新型壓電式噴墨打印頭一體化腔室制造.pdf

1、壓電式噴墨打印頭使用壽命長，能夠使用多種不同類型的墨水及其他介質(zhì)，包括黏度較高的樹脂、導(dǎo)電材料、生物蛋白質(zhì)等，目前已有在生物細(xì)胞、生物器官、印制電路板以及3D打印的應(yīng)用。腔室是壓電式噴墨打印頭的重要組成部分，然而目前腔室制造周期長，噴孔與振動板結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)精度低、腔室殘留物去除困難等。本文結(jié)合鍵合與光刻工藝制造的壓電式噴墨打印頭一體化腔室，避免對準(zhǔn)精度低、制造周期長、腔室填充物去除困難等難題。主要研究內(nèi)容有:
　　(1)首次綜述噴墨打

2、印頭腔室制造工藝研究現(xiàn)況，根據(jù)流體分析理論、結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)及Comsol模擬軟件優(yōu)化噴孔尺寸及限流部結(jié)構(gòu)尺寸。本文優(yōu)化設(shè)計壓力腔室尺寸為200×110×1000μm，限流部結(jié)構(gòu)尺寸為30×110×135μm，噴孔尺寸為Φ50×40μm。
　　(2)提出一種結(jié)合鍵合與光刻工藝的腔室制造方案;對比分析聚酰亞胺、聚甲基異丙烯基酮、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯的共聚物、甲基異丁基酮和二甘醇二甲醚復(fù)合物、SU-8光刻膠等材料，選取物理化學(xué)性質(zhì)優(yōu)良

3、的SU-8作為制造腔室的材料。
　　(3)研究分析非晶態(tài)聚合物粘彈性特性、流變行為及鍵合機理，壓電式噴墨打印頭一體化腔室鍵合質(zhì)量評價指標(biāo);并且通過實驗對熱鍵合參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化后鍵合溫度50℃，鍵合壓力160KPa，鍵合時間6 min制造直徑2 inch硅片大小、單個腔室為200(寬)×110（深）×1000（長）μm的鍵合面積達(dá)到100％，腔室平均最大變形量為5.256μm。
　　(4)詳細(xì)闡述壓電式噴墨打印頭一體化腔室的

4、制造工藝流程，首先在基底上旋涂一層SU-8光刻膠，前烘、曝光、后烘、顯影后得到開放式腔室結(jié)構(gòu);在一定厚度的PDMS上旋涂10μm SU-8光刻膠，充分前烘后與開放式腔室結(jié)構(gòu)在一定溫度下鍵合，冷卻至室溫后，緩慢撕去PDMS;然后利用噴孔層掩膜版對其曝光。一定配比PDMS鍵合時既能補償?shù)谝粚忧皇也黄降娜毕萦植粫谇皇姨幾冃芜^大;添加抗反射層和設(shè)計掩膜版時補償孔直徑尺寸制造出的Φ50×40μm的噴孔得到很大改善。
　　(5)對結(jié)合鍵合與