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喷墨打印技术具有无接触、无压力和高效快速的特点,随着相关技术的快速发展,应用范围由传统图像打印扩展到工业制造领域,但其核心技术长期被国外垄断,我国在喷墨打印领域缺乏自主知识产权。本文研究的喷墨腔室作为喷墨打印头的压力波传导和储墨部件,对于墨滴的形成以及稳定喷射具有重要作用。本文对SU-8一体化腔室制造工艺进行了研究,主要研究内容有:(1)依据压电喷墨打印头腔室的工作环境和MEMS领域常用材料特性,选取SU-8负性光刻胶作为制备一体化腔室的材料。针对腔室堵塞和锥形喷孔实验重复性差等工艺难点,提出了一种结合热压印和热键合工艺制备SU-8一体化喷墨腔室的工艺方案,并介绍了压电喷墨打印头的整体结构和工作原理。(2)依据强度理论,分析了大孔层结构对单晶硅基底在热键合过程产生的热残余应力的影响,并通过COMSOL有限元模拟仿真优化了大孔层结构。大孔层添加应力释放结构后硅基底最大热应力和最大变形分别降低了56.7%和48.8%,最大热残余应力及最大变形量与大孔层厚度成正线性相关,并设计实验进行验证,仿真结果与实验结果吻合。依据粘附强度理论、超声波显影原理和SU-8光刻胶交联机理,通过实验优化了大孔层的工艺参数。最终制备了孔径为150μm、单层厚度150-200μm、不完全交联且有应力释放结构的的SU-8大孔层,此参数下制备的大孔层实现了100%通孔率、高强度热键合及单晶硅基底无断裂失效。(3)分析了热塑性聚合物的力学性能理论和聚合物的Maxwell粘弹性模型,为热压成型质量分析提供理论基础。定义了D_c(锥孔偏移量)和R_h(孔深填充率)作为复制精度的评价指标,通过实验分析了压印胶厚度、SU-8母模疏水时间和热压印参数对锥形喷孔成型质量的影响,并优化了工艺参数。最终利用PDMS软模具热压印技术实现了批量制备尺寸均匀稳定的SU-8倒锥孔,其中R_h为97.7%和D_c为0.735μm,大、小孔径及孔高分别为40.01±1.24μm、27.12±1.07μm、50±1.26μm。(4)阐述了SU-8一体化腔室的工艺流程:利用光刻工艺在硅基底上制备SU-8开放腔室;利用两次热键合工艺将厚胶大孔层键合至开放腔室;将喷孔板键合至带有大孔层的腔室,最终形成SU-8一体化喷墨腔室。对压电喷墨打印头进行充墨测试和喷墨测试,测试结果实现了腔室阵列100%充墨率和墨滴喷射。