本文關鍵詞：氣動式雙噴頭噴射裝置開發(fā)及銀導線打印基礎研究

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【摘要】：近年來,柔性電子產品因其良好的柔韌性和可彎曲性,受到了越來越多的關注。柔性電路作為連接柔性電子產品的重要部件,是實現(xiàn)柔性電子產品預定功能的關鍵,但當前柔性電路在制造過程中面臨成本高、工藝復雜等問題,因此,實現(xiàn)柔性導電線路的低成本、工藝簡單、無污染制造是當前需要解決的難題�；谏鲜龇治�,本文在現(xiàn)有導電線路成形方法的基礎上,提出了微滴噴射打印成形導電線路的制備方法,開發(fā)了氣動式雙噴頭微滴噴射裝置。采用理論與實驗相結合的研究方法,獲得了微滴按需噴射的穩(wěn)定參數(shù),研究了微滴在按需噴射條件下微滴的噴射過程,分析了供氣壓力、脈沖寬度、噴嘴孔徑等不同影響因素對微滴尺寸的影響規(guī)律,為后續(xù)獲得不同尺寸的微滴提供理論基礎。通過對硝酸銀與抗壞血酸微滴進行打印成形銀導線試驗,研究不同沉積序列對成形銀導線方阻的影響規(guī)律,為后續(xù)微滴噴射打印成形高質量導線奠定基礎。首先,依據(jù)設計開發(fā)了氣動式微滴噴射系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括調節(jié)機構、噴射裝置、噴射控制系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)與運動控制系統(tǒng),各部分協(xié)調可靠工作,為后續(xù)研究微滴噴射成形銀導線奠定基礎。其次,在系統(tǒng)按需噴射的基礎上,研究了硝酸銀和抗壞血酸的微滴噴射過程。試驗利用孔徑為121μm、159μm的坩堝,濃度為1.96mol/L、1.31mol/L的硝酸銀和抗壞血酸溶液進行噴射試驗,并獲得二者按需噴射的穩(wěn)定工作參數(shù)。在按需噴射的基礎上,對硝酸銀與抗壞血酸的微滴噴射過程圖像進行全程采集,試驗結果表明,硝酸銀與抗壞血酸的微滴噴射過程都經過了液柱伸長、縮頸斷裂成單顆微滴、微滴飛行及液柱回縮三個階段,說明系統(tǒng)在一次脈沖信號的作用下可產生單顆微滴,實現(xiàn)了系統(tǒng)的按需噴射,試驗獲得硝酸銀與抗壞血酸在按需穩(wěn)定噴射參數(shù)下的微滴直徑分別為517μm和525μm。在按需噴射的基礎上,試驗通過選擇改變供氣壓力、脈沖寬度、噴嘴孔徑等參數(shù),研究參數(shù)變化對微滴尺寸的影響,實驗結果表明,微滴尺寸隨著供氣壓力、脈沖寬度與噴嘴孔徑的增加而增加。最后,在上述研究的基礎上和按需噴射條件下在A4紙上進行不同打印序列次數(shù)成形銀導線試驗,并對不同沉積序列成形銀導線進行方阻測量,結果表明隨著打印序列的增加,方阻由2.659Ω/□降低到0.045Ω/□,方阻的標準偏差由2.563Ω/sq減小到0.022Ω/sq。對導線進行能譜試驗結果表明,沉積成形的導線產物為Ag。SEM試驗表明,隨著打印序列次數(shù)的增加,銀導線內部孔洞減少,反應生成的銀微粒數(shù)量增加。
【關鍵詞】：氣壓驅動式 按需噴射 微滴 沉積成形 銀導線
【學位授予單位】：西安工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN405
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 引言10
• 1.2 導電線路成形方法10-14
• 1.2.1 蝕刻減成法10-11
• 1.2.2 絲網(wǎng)印刷法11-12
• 1.2.3 噴墨打印法12-13
• 1.2.4 納米壓印13
• 1.2.5 雕刻法13
• 1.2.6 油印法13-14
• 1.2.7 熱轉印法14
• 1.3 微滴噴射打印成形技術14-16
• 1.3.1 微滴噴射技術分類14-16
• 1.4 微滴噴射成形制造技術在不同領域中的應用16-17
• 1.4.1 增材制造領域16
• 1.4.2 電子封裝領域16-17
• 1.4.3 半導體領域17
• 1.4.4 光學器件領域17
• 1.4.5 化學分析和生命科學領域17
• 1.5 本文研究內容與新見解17-20
• 1.5.1 本文研究內容18
• 1.5.2 新見解18-20
• 2 氣動式雙噴頭微滴噴射系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 氣動式雙噴頭微滴噴射系統(tǒng)的功能和總體方案設計20-22
• 2.3 調節(jié)機構設計22-23
• 2.3.1 升降機構設計22
• 2.3.2 水平微調機構設計22-23
• 2.4 微滴發(fā)生裝置部分結構設計23-26
• 2.4.1 坩堝噴嘴的設計23-25
• 2.4.2 噴頭夾持機構設計25-26
• 2.5 控制系統(tǒng)的設計26-31
• 2.5.1 噴射控制系統(tǒng)26-28
• 2.5.2 基板運動控制系統(tǒng)28-30
• 2.5.3 圖像采集系統(tǒng)30-31
• 2.6 本章小結31-32
• 3 微滴按需噴射試驗及微滴尺寸影響因素研究32-48
• 3.1 引言32
• 3.2 噴射流體性質32-35
• 3.2.1 噴射溶液的物理性質32-33
• 3.2.2 流體相關的無量綱數(shù)33-35
• 3.3 微滴按需噴射試驗研究35-41
• 3.3.1 微滴成形過程分析35-36
• 3.3.2 硝酸銀與抗壞血酸按需噴射試驗36-41
• 3.4 微滴尺寸影響因素研究41-46
• 3.4.1 供氣壓力對微滴尺寸影響41-43
• 3.4.2 脈沖寬度對微滴尺寸的影響43-44
• 3.4.3 噴嘴孔徑對微滴尺寸的影響44-46
• 3.5 本章小結46-48
• 4 銀導電線路的制備及導電性測試48-58
• 4.1 引言48
• 4.2 銀導線反應成形與方阻測量原理48-51
• 4.2.1 銀導線反應成形原理48-49
• 4.2.3 方阻測量原理49-51
• 4.3 噴射打印銀導線試驗51-55
• 4.3.1 噴射打印成形銀導線51-53
• 4.3.2 銀導線方阻測量53-55
• 4.4 成形導線成分分析與微觀形貌研究55-57
• 4.4.1 導線組成成分分析56
• 4.4.2 成形導線SEM形貌觀察56-57
• 4.5 本章小結57-58
• 5 總結與展望58-60
• 5.1 總結58-59
• 5.2 展望59-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表論文64-66
• 致謝66

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本文編號：936599