發(fā)布時間：2021-06-09 16:12

　　基于韋森堡效應(yīng)設(shè)計出一套微筆直寫的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)對供液規(guī)律以及直寫規(guī)律的影響,以提供一種低成本、結(jié)構(gòu)簡易和高精度的直寫裝置。通過對比實(shí)驗(yàn)獲得相關(guān)直寫的最優(yōu)工藝參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn),出口處液體形成理想的液體錐,更有利于直寫應(yīng)用。本系統(tǒng)的供液速度隨微管道內(nèi)徑、微管道長度、液柱高度以及針芯轉(zhuǎn)動速度的增加而增加。研究了直寫速度、供液速度、筆尖高度和筆尖直徑等參數(shù)對直寫結(jié)構(gòu)的影響,最后采用微管道內(nèi)徑300μm、針芯柱徑100μm、針芯旋轉(zhuǎn)速度5 000 r/min、直寫速度30 mm/s、筆尖高度100μm及筆尖直徑100μm等相關(guān)直寫的最優(yōu)工藝參數(shù),成功直寫出聚氧化乙烯（PEO）液膜,并制備出多層微流控芯片。 

【文章來源】：微納電子技術(shù). 2020,57(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

微筆直寫實(shí)驗(yàn)平臺

搭建實(shí)驗(yàn)平臺，利用傳統(tǒng)注射泵和韋森堡效應(yīng)對噴頭供液，拍攝轉(zhuǎn)速9 000 r/min條件下韋森堡效應(yīng)供液和注射泵供液（供液速度相等）兩種裝置的噴頭處液滴形狀隨時間的變化過程，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)選用去離子水與乙醇的體積比為2∶1的混合液作為直寫溶液的溶劑，摩爾質(zhì)量為3.0×105 g/mol的聚氧化乙烯（PEO）粉末作為直寫溶液的溶質(zhì)，溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%，微管道內(nèi)徑為340μm，微管道長度為20 mm，針芯柱徑為200μm，針芯伸出微管的長度為500μm。

分別在7 000 r/min和9 000 r/min兩種轉(zhuǎn)速下分析液體錐體積變化趨勢、瞬時供液速度變化曲線和全段時間平均供液速度變化曲線，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3和圖4所示�？梢园l(fā)現(xiàn)：無論轉(zhuǎn)速是7 000 r/min還是9 000 r/min，液體錐體積大小與時間基本呈正比例關(guān)系，瞬時供液速度圍繞某固定值（平均供液速度）波動且幅度合理�？梢姡D(zhuǎn)供液方式的溶液輸送速度穩(wěn)定且適于微筆直寫。圖4 轉(zhuǎn)速為9 000 r/min的旋轉(zhuǎn)供液速度分析曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]PDMS微流控芯片中的微通道加工技術(shù)[J]. 袁哲,李宗安,唐文來,朱莉婭,徐澤瑋,遲翔,張馨宇,楊繼全.  微納電子技術(shù). 2019(03)
[2]微型筆直寫技術(shù)制備厚膜溫度傳感器陣列研究[J]. 蔡志祥,李祥友,胡乾午,曾曉雁.  電子元件與材料. 2008(09)

博士論文
[1]激光—微筆/微噴直寫集成制造MEMS微結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 曹宇.華中科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]PDMS微流控芯片的制備工藝研究[D]. 夏飛.南京理工大學(xué) 2010



本文編號：3220900