【摘要】：噴墨打印是一種非接觸、快速且方便的數(shù)碼圖像成形方式,按照一定順序在基材表面堆積墨點(diǎn)形成陣列而組成印制圖形。隨著技術(shù)的進(jìn)步,噴墨打印不再僅局限于文字的印刷和標(biāo)記,而是逐漸拓展到工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,在許多前沿研究領(lǐng)域擁有良好的應(yīng)用前景,受到廣泛關(guān)注。印制品質(zhì)量是一項(xiàng)技術(shù)能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵,對(duì)于噴墨打印技術(shù),墨滴的成形質(zhì)量至關(guān)重要,為求達(dá)到更高的印刷質(zhì)量和效率,必須要精準(zhǔn)控制墨滴成形過程,保證墨滴成形質(zhì)量。墨滴成形過程包含多相之間相互接觸、碰撞,存在非常復(fù)雜的流體變化,為了更好地研究墨滴成形過程,分析各個(gè)控制因素的影響,本文采用數(shù)值模擬計(jì)算配合實(shí)驗(yàn)分析的研究方法,分析三種控制參數(shù)對(duì)墨滴成形過程的影響;并針對(duì)噴墨打印工藝過程進(jìn)行研究,為印制品質(zhì)量優(yōu)化提供參考和依據(jù);最后在柔性基底上印制UHF(Ultra High Frequency,超高頻)天線,對(duì)天線的使用性能進(jìn)行測試。主要完成工作如下:(1)通過查閱與研究課題相關(guān)的文獻(xiàn),分析噴墨打印應(yīng)用、墨滴成形過程及印制工藝的研究現(xiàn)狀,并提出數(shù)值模擬分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的墨滴成形過程控制研究方法。(2)分析墨滴噴射系統(tǒng)物理模型,采用數(shù)值模擬方法,建立基于流體體積法的墨滴成形過程數(shù)值模型,模擬墨滴束流形成、破碎,獨(dú)立墨滴飛行及墨滴在基材表面鋪展的過程,通過改變數(shù)值模型邊界條件及模擬流體物性參數(shù),得到不同控制參數(shù)在墨滴成形過程中的影響趨勢,分析數(shù)值模擬結(jié)果,總結(jié)得出高質(zhì)量墨滴成形的控制參數(shù)組合。(3)借助墨滴噴射及觀測系統(tǒng),采用實(shí)驗(yàn)的方法分析不同控制參數(shù)的影響,對(duì)比數(shù)值模擬結(jié)果,驗(yàn)證數(shù)值模擬模型的可靠性;采用數(shù)值模擬得到的高質(zhì)量墨滴成形控制參數(shù)組合,觀測墨滴成形過程,觀察墨滴成形質(zhì)量,分析數(shù)值模擬研究對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)意義。(4)分析噴墨打印印前、印后工藝,優(yōu)化工藝流程,提高印制品質(zhì)量。設(shè)計(jì)UHF天線,在柔性薄膜表面印制,并使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測試天線使用性能,證明提高墨滴成形質(zhì)量、優(yōu)化工藝流程對(duì)提升印制品質(zhì)量有積極的作用。經(jīng)過研究表明,本文提出的數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析的研究方法具有較高的可行性,對(duì)研究流體束流破碎形成墨滴和墨滴接觸固態(tài)基材問題具有良好的適用性,得到的結(jié)果對(duì)噴墨打印技術(shù)在柔性印刷中的應(yīng)用具有一定指導(dǎo)意義。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP334.83;TS873
【圖文】：

圖 1.2 噴墨打印設(shè)備子器件是噴墨打印潛在應(yīng)用之一，使用噴墨打印替代傳人們的廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的光刻半導(dǎo)體制造技術(shù)相比，使功能的墨水在基材上制造簡單半導(dǎo)體系統(tǒng)，可以有效解工藝復(fù)雜、成本較高、設(shè)備昂貴及環(huán)境不友好等問題，對(duì)率較低的多層結(jié)構(gòu)器件，噴墨打印可以快速完成。可以預(yù)噴墨打印將成為未來微電子制備的主流方法。破碎形成液滴是噴墨打印基本原理，液滴作為組成印制品質(zhì)量有很大影響[6]。CFD（Computational Fluid Dynam助流體本身靜止、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以及與固體界壁接觸時(shí)相互作計(jì)算機(jī)模擬流體流動(dòng)、傳熱及相關(guān)現(xiàn)象[7]。壓電式噴墨打流體自身性能、噴墨控制器及噴頭結(jié)構(gòu)多個(gè)物理場共同技術(shù)的發(fā)展，CFD 成為研究微滴成形過程的研究方法之噴墨打印機(jī)使用的流體為牛頓型，即在一定溫度下流體黏

且能實(shí)現(xiàn)大面積、大批量印制。噴墨打印技術(shù)不僅具有成本低、環(huán)境友好、工藝簡單等印刷電子技術(shù)傳統(tǒng)優(yōu)勢，還因其在器件制備過程中噴頭與基材無需接觸，使其可以在絕大多數(shù)基材表面進(jìn)行印刷，消除了基底材料對(duì)印刷的限制使用噴墨打印技術(shù)替代傳統(tǒng)工藝，不僅在實(shí)際生產(chǎn)中逐漸得到應(yīng)用，還受到全世界學(xué)者的關(guān)注。噴墨打印技術(shù)應(yīng)用于功能性電子器件制備，關(guān)鍵在于提高印制圖形的分辨率及功能性墨水的研制。Robert Abbel[8]等介紹了噴墨打印技術(shù)從概念工具到大規(guī)模卷對(duì)卷生產(chǎn)的發(fā)展歷程，系統(tǒng)概述了噴墨打印在印刷電子方面的工業(yè)化應(yīng)用；Giuseppina Polino[9]等使用銅納米顆粒制備功能性墨水，以聚集的銅顆粒為導(dǎo)電材料應(yīng)用于有機(jī)電子器件中，經(jīng)過光子燒結(jié)后得到高導(dǎo)電率（達(dá)到純銅 20%導(dǎo)電率）印制結(jié)構(gòu)；J.Virtanen[10]等采用噴墨方式在聚酯亞胺膜上印制不同厚度的 RFID 天線，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi)，天線的識(shí)度距離與膜層厚度成正比KJ Baeg[11]等調(diào)整墨水中共聚化合物比例，使用噴墨打印技術(shù)在柔性塑料基材表面印制場效應(yīng)晶體管邏輯電路，得到了高性能的印制器件，如圖 1.3 所示；

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本文編號(hào)：2728303