检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：耿博文天津大学

学位级别：硕士

近年来,可贴合皮肤的柔性传感器在机器人技术、可穿戴电子与健康生理指标监控系统、人机交互接口等方面具有巨大应用潜力。柔性传感器能够更好的贴合像皮肤一样的复杂曲面,也可获得更加精确的测量结果。在几种常见传感器类型中,温度传... 详细信息

近年来,可贴合皮肤的柔性传感器在机器人技术、可穿戴电子与健康生理指标监控系统、人机交互接口等方面具有巨大应用潜力。柔性传感器能够更好的贴合像皮肤一样的复杂曲面,也可获得更加精确的测量结果。在几种常见传感器类型中,温度传感器阵列尤其值得重视,因为其在几个关键的潜在应用中起着重要作用,例如电子器件的热量监控,人体温度分布表征和物流、冷链过程的智能监控。关于柔性传感器的制备技术,印刷法是一种区别于传统高耗能、高污染、高成本的光刻技术的一种新颖制造方式,因其绿色、低成本等特点,这种将传统印刷方法和现代电子学相结合的印刷电子学获得了越来越多的关注,但也面临着分辨率低等问题。在众多的印刷方法中,电流体喷墨打印技术是一项很有前途的技术。与传统的压电喷墨印刷方法相比,它可以将印刷分辨率提高两个数量级,因此可以制造高性能、高分辨率的柔性电子产品,实现印刷电子产品的微型化、集成化。本文在现有的已经发展成熟的各种印刷方法的基础上,研究了使用电流体喷墨打印法制备高分辨率柔性温度传感器阵列,实现了器件的全印刷制造。研究内容包括以下两个方面:1.通过对电流体喷墨打印的各个参数进行调整,优化打印条件。通过在PEN柔性基底上旋涂水溶性材料PVA的方式,提供了一条广泛适用于改善亲水性墨水在疏水性基底上的印刷效果的方法。并且设计了一种基于金属电阻与温度的关系、通过电流体喷墨打印技术制备的柔性温度传感器,其线宽为8微米左右,并且电阻-温度线性度良好,能够实现对多种场景的温度的探测。2.在完成单个器件制备表征后,进一步通过电流体喷墨打印技术在一个1平方英寸的柔性基底上制备了8×8温度传感器阵列。通孔作为传感器阵列的一部分,其用途是连接来自不同层的导线。本文通过在电流体喷墨打印机上使用高电压,在柔性基底上烧制出直径小于5微米的通孔,与其他基于非光刻技术的技术相比,此方法的分辨率有了很大的改进。随后,本文通过对传热进行有限元仿真验证热源对阵列中邻近传感器读数的影响,以此证明我们设计的可靠性。最后,为了展示柔性温度传感器阵列的实际应用效果,本文展示了柔性温度传感器阵列在对热源固体的温度探测、人体体温分布的探测等工作。

关键词：电流体喷墨打印柔性温度传感器阵列印刷电子

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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

引用

微纳电子技术 2023年第3期60卷 406-412页

作者：刘志豪潘艳桥冯延冬汪卓彭磊武汉科技大学机械自动化学院冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械自动化学院机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械自动化学院精密制造研究院武汉430081

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... 详细信息

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。

关键词：电流体喷墨打印柔性应变传感器纳米银浆智能穿戴设备聚二甲基硅氧烷

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面向绝缘基底的正负极一体化电流体喷墨打印头射流沉积行为

引用

微纳电子技术 2023年第3期60卷 435-442页

作者：冯延冬潘艳桥刘志豪彭磊汪卓武汉科技大学机械自动化学院冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械自动化学院机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械自动化学院精密制造研究院武汉430081

针对常规电流体喷墨打印在绝缘基底上打印时易产生射流偏斜和卫星液滴等现象,研制了一种正负极一体化电流体喷墨打印头。先对正负极一体化电流体喷墨打印头进行数值模拟,再通过按需喷印的方式对影响射流形态和沉积行为的相关参数进行实... 详细信息

针对常规电流体喷墨打印在绝缘基底上打印时易产生射流偏斜和卫星液滴等现象,研制了一种正负极一体化电流体喷墨打印头。先对正负极一体化电流体喷墨打印头进行数值模拟,再通过按需喷印的方式对影响射流形态和沉积行为的相关参数进行实验研究。结果发现,相比常规电流体喷墨打印结构,正负极一体化电流体喷墨打印头可减小空间电场对绝缘基底的影响。圆孔电极直径大于1 mm的正负极一体化电流体喷墨打印头结构具有聚焦射流和抑制卫星液滴的效果,该效果与圆孔电极直径呈负相关。此外,随着喷嘴与圆孔电极之间的距离增大,射流区域电场方向趋于更竖直。当间距大于0.6 mm时,正负极一体化电流体喷墨打印头能够有效抑制卫星液滴。工作电压幅值过小易导致液滴丢失,过大易使液滴变形。电压幅值在1.8 kV左右时,液滴平均直径约为210μm。

关键词：电流体喷墨打印正负极一体化绝缘基底射流沉积卫星液滴

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面向高深宽比微细嵌入式金属网格结构的选择性镀铜工艺

引用

微纳电子技术 2024年第5期61卷 149-156页

作者：胡睿潘艳桥杨翊王宝丽武汉科技大学机械自动化学院机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械自动化学院精密制造研究院武汉430081 武汉科技大学机械自动化学院冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 华中科技大学机械科学与工程学院智能制造装备与技术全国重点实验室武汉430074

高深宽比微细嵌入式金属网格结构具有出色的光电性能和机械稳定性,可广泛应用于柔性触摸/显示器、太阳能电池、智能窗户等领域,但是传统的制备方法存在难以形成高深宽比结构、分辨率不足或材料利用率低等问题。借助电流体喷墨打印高分... 详细信息

高深宽比微细嵌入式金属网格结构具有出色的光电性能和机械稳定性,可广泛应用于柔性触摸/显示器、太阳能电池、智能窗户等领域,但是传统的制备方法存在难以形成高深宽比结构、分辨率不足或材料利用率低等问题。借助电流体喷墨打印高分辨率按需喷印的优势结合选择性镀铜的特点实现高深宽比微细嵌入式金属网格的制备。通过实验研究,揭示了镀液温度、铜离子质量浓度、电流密度、电镀时间等参数对铜生长的速率和截面质量的影响规律,并对比了电镀和化学镀的优劣。结果表明,在电流密度约为1.5 A/dm^(2)时,电镀铜15 min能够实现线宽为10μm、深宽比为1的微细凹槽结构内金属铜的完全填充。最后,通过优化后的镀铜工艺参数结合电流体喷印,制备了线宽为10μm、深宽比为1、周期为800μm的28 mm×60 mm的嵌入式金属网格,其透过率(可见光波段550 nm处)为87.3%,方阻约为0.26Ω/□,品质因数(FOM)达到10 318,达到行业较高水准,可为高性能柔性光电子器件的制备提供新途径。

关键词：嵌入式金属网格电流体喷墨打印选择性镀铜透过率高深宽比

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