【概述】

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

實驗名稱：電流體動力噴印的工藝參數實驗研究

研究方向：電流體噴印實驗平臺搭建與調試、關鍵工藝參數對噴印成線的單因素影響研究、多參數交互作用的正交實驗研究

實驗目的：以電流體噴印技術的工藝參數優化為核心目的，先搭建高分辨率的電流體噴印實驗平臺并制定標準化噴印流程，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驗，探究各參數對銅漿噴印成線質量和線寬的影響規律，同時驗證前期仿真結果的正確性；隨后設計正交實驗分析多參數間的交互作用，明確各參數對噴印線寬的影響顯著性；最終篩選并驗證出工藝參數組合，獲得高精度的噴印線形結構，為后續柔性壓力傳感器叉指電極的制備提供可靠的工藝參數參考和實驗支撐。

測試設備：步進電機、流量泵、任意波形發生器、高壓放大器（Aigtek的ATA-67025）、上位計算機、工業相機、超景深顯微鏡、針管、不銹鋼噴嘴。

實驗過程：

先搭建由電壓、運動控制、壓力、視覺監測模塊及集成控制軟件組成的電流體噴印實驗平臺，制定基底預處理、設備校準、參數設定到噴印的標準化流程，配制微米銅漿導電墨水并選用PET基板、固定規格不銹鋼針頭開展實驗；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驗，探究各參數對噴印成線質量和線寬的影響并驗證前期仿真結果；再設計四因素四水平的L16(4?)正交實驗，通過極差和方差分析明確各參數對噴印線寬的影響顯著性與交互作用；最后依據正交實驗結果確定工藝參數組合，開展噴印驗證實驗，制備出高精度線形結構并驗證參數有效性。

圖1電流體動力噴印設備設計示意圖

圖2實驗平臺實物圖

實驗結果：

1、單因素實驗驗證了前期仿真結果的正確性，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量和線寬的具體影響規律及穩定噴印的參數區間。

2、正交實驗的極差與方差分析確定了各工藝參數對噴印線寬影響的顯著性排序為打印速度＞供液速度＞電壓幅值＞噴印高度，其中打印速度為極顯著影響因素，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、經正交實驗篩選出工藝參數組合為電壓幅值2300V、噴印高度0.4mm、打印速度1.3mm/s、供液速度0.2μL/min。

4、工藝參數驗證實驗成功制備出高精度線形結構，測得直線最小線寬196μm、圓弧處最小線寬290μm，較優化前線寬更小，驗證了該參數組合的有效性。

圖3正交實驗結果分析

安泰放大器在此應用中的產品優勢：

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.數控增益可調與精細調節——支撐正交實驗中電壓幅值單因素敏感度精確分析

3.低紋波與高輸出穩定性——保障長時間連續噴印中射流的穩定性與一致性

【推薦產品】：ATA-7025高壓放大器

圖：ATA-7025高壓放大器指標參數

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業從事功率放大器、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、生產和銷售的高科技企業。