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随着微机电系统(MEMS)技术的快速发展及大规模应用,喷墨打印技术在许多非喷绘行业中的应用越来越广泛,这也使喷墨打印技术成为了在工业领域应用中的一种高效且低成本的生产技术,而在喷墨打印技术中,喷墨打印头腔室的制造技术尤为关键。本文主要是对聚合物喷墨打印头腔室的设计与制作进行了研究。主要研究内容有:(1)比较硅及其化合物、金属、陶瓷和聚合物(PI、SU-8胶)等材料的优缺点,选择出制作喷墨打印头腔室的材料。对腔室内流体流态进行理论分析,确定腔室内流体的流动状态。使用COMSOL对喷墨打印头腔室进行多物理场耦合仿真分析,分析腔室内墨水的流动状态,并对喷墨腔室的部分结构进行仿真优化。(2)根据SU-8胶的材料性能,对喷墨腔室的设计制造方案进行研究;通过对SU-8胶的交联机理及其交联程度测定方法的研究,最终能够确定SU-8胶的交联程度;对聚合物的粘合机理及其力学性能进行研究,为开放腔室与喷孔板的键合提供理论依据;同时对键合表面的改性处理进行研究;制定出腔室键合质量评价指标。(3)研究三种光学曝光方式,最终选出制作开放型腔室和锥形孔喷孔板的曝光方式;对邻近式曝光中的衍射原理进行分析,结合SU-8胶的光吸收率研究其光强分布表达式;对SU-8胶喷孔板制作工艺进行优化,分析曝光间隙对喷孔孔径大小的影响。(4)采用PDMS模具压印的方法制作喷孔板,优化压印时间、温度、前烘温度和压印压强等参数,最终能够有效的解决喷孔板孔径大小一、孔不通等问题;使用双层胶工艺减少残胶的遗留,保证图形化后Pt下电极表面的洁净,能够有效的提高PZT薄膜的制备质量,有利于实现墨滴的喷射。(5)详细研究聚合物喷墨打印头腔室的制作工艺,结合光刻图形化和热键合技术制作出一体化喷墨打印头腔室,采用光刻技术制作SU-8胶开放型腔室;接着制作弱交联的SU-8胶喷孔板,最后通过热压键合的方式制作出一体化喷墨打印头腔室。(6)为了便于喷墨测试时观察喷孔处喷墨情况,需要对不锈钢喷孔板进行抛光处理;并将不锈钢喷孔板与SU-8胶开放型腔室通过环氧型AB胶粘结的方式粘结起来,涂胶之前需要键合过渡层封闭腔室和限流部,防止胶水堵塞限流部;键合储胶层,储存部分多余的胶,防止过多的胶堵塞喷孔,然后涂覆AB胶,对准键合不锈钢喷孔板,最终完成不锈钢喷孔板的粘结。