静电喷印头的设计及关键工艺

发布时间：2020-07-23 17:20

【摘要】： 喷墨打印设备具有制造成本低,制造过程简单、便于操作等优点,其应用范围从传统的办公室、家庭打印延伸到电子制造、生物工程分析、陶瓷器件制备等众多领域。但现有主流的压电式和热气泡式喷墨打印在结构和控制上都存在着难以克服的问题。为此,本文结合传统静电喷印头的特点,设计了一种新型的静电喷印头,克服了现有打印方式所存在的缺陷,拓宽其应用领域。 论文在对静电喷印原理的了解和分析的基础上,通过对结构单元的理论和有限元分析,以及整体结构的动态仿真,最终得到了优化的静电喷印头结构。具体研究工作主要包括以下五个部分: ●在查阅和分析大量相关文献资料的基础上,提出了硅(上硅层)—硅(振动层)—玻璃三层结构的静电喷印头整体结构方案,其中进液管道布置在上硅层,振动膜片、液腔、喷嘴设计在振动层,固定电极布置在玻璃基底上; ●通过理论分析并结合ANSYS静电与结构耦合仿真,对影响静电喷印头中振动膜变形量大小的各个参数进行研究,在此基础上确定了长6000μm,宽380μm,厚5μm,极板间距为1μm,工作电压为38V的振动膜片特征参数; ●针对打印中普遍存在的墨水回流现象,从考察进液管效率的角度,运用理论和有限元仿真工具对影响扩散/收缩管效率的参数进行了系统的研究,并最终确定了管长300μm,锥角11°,最小截面宽度30μm,管深30μm的进液管道结构; ●基于韦伯数介于1到12时,液体破裂属于振动破碎,可用于喷墨打印这一理论基础,通过ANSYS有限元软件,对打印过程中结构变形对腔内液体的作用进行流固耦合仿真,得到了振动膜片变形时管嘴与进液端的液体流速情况,并计算得出韦伯数为8.5,验证了该静电喷印头结构的可行性; ●结合静电喷印头的结构特点,设计了静电喷印头的制作工艺流程,并对静电喷印头的关键结构—振动层的制作工艺流程及相关工艺参数进行了针对性地研究,最终制作出了厚度为2.5μm的硼硅振动膜。
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP334.83
【图文】：

用这种方法不但能够降低芯片制造成本，而且芯片上DNA阵列的分布具有更好的均匀性，提高了芯片上DNA阵列的密度，使得在单一芯片上就能研究整个基因组，图1一1为两种制备DNA芯片方法的对比图。寡孩音酸热电阻玻璃表面鬓嫩理薰噢i鬓备秘鞭垫瞬备熟羹蘸图1一1两种制备DNA芯片方法示意图。A探针点样装配B喷墨打印方式C两种方法制备的cDNA阵列密度对比(上图为探针，下图是喷墨打印)此外，Goldman利用HP喷墨打印机将DNA直接打印到杂交膜上[8]。从他

不仅可以实现微米级分辨率的图案，而且对基底缺陷不敏感，只有2%的材料损失。在制造过程中，还可以通过改变指定位置打印点的密度来改变发光器件的亮度，如图1一2所示。份;卜

本文编号：2767609