الهجين الطباعة لتصنيع أجهزة الاستشعار الذكية

Summary

نقدم هنا بروتوكولا لتصنيع هياكل استشعار متعدد الطبقات طباعة نفث الحبر على ركائز ثنائيو المصنعة وإحباط.

Abstract

أسلوب الجمع بين ثنائيو صنعت ركائز أو رقائق وهو عرض الطباعة النافثة للحبر متعددة الطبقات لتصنيع أجهزة الاستشعار. أولاً، يتم إعداد ثلاث ركائز (acrylate والسيراميك، والنحاس). لتحديد خصائص المواد الناتجة من ركائز هذه، تتم بروفيلوميتير وزاوية الاتصال والمسح الضوئي المجهر الإلكتروني (SEM) وتركيز أيون قياسات الشعاع (التعزيز). العثور على دقة الطباعة يمكن تحقيقها وحجم قطره مناسب لكل الركيزة، ثم، من خلال اختبارات حجم قطره. ثم، هي الطبقات العازلة والموصلة الحبر النافثة للحبر المطبوعة بالتناوب اصطناع هياكل استشعار الهدف. بعد كل خطوة من خطوات الطباعة، تعامل طبقات كل منها على حدة بالمعالجة الضوئية. المعلمات المستخدمة لعلاج من كل طبقة مكيفة تبعاً للحبر المطبوعة، وكذلك على خصائص سطح الركيزة الخاصة بكل منها. لتأكيد الموصلية الناتجة عن ذلك وتحديد نوعية السطح المطبوع، يتم التحقيق أربع نقاط والقياسات بروفيلوميتير. أخيرا، تظهر مجموعة قياس والنتائج التي حققها نظام استشعار طباعة جميع إظهار نوعية قابلة للتحقيق.

Introduction

يتم توحيد التصنيع المضافة (ص) كعملية حيث يتم ربط المواد جعل الكائنات من بيانات نموذج ثلاثي الأبعاد. هذا ويتم عادة طبقة فوق طبقة، وهكذا، ويتناقض مع تكنولوجيات التصنيع الاختزالي، مثل تصنيع أشباه الموصلات. وتشمل مرادفات تلفيق 3D للطباعة، والمواد المضافة والعملية المضافة، والتقنيات المضافة، تصنيع طبقة مضافة، تصنيع طبقة وتلفيق حر. ترد هذه المرادفات من التوحيد "المجتمع الأمريكية للاختبار" والمواد (ASTM)¹ لتقديم تعريف فريدة من نوعها. في الأدب، الطباعة 3D يشار إلى هذه العملية حيث يكون سمك الكائنات المطبوعة في نطاق سنتيمتر إلى حتى متر².

العمليات الأكثر شيوعاً، مثل المجسمة³، تمكين طباعة البوليمرات، ولكن 3D-طباعة المعادن أيضا الفعل المتاحة تجارياً. صباحا المعادن يعمل في مجالات متعددة، مثل السيارات، والفضاء الجوي⁴، والقطاعات الطبية⁵ . ميزة للهياكل الفضائية هو إمكانية طباعة أجهزة أخف وزنا من خلال تغييرات هيكلية بسيطة (مثلاً، باستخدام تصميم قرص العسل). ونتيجة لذلك، من مواد مع، على سبيل المثال، زيادة القوة الميكانيكية، إلا أن إضافة كمية كبيرة من الوزن (مثلاً، التيتانيوم بدلاً من الألومنيوم)⁶، يمكن أن تستخدم.

بينما 3D-طباعة البوليمرات بالفعل راسخة، الطباعة 3D المعادن لا تزال موضوع بحث نابضة بالحياة، وقد وضعت مجموعة متنوعة من العمليات 3D-الطباعة للهياكل المعدنية. أساسا، ويمكن الجمع بين الأساليب المتاحة إلى أربع مجموعات^،من⁷⁸، هي: 1) باستخدام الليزر أو شعاع الإلكترون للكسوة في عملية تغذية الأسلاك، 2) تلبد نظم استخدام الليزر أو شعاع الإلكترون، ذوبان 3) بشكل انتقائي باستخدام مسحوق شعاع الليزر أو إلكترون (مسحوق سرير الانصهار)، و 4) binder النفث العملية فيها، عادة، رأس طباعة بنفث حبر يتحرك على الركازة مسحوق ويوزع عامل ملزم.

اعتماداً على هذه العملية، سوف يحمل العينات المصنعة كل الخصائص السطحية والهيكلية المختلفة⁷. هذه خصائص مختلفة سيتعين النظر في بذل المزيد من الجهود زيادة فونكتيوناليزي الأجزاء المطبوعة (مثلاً، باختلاق أجهزة الاستشعار على الأسطح).

على النقيض من 3D الطباعة، عمليات الطباعة لتحقيق مثل هذا الروغان (مثلاً.، الشاشة والطباعة النافثة للحبر) غطاء تقتصر مرتفعات الكائن من أقل من 100 نانومتر⁹ يصل إلى عدد قليل ميكرومتر وهي، وبالتالي، كثيرا ما يشار إليها أيضا د 2.5-الطباعة. وبدلاً من ذلك، كانت الحلول المستندة إلى الليزر للزخرفة ذات الدقة العالية أيضا المقترح^10،11. استعراض شامل لعمليات الطباعة، تذوب حرارياً تتوقف درجة الحرارة من جسيمات نانوية، وتعطي الطلبات كو¹².

على الرغم من أن شاشة الطباعة بشكل جيد في الأدب^13،14، الطباعة النافثة للحبر يوفر إمكانية رفع مستوى محسنة، مشفوعة قرار زيادة لطباعة أصغر ميزة الأحجام. وباﻹضافة إلى ذلك، أسلوب طباعة الرقمية، noncontact مما يتيح مرونة ترسب المواد الفنية في ثلاثية الأبعاد. ونتيجة لذلك، يركز عملنا على الطباعة النافثة للحبر.

فعلا استخدمت تكنولوجيا الطباعة النافثة للحبر في تصنيع أقطاب الاستشعار عن المعادن (الفضة، الذهب، البلاتين، إلخ). وتشمل مجالات تطبيق قياس درجة الحرارة^15،16، والضغط وسلالة الاستشعار عن^17،،من¹⁸¹⁹، وبيوسينسينج^،من²⁰²¹، فضلا عن غاز أو بخار تحليل^22،،من²³²⁴. علاج من هذه الهياكل المطبوعة مع تمديد الارتفاع محدودة يمكن القيام به باستخدام تقنيات مختلفة، استناداً إلى الحرارية²⁵، الموجات الدقيقة²⁶، الكهربائية²⁷،²⁸من الليزر، والضوئية المبادئ²⁹ .

المعالجة الضوئية لهياكل طباعة نفث الحبر يسمح للباحثين استخدام أحبار ذات الطاقة العالية، ويمكن علاجها، وموصلة على ركائز مع مقاومة درجات الحرارة المنخفضة. استغلال هذا الظرف، مزيج 2.5 يمكن أن تستخدم عمليات مد و 3D الطباعة لاختلاق نماذج مرنة للغاية في مجال التغليف الذكية^30،،من³¹³² والاستشعار الذكي.

موصلية الركازات المعدنية طباعة 3D الاهتمام بقطاع الطيران، وكذلك في القطاع الطبي. أنه ليس مجرد تحسين استقرار بعض الأجزاء الميكانيكية ولكن مفيد بالقرب من الميدان فضلا عن استشعار سعوية. يوفر سكن معدنية طباعة 3D إضافية التدريع/حراسة من أجهزة الاستشعار الأمامية نظراً لأنها يمكن أن تكون مرتبطة كهربائياً.

والهدف اختﻻق أجهزة باستخدام تكنولوجيا صباحا. وينبغي أن توفر هذه الأجهزة بدقة عالية بما فيه الكفاية في قياس يعملون ل (غالباً في الصغر أو النانو)، وفي الوقت نفسه، أن تفي بمعايير عالية فيما يتعلق بالموثوقية والجودة.

فقد ثبت أن التكنولوجيا صباحا يقدم المستخدم مع ما يكفي من المرونة اختﻻق تصاميم الأمثل^33،34 التي تحسين قياس الجودة الشاملة التي يمكن تحقيقها. بالإضافة إلى ذلك، قدمت مجموعة من البوليمرات والطباعة النافثة للحبر طبقة واحدة في البحوث السابقة^35،36،،من³⁷³⁸.

في هذا العمل، يتم توسيع الدراسات المتاحة، ويرد استعراض حول الخصائص الفيزيائية لركائز صباحا، مع تركيز على المعادن، ومدى توافقها مع الطباعة النافثة للحبر متعددة الطبقات والمعالجة الضوئية. وتقدم تصميم مثالي لفائف متعدد الطبقات في التكميلية الرقم 1. وتستخدم النتائج لتقديم استراتيجيات للطباعة النافثة للحبر لهياكل أجهزة الاستشعار متعدد الطبقات على ركائز معدنية صباحا.

Protocol

تنبيه: قبل استخدام أحبار المدروس والمواد اللاصقة، يرجى استشارة صحائف بيانات السلامة المادية ذات الصلة (MSDS). حبر نانوحبيبات العاملين والمواد اللاصقة قد تكون سامة أو مسرطنة، تعتمد على حشو. الرجاء استخدام جميع ممارسات السلامة المناسبة عند إجراء الطباعة النافثة للحبر أو إعداد العينات والتأكد من ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة (نظارات السلامة، قفازات، معطف مختبر، وكامل طول السراويل، أحذية أغلقت تو).

ملاحظة: يمكن أن يكون مؤقتاً على البروتوكول بعد أي خطوة باستثناء الخطوات 6.3-6.6 والخطوات 9.2-9.5.

1-إعداد طباعة 3D ركائز

1. إعداد رسومات التصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD)، ومن الناحية المثالية استخدام تنسيق الملف.stl المجسمة.
   ملاحظة: التصاميم المستخدمة يوضح التكميلية الرقم 2 و التكميلية الرقم 3.
2. اختر العملية صباحا استناداً إلى خصائص المواد المطلوبة من قبل التطبيق الهدف (انظر الجدول 1 للقيود العملية كل منهما).
   ملاحظة: في هذا العمل، قمنا باستخدام عينات مصنوعة من النحاس 3D المطبوعة، فضلا عن طباعة 3D السيراميك.
3. اختﻻق الركيزة النحاس عن طريق الطباعة 3D مع الشمع والشمع المفقود الصب³⁹.
4. اختﻻق السيراميك الركيزة التي تستند إلى الطباعة الحجرية السيراميك صناعة التكنولوجيا (LCM)⁴⁰ (انظر 1 الفيديو).
5. اختﻻق الركيزة acrylate استخدام طابعة 3D البوليمرات عالية الدقة³⁷ وإزالة الشمع الداعمة من الجزء المطبوع.
   1. وضع الجزء المطبوع داخل فرن عند 65 درجة مئوية ح 1 لإذابة الشمع الداعمة.
   2. بعد إزالة الجزء المطبوع من الفرن، وضعها داخل حمام زيت بالموجات فوق الصوتية عند 65 درجة مئوية لإزالة الشمع من الثقوب والفتحات الصغيرة، إلخ
6. تنظيف ركائز استخدام ممسحة ترطب مع الأسيتون، كما الشوائب السطحية ممكن يؤثر بشكل كبير نوعية الطباعة النافثة للحبر لاحقاً.
   ملاحظة: يمكن أن يتم إعداد ركائز صباحا باستخدام عمليات ومعدات مختلفة. اعتماداً على استراتيجية التصنيع، قد تختلف الخصائص السطحية والجملة كذلك. ولذلك، من المهم للسيطرة على هذه الخصائص باستخدام تقنيات التفتيش أوصى لاحقاً (انظر، على سبيل المثال، المادة 4 من هذا البروتوكول).

2-تلفيق من اتصال وصلتي

ملاحظة: اتصال وصلتي التلفيق يختلف تبعاً للنوع (موصل/نونكوندوكتيفي) الركيزة.

1. اصطناع اتصال وصلتي على ركائز (السيراميك) نونكوندوكتيفي.
   1. الاستغناء عن لاصقة موصلة يمكن الشفاء منها درجة الحرارة منخفضة مع ميكروديسبينسير ضغط الوقت شنت على محطة ميكرواسيمبلي في vias المناسبة للأجزاء المطبوعة.
   2. إجازة ملفقة اتصال وصلتي لتجف لمدة 10 دقيقة في 23 درجة مئوية ومع الضغوط المحيطة.
      ملاحظة: للركيزة السيراميك، اتصال وصلتي يمكن أن تكون ملفقة أيضا استخدام لصق اللحام وعلاج ارتفاع درجة الحرارة.
2. اصطناع اتصال وصلتي على ركائز موصلة.
   1. الاستغناء عن الحبر العزل في جميع أنحاء vias ' (ثقوب/ثقوب في الركيزة) محيط عبر ميكروديسبينسير ضغط الوقت.
   2. إجراء المعالجة الضوئية باستخدام الضوء النبضي المكثف كما اقترح مورد الحبر.
      1. فتح العلبة معدات المعالجة الضوئية التي تحتوي على الجدول الركازة.
      2. نقل العينة النحاس إلى الجدول الركيزة لمعدات المعالجة الضوئية وإصلاحه باستخدام تركيبات المغناطيسية المتوفرة.
      3. ضبط ارتفاع الجدول الركيزة للمعدات لنقل العينة إلى الطائرة التركيز من معدات التجفيف.
      4. إغلاق علبة الورق وضبط التشكيل الجانبي لعلاج كما أوصت بالموردة المواد للمواد المطبوعة في واجهة البرنامج للمعدات واضغط على الزر ابدأ.
   3. ملء عن طريق لصق مع درجات الحرارة المنخفضة علاج موصلة (جدول المواد).
      ملاحظة: بشكل عام، من الممكن استخدام جميع أشكال مكون واحد، وعلى أساس الإيبوكسي من المواد اللاصقة موصلة ودرجة حرارة تنشيط.
   4. اتصال وصلتي ملفقة الجافة لمدة 10 دقائق في 23 درجة مئوية.

3-إعداد نظام الطباعة النافثة للحبر

1. تنظيف/تطهير فوهات رؤوس الطباعة مع إزالة الإعداد في برنامج الطابعة، واستخدام هذه المادة الكيميائية المناسبة للحبر كل منها: استخدام الايزوبروبانول لعزل الأحبار؛ استخدام تريثيليني غليكول مونوميثيل الاثير للحبر موصلة. إزالة الفتحات بالضغط على الزر إزالة في واجهة البرنامج للطابعة حتى الحل الذي طرد من الفتحات الخاصة بكل منها من الواضح.
   ملاحظة: كمية المواد الكيميائية اللازمة يعتمد على الطابعة، الفوهات، والمواد الكيميائية. واستخدمت في هذه التجربة، ما يقرب من 2 مل.
2. التعبئة حاويات الحبر مع ما يقرب من 1.5 مل من جسيمات نانوية فضية الحبر مع 50 تحميل معدنية wt.% وعلى حجم جسيمات متوسط من 110 شمال البحر الأبيض المتوسط باستخدام المحاقن، على سبيل المثال، مع 3 مل للبرميل الواحد، وقفل اللوير ز 18 الاستغناء عن إبرة.
3. استخدم أحد رؤوس الطباعة لطائرة الحبر بالضغط على زر بدء الرأس في واجهة البرنامج الخاص بالطابعة.
4. استخدام التشكيل الجانبي النفث مضبوطة مسبقاً للطابعة النفث الحبر موصلة.
   1. تحريك رأس الطباعة بموقف دروبفيو باستخدام خيار الذهاب إلى موقف دروبفيو في واجهة برنامج الطابعة ومراقبة النفث الحبر.
   2. تغيير معالم الشخصية الجهد الذي هو مسبقاً لرأس الطباعة ودرجة حرارة رأس الطباعة من أجل ضبط سرعة الإفلات، والشكل والحجم. ضبط الضغط الحبر لتجنب أي إراقة الحبر والحد من تشكيل قطرات الأقمار الصناعية.
      ملاحظة: لنظام الطباعة المستخدمة في هذا البروتوكول، تم تعيين أقصى الجهد النفث التشغيلية إلى 40 الخامس وملف تعريف نفث المايكروثانيه 1 ارتفاع/انخفاض الوقت مع 10-14 المايكروثانيه عقد كان يستخدم الوقت. وكان متدفق الحبر الفضي عند 45 درجة مئوية. ضغط الحبر الأمثل يعتمد على مستوى الحبر. وقد الجهد في التشكيل الجانبي للجهد زيادة أو خفض تبعاً للدولة (مثلاً، ودرجة الحرارة، واللزوجة) الحبر ودرجة الحرارة الحالية من الرأس، فضلا عن حالة رأس الطباعة المستخدمة. لتحقيق النفث السليم، نوصي بتغيير الجهد التصاعدي في خطوات صغيرة 1 V. إذا لم يكن هناك أي تحسن في الشكل قطره، الحد من الجهد في خطوات صغيرة 1 ضد اتباع هذا الإجراء حتى يتحقق إسقاط مستقرة.
5. ضبط معلمات الطباعة للحبر العزل بنفس الطريقة كما فعلت للحبر الفضي.
   1. استخدام آخر رأس الطباعة إلى جت بالمواد العازلة للكهرباء المنخفضة-ك، الذي خليط مونومرات acrylate من نوع.
      ملاحظة: مرة أخرى، جهد نفث تشغيلية 40 الخامس ووقت ارتفاع/انخفاض المايكروثانيه 1 مع المايكروثانيه 8 عقد تم استخدام الوقت في هذا البروتوكول. ويمكن أن يكون متدفق الحبر عازل عند 50 درجة مئوية. ضغط الحبر الأمثل يعتمد على مستوى الحبر الفعلية. وبصفة عامة، المعلمات المستخدمة عالية تعتمد على خصائص الحبر، وكذلك من الركازة أو الطبقة التي ينبغي أن تطبع. أثناء عملية التصنيع، قد يكون معلمات الطباعة يمكن تعديلها بشكل حيوي. يرجى الرجوع إلى دليل المستخدم لنظام الطباعة على كيفية ضبط معلمات الطابعة بشكل صحيح.

4-التفتيش على الخصائص السطحية من ركائز كل منهما برينتابيليتي وتعديل معلمات الطابعة للطبقة الأولى

1. إجراء القياسات بروفيلوميتير لتحديد خشونة السطح.
   1. وضع العينة في الجدول الركازة (المرحلة) من بروفيلوميتير.
   2. إذا كان المخزن لا، الوطن مرحلة استخدام زر الصفحة الرئيسية في واجهة البرنامج.
   3. اختر القرار الخاصة بكل منها والمنطقة التي تم تعيينها في واجهة البرنامج.
   4. وضع الرأس القياس في الانطلاق وبدء القياس استخدام الخيار هرول زر التشغيل في واجهة البرنامج.
   5. بعد الانتهاء من القياس تحقق النتيجة للاتساق (مثلاً، هي مرتفعات أظهرت معقول لعدد الطبقات المطبوعة) وحفظ البيانات.
2. القيام بعمليات التفتيش ووزارة شؤون المرأة وفقا لدليل المستخدم لتحليل نوعية السطح.
3. إجراء قياسات زاوية الاتصال كما هو موضح في دليل المستخدم لمحطة وزارة شؤون المرأة لتحديد خصائص ويتابيليتي.
4. إصلاح الركيزة على الركازة الجدول باستخدام شريط لاصق ومارك موقفها على نحو ملائم.
5. ضبط فوهة ومعلمات الطباعة في إعدادات واجهة البرنامج عن طريق تحرير خصائص رأس الطباعة في واجهة البرنامج الخاص بالطابعة.
   1. مرة أخرى، نقل رأس الطباعة إلى موقف دروبفيو باستخدام خيار الذهاب إلى موقف دروبفيو في واجهة البرنامج الخاص بالطابعة ومراقبة النفث الحبر. إذا لزم الأمر، قم بتعديل معالم الطباعة الأمثل النفث.
   2. اختر فوهة الذي يقذف قطرات محددة تحديداً جيدا ومتجانسة من حبر للطباعة.
   3. قم بإدخال عدد الفوهة المختارة في تفضيلات الطابعة.
6. إجراء اختبارات حجم قطره لتحديد حجم قطره واحدة مطبوعة على الركيزة الخاصة بكل منها.
   1. طباعة نقش قطره، استخدام تكوين طابعة معروفة.
   2. تحديد حجم قطره يتحقق باستخدام مجهر معايرة أو نظام الكاميرا يحمل في ثناياه عوامل للطابعة.
   3. التأكد من أن القرار الطباعة المستخدمة في وقت لاحق مناسب لترطيب الحبر الملحوظ اختﻻق سطح متجانسة والمغلقة (مثلاً، اختر دقة طباعة من 900 1,000 نقطة في البوصة لحجم قطره من 40-50 ميكرومتر).
7. إجراء تحليل التعزيز (جدول المواد)، وفقا لتعليمات الشركة المصنعة، التأكد من تجانس جل كافية لركائز موصلة.

5-علاج التعديلات المعلمة للطبقة الأولى

1. طباعة هياكل متعددة، باستخدام طبقة من الحبر المستخدم للجهاز الطبقة الأولى، على ركيزة وهمية (أي، عينة من نفس المواد التي يمكن التخلص منها في وقت لاحق وهي تستخدم لأغراض الاختبار فقط).
2. استخدام المعالجة الحرارية في فرن في 130 درجة مئوية مدة 30 دقيقة على الأقل في الضغط المحيط لأنماط الفضة موصلة المطبوعة على الركازة سيراميك.
   ملاحظة: تبعاً لحجم العينة، استخدم جراب عقد العينة داخل الفرن.
3. استخدام المعالجة الضوئية للحبر العازلة في الركيزة المعدنية.
   1. فتح العلبة معدات المعالجة الضوئية التي تحتوي على الجدول الركازة.
   2. نقل العينة إلى الجدول الركيزة لمعدات المعالجة الضوئية وإصلاحه وفقا لذلك (باستخدام، على سبيل المثال، قدمت التركيبات المغناطيسية).
   3. ضبط ارتفاع الجدول الركيزة للمعدات، استخدام المغزل الجدول لنقل العينة إلى الطائرة التركيز من معدات التجفيف.
   4. إغلاق علبة الورق وضبط التشكيل الجانبي لعلاج كما أوصت بالمورد للمواد المطبوعة في واجهة البرنامج للمعدات واضغط على الزر ابدأ.
4. التحكم في تجانس سطح استخدام مجهر نوعيا وكمياً باستخدام بروفيلوميتير.
   1. وضع العينة في الجدول الركازة (المرحلة) من بروفيلوميتير.
   2. إذا كان المخزن لا، الوطن مرحلة استخدام الزر كل منهما في البرنامج.
   3. اختر القرار الخاصة بكل منها والمنطقة التي ينبغي تعيينها.
   4. وضع الرأس القياس في الانطلاق وبدء القياس.
   5. بعد الانتهاء من القياس تحقق النتيجة للاتساق وحفظ البيانات.
5. كرر الضوئية أو اعتمدت إجراءات المعالجة الحرارية باستخدام معلمات علاج إذا لزم الأمر.
   1. زيادة الطاقة الضوئية المستخدمة في خطوات صغيرة، على سبيل المثال، 5 الخامس في واجهة البرنامج معدات المعالجة الضوئية إذا كانت المقاومة حققت عالية جداً. انخفاض الطاقة المستخدمة إذا كانت العينة يظهر علامات حرق.
6. ضبط المعلمات المعدات لعلاج من الطبقة الأولى الجهاز الوظيفي حيث أن التوصل موصلية كافية للتطبيق في متناول اليد، ولكن يحدث لا حرق هيكل المطبوع.

6-حبر الطباعة وعلاج طبقة الجهاز الأول

1. إصلاح الركيزة على الركازة الجدول باستخدام شريط لاصق ومارك موقفها على نحو ملائم.
2. كما الطبقة الأولى موصل، للركيزة نوع السيراميك وأكريلاتي، استخدام تدفئة الجدول الركازة 60 درجة مئوية.
   ملاحظة: يجب أن لا يتجاوز درجة الحرارة درجة حرارة مما قد يؤثر على الركيزة الخاصة بكل منها (مثلاً، أكريلاتي تتسامح فقط تصل إلى 65 درجة مئوية). يمكن أن يتم هذا التعديل في إعدادات الطابعة.
3. ضبط فوهة ومعلمات الطباعة في إعدادات واجهة البرنامج.
   1. تحريك رأس الطباعة دروبفيو الموقف ومراقبة النفث الحبر.
   2. اختر فوهة الذي يقذف قطرات محددة تحديداً جيدا ومتجانسة من حبر للطباعة.
   3. قم بإدخال عدد الفوهة المختارة في تفضيلات الطابعة.
4. ضبط دقة المستخدمة في رأس الطباعة بإيداع طبقة متجانسة من الحبر وفقا لخصائص الركازة سبق تحديدها: لركائز منخفضة-ويتابيليتي، على سبيل المثال، زاوية الاتصال الكبيرة وقطره صغيرة الحجم زيادة الطباعة القرار. تخفيض الدقة لركائز ويتابيليتي عالية.
   
   ملاحظة: يمكن أن يتم تعديل المعلمات الطباعة في إعدادات الطابعة.
5. حدد نقطة مرجعية مناسبة النمط الطباعة وتخزين إحداثياتها.
6. تحميل ملف الرسم (.svg) ناقلات قابلة كل منهما، وتحديد القرار المناسب والحجم، تعتمد على النمط المطلوب وأبعاد الركيزة في برنامج الطابعة.
7. إجراء الطباعة. كرر طباعة طبقة واحدة من الحبر إلى تجانس الطباعة غير مرضية.
8. التحكم في تجانس طبقة المطبوعة باستخدام مجهر معايرة أو استخدام نظام الكاميرا يحمل في ثناياه عوامل للطابعة.
   1. تحريك الكاميرا للطابعة إلى موضع الطباعة ومراقبة جودة الطباعة في واجهة البرنامج الخاص بالطابعة.
9. علاج الطبقة الأولى باستخدام المعلمات المحددة في المادة 5 من هذا البروتوكول.
   1. للفضة الحبر على الركازة بوليمر (أكريلاتي، إحباط)، استخدم 1 نبضة في 250 الخامس مع كمية أقل من الطاقة (525 مللي جول/سم²).
   2. للفضة الحبر على الركازة سيراميك، استخدام الحرارة علاج في فرن كما أوصى بالحبر (مثلاً، 130 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة).
   3. علاج الحبر عازل المطبوعة في 200 الخامس مع 1 ms البقول وكرر البقول 8 x في تواتر 1 هرتز.
      ملاحظة: الأطياف الضوء المنبعثة المستخدمة في المعالجة الضوئية واسع جداً (الترا فيوليت – قرب-الأشعة تحت الحمراء [الأشعة فوق البنفسجية-نير]). لا يزال، كمية الأشعة فوق البنفسجية كافية للشروع في فوتوبوليميريزيشن وعلاج طبقة عازلة.

7-التفتيش على الخصائص السطحية من ركائز كل منهما برينتابيليتي وتعديل معلمات الطابعة للطبقات اللاحقة

ملاحظة: يرجى الرجوع إلى أدلة المستخدم من معدات القياس لإجراء قياسات بروفيلوميتير والفحوصات الفحص المجهري.

1. إجراء القياسات بروفيلوميتير لتحديد خشونة وسماكة طبقة المطبوعة.
   1. وضع العينة على جدول الركيزة بروفيلوميتير.
   2. إذا كان المخزن لا، الوطن مرحلة استخدام الزر كل منهما في البرنامج.
   3. اختر القرار كل منهما والمجال الذي يحتاج ليتم تعيينها.
   4. وضع الرأس القياس في الانطلاق وبدء القياس.
   5. بعد الانتهاء من القياس تحقق النتيجة للاتساق وحفظ البيانات.
2. إجراء قياسات زاوية الاتصال لتحديد خصائص ويتابيليتي.
   ملاحظة: الرجوع إلى دليل المستخدم لمعدات القياس في متناول اليد على كيفية إجراء قياسات زاوية الاتصال بشكل صحيح.
3. إجراء اختبارات حجم قطره لتحديد حجم قطره واحدة مطبوعة على الركيزة الخاصة بكل منها.
   1. طباعة نقش انخفاض استخدام تكوين طابعة معروفة.
   2. تحديد حجم قطره يتحقق باستخدام مجهر معايرة أو نظام التفتيش يحمل في ثناياه عوامل للطابعة.
4. ضبط دقة المستخدمة في رأس الطباعة لتحقيق طبقة متجانسة من الحبر: لركائز منخفضة-ويتابيليتي، على سبيل المثال، زاوية الاتصال الكبيرة وقطره صغيرة الحجم زيادة دقة الطباعة. تخفيض الدقة لركائز ويتابيليتي عالية.
5. التحكم بالخصائص الكهربائية من الطبقة الأولى: لطبقة أولى موصلة، استخدام المسبار أربع نقاط لتحديد الموصلية المحققة.
   1. وضع العينة في الجدول الركازة.
   2. أقل رئيس القياس على المسار موصلة، مع التأكد من أن التحقيق قد الاتصال الجيد مع هيكل المطبوع، يتم تحليلها.
6. لطبقة أولى عازلة، تأكد من السطح يغطي المتجانس المحصل أدناه. استخدام مجهر لتأكيد. تحقق من خصائص العزل استخدام متعدد.

8-علاج التعديلات المعلمة للطبقات اللاحقة

1. طباعة هياكل متعددة، باستخدام طبقة من الحبر المستخدم لطبقة الجهاز القادم، على الركازة وهمية مع طبقة سابقة تعادل.
2. استخدام المعالجة الضوئية فقط لكل ركائز.
3. بعد المعالجة، التحكم في خصائص الطبقة المطبوعة الكهربائية والهيكلية: لتحديد ما إذا كانت الموصلية كافية، استخدم قياس تحقيق أربع نقاط.
4. التحكم في تجانس سطح استخدام مجهر نوعيا وكمياً باستخدام في بروفيلوميتير.
5. كرر إجراءات المعالجة الضوئية إذا لزم الأمر.
6. ضبط المعلمات المعدات لعلاج من طبقة الأجهزة الفنية اللاحقة.

9-حبر الطباعة وعلاج من الطبقات اللاحقة الجهاز

1. إصلاح الركيزة في الجدول الركازة على نحو ملائم في موقف ملحوظ سابقا.
2. ضبط معلمات فوهة والطباعة كما هو محدد من الخطوة السابقة.
3. حدد نقطة مرجعية مناسبة لطباعة النقش وتأكد من النقوش المطبوعة يتم محاذاتها جيدا مع بعضها البعض لضمان الأداء الوظيفي المناسب للجهاز بعد ذلك.
4. تحميل الملف.svg كل منهما مع القرار المناسب والحجم.
5. إجراء الطباعة. كرر طباعة طبقة واحدة من الحبر إلى تجانس الطباعة غير مرضية.
6. التحكم في تجانس طبقة المطبوعة تحت مجهر (هنا، يستخدم نظام الكاميرا يحمل في ثناياه عوامل من الطابعة).
7. استخدام المعالجة الضوئية فقط عن علاج من هذه الطبقة. استخدام المعلمات المحددة مسبقاً لطبقة عازلة أو طبقة موصلة على عازل.
8. بعد المعالجة، التحكم في خصائص الطبقة المطبوعة الكهربائية والهيكلية: لتحديد ما إذا كان نطاق التوصيل طبقة موصلة مقبولة، استخدم متعدد.

النتائج

من الصور ووزارة شؤون المرأة هو مبين في الشكل 1، يمكن استخلاص استنتاجات بشأن برينتابيليتي على ركائز منها. أشرطة مقياس مختلفة بسبب نطاقات مختلفة لخشونة السطح. في الشكل 1a، تظهر على سطح الركازة النحاس، وهو اسلس بكثير. الشكل 1 ج?...

Discussion

ويتجلى وسيلة لافتعال هياكل أجهزة الاستشعار متعدد الطبقات على ركائز طباعة 3D وإحباط. المعادن صباحا، فضلا عن ركائز نوع ورقائق السيراميك و acrylate ترد لتكون مناسبة للطباعة النافثة للحبر متعددة الطبقات، كما يكفي الالتصاق بين الركيزة وطبقات مختلفة، فضلا عن القدرة على التوصيل أو عزل كل منها. وهذا ...

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
PiXDRO LP 50	Meyer Burger AG		Inkjet-Printer with dual-head assembly.
SM-128 Spectra S-class	Fujifilm Dimatix		Printheads with nozzle diameter of 50 µm, 50 pL calibrated dropsize and 800 dpi maximum resolution.
DMC-11610/DMC-11601	Fujifilm Dimatix		Disposable printheads with nozzle diameter 21.5 µm, 1 or 10 pL calibrated dropsize
Sycris I50DM-119	PV Nanocell		Conductive silver nanoparticle ink with 50 wt.% silver loading, with an average particle size of 120 nm, in triethylene glycol monomethyl ether.
Solsys EMD6200	SunChemical		Insulating, low-k dielectric ink which is a mixture of acrylate-type monomers. Viscosity is 7-9 cps.
Dycotec DM-IN-7002-I	Dycotec		UV curable insulator, Surface Tension: 37.4 mN/m
Dycotec DM-IN-7003C-I	Dycotec		UV curable insulator, Surface Tension: 29.7 mN/m
Dycotec DM-IN-7003-I	Dycotec		UV curable insulator, Surface Tension: 31.4 mN/m
Dycotec DM-IN-7004-I	Dycotec		UV curable insulator, Surface Tension: 27.9 mN/m
Pulseforge 1200	Novacentrix		Photonic curing/sintering equipment.
DektatkXT	Bruker		Stylus Profiler with stylus tip of 12.5 µm diameter and constant force of 4 mg.
C4S	Cascade Microtech		Four-point-probe measurement head.
2000	Keithley		Multimeter to evaluate the measurements using the four-point-probe.
Helios NanoLab600i	FEI		Focused Ion Beam analysis station which provides high-energy gallium ion milling.
SeeSystem	Advex Instruments		Water contact angle measurement device.
Projet 3500 HDMax	3D Systems		Professional high-resolution polymer 3D-printer. See also (accessed Sep. 2018): https://www.3dsystems.com/sites/default/files/projet_3500_plastic_0115_usen_web.pdf
Polytec PU 1000	Polytec PT		Electrically conductive adhesive based on Polyurethane, available
Microdispenser	Musashi		Needle for microdispensing.
Micro-assembly station	Finetech		Equipment for assembly of, e.g., printed circuit boards (PCBs) and placing of chemicals (e.g. solder) and SMD parts.