中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 201899
微波复合基板兼具树脂基体的高韧性和陶瓷填料优异的介电和热学性能, 是航空航天、电子对抗、5G通讯等领域的关键材料。本工作采用螺杆造粒与注塑成型相结合的新技术制备了聚苯醚(简写为PPO)为基体、钙镧钛(Ca0.7La0.2TiO3, 简写为CLT)陶瓷为填料的新型微波复合基板, 并对基板的显微结构、微波介电性能、热学性能和力学性能进行表征。结果表明, 采用这种新技术制备的微波复合基板组成均匀且结构致密。随着CLT陶瓷的体积分数从0增大至50%, 基板的介电常数从2.65提高到12.81, 介电损耗从3.5×10 -3降低至2.0×10 -3 (@10GHz); 同时热膨胀系数从7.64×10 -5 ℃ -1显著降低至1.49×10 -5 ℃ -1, 热导率从0.19 W·m -1·K -1提高至0.55 W·m -1·K -1; 此外抗弯强度从97.9 MPa提高至128.7 MPa。填充体积分数40%CLT陶瓷的复合基板综合性能优异: εr=10.27, tanδ=2.0×10 -3(@10GHz), α=2.91×10 -5 ℃ -1, λ=0.47 W·m -1·K -1, σs=128.7 MPa, 在航空航天、电子对抗、5G通讯等领域具有良好的应用前景。
注塑成型 微波复合基板 介电性能 聚苯醚 injection molding microwave composite substrate dielectric properties polyphenylene oxide
福州大学 物理与信息工程学院, 福建 福州 350108
量子点材料因具有发光波长可调, 色度纯, 量子效率高等优异特性而受到广泛关注, 在光致发光高色彩显示方面有着巨大的应用潜力。本文综述了量子点背光技术的研究进展, 主要对比了QDs On-Chip、QDs On-Surface及QDs On-Edge 3种量子点背光主流技术的基本原理及结构, 并分析了它们在液晶显示领域的应用, 未来前景及面临的挑战; 然后介绍了几种新型的量子点背光技术, 并对两种量子点背光新技术进行重点说明: 一种是采用低温注塑成型工艺将量子点与高分子材料均匀混合为一体, 用于制备直下式背光的量子点体散射型结构扩散板; 另一种新技术是采用丝网印刷或喷墨打印工艺将量子点转印至导光板表面, 形成应用于侧入式背光的量子点网点微结构导光板。这两种背光都具有制备工艺简单、成本低、生产效率高等特点, 对高色域液晶显示的研究及发展意义深远。
量子点背光 丝网印刷 量子点网点导光板 注塑成型 量子点体散射扩散板 高色域 quantum dot backlight screen printing quantum dots microstructure light guide plate injection molding quantum dots scattering diffusion plate high color gamut
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春130022
为了制造高精度塑料衍射微透镜,提出采用Taguchi方法在大范围内选择工艺参数,通过信噪比确定显著影响微结构成型精度的工艺参数,并通过加权综合评分法进行多目标优化获得最优参数组合。结果表明保压压力、模具温度和保压时间对微结构成型精度具有显著影响。为了提高衍射微结构成型精度,分析了衍射微透镜注塑成型误差的主要来源并建立了误差补偿模型。实验结果表明注塑成型的衍射微结构高度误差为5.69%,周期宽度误差为6.16%,衍射微结构的注塑成型精度获得显著提高。
光学设计 衍射微结构 注塑成型 正交实验 多目标优化 误差补偿 激光与光电子学进展
2020, 57(5): 052204
1 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
2 湖北申安亚明照明科技有限公司, 湖北 天门 431728
基于LightTools软件分析了光在光盘纹(CD纹)微结构扩散板中的传输过程,采用注塑成型制备工艺进行实测验证,研究扩散板表面的CD纹微结构对光提取效率的影响。通过理论研究、模拟仿真和实验对比,对扩散板表面微结构进行建模和大规模分布式光线追迹。结果表明:在80 mm×80 mm照明面积范围内,相对于无微结构扩散板,CD纹微结构扩散板的光流明效率有明显提高;当线宽为200 μm时,光流明效率提升最多,提高了13.52%。根据最优模拟尺寸制备出由若干同心圆环组成的CD纹微结构扩散板,以LED筒灯为实验灯具,用积分球测量使用微结构扩散板、一般扩散板和不使用扩散板的灯具的总流明输出,得到CD纹微结构扩散板的透光率达90.6%,比一般扩散板的透光率提高了8.8%的结论。
光学设计 透光性能 LightTools仿真 注塑成型 激光与光电子学进展
2019, 56(21): 212201
1 大连理工大学 微纳米技术及系统辽宁省重点实验室, 辽宁 大连 116085
2 大连理工大学 精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116085
以一种微流控微反应器塑件为对象, 提出了用于微塑件整平的等温热压工艺, 研究了等温热压工艺对平板微塑件的整平机理。建立了描述该工艺的弹塑性数学模型, 计算分析了外加压力和温度对塑件表面形貌的影响。综合考虑塑件整平效果和微结构保形, 开展等温热压整平工艺实验, 分析了关键工艺参数对器件整平精度的影响。研究结果表明: 与压力载荷相比, 热载荷对不平度的改善效果更明显; 由于塑件端部区域受力面积大, 其两端变形量均大于中间反应腔的变形量。在相同压力条件下, 70 ℃时平面度和不平度的变化率均为最高。通过工艺优化, 微反应器塑件平面度提高到了10 μm内, 最大变化率可达72.7%; 而不同区域的不平度变化率为3.50%~53.50%, 微结构尺寸变化可控制在5 μm 以下。本文研究成果对提高平板微塑件平整精度有借鉴作用。
等温热压整平 微注塑成型 微反应器塑件 平面度 isothermally hot-embossing micro injection molding plastic microreactor flatness 光学 精密工程
2016, 24(11): 2705
1 大连理工大学 微纳米技术及系统辽宁省重点实验室, 辽宁 大连 116085
2 大连理工大学 精密与特种加工教育部重点实验室, 辽宁 大连 116085
对显著影响平板微小器件注塑成型的翘曲现象进行了研究。为了减少翘曲量, 以带十字微沟槽的微流控芯片的基片为研究对象, 研究了注塑工艺涉及的工艺参数。从注塑残余应力角度分析了翘曲变形的产生机理与演化过程。然后, 以数值仿真和工艺实验为手段, 建立了平板微小器件翘曲的测量方法。设计加工了基于硅型芯的注塑模具, 以翘曲测量方法为基础, 利用正交试验获得了最优注塑工艺参数。最后, 通过极差分析法定量分析工艺参数对翘曲的影响。实验显示, 通过工艺优化获得的最小翘曲量为141 μm, 工艺参数对翘曲的影响由大到小依次为：保压时间、模具温度、保压压力、熔体温度、冷却时间。该研究成果为平板微小器件注塑工艺提供了参考依据。
注塑成型 平板微小器件 翘曲 极差分析法 injection molding flat micro-mini part warpage extreme difference analysis
