基于液態(tài)金屬直寫的柔性電子打印研究.pdf

1、柔性電子是將電子器件制作在柔性基板上的新興電子技術(shù)，具有可彎曲、拉伸、輕量化等優(yōu)點(diǎn)，近年來發(fā)展迅速。但現(xiàn)有的柔性電子制造技術(shù)從導(dǎo)電功能材料的制備到柔性電子的制作工藝，以及產(chǎn)品的后續(xù)處理等過程較為復(fù)雜，時間成本、設(shè)備成本和原料成本較高。鎵銦合金等液態(tài)金屬在室溫下呈液態(tài)、流動性好、電導(dǎo)率高、成本低，是較為理想的柔性電子制造技術(shù)功能材料。采用直寫液態(tài)金屬方法進(jìn)行柔性電子產(chǎn)品的制造，便捷高效，對設(shè)備要求低，柔性強(qiáng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　

2、　本論文提出了一種基于液態(tài)金屬直寫的柔性電子打印方法，實(shí)現(xiàn)柔性基底的液態(tài)金屬直寫打印及封裝。本論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1、研究了液態(tài)金屬材料的氧化性質(zhì)，選定適合液態(tài)金屬直寫的基底材料，探究了其與液態(tài)金屬的潤濕性及粘附機(jī)理。通過打印硅膠對液態(tài)金屬進(jìn)行封裝，便于柔性液態(tài)金屬產(chǎn)品的應(yīng)用和保存。
　　2、搭建了液態(tài)金屬直寫設(shè)備。優(yōu)化了三軸運(yùn)動設(shè)備的穩(wěn)定度和運(yùn)動精度，設(shè)計(jì)了液態(tài)金屬與硅膠的擠出系統(tǒng)，采用帶行星減速器的步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)

3、精確控制滾珠絲杠的位移來保證材料擠出量的精確性，并構(gòu)建雙噴頭打印封裝系統(tǒng)，減少產(chǎn)品加工設(shè)備。
　　3、探究了液態(tài)金屬的直寫工藝，探究了針頭的種類、針頭的內(nèi)徑、噴頭運(yùn)動速度和平臺高度等運(yùn)動參數(shù)對液態(tài)金屬直寫效果的影響，選定最佳打印方案。對硅膠的打印參數(shù)進(jìn)行了研究，使其在打印過程中能夠完好地密封液態(tài)金屬直寫線路。
　　4、研究了柔性電子直寫技術(shù)的系列應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了液態(tài)金屬直寫技術(shù)在RFID射頻識別標(biāo)簽、柔性天線等電子元件制造上的應(yīng)