【概述】

本研究中使用Aigtek安泰ATA-7025高压放大器，搭建电流体喷印实验平台，为后续柔性压力传感器叉指电极的制备提供可靠的工艺参数参考和实验支撑。
 

实验名称：电流体动力喷印的工艺参数实验研究

研究方向：电流体喷印实验平台搭建与调试、关键工艺参数对喷印成线的单因素影响研究、多参数交互作用的正交实验研究、最优工艺参数验证与应用

实验目的：以电流体喷印技术的工艺参数优化为核心目的，先搭建高分辨率的电流体喷印实验平台并制定标准化喷印流程，再通过控制变量法开展电压幅值、喷印高度、打印速度、供液速度的单因素实验，探究各参数对铜浆喷印成线质量和线宽的影响规律，同时验证前期仿真结果的正确性；随后设计正交实验分析多参数间的交互作用，明确各参数对喷印线宽的影响显著性；最终筛选并验证出最优工艺参数组合，获得高精度的喷印线形结构，为后续柔性压力传感器叉指电极的制备提供可靠的工艺参数参考和实验支撑。

测试设备：步进电机、流量泵、任意波形发生器、高压放大器（Aigtek的ATA-67025）、上位计算机、工业相机、超景深显微镜、针管、不锈钢喷嘴。

实验过程：

先搭建由电压、运动控制、压力、视觉监测模块及集成控制软件组成的电流体喷印实验平台，制定基底预处理、设备校准、参数设定到喷印的标准化流程，配制微米铜浆导电墨水并选用PET基板、固定规格不锈钢针头开展实验；先以控制变量法完成电压幅值、喷印高度、打印速度、供液速度的单因素实验，探究各参数对喷印成线质量和线宽的影响并验证前期仿真结果；再设计四因素四水平的L16(4⁴)正交实验，通过极差和方差分析明确各参数对喷印线宽的影响显著性与交互作用；最后依据正交实验结果确定最优工艺参数组合，开展喷印验证实验，制备出高精度线形结构并验证参数有效性。

图1电流体动力喷印设备设计示意图

图2实验平台实物图

实验结果：

1、单因素实验验证了前期仿真结果的正确性，明确了电压幅值、喷印高度、打印速度、供液速度各自对铜浆喷印成线质量和线宽的具体影响规律及稳定喷印的参数区间。

2、正交实验的极差与方差分析确定了各工艺参数对喷印线宽影响的显著性排序为打印速度＞供液速度＞电压幅值＞喷印高度，其中打印速度为极显著影响因素，供液速度和电压幅值为显著影响因素，喷印高度影响不显著。

3、经正交实验筛选出最优工艺参数组合为电压幅值2300V、喷印高度0.4mm、打印速度1.3mm/s、供液速度0.2μL/min。

4、最优工艺参数验证实验成功制备出高精度线形结构，测得直线最小线宽196μm、圆弧处最小线宽290μm，较优化前线宽更小，验证了该参数组合的有效性。

图3正交实验结果分析

安泰放大器在此应用中的产品优势：

1.超高电压输出能力——为高浓度铜浆喷印提供决定性电场力

2.数控增益可调与精细调节——支撑正交实验中电压幅值单因素敏感度精确分析

3.低纹波与高输出稳定性——保障长时间连续喷印中射流的稳定性与一致性

【推荐产品】：ATA-7025高压放大器

图：ATA-7025高压放大器指标参数

本文实验素材由西安安泰电子整理发布。Aigtek已经成为在业界拥有广泛产品线，且具有相当规模的仪器设备供应商，样机都支持免费试用。西安安泰电子是专业从事功率放大器、高压放大器、功率信号源、前置微小信号放大器、高精度电压源、高精度电流源等电子测试仪器研发、生产和销售的高科技企业。

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