噴墨打印微制造技術(shù)

譯者序
作者名單
第1章噴墨微制造技術(shù)綜述1
1.1簡介1
1.2噴墨技術(shù)1
1.2.1連續(xù)式（CIJ）噴墨打印技術(shù)1
1.2.2按需式（DOD）噴墨打印技術(shù)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(jī)遇6
1.5.3噴墨打印技術(shù)在微制造中的優(yōu)勢(shì)7
1.6噴墨打印技術(shù)在微制造中應(yīng)用的舉例分析8
1.6.1化學(xué)傳感器8
1.6.2光微機(jī)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(jié)12
致謝12
參考文獻(xiàn)12
第2章應(yīng)用圖案化噴墨打印技術(shù)進(jìn)行材料組合篩選16
2.1簡介16
2.2噴墨打印——從明確的點(diǎn)到均勻的面17
2.3噴墨打印的薄膜族群21
2.4有機(jī)太陽能電池組合模板材料24
2.5小結(jié)與展望30
參考文獻(xiàn)30
第3章熱噴墨技術(shù)35
3.1熱噴墨技術(shù)的發(fā)展史35
3.2噴墨打印機(jī)與電子影印打印機(jī)的市場前景36
3.3各種熱噴墨打印頭的結(jié)構(gòu)37
3.4熱噴墨技術(shù)快速沸騰原理的研究38
3.5熱噴墨技術(shù)噴繪機(jī)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(diǎn)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(dǎo)計(jì)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(jì)算（軟件：Flow3D）43
3.8熱噴墨技術(shù)可靠性問題44
3.9熱噴墨技術(shù)現(xiàn)狀和展望45
參考文獻(xiàn)46
第4章高分辨率電流體動(dòng)力噴墨48
4.1簡介48
4.2打印系統(tǒng)48
4.3噴射運(yùn)動(dòng)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(lǐng)域的應(yīng)用54
4.7高分辨率打印過程中的電荷58
參考文獻(xiàn)59
第5章壓電噴墨中的串?dāng)_61
5.1簡介61
5.2電串?dāng)_61
5.3直接串?dāng)_61
5.4壓力誘導(dǎo)串?dāng)_64
5.5聲學(xué)串?dāng)_66
5.6打印頭共振68
5.7殘余振動(dòng)70
參考文獻(xiàn)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(jié)79
參考文獻(xiàn)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(zhì)濃度85
7.2.4蒸發(fā)速度86
7.2.5數(shù)值計(jì)算法87
7.3小結(jié)87
7.3.1液滴形狀演變88
7.3.2薄膜層厚88
7.3.3擴(kuò)散影響90
致謝91
參考文獻(xiàn)91
第8章用于制備塑料電子產(chǎn)品的無機(jī)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(zhuǎn)化為無機(jī)先驅(qū)墨水96
8.2.3傳統(tǒng)燒結(jié)技術(shù)97
8.2.4替代和選擇性燒結(jié)方法97
8.2.5室溫?zé)Y(jié)99
8.3小結(jié)與展望101
致謝102
參考文獻(xiàn)102
第9章視覺監(jiān)控106
9.1簡介106
9.2測量設(shè)置106
9.3圖像處理108
9.4噴墨速度測量112
9.5噴頭標(biāo)準(zhǔn)化和狀態(tài)監(jiān)測116
9.6半月板運(yùn)動(dòng)測量及其應(yīng)用118
參考文獻(xiàn)120
第10章聲學(xué)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(bǔ)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(xiàn)132
第11章噴射性能均衡134
11.1液滴體積動(dòng)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(dòng)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(jié)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(jié)果145
補(bǔ)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(xué)控制152
12.3.2表面張力調(diào)節(jié)152
12.3.3電解質(zhì)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(shí)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(fù)性156
12.4.4墨水供應(yīng)157
12.5墨水與基板之間的作用157
12.6非圖像應(yīng)用158
12.7小結(jié)159
參考文獻(xiàn)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(shù)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(shè)計(jì)能量條件174
13.6其他技術(shù)問題181
13.7小結(jié)182
參考文獻(xiàn)182
第14章噴墨打印在高密度像素RGB雜化量子點(diǎn)LED中的應(yīng)用185
14.1簡介185
14.2背景186
14.3試驗(yàn)工序與結(jié)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(jié)200
致謝200
參考文獻(xiàn)200
補(bǔ)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(dǎo)體材料203
15.3噴墨打印相關(guān)問題205
15.3.1墨水打印適印性205
15.3.2基板預(yù)熱溫度影響206
15.4退火過程中液相到固相的轉(zhuǎn)化210
15.5全氧化物無定形晶體管214
15.6小結(jié)216
參考文獻(xiàn)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(diǎn)221
16.4圖形標(biāo)記過程222
16.4.1成本對(duì)比223
16.4.2圖形打印材料224
16.5內(nèi)層銅電路圖案結(jié)構(gòu)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(shí)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(yīng)用235
參考文獻(xiàn)236
第17章光伏器件238
17.1簡介238
17.2器件結(jié)構(gòu)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(jié)與展望248
參考文獻(xiàn)249
第18章噴墨打印電化學(xué)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(yīng)用261
18.5未來商業(yè)計(jì)劃263
縮略語264
參考文獻(xiàn)264
第19章射頻識(shí)別標(biāo)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(yīng)用270
19.2打印天線272
19.2.1HF標(biāo)簽天線要素272
19.2.2UHF標(biāo)簽天線要素273
19.2.3天線打印應(yīng)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(xiàn)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(xué)MEMS285
20.5MEMS封裝288
20.6功能化和新穎應(yīng)用289
20.7小結(jié)291
參考文獻(xiàn)291
第21章基于無機(jī)納米粒子對(duì)基板和連接器噴墨打印在印制電路方面的應(yīng)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(lǐng)域的應(yīng)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(jié)與展望307
致謝308
參考文獻(xiàn)308