近年來，噴墨打印技術發(fā)展迅速，已經(jīng)從傳統(tǒng)的圖像打印逐漸擴展到其他領域，如柔性集成電路打印、紡織數(shù)碼印刷、3D打印技術、生物醫(yī)學芯片印刷和太陽能電池板印刷。噴墨腔室作為儲墨和供墨的結構，是噴墨打印頭的核心部件之一，對墨水的壓力波傳導和墨滴的形成具有重要作用。為了實現(xiàn)高質量的噴射，制備符合噴墨要求的腔室具有重要意義。目前噴墨腔室的鍵合工藝方法主要有膠粘鍵合、硅硅高溫鍵合、硅硅低溫鍵合、熱鍵合、干膜層壓鍵合等。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近期，大連理工大學機械工程學院鄒赫麟教授課題組在《機電工程技術》期刊上發(fā)表了以“壓電噴墨腔室鍵合工藝的研究”為主題的論文。該課題組主要從事微機電系統(tǒng)（MEMS）技術工藝方法及應用的研究工作。

這項研究提出了一種結合光刻和熱鍵合工藝制造壓電噴墨腔室的方法，并且研究了制造工藝對鍵合質量的影響。首先在硅基底上制造出SU-8開放腔室；然后在玻璃-聚二甲基硅氧烷（PDMS）基底上旋涂SU-8 2075光刻膠，采用合適的曝光量進行光刻，得到噴孔板；最后熱鍵合開放腔室和噴孔板，得到壓電噴墨腔室。這項研究優(yōu)化了曝光量、氧等離子體處理參數(shù)以及鍵合參數(shù)，測試的壓電噴墨腔室的鍵合強度滿足要求。

噴墨腔室的制造工藝流程

這項研究通過結合光刻和熱鍵合的工藝制造出壓電式噴墨打印頭的一體化腔室，優(yōu)化了噴孔板的曝光劑量、氧等離子體表面處理參數(shù)和鍵合參數(shù)，提高了噴墨腔室的鍵合質量。實驗結果表明，射頻功率35W和處理時間20s時，SU-8表面具有較強的親水性；噴孔板曝光量100mJ/cm²、鍵合溫度75℃、鍵合時間10min是減小腔室變形量和提高鍵合強度的最優(yōu)參數(shù)。綜上所述，在最終制造的噴墨打印頭中，腔室的鍵合強度達到了1.42MPa，滿足了腔室鍵合要求，為制造高質量的噴墨腔室提供了依據(jù)。

鍵合后腔室最大變形量示意圖

上述研究第一作者為大連理工大學機械工程學院碩士研究生王鳳偉，研究方向為壓電式噴墨打印頭。