印制电子用挤压式压电喷头的墨滴喷射仿真研究

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“印制电子”是指利用各种印制技术形成电子元器件和电路的电子产品。挤压式压电喷头是使用在印制电子中的喷头的一种。当今的电子产品都是采用无机硅蚀刻减成法工艺制造的,其工艺流程复杂,生产周期长、材料浪费大、难以实现电子产品的多元化。印制电子是一种加成法工艺,即在绝缘基材表面上,有选择性地沉积导电金属而形成导电图形的方法,其比减成法工艺明显优越。喷头是被认为是印制电子设备中的核心,研究打印喷头对印刷电子具有很大的意义。本文采用理论分析,数值模拟结合的思路,首先介绍了国内外喷墨打印技术的研究和发展现状,讨论了现阶段喷墨印刷的技术特点和连续喷墨和按需喷墨的特征,选取挤压式压电喷墨技术为课题实验技术,分析了挤压式压电喷头的结构尺寸、进口工作压力、墨水粘度等因素对其喷射性能的影响;就其结构和工况优化设计进行了探讨。使用有限元分析前处理软件GAMBIT和流体动力学分析软件FLUENT对不同尺寸的圆锥形和圆墩形喷墨头进行模拟,得出在一定的压力条件下,喷墨头内的压力分布图,流速分布图,并对JET-600C纳米银导电墨水和水分别分析了出口速度和各参数的关系,此外还对喷墨头各个参数和压力的关系进行比较研究、分析。对比发现,出口尺寸为30um的圆墩形喷墨头操作压力低于0.12MPa时实验能够得到最好的结果,设定合适的压力并改变流速,可以获得较好的液滴成型。对于课题实验的后续工作具有指导意义。
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