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近年来,随着电流体动力学的发展,电射流打印技术以其打印高精度、高效率、低功耗等优点在微电子制造、封装、新能源技术等领域拥有广泛的应用。正由于此项技术巨大的应用潜力,国内外开展了卓有成效的研究。目前多数的电射流打印通过减小打印针内径来提高打印分辨率。然而,随着针孔内径的降低(<5μm),溶液易堵塞针管,阻碍打印的顺利进行,同时也增加了打印难度和成本。本文以硅片为基底,通过MEMS工艺设计制备了硅基脉冲打印头,利用微纳米硅尖代替传统打印针管,突破了打印针管内径尺寸对打印分辨率的物理限制,实现了打印分辨率与效率的提高。主要研究内容如下:(1)提出一种以纳米硅尖代替针孔进行脉冲电射流打印的方法。基于此方法,对脉冲电射流打印头结构和尺寸进行设计;利用多物理场仿真软件Comsol Multiphysics对所设计的硅基打印头进行电-流场耦合仿真,讨论分析脉冲信号和溶液属性对打印分辨率的影响。结果表明,脉冲幅值为350V、脉冲宽度为25μs时,液滴质量最小。仿真结果验证了所设计脉冲电射流打印头的合理性。(2)研究了硅基电射流打印头的制备工艺,并利用MEMS微细加工工艺,制备了硅基打印头。湿氧氧化得到SiO2层,利用光刻和HF刻蚀出掩膜图形,在KOH溶液中湿法刻蚀十字梁;二次氧化,以Si O2层为掩膜,通过湿法刻蚀刻蚀出圆锥硅尖;运用SF6/C4F8气体干法刻蚀硅杯;在硅片表面溅射Pt金属层,借助牺牲层工艺制备了上、下电极;甩胶旋涂制备聚酰亚胺(PI)绝缘薄膜。最后通过干法刻蚀对打印头进行释放,制得脉冲电射流硅基打印头。(3)提出一种制备高击穿强度聚酰亚胺绝缘薄膜的方法。以正性聚酰亚胺(PI)光刻胶为原料,甩胶旋涂法(spin-coating)、光刻、亚胺化制备PI绝缘薄膜。研究了前烘工艺对PI薄膜结构的影响,研究了亚胺化温度对PI薄膜击穿性能的影响。结果显示,前烘时采用阶梯升温并延长中温区时间可获得完整的图形结构。亚胺化温度升温速率对PI薄膜击穿强度有显著影响,以2℃/min阶梯升温至350℃亚胺化效果最好,得到的PI薄膜击穿电压最高2650V,平均击穿电压为343V/mm,有效的保证了打印过程中直流恒压电极和脉冲电压信号电极间的良好绝缘。