本文關(guān)鍵詞：壓電噴墨打印頭噴墨腔室制作工藝研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：噴墨打印技術(shù)的應(yīng)用已從傳統(tǒng)打印領(lǐng)域,擴(kuò)展到工業(yè)印刷及其他前沿領(lǐng)域,如制造柔性集成電路、電化學(xué)電池和打印生物組織等。噴墨腔室是壓電打印頭的重要組成部分,但噴墨腔室制作方法存在制作周期長(zhǎng)、工藝復(fù)雜、依賴于專用設(shè)備、對(duì)準(zhǔn)困難等問(wèn)題。本文研究了采用干膜層壓工藝制作噴墨腔室的工藝方案,這種方法工藝簡(jiǎn)單、不需要專用設(shè)備并且對(duì)準(zhǔn)精度高。主要研究?jī)?nèi)容有：(1)分析噴墨腔室的工作環(huán)境與打印頭芯片制作工藝,選取SU-8膠作為制作噴墨腔室的材料。根據(jù)壓電振動(dòng)梁理論和流體理論,結(jié)合COMSOL軟件模擬噴墨過(guò)程,優(yōu)化噴墨腔室尺寸,分析噴孔板所受應(yīng)力。(2)分析噴墨腔室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及SU-8膠結(jié)構(gòu)的加工工藝,提出一種采用干膜層壓鍵合工藝制作噴墨腔室的方案。分析聚合物在鍵合過(guò)程中的力學(xué)行為和聚合物的界面粘結(jié)機(jī)理；選取鍵合率、干膜變形量及通孔率、鍵合強(qiáng)度等指標(biāo)評(píng)價(jià)鍵合質(zhì)量。分析工藝參數(shù)對(duì)鍵合質(zhì)量的影響,通過(guò)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化層壓鍵合工藝參數(shù)。(3)闡述壓電打印頭噴墨腔室的制作工藝步驟,確定具體的工藝參數(shù)。改進(jìn)旋涂夾具和旋涂工藝有效地降低“邊珠效應(yīng)”；采用緩慢升溫、隨爐冷卻的方法前烘,和低溫后烘的方法有效降低SU-8膠內(nèi)應(yīng)力；對(duì)比分析PET和PDMS材料,選擇PDMS作為SU-8干膜基底；優(yōu)化干膜的曝光參數(shù)和后烘參數(shù)；采用層壓法增加噴孔板厚度至設(shè)計(jì)厚度。(4)測(cè)試噴墨腔室的噴孔板與開(kāi)放腔室的鍵合強(qiáng)度,采用本課題組搭建的噴墨測(cè)試平臺(tái)對(duì)打印頭芯片進(jìn)行充墨和噴墨測(cè)試。噴墨腔室鍵合強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求；采用層壓法制作的腔室順利充墨,經(jīng)過(guò)噴墨測(cè)試,打印頭芯片可以正常工作。本文提出一種簡(jiǎn)便、快速、低成本的噴墨腔室制造工藝,為制作SU-8膠壓電噴墨打印頭提供了一種實(shí)用的方案。
【關(guān)鍵詞】：壓電打印頭 噴墨腔室 SU-8干膜 層壓 制作工藝
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP334.83
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 噴墨腔室的制作工藝研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 微電鑄11-12
• 1.2.2 微注塑12-13
• 1.2.3 激光加工13
• 1.2.4 犧牲層13-14
• 1.2.5 高溫鍵合14
• 1.3 干膜層壓鍵合的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3.1 鍵合技術(shù)14-15
• 1.3.2 干膜光刻膠15-16
• 1.3.3 干膜層壓鍵合的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 2 噴墨腔室材料選取與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19-27
• 2.1 噴墨腔室材料選取19-20
• 2.2 噴墨腔室數(shù)值模擬20-25
• 2.2.1 壓電振動(dòng)梁理論分析21-22
• 2.2.2 流體理論分析22
• 2.2.3 噴墨腔室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-25
• 2.2.4 噴孔板受力分析25
• 2.3 本章小結(jié)25-27
• 3 噴墨腔室的制作工藝方案27-42
• 3.1 噴墨腔室制作工藝方案選取27-28
• 3.2 鍵合機(jī)理28-33
• 3.2.1 聚合物的蠕變29-30
• 3.2.2 聚合物的松弛30
• 3.2.3 Maxwell模型30-32
• 3.2.4 界面粘結(jié)機(jī)理32-33
• 3.3 鍵合質(zhì)量的評(píng)價(jià)33-35
• 3.4 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定35-40
• 3.4.1 鍵合溫度35-36
• 3.4.2 干膜厚度36-39
• 3.4.3 表面處理39-40
• 3.5 本章小結(jié)40-42
• 4 噴墨腔室的制作工藝研究42-56
• 4.1 實(shí)驗(yàn)工藝42-45
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備及所用材料42
• 4.1.2 噴墨腔室制作工藝步驟42-45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)分析45-54
• 4.2.1 勻膠工藝45-47
• 4.2.2 降低SU-8膠應(yīng)力47-48
• 4.2.3 干膜基底選擇48-50
• 4.2.4 干膜的光刻工藝50-53
• 4.2.5 噴孔板的制作53-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 5 壓電噴墨打印頭噴墨腔室測(cè)試56-60
• 5.1 噴墨腔室的鍵合強(qiáng)度測(cè)試56-58
• 5.2 噴墨腔室的充墨和噴墨測(cè)試58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況65-66
• 致謝66-67

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本文編號(hào)：282082