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喷墨打印微制造技术可降低生产成本,提升分辨率

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:已经有证据表明,相比于光刻法或者激光图案等微纳米图形技术,喷墨打印导电材料生产的电子器件更加便宜,但是这种方式需要加热温度与作为基板的聚合物相匹配。另外,点间距、表面温度和在飞行中的液滴直径对分辨率的影响非常大,需要被优化。然而,通过化学或者物理的表面处理后,分辨率能够提升到10μm。此外,喷墨打印已经被用于制备微阵列的发光材料和催化剂的筛选,以及点胶生物材料,包括DNA和细胞。

喷墨打印微制造技术可降低生产成本,提升分辨率

在本章中,概括地提出了在微电子应用领域中作为一种图像化技术的喷墨打印如何被用于制备基板和连接器。最初,喷墨打印被用作图像应用程序,但是当下,其在越来越多的科研和研发以及生活中被作为一种先进的点胶技术。喷墨打印是一种很灵活的工具,因为不需要掩码,所以要被打印的图像也可以立刻被修改,这也允许原始的模式。此外,喷墨打印还是一种更好的环保型工具,因为它仅需点胶所需量的液体,也就是只在预定的位置,因此相比于光刻技术可以减少废弃物的产生。

在所有的被讨论的例子中,金属离子墨水的喷墨打印技术已经被用来生产基板和连接器,包括PCB、OLED、MRI和TFT。采用压电按需喷墨打印和含金属的墨水,导电层也准备在一个完全数字化方式。已经有证据表明,相比于光刻法或者激光图案等微纳米图形技术,喷墨打印导电材料生产的电子器件更加便宜,但是这种方式需要加热温度与作为基板的聚合物相匹配。

本章之后讨论了几种提升喷墨打印分辨率的技术。为了达到喷墨打印银轨道的最小线宽,就需要相匹配的基板能量的墨的表面张力即润湿性。另外,点间距、表面温度和在飞行中的液滴直径对分辨率的影响非常大,需要被优化。根据这种方法,使用压电按需喷墨打印,当前可直接喷墨打印在聚合物薄片上的最小线宽是25μm。然而,通过化学或者物理的表面处理后,分辨率能够提升到10μm。

虽然通过使用改性基板已经取得了很大的成功,为了形成优先润湿的区域进行了表面能的图案化,在不需要进行预处理的条件下,试验也取得了成功。这样的原因也很明显,通过减少工艺步骤降低整体成本,明显地提升了设备的生产速度。(www.xing528.com)

在其他的研究领域中,喷墨打印技术也开始兴起。例如,喷墨打印已经被用于去制备不同的聚合物混合薄膜,这也是一种获得复合材料的研究途径,其中的化学组成、薄膜厚度等参数可以系统地变化。这些表面的物理特性能够实时查询,这也会对材料有一个更详细的理解和定量的结构域性质的鉴定。

此外,喷墨打印已经被用于制备微阵列的发光材料和催化剂的筛选,以及点胶生物材料,包括DNA和细胞。按照这一研究趋势,可以被概括为,喷墨打印已发展成在科研中的一个重要课题,尽管它曾经只是文本和图形的印刷。

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