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气动膜片式微滴喷射系统研究

作　者: 肖峻峰
导　师: 张鸿海
学　校: 华中科技大学
专　业: 精微制造工程
关键词: 微滴喷射喷墨打印按需喷射直写技术焊料喷射喷嘴制作
分类号: TP334.83
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 35次
引　用: 2次
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内容摘要

微滴喷射技术是从喷墨打印技术发展而来的一种微量流体分配技术,它作为一种新兴的直写式精密加工技术广泛的应用于微电子和微系统封装、三维打印、有机半导体器件制作和生命科学与化学分析中。本文首先总结了连续式微滴喷射和按需式(DOD)微滴喷射的原理,并在此基础上提出了一种DOD式的气动膜片式微滴喷射系统,其主要针对高温下的微米级液滴喷射。该微滴喷射系统利用自制的微米级玻璃喷嘴,包括温度控制、运动控制、气压控制和高速成像四个子系统。本文通过水的喷射实验验证了此气动膜片式微滴喷射系统的可行性,并利用高速摄像技术对喷射过程进行拍照,从照片中提取出数据对喷射过程进行分析,确定了微滴喷射过程中的几个主要因素及其对喷射过程的影响:背压、驱动压力、脉冲高电平时间、脉冲频率、放气孔和喷嘴疏水性,其中放气孔和喷嘴疏水性对喷射的影响极大。本文经实验验证了该微滴喷射系统能产生一致性较好的微滴,液滴的尺寸波动范围在3%以内,液滴的大小是喷嘴孔径的2-3倍。该系统具有低成本、对工作环境要求不高、易于维护和拆卸的特点。同时,该微滴喷射系统适用于多种材料,包括水溶液、低黏度胶和熔化的金属焊料,本文亦对这些微滴喷射的应用进行了初步的研究。本文在熔化焊料的喷射研究中明确了氧化对喷射造成的严重影响,并通过控制熔化焊料的氧化过程成功的进行了焊料喷射,得到了外形理想的微米级焊球。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-19
  1.1 引言  9-10
  1.2 微滴喷射技术的应用  10-14
  1.3 微滴喷射方式的发展  14-18
  1.4 本文研究内容  18-19
2 液滴产生机理——射流与液滴  19-26
  2.1 连续式微滴喷射  20-23
  2.2 DOD 式微滴喷射  23-25
  2.3 小结  25-26
3 气动膜片式微滴喷射系统  26-33
  3.1 温度控制子系统  27-28
  3.2 运动控制子系统  28
  3.3 气压控制子系统  28-30
  3.4 图像采集子系统  30-32
  3.5 小结  32-33
4 用于微滴喷射的玻璃喷嘴制作  33-45
  4.1 玻璃管的选择  34-35
  4.2 玻璃微针的拉制  35-38
  4.3 玻璃微针的后处理  38-41
  4.4 玻璃喷嘴的疏水化处理  41-43
  4.5 小结  43-45
5 气动膜片式微滴喷射的机理研究  45-64
  5.1 喷射过程  46-50
  5.2 各参数对微滴喷射的影响  50-56
  5.3 喷嘴疏水化对喷射过程的影响  56-57
  5.4 问题分析  57-63
  5.5 小结  63-64
6 气动膜片式微滴喷射的应用研究  64-72
  6.1 熔化焊料喷射  64-70
  6.2 UV 固化胶的喷射  70-71
  6.3 小结  71-72
7 总结与展望  72-74
  7.1 全文总结  72
  7.2 展望  72-74
致谢  74-75
参考文献  75-78

气动膜片式微滴喷射系统研究

内容摘要

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