電流體動力噴印噴嘴陣列的設計與實現(xiàn).pdf

1、電流體噴印具有打印精度高和粘度范圍廣的特點，被認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，克服逐點打印存在的低效問題，研制出能穩(wěn)定、高精度、高效和獨立可控噴印的噴嘴陣列至關重要，目前國內外的相關研究才剛開始。本學位論文基于電流體噴印原理及微納制造工藝設計并制作出硅基噴嘴陣列，圍繞噴射過程機理、如何實現(xiàn)穩(wěn)定高精度高效噴印、獨立可控自動化噴印方法以及功能圖案制備等方面開展系統(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錐射流噴射的機理。建立了電流體噴印中錐射流噴射過程的數(shù)值仿真模型，探索了電液耦合驅動下射流噴射的作用機制，揭示了噴嘴的結構參數(shù)和工藝參數(shù)對打印結果的影響規(guī)律。
　　2）提出了一種由 Si噴嘴層和 PDMS儲液層組成的平面式硅基噴嘴設計方案。對Si噴嘴層，實驗驗證了自主設計的MEMS加工工序的合理性。提出了絕緣處理的辦法來解決其電流體噴印時的穩(wěn)定性問題。揭示了占空比、基板速度、工作電壓對于

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儲液層組成的改進型突出式硅基噴嘴設計方案。對Si噴嘴層，實驗驗證了自主設計的MEMS加工工序的合理性以及結構改進對于減小彎月面附著直徑的有效性。揭示了占空比對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）研究了噴嘴陣列獨立可控及自動化噴印的解決方案。通

4、過仿真提出了基于多級電壓的獨立噴射控制方法，實驗驗證了其實現(xiàn)陣列化噴嘴獨立可控噴印的有效性。提出了一種以圖案解析為基礎，基于 PMAC卡協(xié)調控制電壓、氣壓和運動參數(shù)的自動化按需噴印方法，實現(xiàn)從位圖輸入到基底上圖案自動化打印成形。
　　5）探索了硅基噴嘴在噴印高精度量子點圖案陣列上的應用。選取出適合的量子點體系，揭示了工藝電壓的占空比和頻率對于量子點直徑的影響規(guī)律，實現(xiàn)了量子點液滴直徑的連續(xù)可調噴印，為量子點發(fā)光二極管的數(shù)字化噴印制