[发明专利]图案喷印宽度驱动的电流体动力学喷印控制方法

说明书

本发明涉及一种图案喷印宽度驱动的电流体动力学喷印控制方法，其包括以下步骤：一、构建电流体动力学喷印非线性系统；二、确定电流体动力学喷印系统图案喷印宽度驱动的数据模型；三、根据电流体动力学喷印系统的输入输出数据，对φ(k)进行估算，得到图案喷印宽度随电流体动力学喷印参数变化率的估算值；四、采用控制电流体动力学喷印参数输入的准则函数，将确定电流体动力学喷印系统的图案喷印宽度驱动的数据模型与控制电流体动力学喷印参数输入的准则函数结合，得到电流体动力学喷印的参数；五、将φ(k)用替代，最终获得实际电流体动力学喷印参数，本发明一不依赖于电流体动力学喷印系统的理论数学模型，二不需要依赖大量的电流体动力学喷印实验。

技术领域

本发明涉及电流体动力学喷印技术领域，尤其涉及一种图案喷印宽度驱动的电流体动力学喷印控制方法。

背景技术

柔性电子的微电路图案是柔性电子器件的一个主要核心部件，现有的图案化技术包括光刻、微接触印刷、丝网印刷、传统喷墨印刷等技术，无论在技术方面，还是在生产率、成本和材料等方面都难以满足柔性电子器件的高效、低成本、批量化制造和工业化应用需求，而且还面临着设备和掩模昂贵、制造成本高、周期长和可用材料少等问题。电流体动力学喷印技术由于设备简单、成本低、效率高、绿色环保、可使用的材料广、无需掩模和直接成形等诸多优点，是制造微/纳结构柔性电子器件的一种新型制造技术，在柔性电子微/纳制造方面具有巨大的潜能和突出的优势。

电流体动力学喷印过程涉及流场和电场等多物理场耦合问题，电流体动力学喷印过程中的施加电压、喷射高度、喷射溶液的流量和喷印平台的移动速度等多参数对喷印电路图案的宽度将会产生影响。电流体动力学喷印系统是一个复杂的多物理场耦合系统，其系统难以建立准确的理论数学模型，采用理论数学建模的方法对电流体动力学喷印过程进行控制必然影响电流体动力学图案的质量。目前，主要采用实验方法对进行电流体动力学喷印图案的质量进行控制，但是，在实际的电路图案喷印过程中需要针对不同的工艺参数对喷印溶液进行大量的实验，得到所需要的喷印图案的宽度和厚度，这种实验方法需要的时间长，同时还要耗费大量的材料，因此存在成本高和效率低的问题。电流体动力学喷印过程中由于受到外界因素的影响，所施加的电压和注射系统的流量、喷印平台的移动速度等参数值会发生变化，由于制造工艺影响基板在高度方向上会发生变化，从而会引起喷射高度的变化。因此，这些因素对电流体动力学喷印的电路图案的宽度将会产生影响，从而影响电流体动力学喷印电路图案的质量，从而影响柔性电子的电学性能。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种图案喷印宽度驱动的电流体动力学喷印控制方法，根据电流体动力学喷印电路图案的实际宽度的变化自动调控电流体动力学喷印的施加电压、喷射高度、喷射溶液的流量和喷印平台的移动速度等参数，实现预喷印电路图案宽度的均匀喷印，从而提高电路图案的喷印质量。

本发明的技术方案：一种图案喷印宽度驱动的电流体动力学喷印控制方法，其包括以下步骤：

一、构建电流体动力学喷印非线性系统

w(k+1)＝f(w(k),…,w(k-n_w),u(k),…,u(k-n_u))，

其中w(k)表示k时刻的电流体动力学喷印图案的实际宽度，u(k)表示k时刻的电流体动力学喷印图案的参数，u(k)表示为u(k)＝[u₁(k),u₂(k),u₃(k),u₄(k)]^T，u₁(k)表示k时刻的电流体动力学喷印所施加的电压，u₂(k)表示k时刻的电流体动力学喷印的喷射高度，u₃(k)表示k时刻的电流体动力学喷印溶液的流量，u₄(k)表示k时刻的电流体动力学喷印平台的移动速度；n_w和n_u分别表示电流体动力学喷印非线性系统的未知系统阶数和输入阶数，f(·)表示电流体动力学喷印非线性系统未知的非线性函数；