FR-4 구리 입히는 전극 플레이트 전도 Micropump에 대 한 성능 테스트 플랫폼

요약

이 문서에서는 설명 프로토콜 사용 하 여 대칭 평면 전극에 난 연 유리 섬유 강화 에폭시 (FR-4) 구리-입은 적 층 판 (CCL)의 성능에 챔버 크기의 영향을 테스트 하는 전도 micropump의 제조에는 전도 micropump입니다.

초록

여기, 대칭 평면 전극 쌍 난 연 유리 섬유 강화 에폭시 (FR-4) 구리-입은 적 층 판 (CCL)에 준비 된 전도 micropump 조작 이다. 그것은 전도 micropump의 성능에 챔버 크기의 영향을 조사 하 고 아세톤은 작동 유체로 사용 하는 경우 전도 펌프의 신뢰성을 확인 하는 데 사용 됩니다. 테스트 플랫폼은 다른 조건 하에서 전도 micropump 성능을 평가 하기 위해 설정 됩니다. 챔버 높이 0.2 m m 일 때 펌프 압력의 피크 값을 도달 합니다.

서문

Micropumps는 대부분의 펌프 보다 훨씬 작은 규모에 액체 흐름을 구동할 수 있다. 최근 몇 년 동안, 다양 한 운전 방식 미세 시스템^1,2,3,,45에 성공적으로 적용 되었습니다 했습니다. 충돌기 (EHD) 펌프는 액체, 모든 움직이는 부분 없이 간단 하 고 쉽게⁶를 조작 하 게에 직접 힘을 발휘 수 있습니다. 요금 종류에 따라 EHD 펌프 주입 펌프, 유도 펌프, 또는 전도 펌프로 나눌 수 있다. 유도 펌프 주입 펌프 액체 전도도 변경 하는 동안 등온 액체에 작동 하지 않습니다. 이러한 문제를 부족 하기 때문에 전도 펌프는 더 안정 되 고 넓은 응용 프로그램.

전도 펌프 액체 분자의 분리와 재결합 속도의 불일치를 기반으로 합니다. 일반적으로, 분리와 재결합 과정^7,8을 다음과 같이 표현 될 수 있다:

어디 재결합 속도 k_r 분리 율 k_d 전기 분야 힘의 함수는 상수 이다. 전기 분야 힘에는 특정 값에 도달 하면, 분리 속도 재결합 속도 초과할 것 이다. 그럼, 더 많은 무료 요금 반대 극성 및 heterocharge 레이어 폼의 두 개의 전극에 여행. 이러한 heterocharge 레이어는 펌프, 책임의 움직임 액체 분자를 앞으로 못 살게 굴지. 따라서, 순수한 몸 힘 챔버 내에 긍정적이 고 부정적인 이온^{9,,1011,12의 이동성의 불일치 또는 비대칭 전극을 사용 하 여 액체에서 생성 될 수 있습니다.} .

이 작품 전도 펌프에 대 한 대칭 평면 전극 플레이트를 조작 하는 새로운 방법을 소개 합니다. 전극 판 f R-4 CCL에 준비 되 고 펌프 챔버 미세 하 여 준비. 제조 프로세스는 나노리 같은 다른 제조 방법 보다 더 편리 하 고 상대적으로 간단 합니다. 다른 조건 하에서 전도 micropump의 성능을 조사 하는 테스트 플랫폼 설정 됩니다. 또한, 전도 micropump의 신뢰도 또한 다른 상황에서 조사 하 고 있다.

프로토콜

주의: 사용 하기 전에 모든 관련 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오. 아세톤 가연성 이며 눈과 호흡기에 자극을 일으킬 수 있습니다. 관련 된 전압은 높은 몇 천 볼트; 따라서, 전기 스파크 실험을 실시 하는 때 예상 된다. 폭발 방지 불꽃에서 불 하 좋은 환기를 가진 방에 있는 실험 수행.

1. 번호판 및 홀더 제작

참고:이 작품에서 전극 판 및 홀더는 공장에서 생산 라인에 의해 조작. 만 물자 및이 문서에서 모든 부품의 매개 변수는 복잡 한 프로세스로 인해 소개 될 것 이다.

1.4 m m를 사용 하 여

1. 재료와 전극 판의 크기
   1. Fabricate 전극 판 35 µ m의 얇은 구리 층으로 f R-4 CCL. 그림 1 전극 판의 상세한 매개 변수를 참조 하십시오.
2. 전극의 매개 변수
   1. 공장에서 전극 접시를 주문. 자세한 내용은 그림 2를 참조 하십시오.
3. 전극 판의 검사
   1. 전극 판의 준비 후 어떤 눈에 띄는 결함을 100 X 300 X 확대 및 전극 검사 전자 현미경을 사용. 그림 3에서 보는 바와 같이 전극의 표면에 작은 결함 합선, 발생할 수 있습니다 참고.
   2. 검사 측정 전극 폭 및 간격 치수 정확도 요구 사항을 충족 하는지 여부를 확인 하 고.
   3. 전기 단락 발생 경우 amperemeter와 플레이트 테스트.
4. 챔버 판의 준비
   1. 그림 4와 같이 일부 실리콘 막 전극 판으로 같은 크기로 잘라. 실리콘 막 서로 다른 높이와 번호판을 챔버 수 있도록 다른 두께를 선택 하십시오.
   2. 그림 5와 같이 특별 한 펀칭 도구 챔버 구멍 펀치를 사용.
5. 소유자의 처리
   1. 공장에서 홀더를 주문. 자세한 매개 변수는 그림 6에 표시 됩니다.
6. 커버 플레이트의 제작
   1. 입구 및 출구 관을 설치 하는 드릴을 사용 하 여 커버 플레이트 위에 두 드릴 구멍 기계. 그들의 위치 및 크기에 대 한 그림 7을 참조 하십시오.

2. 어셈블리는 Micropump의

1. 씻어 모든 접시, 홀더, 입구 및 출구 관, 그리고 실험에 사용 되는 다른 도구를 사용 하 여 아세톤. 이러한 도구와 번호판 비 커 안에 넣고을 그들을 담가 충분히 99.5% 아세톤을 부 어. 초음파 세척기 안에 비 커를 넣어. 초음파 세척기에 설정 하 고 5 분 타이머 설정
2. 에 두 개의 구멍에 입구 및 출구 스테인리스 스틸 튜브 삽입.
3. 실리콘 막 전극 판에 만들어진 챔버 접시를 놓고 커버 플레이트 커버.
4. 스택 커버 플레이트를 정렬, 챔버 판 고 전극 위에서 아래로 접시 소유자에 정렬 된 격판덮개를 삽입. 홀더 안에 접시를 해결 하기 위해
   1. 사용 된 M5 볼트. 각각 그림 8 및 그림 9에서 같이 폭발 보기 및 조립된 micropump의 기본 보기를 참조 하십시오.
   2. 번호판 볼트를 강화 하 여 함께 누릅니다.
      참고: 튜브와 챔버에 구멍 작업 액체에 대 한 통로 형성할 것 이다. 탄성 챔버 플레이트 또한 밖으로 흐르는 액체를 방지 하기 위해 판 사이의 간격을 인감 수 있습니다. 각각 폭발 보기와 그림 8과 그림 9, 조립된 micropump의 기본 보기를 참조 하십시오.
5. 외부 직경 4 mm와 2 mm의 내부 직경 두 폴리우레탄 호스를 사용 하 여 연결 하는 입구 및 출구 스테인리스 스틸 튜브.
6. 는 amperemeter, 500 V DC 전원 소스와 micropump 시리즈에 연결합니다. 1 삽입 mA 퓨즈는 amperemeter와 micropump는 누전 하는 경우에 amperemeter를 보호 하기 위해 전원 사이.
7. 내부 아세톤의 20-30 mL로 50 mL 비 커에 입구 호스 삽입.
   참고: 그림 10 완성 된 플랫폼을 보여 줍니다.

3. 실험 절차

1. 1. 예비 실험 전에 작업를 사용 하 여 실린더는 micropump를 채우기 위해 아세톤을 주입. 액체 수준에 출구 호스를 도달 하면, 모든 거품 약 실에서 적용 됩니다 때까지 내부 아세톤 10 mL를 주사 계속.
      참고: 그것은 어떤 거품 커버 플레이트 및 전극 판 투명 하지 않기 때문에 챔버 내부에 남아 있는지 확인 수 아니다. 거품을 제거 하는 데 도움이 지속적으로 아세톤을 주입 하지만 그것 없는 거품은 micropump 안에 남아는 보장할 수 없습니다. 거품 액체의 통로 차단 수 있습니다 또는 그들은 회로 짧게 하 고 전극 타오를 것 이다 micropump 내부 마이크로 폭발을 일으킬 수 있습니다. 펌프 가동에 거품의 효과 아직 완전히 분명, 하지만 그들은 원인 고장 여러 번 관찰 되었습니다.
   2. 는 아세톤의 20-30 mL 비 커에 부 어 그리고 비 커 안에 입구 호스를 넣어. 아세톤 펌프에 흐름 수 및 공기 micropump 챔버로 빨려 수 있도록 액체 수준 적어도 5 mm 입구 보다 높은 인지 확인 하십시오.
2. 정적 압력 테스트
   1. 호스 수 직선과 수직 상태로 유지 되도록 작은 프레임 출구 호스를 연결. 넣어 액체 수준을 측정 하 출구 호스와 함께 통치자.
   2. 전원에는 micropump 연결.
   3. 스위치를 눌러 테스트를 시작 하 고 다음 초기 액체 수준 아래로 표시.
   4. 액체 수준 안정 후, 기록 시간, 최종 액체 수준 및 전류.
   5. 액체 수준 및 현재 모든 10을 기록 하는 micropump가 분해 될 때까지 s.
3. 흐름 속도 테스트
   1. 큰 측정 실린더를 사용 하 여 콘센트 호스에서 나오는 액체를 수집. 끝 비 커에 액체 수준으로 동일한 고도에 남아 있도록 콘센트 호스를 수정 하십시오.
   2. 전원에는 micropump 연결.
   3. 스위치를 눌러 테스트를 시작 하 고 다음 초기 액체 수준 아래로 표시.
   4. 액체 출구 호스에서 흐름을 시작으로 기록 측정 실린더 내부 아세톤의 볼륨 마다 10 s. 실험 간다, 액체 레벨을 유지 하기 위해 비 커에 아세톤을 추가.
4. 신뢰성 테스트
5. 평균 작업 시간을 사용 하 여 펌프의 신뢰성을 평가 하기 위해
   . 흐름 속도 테스트 및 정적 압력 시험 펌프 분해 하기 전에 작업 시간을 기록 합니다. 실험 기간 동안 각 고장의 자세한 현상을 기록 하 고 이후에 추가 분석을 위해 전극 플레이트 표면 검사.

결과

그림 11에서 같이, 펌프 압력 및 그것의 증가 속도 전압 증가 하면 상승. 전압 500 V에 도달 하면 펌프 압력에 도달 하면 1100 실바

펌프 정 압 챔버 높이 0.2 m m 미만의 경우 증가 펌프 챔버 높이 상승 한다. 펌프 성능 챔버 높이 0.2 m m 일 때 그것의 가장 높은 지점에 도달 합니다. 그런 다음 정적 압력 챔버 높이...

토론

프로토콜 내에서 중요 한 단계 중 하나는 전극 플레이트를 신중 하 게 검사 것입니다. 전극의 가장자리에 작은 털 수 단락, 고 표면 무결성 크게 펌프 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 전극 판과 홀더 청소도 매우 중요 하다. 전극 챔버 높이 이므로 1 m m 미만, 작은 먼지 입자 일 액체 흐름을 차단 하 고 단락을 일으킬 수 있습니다. 테스트 하기 전에 챔버로 아세톤을 주입 챔버 외부 거품을 제거할 ?...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
Amperemeter	-	85C1-MA
DC high voltage power supply	NanTong Jianuo electric device company	GY-WY500-1
Fuse	-	-
Ultrasonic cleaner	Derui ultrasonic device company	-
Soldering iron	-	-