[发明专利]一种微滴喷射成形线路边缘轮廓直线度预测方法

说明书

本发明公开了一种微滴喷射成形线路边缘轮廓直线度预测方法，包括步骤1：建立计算微滴喷射的流体力学模型，进行网格的划分，定义喷射参数以及喷射材料物理属性；步骤2：建立步骤1模型的控制方程，并依据控制方程模拟出微滴喷射成形过程；步骤3：根据步骤2控制方程计算各个网格的体积分数变量，判断各微滴的形貌及位置，计算线路边缘轮廓直线度。本发明解决了微滴喷射成形过程中成形边缘质量难以控制的问题，对于微滴喷射成形的工程应用有很好的借鉴意义。

技术领域

本发明属于电子电路制造技术领域，具体涉及一种微滴喷射成形线路边缘轮廓直线度预测方法。

背景技术

微滴喷射成形技术是近年来兴起的一种新型3D打印技术，其通过微滴喷射装置将液体以微滴的形式均匀的喷射到基材上，同时通过运动装置控制微滴喷射的轨迹，以实现微滴的精确沉积，多个微滴之间相互融合、堆积，形成三维模型。微滴喷射技术具有喷射材料范围广、材料可实时变化实现梯度堆积等优势，同时微滴尺寸可达微米量级，保证了成形精度和质量。

在进行线路成形时，由于微滴喷射技术是采用由点到线、由线到面的形式实现三维构建，因此微滴之间的融合难免会产生锯齿状融合缺陷，导致成形精度以及电信号传输能力的下降。线路边缘轮廓直线度是由打印过程中的单个微滴尺寸以及多微滴之间的融合情况共同决定的，因此需要对单微滴尺寸以及多微滴打印间距进行控制。

然而打印过程微滴的喷射不仅存在垂直方向的速度，还有运动装置引起的水平速度分量，导致单微滴的尺寸和多微滴之间的融合间距无法实时测量，并且通过实验的手段，无法实时的观测微滴的融合过程，不利于进行提高微滴融合质量的研究，所以采用数值模拟的方法预测线路边缘轮廓直线度的变化对于微滴喷射成形研究有着重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种微滴喷射成形线路边缘轮廓直线度预测方法。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种微滴喷射成形线路边缘轮廓直线度预测方法，包括：

步骤1：建立计算微滴喷射的流体力学模型，进行网格的划分，定义喷射参数以及喷射材料物理属性；

步骤2：建立步骤1模型的控制方程，并依据控制方程模拟出微滴喷射成形过程；

步骤3：根据步骤2控制方程计算各个网格的体积分数变量，判断各微滴的形貌及位置，计算线路边缘轮廓直线度。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的步骤1中，喷射参数包括流体进给压力、喷嘴距基材高度、喷射频率、基材移动速度、压电膜片动作参数、撞针动作参数；

喷射材料物理属性包括密度和粘度、材料类型；

材料类型包括牛顿流体以及假塑性流体、膨胀性流体。

上述的步骤2所述控制方程包括能量守恒方程、质量守恒方程和动量守恒方程，并设置压力、温度和体积分数三个方面进行初始条件和边界条件。

上述的步骤3中，定义体积分数变量α；

若α＝1，则网格单元内部为液体域；

若α＝0，则网格单元内部为气体域；

若0＜α＜1，则网格单元内为气体与液体混合域。

上述的步骤3包括：

步骤3-1：根据控制方程计算得到体积分数变量α，根据α值为0.5的条件追踪确定液相与气相的交界面；