微液點(diǎn)噴射的研究和發(fā)展已經(jīng)有了很多年的歷史,隨著計(jì)算機(jī)、通信、消費(fèi)類電子產(chǎn)品向微型化、集成化與便攜式快速發(fā)展,電子制造過程中涉及到的微液點(diǎn)噴射工藝越來越多,對微液點(diǎn)噴射技術(shù)在微小性、精量性、均勻性與可靠性等方面的要求也越來越高,由此形成了多種形式、多個門類的微液點(diǎn)噴射的專門技術(shù)與設(shè)備。對于微液點(diǎn)噴射技術(shù)而言,該技術(shù)無需Z軸運(yùn)動,與工件不接觸,可以在極小的縫隙內(nèi)作業(yè),具有噴射精度高、速度快、一致性好等優(yōu)點(diǎn)而獲得了快速發(fā)展,成為近年電子制造領(lǐng)域最為重要的高新技術(shù)與裝備之一。壓電式靜電微液點(diǎn)噴射系統(tǒng)是利用圓形壓電振子作為驅(qū)動元件,通過壓電振子的規(guī)律振動改變控液倉腔體容積,使腔體內(nèi)流體壓力產(chǎn)生變化,進(jìn)而使噴嘴處液體形貌發(fā)生改變,形成微液點(diǎn)的按需噴射。以壓電振子作為驅(qū)動元件,其本身變形速度快、精度高、體積小,可實(shí)現(xiàn)對微液點(diǎn)噴射過程的精確控制。本文圍繞壓電式靜電微液滴噴射技術(shù)的仿真分析與試驗(yàn)研究展開,首先闡述了壓電式靜電微液點(diǎn)噴射系統(tǒng)的壓電控制模塊,對壓電振子的性能進(jìn)行了理論分析與仿真分析,通過試驗(yàn)的方式確定了控液倉腔體的最佳高度。根據(jù)流體力學(xué)與電動力學(xué)的理論對壓電式靜電微液點(diǎn)噴射過程進(jìn)行理論分析... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

現(xiàn)有微液點(diǎn)噴射機(jī)構(gòu)的噴射工作原理圖

第1章緒論5域上的應(yīng)用也是非常廣泛的，早在1950年該技術(shù)得到了迅速發(fā)展，相關(guān)設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。因其噴射模式的區(qū)別，噴墨打印式微液點(diǎn)噴射可以分為連續(xù)噴射和按需噴射兩種形式[51]。連續(xù)式噴墨打印技術(shù)最早出現(xiàn)在1860年初，其原理圖如圖1.2所示，該技術(shù)是利用可控制的電驅(qū)動使噴射出的液體產(chǎn)生可控制的斷裂，通過不同的驅(qū)動脈沖信號可以產(chǎn)生不同的噴印圖案，該方式是一種打印性能極高的噴印技術(shù)。圖1.2連續(xù)式噴墨打印原理示意圖隨著壓電技術(shù)的發(fā)展，壓電式噴墨打印技術(shù)迅速崛起，由于壓電材料的體積孝反應(yīng)迅速以及可控制等優(yōu)點(diǎn)，壓電式噴墨打印技術(shù)也逐漸走向了微小化的趨勢，大大提升了生產(chǎn)效率以及使用壽命，對打印材料的屬性要求也有所放寬。該技術(shù)在微小領(lǐng)域元器件的加工制作方面有著特殊的應(yīng)用前景。例如Bogy等人通過對壓電薄膜施加驅(qū)動波形，由于壓電材料的特殊性質(zhì)，在驅(qū)動信號下會產(chǎn)生形變，壓電薄膜的形變使得腔體內(nèi)外壓力差產(chǎn)生變化，生成聲壓力波[52]。如圖1.3所示Elmqvist研制的噴墨打印機(jī)，在噴嘴腔體內(nèi)部放置集成的薄膜電阻器，對電阻器施加驅(qū)動信號使其產(chǎn)生熱量，由于加熱效率極高，可以在短時間內(nèi)達(dá)到很高的溫度，迅速氣化周圍的液體，液體氣化體積膨脹迫使液滴從小孔噴射而出，當(dāng)撤掉驅(qū)動信號時，電阻器元件會迅速冷卻，氣體液化體積收縮，液體不在繼續(xù)噴射[53]。美國NordsonAsymtek公司在二十世紀(jì)80年代末期就開始進(jìn)軍微液點(diǎn)噴射技術(shù)領(lǐng)域，該公司的主要研究成果是通過機(jī)械方式控制的微液點(diǎn)噴射系統(tǒng)。該公司主要產(chǎn)品之一的機(jī)械推桿式微液點(diǎn)噴射裝置，利用彈簧撞針式撞擊液體形

第1章緒論6成噴射，該設(shè)備帶有微調(diào)節(jié)器，能夠通過手動的方式調(diào)整噴射液滴的大小，其打印材料范圍增大，能夠噴印高粘度的熱熔膠材料[54,55]。Microfab公司研發(fā)的微液點(diǎn)噴射裝置是采用圓柱形壓電陶瓷作為驅(qū)動元件，對圓柱形壓電陶瓷施加脈沖信號，由于壓電陶瓷材料的獨(dú)特性質(zhì)，通電產(chǎn)生形變迫使液體噴出[56,57]。ChandraS等人在成功研制出了采用氣壓驅(qū)動的噴射裝置，利用內(nèi)外壓力差形成壓力脈沖作為驅(qū)動力，能夠?qū)崿F(xiàn)按需打印的能力[58,59]。WolfgangWehl等人通過壓電驅(qū)動超薄硅片擠壓液體形成噴射，該設(shè)備的噴嘴直徑最高精度可達(dá)50μm，能夠噴印更為精細(xì)的圖形[60]。圖1.3噴墨原理示意圖1.3本文主要研究內(nèi)容通過國內(nèi)外相關(guān)的微液點(diǎn)噴射裝置，了解微液點(diǎn)噴射的發(fā)展現(xiàn)狀，分析國內(nèi)外不同結(jié)構(gòu)和性能的微液點(diǎn)噴射裝置，結(jié)合壓電與靜電的基礎(chǔ)理論知識與技術(shù)優(yōu)勢，對壓電式靜電微液點(diǎn)噴射系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)構(gòu)上采用了微液點(diǎn)噴射與壓電、靜電相結(jié)合的方式，以實(shí)現(xiàn)大粘度液體的微液點(diǎn)噴射。本文整體分為6個章節(jié)，具體工作如下：第1章，介紹微液點(diǎn)噴射的相關(guān)技術(shù)，如靜電紡絲技術(shù)，電射流技術(shù)以及傳統(tǒng)微液點(diǎn)噴射技術(shù)等，按照驅(qū)動方式可分為氣動和壓電驅(qū)動。對幾類微液點(diǎn)噴射的相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析，通過對比國內(nèi)外的相關(guān)研究，結(jié)合壓電與靜電的相關(guān)知識及技術(shù)優(yōu)勢，引出本文的工作內(nèi)容和意義。第2章，本章首先簡要介紹壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)，然后闡述圓形壓電振子

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3302633