【概述】

本研究中使用Aigtek安泰ATA-7025高壓放大器，搭建電流體噴印實(shí)驗(yàn)平臺，為后續(xù)柔性壓力傳感器叉指電極的制備提供可靠的工藝參數(shù)參考和實(shí)驗(yàn)支撐。
 

實(shí)驗(yàn)名稱：電流體動力噴印的工藝參數(shù)實(shí)驗(yàn)研究

研究方向：電流體噴印實(shí)驗(yàn)平臺搭建與調(diào)試、關(guān)鍵工藝參數(shù)對噴印成線的單因素影響研究、多參數(shù)交互作用的正交實(shí)驗(yàn)研究

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>以電流體噴印技術(shù)的工藝參數(shù)優(yōu)化為核心目的，先搭建高分辨率的電流體噴印實(shí)驗(yàn)平臺并制定標(biāo)準(zhǔn)化噴印流程，再通過控制變量法開展電壓幅值、噴印高度、打印速度、供液速度的單因素實(shí)驗(yàn)，探究各參數(shù)對銅漿噴印成線質(zhì)量和線寬的影響規(guī)律，同時驗(yàn)證前期仿真結(jié)果的正確性；隨后設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)分析多參數(shù)間的交互作用，明確各參數(shù)對噴印線寬的影響顯著性；最終篩選并驗(yàn)證出工藝參數(shù)組合，獲得高精度的噴印線形結(jié)構(gòu)，為后續(xù)柔性壓力傳感器叉指電極的制備提供可靠的工藝參數(shù)參考和實(shí)驗(yàn)支撐。

測試設(shè)備：步進(jìn)電機(jī)、流量泵、任意波形發(fā)生器、高壓放大器（Aigtek的ATA-67025）、上位計(jì)算機(jī)、工業(yè)相機(jī)、超景深顯微鏡、針管、不銹鋼噴嘴。

實(shí)驗(yàn)過程：

先搭建由電壓、運(yùn)動控制、壓力、視覺監(jiān)測模塊及集成控制軟件組成的電流體噴印實(shí)驗(yàn)平臺，制定基底預(yù)處理、設(shè)備校準(zhǔn)、參數(shù)設(shè)定到噴印的標(biāo)準(zhǔn)化流程，配制微米銅漿導(dǎo)電墨水并選用PET基板、固定規(guī)格不銹鋼針頭開展實(shí)驗(yàn)；先以控制變量法完成電壓幅值、噴印高度、打印速度、供液速度的單因素實(shí)驗(yàn)，探究各參數(shù)對噴印成線質(zhì)量和線寬的影響并驗(yàn)證前期仿真結(jié)果；再設(shè)計(jì)四因素四水平的L16(4?)正交實(shí)驗(yàn)，通過極差和方差分析明確各參數(shù)對噴印線寬的影響顯著性與交互作用；最后依據(jù)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定工藝參數(shù)組合，開展噴印驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，制備出高精度線形結(jié)構(gòu)并驗(yàn)證參數(shù)有效性。

圖1電流體動力噴印設(shè)備設(shè)計(jì)示意圖

圖2實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)物圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1、單因素實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了前期仿真結(jié)果的正確性，明確了電壓幅值、噴印高度、打印速度、供液速度各自對銅漿噴印成線質(zhì)量和線寬的具體影響規(guī)律及穩(wěn)定噴印的參數(shù)區(qū)間。

2、正交實(shí)驗(yàn)的極差與方差分析確定了各工藝參數(shù)對噴印線寬影響的顯著性排序?yàn)榇蛴∷俣龋竟┮核俣龋倦妷悍担緡娪「叨龋渲写蛴∷俣葹闃O顯著影響因素，供液速度和電壓幅值為顯著影響因素，噴印高度影響不顯著。

3、經(jīng)正交實(shí)驗(yàn)篩選出工藝參數(shù)組合為電壓幅值2300V、噴印高度0.4mm、打印速度1.3mm/s、供液速度0.2μL/min。

4、工藝參數(shù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)成功制備出高精度線形結(jié)構(gòu)，測得直線最小線寬196μm、圓弧處最小線寬290μm，較優(yōu)化前線寬更小，驗(yàn)證了該參數(shù)組合的有效性。

圖3正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢：

1.超高電壓輸出能力——為高濃度銅漿噴印提供決定性電場力

2.數(shù)控增益可調(diào)與精細(xì)調(diào)節(jié)——支撐正交實(shí)驗(yàn)中電壓幅值單因素敏感度精確分析

3.低紋波與高輸出穩(wěn)定性——保障長時間連續(xù)噴印中射流的穩(wěn)定性與一致性

【推薦產(chǎn)品】：ATA-7025高壓放大器

圖：ATA-7025高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。