Uitgebreide controle van inkjetprinter voor fabricage van chipgebaseerde supercondensatoren

Dit protocol overwint de bestaande supercondensator van vaste grootte en biedt een methode om een supercondensator in vrije vorm te produceren door middel van nauwkeurig inkjetprinten. Door dit protocol kan de efficiëntie van menselijke en materiële middelen worden gewaarborgd. Ook kan het bieden van softwarebesturingsmethode voor inkjetprinters aan gebruikers helpen bij het produceren van nauwkeurigere supercondensatoren.

Deze technologie biedt een manier om inkjetprinters te verwerken, daarom kan dit protocol niet alleen worden gebruikt om supercondensatoren te produceren, maar ook om andere apparaten te produceren. Voordat u het patroon van elektrochemische dubbellaagse condensatoren of EDLC's ontwerpt, begint u met het uitvoeren van het CAD-programma. Ga naar de knop Bestand boven in het programmavenster en klik op de knoppen Nieuw en Project om een nieuw projectbestand te vormen.

Om het bordbestand te genereren, klikt u op de knoppen Bestand, Nieuw en Bord in de volgorde. Klik linksboven in het venster van het gemaakte bordbestand op de netvormige rasterknop om de rastergrootte,Veelvoud' en Alt-waarden in te stellen. Wijzig de rastergrootte en Alt-waarde van millimeters naar de inch, zodat de inkjetprinter het CAD-patroon van de pcb kan lezen Druk op Fijn om fijne aanpassingen uit te voeren.

Zodra de parameters zijn ingesteld, ontwerpt u het patroon van de huidige collector en EDLC-lijn in een onderling gedigiteerde vorm. Ontwerp de gelpolymeer elektrolyt, of GPE, patroon en stroom collector pads in een rechthoekige vorm. Voor drie typen eindpatronen, zoals geleidende lijn, EDLC en GPE, stelt u de drie lagen in door op de volgorde van weergave en Laaginstellingen te klikken.

Maak nieuwe lagen door op de knop Nieuwe laag linksonder in het venster met zichtbare lagen te drukken. Stel in het nieuwe venster van Nieuwe laag de naam en kleur in voor de nieuwe laag. Als u de lagen visueel wilt onderscheiden, stelt u de namen van de drie lagen in op current collector, EDLC en GPE en wijzigt u de bijbehorende kleuren door op het vak rechts van Kleur te klikken.

Druk op Lijn linksonder in het scherm. Als u de dikte van de lijn wilt wijzigen, voert u de waarde van de breedte in het midden bovenaan in inchschaal in. Klik vervolgens op het hoofdveld en sleep om een lijn te tekenen.

Om de lengte van een lijn te bewerken, klikt u met de rechtermuisknop op de lijn en klikt u onderaan op eigenschappen. Voer in de velden Van en Tot de X- en Y-waarden van de begin- en eindpunten in. Voor het referentiepunt van het patroon stelt u de linkerbovenhoek in op 0, 0.

Teken de rest van het patroon op basis van de informatie die eerder is gedeeld. Om het getekende patroon in te stellen op de gewenste laag, klikt u met de rechtermuisknop op het patroon en klikt u op Eigenschappen. Klik vervolgens op Laag en kies de gewenste laag.

Teken rechthoekige patronen van het huidige collectorpad in GPE door linksonder in het hoofdvenster op RECT te drukken. Klik en sleep op het scherm waar het eerder getekende patroon bestaat. Klik vervolgens met de rechtermuisknop op het rechthoekige oppervlak en klik onderaan op Eigenschappen.

Voer de X-, Y-waarden linksboven en rechtsonder van de rechthoek in respectievelijk het veld Van en Tot in. Stel de rechthoek in op de gewenste laag zoals eerder vermeld. Voordat u het CAD-bestand van het ontworpen patroon converteert naar het Gerber-bestandsformaat, slaat u het bordbestand op in brd-indeling door op het bestand en Opslaan te klikken.

Nadat u het bestand hebt opgeslagen, klikt u op het tabblad Bestand bovenaan het venster en klikt u op CAM Processor. Als u een Gerber-bestand van de gewenste laag wilt maken, wijzigt u de items onder het tabblad Gerber van de uitvoerbestanden door de sublijsten te verwijderen, zoals koper boven en koper onder door op het minteken te drukken. Druk op plus en klik op New Gerber output om Gerber output te maken.

Stel aan de rechterkant van het scherm de laagnaam in Naam en functie in op Koper door op het tandwiel aan de rechterkant te drukken. Stel vervolgens het laagtype in op Top en stel gerberlaagnummer van de huidige collector, EDLC en GPE in op L1, L2 en L3 in volgorde. Klik in het venster Lagen onder aan het Gerber-bestand op Lagen bewerken linksonder om elke gewenste laag te selecteren.

Als u de naam van het te maken uitvoerbestand wilt instellen, stelt u de Gerber-bestandsnaam van Uitvoer onder aan het venster in op prefix/name.gbr. Klik ten slotte op de Save Job linksboven in het venster om de instellingen op te slaan. Klik rechtsonder op de Process Job om een Gerber-bestand aan te maken.

Als u de parameters van de inkjetprintersoftware wilt instellen, voert u het printerprogramma uit, klikt u op de knop Afdrukken, selecteert u Eenvoudig en kiest u Flexibele geleidende inkt. Upload het Gerber-bestand van het ontworpen patroon door op de knop Bestand kiezen te klikken. Kies en open het Gerber-bestand van de geleidende lijn.

Klik op de knop Volgende zoals aangegeven door het gele vak. Bevestig vervolgens de printplaat en monteer de sonde. Als u klaar bent, past u het nulpunt van de PCB-printer aan via de sonde door op de knop Omtrek te klikken.

Verplaats de patroonafbeelding op het scherm door te slepen en op de knop Overzicht te klikken. Controleer of de sonde door het gewenste pad beweegt. Klik vervolgens op het tabblad Volgende.

Klik op de sonde om de hoogte van het substraat te meten om te controleren of het substraat vlak is. Wanneer de hoogtemeting is voltooid, verwijdert u de sonde en plaatst u de inktcartridge in de inktdispenser en sluit u het mondstuk met een binnendiameter van 230 micrometer aan om de dispenser voor te bereiden. Na het monteren van inktdispensers voor geleidende lijn, EDLC en GPE, drukt u een voorbeeldpatroon af door op de knop Kalibreren te drukken terwijl u de parameters van elke inkt aanpast.

Controleer het afdrukresultaat visueel en noteer de parameterwaarden voor elke inkt. Wis het afdrukpatroon van het monster met een reinigingsdoekje bevochtigd met ethanol voordat u op de startknop drukt om het ontworpen patroon van de geleidende lijn af te drukken. Draai na het printen het bord om en laat de geleidende lijn gedurende 30 minuten uitharden bij 180 graden Celsius, gevolgd door het meten van het gecombineerde gewicht van het substraat en de geleidende lijn.

Selecteer op het startscherm van het printerprogramma de optie Uitgelijnd, laad het EDLC-lijnpatroonbestand en klik op Volgende. Zorg ervoor dat de positie van de geleidende lijn wordt gedetecteerd door twee uitlijningspunten om de patroonposities van de EDLC-lijn en de geleidende lijn uit te lijnen. Ga vervolgens naar een willekeurig punt en controleer of de locatie correct is.

Meet de totale hoogte van de geleidende lijn om de hoogte van het dispensermondstuk boven de geleidende lijn te controleren door op de knop Sonde te klikken. Wijzig de softwareparameterwaarden van EDLC-inkten. Als u klaar bent, drukt u een voorbeeldpatroon af om te controleren of de softwareparameterwaarden geschikt zijn.

Wis later het afdrukpatroon van het monster met een reinigingsdoekje bevochtigd met ethanol om de EDLC-lijn af te drukken door op de knop Start te drukken. Voer de elektrochemische metingen uit voor het inkjetgeprinte supercondensatorapparaat. Klik op Toepassen op Ch en voer het sequentiebestand van de cyclische voltammetrietest uit om het resultaat te verkrijgen.

Klik op Toepassen op Ch en voer het sequentiebestand van de galvanostatische ladings-/ontladingstest uit om het resultaat te verkrijgen. Klik op Toepassen op Ch en voer het sequentiebestand van de elektrochemische impedantiespectroscopietest uit om het resultaat te krijgen. De structurele eigenschappen van de geleidende inkt en EDLC-inkt werden geanalyseerd met scanning elektronenmicroscopie.

De geleidende inkt was goed gecentreerd om continue geleidende paden te vormen. Alle componenten van de inkt waren goed verspreid, zonder zichtbare elementen die verstoppingen konden veroorzaken tijdens het afdrukken. De reologische eigenschappen van de EDLC-inkt werden gerapporteerd en er werd waargenomen dat de viscositeit van de inkt toenam met de afschuiftijd, wat wijst op een afschuifverdikkingsgedrag zonder enige stress-geïnduceerde structurele uitbreiding, uitrekken of herschikking.

In de studie werd met succes een geprinte supercondensator verkregen. De afdrukkwaliteit wordt als goed beschouwd. als het afgedrukte patroon minder of geen defecten heeft, met minimale oppervlakteruwheid en uniforme dikte.

De afdrukresultaten met een invoersnelheid van minimaal 100 millimeter per minuut toonden uniforme lijnen zonder zichtbare ontkoppeling. De totale afdruktijd werd verminderd wanneer de invoersnelheid maximaal 600 millimeter per minuut bedroeg. Vergeleken met de geprinte resultaten met een voedingssnelheid van 500 millimeter per minuut, werden de lijnen gevormd met 600 millimeter per minuut afgesneden of gebarsten omdat de dispenser snel bewoog.

Een voedingssnelheid van 300 milliliter per minuut was optimaal voor een goede printtijd en om gebarsten vorming te voorkomen. De afdrukresultaten werden gecontroleerd op overeenkomstige veranderingen in de kick. Alle lijnen werden losgekoppeld toen de trap te laag was.

De hoge druk bij een hoge trap zorgde echter voor een bottleneck, met verstopping van de spuitmond tot gevolg. Bij de juiste trapwaarde brak de lijn niet en verstopte het mondstuk niet. Nauwkeuriger afdrukken is mogelijk door softwareparametercontrole, waardoor veel onderzoekers inkjetprinten onder optimale omstandigheden op verschillende gebieden kunnen gebruiken.