壓電噴墨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其制造工藝優(yōu)化
本文關(guān)鍵詞:壓電噴墨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其制造工藝優(yōu)化
更多相關(guān)文章: 壓電式噴頭 MEMS SU-8 噴墨
【摘要】:噴墨打印技術(shù)是一種非接觸式、輸出圖像質(zhì)量較高的打印技術(shù),并在很多領(lǐng)域占有重要地位。如今壓電式噴墨打印技術(shù)作為噴墨打印技術(shù)一個(gè)重要的類別,以響應(yīng)速度快、非接觸性、高分辨率、壽命長(zhǎng)和墨水性能要求低等優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用于印刷業(yè)、細(xì)胞打印、電子產(chǎn)品制造等領(lǐng)域,充分顯現(xiàn)出了壓電式噴墨打印技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的巨大商業(yè)價(jià)值,F(xiàn)今,國(guó)內(nèi)對(duì)壓電式噴墨技術(shù)的研究還比較稀少,主要集中在其理論研究上,技術(shù)還相對(duì)落后,產(chǎn)品還主要依靠進(jìn)口。本項(xiàng)目旨在打破國(guó)外壟斷,突破專利堡壘,實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)噴頭的自主化生產(chǎn)。本文通過(guò)一系列設(shè)計(jì)和工藝制作過(guò)程制作出了壓電式噴墨打印頭,并通過(guò)噴墨測(cè)試驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)的合理性。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)根據(jù)壓電驅(qū)動(dòng)分析理論模型、結(jié)合相關(guān)專利和文獻(xiàn),設(shè)計(jì)一種新型的壓電式噴頭結(jié)構(gòu),利用有限元模擬軟件COMSOL對(duì)噴頭的各部分結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化,并對(duì)比選取了各部分所應(yīng)用的材料。其結(jié)構(gòu)材料如下:使用厚度為300gm的兩寸硅片作為基底,厚度為500nm的Si02作為振動(dòng)板,厚度為200nm的鉑金(Pt)作為下電極,厚度為1μm的PZT薄膜作為致動(dòng)板,厚度為150μm的Pt作為上電極,厚度為350nm的Parylene作為保護(hù)層,SU-8膠作為腔室材料。(2)根據(jù)MEMS的相關(guān)工藝技術(shù)設(shè)計(jì)了一套壓電式噴頭工藝制造方案,描述并分析了噴頭各部件所采用的工藝方法及工藝設(shè)備。對(duì)比了各個(gè)制作工藝的優(yōu)缺點(diǎn),并結(jié)合實(shí)際需求對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化。主要利用的制作工藝有:光刻、氧化、濕法腐蝕、深反應(yīng)離子刻蝕、等離子濺射、蒸鍍等。(3)分析對(duì)比了各種噴孔制作方案,分析了SU-8膠等離子刻蝕速率的影響因素,并對(duì)刻蝕參數(shù)進(jìn)行了的優(yōu)化。最終選擇了刻蝕時(shí)間為5min、腔室壓強(qiáng)為20mb ar、刻蝕功率為100W、氣體濃度為CF4:02=1:20的刻蝕參數(shù)對(duì)鉸鏈后的SU-8膠進(jìn)行刻蝕,獲得了5.2μm/min的刻蝕速率和較好的刻蝕形貌。(4)利用多普勒激光測(cè)試儀測(cè)試壓電薄膜振動(dòng)性能,利用本課題組搭建的測(cè)試平臺(tái)觀察和測(cè)試壓電式噴頭的噴墨情況,證明制造工藝的可行性和噴頭結(jié)構(gòu)的合理性。
【關(guān)鍵詞】:壓電式噴頭 MEMS SU-8 噴墨
【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9-15
- 1.1 引言9
- 1.2 噴墨打印技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況9-11
- 1.2.1 國(guó)外發(fā)展情況9-11
- 1.2.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展情況11
- 1.3 壓電式噴頭的研究現(xiàn)狀11-14
- 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容14-15
- 2. 壓電式噴頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15-24
- 2.1 壓電式噴頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析理論15-16
- 2.2 基底材料的選擇16-17
- 2.3 振動(dòng)板尺寸設(shè)計(jì)及材料的選擇17-19
- 2.4 壓電薄膜的尺寸設(shè)計(jì)19-20
- 2.5 上下電極材料的選擇及圖形的設(shè)計(jì)20-21
- 2.6 保護(hù)層的材料選擇21-22
- 2.7 腔室尺寸的設(shè)計(jì)22-23
- 2.8 本章小結(jié)23-24
- 3. 壓電式噴頭的制造工藝24-47
- 3.1 制備壓電噴頭所應(yīng)用的MEMS工藝24-30
- 3.1.1 光學(xué)曝光技術(shù)24-25
- 3.1.2 氧化技術(shù)25-26
- 3.1.3 薄膜沉積技術(shù)26-28
- 3.1.4 刻蝕工藝28-29
- 3.1.5 測(cè)量工藝及設(shè)備29-30
- 3.2 壓電式噴頭的整體工藝制造方案設(shè)計(jì)30-32
- 3.3 壓電式噴頭制造工藝及優(yōu)化32-46
- 3.3.1 預(yù)處理硅基底32
- 3.3.2 振動(dòng)板制造工藝32-33
- 3.3.3 下電極圖形制作工藝33-35
- 3.3.4 壓電薄膜制作工藝35-38
- 3.3.5 上電極的制作工藝38-39
- 3.3.6 干刻硅杯釋放振動(dòng)板39-42
- 3.3.7 制備保護(hù)層42-43
- 3.3.8 腔室的制備工藝43-46
- 3.4 本章小結(jié)46-47
- 4. 利用等離子體刻蝕SU-8的工藝及優(yōu)化47-55
- 4.1 刻蝕原理47
- 4.2 工藝過(guò)程及優(yōu)化47-54
- 4.2.1 刻蝕溫度對(duì)刻蝕SU-8的影響49-50
- 4.2.2 腔室壓力對(duì)刻蝕SU-8的影響50-51
- 4.2.3 刻蝕功率對(duì)刻蝕SU-8的影響51
- 4.2.4 氣體濃度對(duì)刻蝕SU-8的影響51-52
- 4.2.5 各刻蝕參數(shù)對(duì)刻蝕SU-8側(cè)蝕的影響52-54
- 4.3 本章小結(jié)54-55
- 5. 噴頭的振動(dòng)與噴墨性能測(cè)試55-60
- 5.1 振動(dòng)板的振動(dòng)性能測(cè)試55-57
- 5.2 噴墨性能測(cè)試57-59
- 5.3 小結(jié)59-60
- 結(jié)論60-62
- 參考文獻(xiàn)62-66
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況66-67
- 致謝67-68
【相似文獻(xiàn)】
中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 那雪姣;;淺談發(fā)動(dòng)機(jī)再制造工藝[J];電子制作;2013年18期
2 于曉洋;孫麗;秦光里;;基于加工設(shè)備的通用制造工藝分類編碼、表達(dá)與描述的研究[J];世界標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量管理;2008年07期
3 丁璇瑛;SOS/CMOS和BO/CMOS介紹[J];電子器件;1979年S1期
4 ;技術(shù)進(jìn)步對(duì)優(yōu)化制造工藝的影響[J];電子產(chǎn)品世界;2004年14期
5 阿亂;;制造工藝提升有何用? 淺析半導(dǎo)體產(chǎn)品制造工藝[J];電腦迷;2008年02期
6 趙巖;莫蓉;;制造資源能力與制造工藝約束的匹配度研究[J];計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng);2009年04期
7 劉敏玉;國(guó)內(nèi)外幾種衰減材料的制造工藝及結(jié)構(gòu)性能比較[J];真空電子技術(shù);2002年03期
8 裴國(guó)學(xué);;制造工藝信息系統(tǒng)開發(fā)實(shí)施技術(shù)研究[J];中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2013年01期
9 石廣元;雙柵MOSFET工作原理與制造工藝[J];遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1995年S1期
10 劉驕劍;廖文和;郭宇;安波;;基于知識(shí)融合的擴(kuò)散制造工藝調(diào)整方法[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);2011年08期
中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 李振河;胡順利;楊利芬;李平軍;常根生;;制造企業(yè)與制造工藝(摘要)[A];2010全國(guó)機(jī)電企業(yè)工藝年會(huì)《上海電氣杯》征文論文集[C];2010年
2 單忠德;戰(zhàn)麗;董曉麗;;機(jī)械工業(yè)傳統(tǒng)制造工藝綠色化技術(shù)研究[A];節(jié)能環(huán)保 和諧發(fā)展——2007中國(guó)科協(xié)年會(huì)論文集(一)[C];2007年
3 劉敏玉;;國(guó)內(nèi)外幾種衰減材料的制造工藝及結(jié)構(gòu)性能比較[A];2002年電子陶瓷及其在真空電子行業(yè)中應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2002年
4 沈耿;;型材插箱零件的制造工藝[A];中國(guó)電子學(xué)會(huì)生產(chǎn)技術(shù)學(xué)分會(huì)機(jī)械加工專業(yè)委員會(huì)第七屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1998年
5 張迎杰;曲剛;回金鍇;張慶庚;;柔性化制造工藝發(fā)展趨勢(shì)[A];第九屆沈陽(yáng)科學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(經(jīng)濟(jì)管理與人文科學(xué)分冊(cè))[C];2012年
6 郭戰(zhàn)勝;張俊乾;居建國(guó);何利娜;;厚截面復(fù)合材料的制造工藝及其力學(xué)問(wèn)題[A];第十五屆全國(guó)復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(上冊(cè))[C];2008年
7 何華昌;;計(jì)算機(jī)集成測(cè)試制造工藝設(shè)計(jì)實(shí)踐[A];全面建設(shè)小康社會(huì):中國(guó)科技工作者的歷史責(zé)任——中國(guó)科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(上)[C];2003年
8 李維博;徐學(xué)光;;我國(guó)船舶制造工藝制造技術(shù)發(fā)展回顧與展望[A];紀(jì)念中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)成立六十周年——中國(guó)船舶工業(yè)發(fā)展論壇論文集[C];2003年
9 樸憲;石磊;;綜合利用車間蒸發(fā)器的制造工藝[A];創(chuàng)新驅(qū)動(dòng),加快戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展——吉林省第七屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集(上)[C];2012年
10 楊偉東;顏永年;程建榮;楊如玉;譚玉珍;;無(wú)模鑄型制造工藝中填充方式的研究[A];首屆泛珠三角先進(jìn)制造技術(shù)論壇暨第八屆粵港機(jī)電工程技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)論文專輯[C];2004年
中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 江西 江鈴 李爾 彭福榮;了解制造工藝對(duì)維修的啟迪[N];電子報(bào);2012年
2 Carry;病重的白鼠誰(shuí)能救,,IBM or TSMC?如何看待NVIDIA與IBM的合作[N];中國(guó)電腦教育報(bào);2003年
3 MEB記者 何弦;“變革”而非“替代”3D打印或?qū)?shí)現(xiàn)傳統(tǒng)機(jī)床制造工藝提升[N];機(jī)電商報(bào);2013年
4 石佑達(dá);鐵道部提升120閥制造質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在眉山廠召開[N];人民鐵道;2007年
5 海揚(yáng);玩轉(zhuǎn)“超薄”“拿來(lái)主義”行不通[N];中國(guó)電子報(bào);2006年
6 徐福;老架構(gòu) 新核心ATi加強(qiáng)高端產(chǎn)品線[N];中國(guó)電腦教育報(bào);2004年
7 凌寒初;電子元件快速互連的制造工藝[N];電子報(bào);2013年
8 王紅敏;我水泥制造工藝取得突破[N];工人日?qǐng)?bào);2010年
9 唐佩綿;高質(zhì)量特殊鋼制造工藝[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2014年
10 企華;新型吸棉笛管問(wèn)世[N];中國(guó)紡織報(bào);2000年
中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條
1 李雙躍;制造工藝資源建模技術(shù)及其在夾具設(shè)計(jì)支持系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];四川大學(xué);2006年
2 龍紅能;大型發(fā)電設(shè)備制造工藝設(shè)計(jì)信息化平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究[D];四川大學(xué);2004年
中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條
1 段衛(wèi)杰;2016/17秋冬季女裝面料研究[D];東華大學(xué);2016年
2 韓敬寧;壓電噴墨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其制造工藝優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2016年
3 楊紅飛;再制造工藝知識(shí)管理系統(tǒng)研究[D];南昌大學(xué);2008年
4 任勇;基于知識(shí)的再制造工藝智能決策支持系統(tǒng)研究[D];武漢科技大學(xué);2014年
5 王少妮;通用制造工藝分類編碼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定[D];大連交通大學(xué);2007年
6 耿俊浩;制造工藝信息系統(tǒng)技術(shù)體系研究與應(yīng)用[D];西北工業(yè)大學(xué);2004年
7 林俊;制造工藝資源信息管理系統(tǒng)的研究[D];四川大學(xué);2006年
8 史文浩;基于可拓變換的葉片制造工藝快速擴(kuò)散方法研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2014年
9 徐紅星;基于WEB的制造工藝管理系統(tǒng)的研究[D];大連交通大學(xué);2008年
10 范勝華;流能粉碎用于吸收藥制造工藝的研究[D];南京理工大學(xué);2005年
本文編號(hào):789446
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/789446.html