噴墨打印微制造技術

譯者序
作者名單
第1章噴墨微制造技術綜述1
1.1簡介1
1.2噴墨技術1
1.2.1連續(xù)式（CIJ）噴墨打印技術1
1.2.2按需式（DOD）噴墨打印技術2
1.3流量要求3
1.4圖案形成：流體/基板相互作用4
1.5微制造5
1.5.1簡介5
1.5.2微制造的局限與機遇6
1.5.3噴墨打印技術在微制造中的優(yōu)勢7
1.6噴墨打印技術在微制造中應用的舉例分析8
1.6.1化學傳感器8
1.6.2光微機電系統(tǒng)器件9
1.6.3生物MEMS器件10
1.6.4裝配和組裝11
1.7小結12
致謝12
參考文獻12
第2章應用圖案化噴墨打印技術進行材料組合篩選16
2.1簡介16
2.2噴墨打印——從明確的點到均勻的面17
2.3噴墨打印的薄膜族群21
2.4有機太陽能電池組合模板材料24
2.5小結與展望30
參考文獻30
第3章熱噴墨技術35
3.1熱噴墨技術的發(fā)展史35
3.2噴墨打印機與電子影印打印機的市場前景36
3.3各種熱噴墨打印頭的結構37
3.4熱噴墨技術快速沸騰原理的研究38
3.5熱噴墨技術噴繪機理40
3.6熱噴墨（TIJ）的基本噴射行為41
3.6.1輸入能量的特點41
3.6.2頻率特性42
3.6.3溫度的影響42
3.7模擬分析熱噴墨行為43
3.7.1基于有限元方法的圓柱熱傳導計算（有限元分析軟件：Ansys）43
3.7.2基于有限微分法的射流自由邊界計算（軟件：Flow3D）43
3.8熱噴墨技術可靠性問題44
3.9熱噴墨技術現(xiàn)狀和展望45
參考文獻46
第4章高分辨率電流體動力噴墨48
4.1簡介48
4.2打印系統(tǒng)48
4.3噴射運動控制49
4.4按需打印模式50
4.5多用途噴墨材料和分辨率52
4.6在電子和生物領域的應用54
4.7高分辨率打印過程中的電荷58
參考文獻59
第5章壓電噴墨中的串擾61
5.1簡介61
5.2電串擾61
5.3直接串擾61
5.4壓力誘導串擾64
5.5聲學串擾66
5.6打印頭共振68
5.7殘余振動70
參考文獻71
第6章打印行為模式73
6.1簡介73
6.1.1液滴和最終液滴半徑的影響73
6.1.2室溫打印液滴蒸發(fā)75
6.1.3墨滴、線、薄膜的形態(tài)控制76
6.2小結79
參考文獻80
第7章噴墨打印液滴干燥82
7.1簡介82
7.2液滴干燥建模82
7.2.1流體模型83
7.2.2潤滑近似84
7.2.3溶質濃度85
7.2.4蒸發(fā)速度86
7.2.5數(shù)值計算法87
7.3小結87
7.3.1液滴形狀演變88
7.3.2薄膜層厚88
7.3.3擴散影響90
致謝91
參考文獻91
第8章用于制備塑料電子產(chǎn)品的無機墨水的后打印流程93
8.1簡介93
8.1.1噴墨打印93
8.1.2印制電子產(chǎn)品93
8.2噴墨打印和金屬墨水后打印流程94
8.2.1金屬選料94
8.2.2后打印流程轉化為無機先驅墨水96
8.2.3傳統(tǒng)燒結技術97
8.2.4替代和選擇性燒結方法97
8.2.5室溫燒結99
8.3小結與展望101
致謝102
參考文獻102
第9章視覺監(jiān)控106
9.1簡介106
9.2測量設置106
9.3圖像處理108
9.4噴墨速度測量112
9.5噴頭標準化和狀態(tài)監(jiān)測116
9.6半月板運動測量及其應用118
參考文獻120
第10章聲學監(jiān)測121
10.1簡介121
10.2自傳感121
10.3測量原理121
10.4液體形成、補充和潤濕125
10.5污垢127
10.6氣泡128
10.7打印頭控制131
參考文獻132
第11章噴射性能均衡134
11.1液滴體積動態(tài)均衡134
11.1.1液滴觀測組件135
11.1.2通過體積控制均衡135
11.1.3液滴體積測量和均衡過程136
11.1.4速度均衡138
11.1.5液體動態(tài)均衡方法中的問題139
11.2固著液滴的液滴體積均衡141
11.2.1均衡液滴體積的固著液滴測量141
11.2.2固著液滴測量和均衡過程結果142
11.2.3固著液滴測量和均衡過程的有效性142
11.2.4采用透光率的液滴體積均衡過程144
11.2.5采用透光率的液滴體積均衡過程結果145
補充書目146
第12章噴墨打印墨水配方147
12.1簡介147
12.2墨水配方148
12.2.1功能材料149
12.2.2溶劑150
12.2.3熱熔（相變）墨水151
12.2.4紫外熒光墨水151
12.3墨水參數(shù)和添加劑152
12.3.1流變學控制152
12.3.2表面張力調節(jié)152
12.3.3電解質和pH值153
12.3.4發(fā)泡和消泡153
12.3.5濕潤劑154
12.3.6粘接劑154
12.3.7殺菌劑154
12.3.8噴墨墨水配方實例154
12.4噴射性能155
12.4.1液滴形成155
12.4.2墨水延遲156
12.4.3可恢復性156
12.4.4墨水供應157
12.5墨水與基板之間的作用157
12.6非圖像應用158
12.7小結159
參考文獻159
第13章噴墨打印中顏色過濾器制造的問題162
13.1簡介162
13.2背景介紹162
13.3打印技術的比較165
13.4液滴體積改變的印制帶169
13.5亞像素填充表面設計能量條件174
13.6其他技術問題181
13.7小結182
參考文獻182
第14章噴墨打印在高密度像素RGB雜化量子點LED中的應用185
14.1簡介185
14.2背景186
14.3試驗工序與結果188
14.3.1液滴形成的作用188
14.3.2原子力顯微鏡189
14.3.3電致發(fā)光193
14.4噴墨打印高密度的RGB像素矩陣195
14.5小結200
致謝200
參考文獻200
補充書目202
第15章噴墨打印金屬氧化物薄膜晶體管203
15.1簡介203
15.2金屬氧化物半導體材料203
15.3噴墨打印相關問題205
15.3.1墨水打印適印性205
15.3.2基板預熱溫度影響206
15.4退火過程中液相到固相的轉化210
15.5全氧化物無定形晶體管214
15.6小結216
參考文獻217
第16章噴墨打印制備印制電路板219
16.1簡介219
16.2傳統(tǒng)打印制備印制電路板流程219
16.3噴墨打印制備印制電路板的難點221
16.4圖形標記過程222
16.4.1成本對比223
16.4.2圖形打印材料224
16.5內層銅電路圖案結構224
16.5.1銅蝕刻抗蝕劑材料225
16.5.2基板修飾226
16.6銅耐電鍍抗蝕劑227
16.7噴墨打印實現(xiàn)廢物減少229
16.8阻焊層打印229
16.9金屬墨水233
16.10PCB制造的理論印制舉例234
16.11數(shù)字打印替代噴墨制造235
16.12在PCB上噴墨打印的未來應用235
參考文獻236
第17章光伏器件238
17.1簡介238
17.2器件結構239
17.3小面積和大面積打印光伏器件242
17.4商業(yè)噴墨打印制備光伏產(chǎn)品246
17.5小結與展望248
參考文獻249
第18章噴墨打印電化學傳感器252
252
18.2噴墨打印傳感器制造254
18.3噴墨打印傳感器組件255
18.3.1基板255
18.3.2操作跟蹤256
18.3.3傳感器材料256
18.3.4生物分子260
18.4噴墨打印傳感器的應用261
18.5未來商業(yè)計劃263
縮略語264
參考文獻264
第19章射頻識別標簽天線267
19.1簡介267
19.1.1RFID簡介267
19.1.2打印RFID天線產(chǎn)品的應用270
19.2打印天線272
19.2.1HF標簽天線要素272
19.2.2UHF標簽天線要素273
19.2.3天線打印應用274
19.2.4打印天線的材料275
19.3打印天線的現(xiàn)狀和展望279
參考文獻279
第20章噴墨打印MEMS281
20.1簡介281
20.2光刻和蝕刻281
20.2.1光刻281
20.2.2蝕刻282
20.3直接材料沉積282
20.4光學MEMS285
20.5MEMS封裝288
20.6功能化和新穎應用289
20.7小結291
參考文獻291
第21章基于無機納米粒子對基板和連接器噴墨打印在印制電路方面的應用295
21.1簡介295
21.2基板與連接器的金屬離子噴墨打印296
21.2.1基板與連接器噴墨打印在微電子領域的應用296
21.3高分辨率噴墨打印299
21.3.1表面潤濕和墨水修飾299
21.3.2減小印制液滴直徑300
21.3.3物理表面處理304
21.3.4噴墨打印的離子凝膠305
21.4小結與展望307
致謝308
參考文獻308