系統(tǒng)深入研究，主要研究工作和創(chuàng)新之處

2、在于：
　　1）研究了噴嘴電流體噴印時(shí)錐射流噴射的機(jī)理。建立了電流體噴印中錐射流噴射過(guò)程的數(shù)值仿真模型，探索了電液耦合驅(qū)動(dòng)下射流噴射的作用機(jī)制，揭示了噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)對(duì)打印結(jié)果的影響規(guī)律。
　　2）提出了一種由 Si噴嘴層和 PDMS儲(chǔ)液層組成的平面式硅基噴嘴設(shè)計(jì)方案。對(duì)Si噴嘴層，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自主設(shè)計(jì)的MEMS加工工序的合理性。提出了絕緣處理的辦法來(lái)解決其電流體噴印時(shí)的穩(wěn)定性問(wèn)題。揭示了占空比、基板速度、工作電壓對(duì)于

3、打印分辨率的作用規(guī)律，建立了極限打印性能的工藝窗口。
　　3）提出了一種由 Si噴嘴層和PMMA儲(chǔ)液層組成的改進(jìn)型突出式硅基噴嘴設(shè)計(jì)方案。對(duì)Si噴嘴層，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自主設(shè)計(jì)的MEMS加工工序的合理性以及結(jié)構(gòu)改進(jìn)對(duì)于減小彎月面附著直徑的有效性。揭示了占空比對(duì)于打印分辨率的影響規(guī)律，建立了極限打印性能的工藝窗口。實(shí)現(xiàn)了噴嘴陣列的并行噴印，為更高集成度噴嘴陣列的研制提供參考。
　　4）研究了噴嘴陣列獨(dú)立可控及自動(dòng)化噴印的解決方案。通

4、過(guò)仿真提出了基于多級(jí)電壓的獨(dú)立噴射控制方法，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其實(shí)現(xiàn)陣列化噴嘴獨(dú)立可控噴印的有效性。提出了一種以圖案解析為基礎(chǔ)，基于 PMAC卡協(xié)調(diào)控制電壓、氣壓和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的自動(dòng)化按需噴印方法，實(shí)現(xiàn)從位圖輸入到基底上圖案自動(dòng)化打印成形。
　　5）探索了硅基噴嘴在噴印高精度量子點(diǎn)圖案陣列上的應(yīng)用。選取出適合的量子點(diǎn)體系，揭示了工藝電壓的占空比和頻率對(duì)于量子點(diǎn)直徑的影響規(guī)律，實(shí)現(xiàn)了量子點(diǎn)液滴直徑的連續(xù)可調(diào)噴印，為量子點(diǎn)發(fā)光二極管的數(shù)字化噴印制