電流體動力噴印噴嘴陣列的設(shè)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(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，克服逐點打印存在的低效問題，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，目前國內(nèi)外的相關(guān)研究才剛開始。本學(xué)位論文基于電流體噴印原理及微納制造工藝設(shè)計并制作出硅基噴嘴陣列，圍繞噴射過程機(jī)理、如何實現(xiàn)穩(wěn)定高精度高效噴印、獨(dú)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(jī)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(qū)動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儲液層組成的平面式硅基噴嘴設(shè)計方案。對Si噴嘴層，實驗驗證了自主設(shè)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(jìn)型突出式硅基噴嘴設(shè)計方案。對Si噴嘴層，實驗驗證了自主設(shè)計的MEMS加工工序的合理性以及結(jié)構(gòu)改進(jìn)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(dú)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(dú)立噴射控制方法，實驗驗證了其實現(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(yīng)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(diào)噴印，為量子點發(fā)光二極管的數(shù)字化噴印制