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关于喷墨打印需要了解的墨水和喷头相关知识

发表日期:2021-11-23阅读量:17
印刷电子技术是将传统的印刷工艺应用于制造电子元器件和产品的新兴技术。全印刷电子产品是包含传感器、线路、储存器、芯片、电池等电子器件的产品集合,厚度在1mm以内,以印刷电子和传统硅基相结合,可以应用在可穿戴电子、物联网、健康和远程医疗等多个领域。而上述元器件和产品的制备,最核心的还是功能性油墨。溶液化的功能材料的最大特点是它们不依赖于基底材料的性质,可以以薄膜形态沉积到任何材料上,这将有助于制造大面积、高产量和高性价比的产品。功能性油墨是采用有机、无机、金属、非金属、金属氧化物等为材料,制作成导电油墨、电容油墨、电阻油墨、电池油墨、晶体管油墨、有机发光二极管油墨等多领域不同用途的油墨。采用功能性油墨制作成的元器件,可以通过印刷的方式大规模、批量化的生产,实现油墨与科技的完美结合,并成为主导未来科技的核心因素。
 
上海幂方电子科技有限公司致力于全印刷电子制备工艺和功能性油墨的研究,推出一系列具有不同功能的导电油墨、绝缘油墨、半导体油墨和封装油墨。这些油墨支持通过喷墨打印、刮涂和点胶等多种印刷工艺在各种基底上制备全印刷的电子器件和电路。借助这些油墨的产品组合和全新的制备工艺,幂方已经可以实现通过全印刷的方法制备基础元器件,柔性逻辑电路和多层PCB板,有机发光二极管(OLED),有机光伏太阳能电池(OPV),超级电容器和柔性电池以及各种柔性传感器等电子器件与产品。按照油墨的应用场景,将墨水分为基础墨水、逻辑电路墨水、有机太阳能电池墨水、传感器墨水、能源墨水和显示墨水等七个大类。
 
但随着Prtronic微电子打印机逐步推向市场,越来越多客户采购我们的打印机,并也同样针对微电子打印机研发自己的墨水,所以这边小编就给大家整理了微电子打印机对于墨水的要求,以及喷墨打印过程中对于喷头的维护和保养。
 
我们的微电子打印机支持多点喷墨打印、单点喷墨打印、点胶刮涂。对于多点喷墨打印来说,通常有以下几个方面判断因素:
 
(1)粘度必须在可喷墨的窗口范围之内,用粘度仪可测出,一般要求2-10 Centipoise。
 
(2)表面能必须也在适合的合理范围内,用表面能仪可测出,一般要求25-40dynes/cm。
 
(3)喷墨墨水颗粒要求粒径小于100nm,在打印前需要将墨水通过0.22um的滤膜过滤。
 
(4)尽量要用高沸点低蒸汽压力的溶剂,以保证墨水成分不变,并且不会在喷头表面凝结或蒸发,并且确保没有气泡。
 
(5)常用的有机高分子材料,小分子材料、纳米颗粒可以用多点头喷墨打印,比如高分子材料PMMA/PEO/PVP/PS等;小分子材料比如光刻胶SU-8/半导体TIPS-pentacene等;纳米颗粒比如粒径在10-100纳米的银颗粒、氧化锌颗粒。可用的溶液包括纯净水与Anisole、THF、PGMEA等溶剂。
 
对于尺寸超过喷墨打印粒径要求的片材与纳米、微米线则可用大口径单点打印或者点胶方式打印出来。对于单点头和点胶-刮涂条件可以放开很多,对材料限制很小,可以打印黏度在100-1000 Centipoise,甚至更高。
 
对于喷头与墨水,建议一个喷头对应一种墨水,这样的使用,可以避免极大的增加喷头的使用寿命,打印过后,可以用干净无尘布或者无尘纸将打印头上可见的墨水残留物吸取。保存时,并将喷头放置在避光、较湿润的地方;喷头上的硅片区域为喷头所在区域,需要轻拿轻放,避免手碰到该区域导致喷头喷墨状态不好。
部分需要避光的墨水需要将喷头墨囊采用锡纸或其他避光材料包裹,也可以使用避光墨囊。部分需要冷藏的墨水需要将喷头与打印头分开并用塑料袋包装之后再放入冰箱中。
 
微电子打印机所使用的喷头可以进行清洗,下面就是喷头的清洗步骤:
 
清洗墨囊步骤一:向墨囊中加入原打印墨水中的溶剂,注射器进行多次的抽拉和挤压后取出。如此反复多次。
清洗墨囊步骤二:向墨囊中加入待更换墨水中的溶剂,注射器进行多次的抽拉和挤压后取出。如此反复多次。
 
清洗喷头步骤一:向墨囊中加入原打印墨水中的溶剂,安装喷头,安装在机器上,使用Clean功能,所有喷孔全开,进行清洁。
清洗喷头步骤二:向墨囊中加入待更换墨水中的溶剂,安装喷头,安装在机器上,使用Clean功能,所有喷孔全开,进行清洁。
 

需要注意的是,喷头属于常规耗材,会有一定的使用寿命,即使墨水合适随着喷头的频繁使用,也会有固体在流道里逐渐沉积,最终导致喷头彻底堵塞的。墨水合适加上使用和储存方法恰当,会延长喷头使用寿命,相反,如果墨水不合适或处理不当,喷头在很短时间内出现严重堵头也是会发生的。

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