气溶胶喷墨打印工艺参数对图案精度的影响北大核心

以商业纳米银颗粒墨水为打印材料,以钠钙玻璃为衬底材料,采用气溶胶喷墨打印工艺在衬底上打印形成银线。在搭建的气溶胶喷墨打印平台上,通过改变工艺参数探究不同工艺参数对银线线宽的影响规律。通过激光共聚焦显微镜对打印图案进行测量与观察发现：增大环绕气体流量、减小输送气体流量可以降低银线线宽;增大气体流量比可以在减小打印线宽的同时减小铺展现象,但会出现卫星液滴问题与沉积空洞现象;提高打印速度也可以有效抑制铺展现象;最后在钙钠玻璃衬底形成了平均电阻率为24.93μΩ·cm的导电金属电极图案。     

热压烧结纳米银图案显微组织和导电性能研究

利用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)以及四探针法对不同压力辅助烧结的纳米银直写导电图案显微组织和电学性能进行了研究。结果表明:导电墨水的导电颗粒为金属单质银。未经压力辅助烧结的直写导电图案呈深灰色;显微组织为高低不平的多层结构,颗粒排列松散,不具备导电性能。压力辅助烧结的电路呈现明显的金属光泽,显微组织结构平整,颗粒之间形成明显的烧结颈,具有较优良的导电性能。导电图案的电阻率随着烧结压力的增加而减小,烧结压力由5 MPa升高至30 MPa,电阻率由21×10~(–6)?·cm减小为11.2×10~(–6)?·cm。导电图案的导电机制为电子隧道效应。     

微型喷嘴雾化直写技术制备厚膜导体研究

采用微细雾化喷射沉积直写的方法在陶瓷基板上制备银厚膜导体。主要研究了施加气压、喷嘴到基板距离、直写速度以及雾化气压对导体线宽的影响规律,分析了微型喷嘴雾化直写厚膜导体机理,并优化了工艺参数,得到了最佳工艺参数范围:施加驱动气压控制在0.05~0.10 MPa,喷嘴到基板距离0.4~1.2 mm,直写速度在15 mm/s以下,雾化气压0.14~0.24 MPa,所得线宽350~750μm,单层膜厚1.5~10μm。     

电流体动力学近场直写工艺参数对微图案的影响

以聚氧化乙烯(PEO)为直写溶液,光泽柔性绝缘相纸作为基板材料,采用自主研制的电流体动力学近场直写(ENDW)设备直写微图案。研究了工作电压、直写高度和直写溶液的质量分数等参数对PEO溶液的直写微图案宽度的影响。结果表明在使用质量分数3%的PEO溶液在进行直写时,喷嘴与基底之间的工作电压从1.1 kV增大到2.6 kV,PEO微图案的平均宽度从35.61μm下降到23.3μm,并且图案宽度的工艺误差从8.24μm下降到2.21μm。随着工作电压的增大,喷嘴处的射流形态变化依次为:液滴状、弯液面、稳定射流、多股射流。同时研究发现,通过降低直写高度和增加PEO溶液的质量分数,能进一步减小微图案的宽度,并且能够提高微图案宽度的均匀性。     

聚酰亚胺基底上双光子直写负性光刻胶

近年来,聚酰亚胺薄膜因其良好的柔韧性、透明度、耐辐射等优点,逐渐成为制备柔性电子器件的重要材料.利用飞秒激光双光子直写技术,以聚酰亚胺薄膜为基底,对负性光刻胶进行加工.研究发现线条分辨率随着激光功率的降低和扫描速度的增加而提高,并获得了115 nm最小线宽.柔韧性测试实验表明,在聚酰亚胺薄膜上制备的亚波长线条具有很好的...     

鞘气辅助空气动力学透镜的干法气溶胶喷印装置设计

针对湿法气溶胶技术在喷印过程中由于需要提高喷印线条精度和使用有机溶剂而带来的诸多问题,设计了一种鞘气辅助空气动力学透镜的干法气溶胶喷印装置,实现金属纳米颗粒材料的聚焦和沉积。该装置以鞘气辅助空气动力学透镜作为聚焦模块、以纳米银粉作为材料,避免了因使用有机溶剂带来的问题。在使用透镜公式计算的基础上,通过透镜计算器综合得出透镜结构尺寸,选择合适方式引入鞘气辅助聚焦,通过SolidWorks建模软件对装置进行建模,并采用Ansys Fluent仿真软件对空气动力学透镜进行仿真分析。仿真结果表明：颗粒粒径对透镜聚焦效果有较大影响;辅助鞘气倾角为40°时装置有更好的聚焦效果。在已构建的气溶胶喷印平台上对所设计装置进行实验研究,探究喷印线条形貌变化。在实验研究中获得了最小线宽为86.09μm的喷印线条,相当于喷嘴直径的43%。同时实验结果表明载气体积流量、基底温度、鞘气体积流量对喷印线条宽度有较大影响,对线条高度影响较小,喷印层数对线条宽度、高度都有较大影响。     

喷墨打印银电极用于有机晶体管器件与电路

使用喷墨打印技术制得了高质量的导电银电极,并制备了高性能的有机晶体管器件与简单电路。经优化的喷墨银电极表面形貌光滑、一致性好、电导率高。通过限制墨滴在打印基底上的浸润能力,可以有效减小电极间的沟道长度。基于这种高质量打印银线的短沟道有机晶体管和简单“非”门电路均展示出了很好的电学性能。     

玻璃表面嵌入式亚微米金属线的制备

提出了一种在玻璃表面制备嵌入式亚微米金属线的方法。首先利用飞秒激光直写技术在玻璃表面烧蚀出亚微米线宽的凹槽,然后采用连续流化学镀工艺在样品表面沉积金属薄膜,再经过热处理和机械抛光,可实现玻璃表面嵌入式亚微米线宽金属结构的可控制备。将飞秒激光烧蚀的阈值效应与连续流化学镀相结合,可制备出最小线宽约为0.66μm的金属银线。四探针法测试结果表明,制备的亚微米金属银线具有良好的导电性,其电阻率约为体积银电阻率的1.2倍。     

355 nm全固态紫外激光直写刻蚀硼硅玻璃微通道

利用355nm全固态紫外激光对硼硅玻璃进行了直写刻蚀实验,采用单一变量法探究了激光能量密度、重复频率、扫描速度、扫描间距、扫描次数对刻蚀结果的影响。研究结果表明,激光能量密度过大时,玻璃易发生严重的崩边裂损现象;等离子体屏蔽效应随激光能量密度的增大而增强,刻蚀深度减小;随着重复频率的减小,通道边缘碎裂的现象减轻,刻蚀深度增大;减小扫描间距可有效改善沟道底面的平整度;刻蚀深度随扫描次数的增多而增大,同时沟道锥度增大。在较优的加工参数下,实现了宽度为84.8μm,刻蚀深度为178μm,底面较平整,沟道垂直度达89.580°的L型微通道的直写刻蚀。     

深凹球面网栅恒定曝光量激光直写控制实现

为在深凹球面内激光直写高质量网栅图形,必须实现写入过程恒定曝光量控制。首先介绍了深凹球面网栅激光直写设备原理,然后分析了任意纬线扫描运动状态,推导了工件尺寸、网栅参数、扫描速度间数学关系,最后建立了恒定曝光量扫描运动数学模型,开发了伺服控制软、硬件系统,确保了扫描角速度随纬度自动精确调整来保持线速度不变,实现了深凹球面网栅激光直写恒定曝光量控制,提高了写入线条质量。在矢跨比为0.31的深凹球面内制备了周期500 m的网栅,显影后测得线条线宽均匀,侧壁陡直,线宽误差1%,网格周期误差5%。     

激光微细熔覆电阻浆料直写电阻技术初步研究

应用一种新工艺——激光微细熔覆电阻浆料直写电阻技术,在陶瓷基板上制备厚膜电阻。介绍了新工艺研究的初步成果,及激光直写的附着机理,并展示了部分线电阻及通过搭接获得的电阻图案。重点讨论工艺参数的影响,研究了预置膜层厚度、激光功率和激光扫描速度对电阻线宽的影响规律。     

液晶光学相控阵子阵列寻址电极的加工工艺

基于液晶光学相控阵(LCOPA)电极基板的子阵列连接方案,利用电子束直写和激光直写混合光刻技术,进行了通光区域电极条纹、外围电路和子阵列联络孔的微纳米加工工艺研究。结果表明利用激光直写技术,可以形成最小线宽0.5μm的液晶光学相控阵电极图案,曝光时长48 min,具备可制造性。利用富含导电颗粒的SX AR-PC5000/90.1涂层,可以有效解决电子束在绝缘玻璃基底上直写时由电荷积累所产生的电子束曝光场拼接偏移与火花放电等问题,保证了电子束直接曝光子阵列电极上下导电层之间的联络孔套刻精度。利用特定电子束直写对准标记,解决了绝缘体表面在混合光刻中套刻对位精度问题。     

制作高性能PCB的捷径——选择高Tg低εr材料

由于LSI、VLSI、ULSI的迅速发展及应用,电子设备,特别是电子计算机向着大容量、高速度、小体积的方向迅速发展,大幅度地提高PCB的组装密度,已变得越来越迫切。要提高PCB的组装密度,无非三个途径:一是降低导线线宽和间距,二是减小导通孔孔径,三是增加多层板的层数。但是,如果一味     

氧氩流量比对高介电薄膜Ta_2O_5电学性能的影响

利用反应溅射的方法沉积Ta2O5高介电薄膜,研究了溅射过程中氧气与氩气的体积流量比Ψ(O2:Ar)对薄膜电学性能的影响。结果表明,制备的薄膜退火后为多晶态四方结构的β-Ta2O5。随着Ψ(O2:Ar)的增大,薄膜的沉积速率逐渐减小,积累电容逐渐增大,等效氧化层厚度逐渐减小,平带电容增大,氧化层中可动离子电荷密度逐渐减小。当Ψ(O2:Ar)=6:5时,所沉积Ta2O5薄膜的相对介电常数r最大,为38.32;当Ψ(O2:Ar)=2:5时,漏电流密度最小,仅为7.7×10–7A/cm2。     

C6v TIR-PCF基模有效面积数值研究

用多极方法数值研究了六重对称全内反射型光子晶体光纤(C6v TIR-PCF)在1.55 μm波长处基模有效面积与包层空气孔层数、直径、间距和相对孔径的关系.结果表明层数的影响较小,在单一参数变化时有效面积随空气孔直径的变大而减小,随间距的增大而变大,在层数与相对孔径一定时有效面积随空气孔半径与间距的同比增大而增大.     

基于电流体喷墨打印直写纳米银浆的柔性应变传感器及其应用

柔性传感器在皮肤信号监测方面应用广泛,但传统印刷工艺难以满足其高精度定位、高黏度墨液印刷的制备要求。利用电流体喷墨打印工艺在高黏度材料制备方面的优势,使用纳米银浆制作用于人体皮肤信息采集的电阻式柔性应变传感器。探索电喷印工艺参数对导电线宽的影响规律,使用内径0.16 mm的喷嘴以30 mm/s的打印速度移动制得宽度120μm的银线。通过实验得出打印速度和喷嘴内径对银线线条宽度和质量的影响规律,利用电流体喷墨打印工艺制备出基于聚二甲基硅氧烷柔性基底和纳米银浆敏感层的柔性应变传感器。利用自主研制的检测系统,测试并计算出传感器应变范围在3%内时灵敏度可达172.67。最后将传感器用于多个人体部位的姿态监测,证明其具有检测微小信号的能力。测试结果证明,电流体喷墨打印工艺可用于制备柔性应变传感器,制得的柔性应变传感器在智能穿戴设备上具有应用潜力。     

银墨水/树脂双材料微滴喷射过程数值模拟与分析

针对银墨水/树脂双材料微滴喷射一体化成形精度调控需求,建立基于气液两相流耦合的VOF流体体积函数模型以及微滴沉积模型,研究材料黏度、表面张力以及喷射速度等参数对微滴成形效果的影响,并进行了微滴喷射对比实验。结果表明,黏度影响微滴成形距离及微滴体积,黏度增大会增加成形时间,并增大微滴体积;表面张力影响微滴断裂距离及底板铺展面积,表面张力越大则成形距离越短,在底板上的铺展面积越小;喷射速度影响微滴成形距离及成形形态,其中断裂距离和卫星滴数量与喷射速度成近线性关系。实验结果证明,当喷嘴直径为60μm时,树脂材料在3.58 m/s的喷射速度下可以产生直径为70μm的微滴,验证了微滴喷射仿真结果的有效性。     

高分辨率熔融金属电流体喷印直写工艺

固态金属材料以其高导电性和低成本等特点在柔性电子器件的制造中具有巨大的应用潜力,但现有熔融金属微制造工艺的制造精度有限。为了提高熔融金属在导电结构制备中的分辨率,研发了一种熔融金属电流体喷印直写打印方法。对该方法的基本原理进行阐述。利用自主研发的熔融金属电流体喷印喷头装置,以金属锡为原料进行实验,对打印工艺参数进行了研究。探究了脉冲峰值电压、喷嘴高度、打印速度对锡线成型质量的影响规律,研究结果表明：当脉冲峰值电压4.0 kV,喷嘴高度0.20 mm,打印速度2.0 mm/s时,锡线成型质量最好,能实现线宽约为50μm的锡线制备。最后,结合优化的工艺参数在聚酰亚胺(PI)薄膜上制作了高分辨率导电图案,验证了该方法的可行性,为熔融金属材料在柔性电子器件制造中的应用提供了新途径。     

世界集成电路--十年风光世界惊 设计加工两得意

集成电路发展现状 硅集成电路的发展方向是集成度提高、圆片直径增大、特征尺寸减小、互连线层数增多等.迄今为止其遵循的主要规律,即人所共知的Moore定律:每个芯片上的晶体管数每年增加50%,或每3.5年增加4倍;特征尺寸(沟道长度)、门延迟、连线的步径(线宽+间距)每年减小13%.目前国际上已有15个国家(地区)建有160多条8英寸生产线,7个国家(地区)建有1 2英寸生产线.     

工艺参数对等离子弧沉积316L不锈钢形貌及组织的影响

以316L不锈钢粉末为原料,采用等离子弧沉积技术在高沉积速率下获得了致密无缺陷的单道试样。首先研究了沉积电流、扫描速度、送粉速度与沉积层高度、沉积层宽度、沉积角之间的关系,然后对沉积试样的微观组织和组成成分进行了检测与分析。结果表明:沉积角随着送粉速度的增大而增大,随着沉积电流的增大而减小;沉积角主要是锐角,有利于试样的沉积;沉积电流对沉积层宽度的影响最大,扫描速度对沉积层高度的影响最大,稀释率随着扫描速度的增大而减小,随着沉积电流的增大而增大,随送粉速度增大而减小;沉积试样成分均匀,凝固组织为奥氏体和铁素体。