研究生: |
張家銘 Chia-Ming Chang |
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論文名稱: |
具人工成核址之微加熱器於噴墨列表頭之應用 The Application of Micro Heater with Artificial Nucleation Sites in Inkjet Printhead |
指導教授: |
錢景常
Ching-Chang Cheng 曾繁根 Fan-Gang Tseng |
口試委員: | |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
原子科學院 - 工程與系統科學系 Department of Engineering and System Science |
論文出版年: | 2005 |
畢業學年度: | 93 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 66 |
中文關鍵詞: | 雙相流 、熱氣泡 、微機電 |
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在現今的微機電的產業當中,應用層面最成功的是噴墨列表機,商業上噴墨列表機的主要可分為兩大類,(a)熱氣泡式列表機 (b) 壓電式噴墨列表機。壓電式的噴墨頭是利用石英震盪片的震動,推擠出液珠,它的優點是不會受熱的影響,衛星液滴比較少;缺點是解析度低、製程複雜且成本比較高。熱氣泡式噴墨頭是藉由供給電流通過微加熱器,在極短的時間內,墨水瞬時加熱至少超過300℃沸騰產生氣泡,墨水夾內部的墨水被氣泡推擠出噴孔,其優點是列印速度快、製程簡單;液滴容易產生衛星液珠及噴墨頭容易毀損。所以選用製程簡單的熱氣泡的方式來驅動噴墨頭。
晶片的設計主要可分為兩代,第一代的晶片是缺角型的加熱器,第二代是凹坑型的加熱器。
第一代的缺角型的加熱器,它所能長出氣泡的熱通率有很明顯的降低,由於缺角的地方曲率大,所以造成電流的密度都集中於缺角的地方,讓在缺角的地方的氮化矽很容易毀損,在將第一代的設計改成第二代的晶片,表面是凹坑型的加熱器。
第二代的凹坑型加熱器,在做實驗之前會先做熱通率與脈衝時間的關係圖,以確保加熱器的工作範圍是在穩定的區域。在單一的凹坑口的情形之下,當熱通率愈高時,其氣泡的大小會變小,其可能的原因是因為當加以高熱通率的熱源時,在加熱器上方會很快形成一層熱邊界層,這層熱邊介層會阻擋下方的加熱器的熱繼續供應上來,所以當高熱通率之下,其氣泡會變小。
在不同的凹坑數的加熱器的情況當中,單一的凹坑口、兩個凹坑口和三個凹坑口的氣泡大小都比沒有凹坑的情況來的小,四個凹坑口的氣泡大小比沒有凹坑的大很多。當凹坑口數變多,其氣泡的生命週期會慢慢變短,凹坑的數目超過三個凹坑口時,生命週期又慢慢變長。
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