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喷墨打印微制造技术

喷墨打印微制造技术

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作者: [德] 简著 , [英] 帕特里克著 , [韩] 申东勇著 , 汪浩译 , 孙玉绣译

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2015-11

版次: 1

ISBN: 9787111515845

定价: 89.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 310页

丛书: 国际电气工程先进技术译丛

分类: 工程技术

21人买过

　　喷墨技术在过去的十年中，主要作为打印机技术出现在家庭和办公市场，现在喷墨打印被大众所熟悉和接受。在过去的十年里，喷墨技术已成为公认的技术领域的高级制造工具，尤其是在微制造领域。本书介绍了喷墨打印微制造技术的概况、热喷墨及后期处理技术，并附有理论和模型解释，以及喷墨打印技术在各个领域的应用，为研究人员在解决微制造技术方面出现的具有挑战性问题时提供良好的参考。译者序
作者名单
第1章喷墨微制造技术综述1
1.1简介1
1.2喷墨技术1
1.2.1连续式（CIJ）喷墨打印技术1
1.2.2按需式（DOD）喷墨打印技术2
1.3流量要求3
1.4图案形成：流体/基板相互作用4
1.5微制造5
1.5.1简介5
1.5.2微制造的局限与机遇6
1.5.3喷墨打印技术在微制造中的优势7
1.6喷墨打印技术在微制造中应用的举例分析8
1.6.1化学传感器8
1.6.2光微机电系统器件9
1.6.3生物MEMS器件10
1.6.4装配和组装11
1.7小结12
致谢12
参考文献12
第2章应用图案化喷墨打印技术进行材料组合筛选16
2.1简介16
2.2喷墨打印——从明确的点到均匀的面17
2.3喷墨打印的薄膜族群21
2.4有机太阳能电池组合模板材料24
2.5小结与展望30
参考文献30
第3章热喷墨技术35
3.1热喷墨技术的发展史35
3.2喷墨打印机与电子影印打印机的市场前景36
3.3各种热喷墨打印头的结构37
3.4热喷墨技术快速沸腾原理的研究38
3.5热喷墨技术喷绘机理40
3.6热喷墨（TIJ）的基本喷射行为41
3.6.1输入能量的特点41
3.6.2频率特性42
3.6.3温度的影响42
3.7模拟分析热喷墨行为43
3.7.1基于有限元方法的圆柱热传导计算（有限元分析软件：Ansys）43
3.7.2基于有限微分法的射流自由边界计算（软件：Flow3D）43
3.8热喷墨技术可靠性问题44
3.9热喷墨技术现状和展望45
参考文献46
第4章高分辨率电流体动力喷墨48
4.1简介48
4.2打印系统48
4.3喷射运动控制49
4.4按需打印模式50
4.5多用途喷墨材料和分辨率52
4.6在电子和生物领域的应用54
4.7高分辨率打印过程中的电荷58
参考文献59
第5章压电喷墨中的串扰61
5.1简介61
5.2电串扰61
5.3直接串扰61
5.4压力诱导串扰64
5.5声学串扰66
5.6打印头共振68
5.7残余振动70
参考文献71
第6章打印行为模式73
6.1简介73
6.1.1液滴和最终液滴半径的影响73
6.1.2室温打印液滴蒸发75
6.1.3墨滴、线、薄膜的形态控制76
6.2小结79
参考文献80
第7章喷墨打印液滴干燥82
7.1简介82
7.2液滴干燥建模82
7.2.1流体模型83
7.2.2润滑近似84
7.2.3溶质浓度85
7.2.4蒸发速度86
7.2.5数值计算法87
7.3小结87
7.3.1液滴形状演变88
7.3.2薄膜层厚88
7.3.3扩散影响90
致谢91
参考文献91
第8章用于制备塑料电子产品的无机墨水的后打印流程93
8.1简介93
8.1.1喷墨打印93
8.1.2印制电子产品93
8.2喷墨打印和金属墨水后打印流程94
8.2.1金属选料94
8.2.2后打印流程转化为无机先驱墨水96
8.2.3传统烧结技术97
8.2.4替代和选择性烧结方法97
8.2.5室温烧结99
8.3小结与展望101
致谢102
参考文献102
第9章视觉监控106
9.1简介106
9.2测量设置106
9.3图像处理108
9.4喷墨速度测量112
9.5喷头标准化和状态监测116
9.6半月板运动测量及其应用118
参考文献120
第10章声学监测121
10.1简介121
10.2自传感121
10.3测量原理121
10.4液体形成、补充和润湿125
10.5污垢127
10.6气泡128
10.7打印头控制131
参考文献132
第11章喷射性能均衡134
11.1液滴体积动态均衡134
11.1.1液滴观测组件135
11.1.2通过体积控制均衡135
11.1.3液滴体积测量和均衡过程136
11.1.4速度均衡138
11.1.5液体动态均衡方法中的问题139
11.2固着液滴的液滴体积均衡141
11.2.1均衡液滴体积的固着液滴测量141
11.2.2固着液滴测量和均衡过程结果142
11.2.3固着液滴测量和均衡过程的有效性142
11.2.4采用透光率的液滴体积均衡过程144
11.2.5采用透光率的液滴体积均衡过程结果145
补充书目146
第12章喷墨打印墨水配方147
12.1简介147
12.2墨水配方148
12.2.1功能材料149
12.2.2溶剂150
12.2.3热熔（相变）墨水151
12.2.4紫外荧光墨水151
12.3墨水参数和添加剂152
12.3.1流变学控制152
12.3.2表面张力调节152
12.3.3电解质和pH值153
12.3.4发泡和消泡153
12.3.5湿润剂154
12.3.6粘接剂154
12.3.7杀菌剂154
12.3.8喷墨墨水配方实例154
12.4喷射性能155
12.4.1液滴形成155
12.4.2墨水延迟156
12.4.3可恢复性156
12.4.4墨水供应157
12.5墨水与基板之间的作用157
12.6非图像应用158
12.7小结159
参考文献159
第13章喷墨打印中颜色过滤器制造的问题162
13.1简介162
13.2背景介绍162
13.3打印技术的比较165
13.4液滴体积改变的印制带169
13.5亚像素填充表面设计能量条件174
13.6其他技术问题181
13.7小结182
参考文献182
第14章喷墨打印在高密度像素RGB杂化量子点LED中的应用185
14.1简介185
14.2背景186
14.3试验工序与结果188
14.3.1液滴形成的作用188
14.3.2原子力显微镜189
14.3.3电致发光193
14.4喷墨打印高密度的RGB像素矩阵195
14.5小结200
致谢200
参考文献200
补充书目202
第15章喷墨打印金属氧化物薄膜晶体管203
15.1简介203
15.2金属氧化物半导体材料203
15.3喷墨打印相关问题205
15.3.1墨水打印适印性205
15.3.2基板预热温度影响206
15.4退火过程中液相到固相的转化210
15.5全氧化物无定形晶体管214
15.6小结216
参考文献217
第16章喷墨打印制备印制电路板219
16.1简介219
16.2传统打印制备印制电路板流程219
16.3喷墨打印制备印制电路板的难点221
16.4图形标记过程222
16.4.1成本对比223
16.4.2图形打印材料224
16.5内层铜电路图案结构224
16.5.1铜蚀刻抗蚀剂材料225
16.5.2基板修饰226
16.6铜耐电镀抗蚀剂227
16.7喷墨打印实现废物减少229
16.8阻焊层打印229
16.9金属墨水233
16.10PCB制造的理论印制举例234
16.11数字打印替代喷墨制造235
16.12在PCB上喷墨打印的未来应用235
参考文献236
第17章光伏器件238
17.1简介238
17.2器件结构239
17.3小面积和大面积打印光伏器件242
17.4商业喷墨打印制备光伏产品246
17.5小结与展望248
参考文献249
第18章喷墨打印电化学传感器252
252
18.2喷墨打印传感器制造254
18.3喷墨打印传感器组件255
18.3.1基板255
18.3.2操作跟踪256
18.3.3传感器材料256
18.3.4生物分子260
18.4喷墨打印传感器的应用261
18.5未来商业计划263
缩略语264
参考文献264
第19章射频识别标签天线267
19.1简介267
19.1.1RFID简介267
19.1.2打印RFID天线产品的应用270
19.2打印天线272
19.2.1HF标签天线要素272
19.2.2UHF标签天线要素273
19.2.3天线打印应用274
19.2.4打印天线的材料275
19.3打印天线的现状和展望279
参考文献279
第20章喷墨打印MEMS281
20.1简介281
20.2光刻和蚀刻281
20.2.1光刻281
20.2.2蚀刻282
20.3直接材料沉积282
20.4光学MEMS285
20.5MEMS封装288
20.6功能化和新颖应用289
20.7小结291
参考文献291
第21章基于无机纳米粒子对基板和连接器喷墨打印在印制电路方面的应用295
21.1简介295
21.2基板与连接器的金属离子喷墨打印296
21.2.1基板与连接器喷墨打印在微电子领域的应用296
21.3高分辨率喷墨打印299
21.3.1表面润湿和墨水修饰299
21.3.2减小印制液滴直径300
21.3.3物理表面处理304
21.3.4喷墨打印的离子凝胶305
21.4小结与展望307
致谢308
参考文献308
内容简介:
　　喷墨技术在过去的十年中，主要作为打印机技术出现在家庭和办公市场，现在喷墨打印被大众所熟悉和接受。在过去的十年里，喷墨技术已成为公认的技术领域的高级制造工具，尤其是在微制造领域。本书介绍了喷墨打印微制造技术的概况、热喷墨及后期处理技术，并附有理论和模型解释，以及喷墨打印技术在各个领域的应用，为研究人员在解决微制造技术方面出现的具有挑战性问题时提供良好的参考。
目录:
译者序
作者名单
第1章喷墨微制造技术综述1
1.1简介1
1.2喷墨技术1
1.2.1连续式（CIJ）喷墨打印技术1
1.2.2按需式（DOD）喷墨打印技术2
1.3流量要求3
1.4图案形成：流体/基板相互作用4
1.5微制造5
1.5.1简介5
1.5.2微制造的局限与机遇6
1.5.3喷墨打印技术在微制造中的优势7
1.6喷墨打印技术在微制造中应用的举例分析8
1.6.1化学传感器8
1.6.2光微机电系统器件9
1.6.3生物MEMS器件10
1.6.4装配和组装11
1.7小结12
致谢12
参考文献12
第2章应用图案化喷墨打印技术进行材料组合筛选16
2.1简介16
2.2喷墨打印——从明确的点到均匀的面17
2.3喷墨打印的薄膜族群21
2.4有机太阳能电池组合模板材料24
2.5小结与展望30
参考文献30
第3章热喷墨技术35
3.1热喷墨技术的发展史35
3.2喷墨打印机与电子影印打印机的市场前景36
3.3各种热喷墨打印头的结构37
3.4热喷墨技术快速沸腾原理的研究38
3.5热喷墨技术喷绘机理40
3.6热喷墨（TIJ）的基本喷射行为41
3.6.1输入能量的特点41
3.6.2频率特性42
3.6.3温度的影响42
3.7模拟分析热喷墨行为43
3.7.1基于有限元方法的圆柱热传导计算（有限元分析软件：Ansys）43
3.7.2基于有限微分法的射流自由边界计算（软件：Flow3D）43
3.8热喷墨技术可靠性问题44
3.9热喷墨技术现状和展望45
参考文献46
第4章高分辨率电流体动力喷墨48
4.1简介48
4.2打印系统48
4.3喷射运动控制49
4.4按需打印模式50
4.5多用途喷墨材料和分辨率52
4.6在电子和生物领域的应用54
4.7高分辨率打印过程中的电荷58
参考文献59
第5章压电喷墨中的串扰61
5.1简介61
5.2电串扰61
5.3直接串扰61
5.4压力诱导串扰64
5.5声学串扰66
5.6打印头共振68
5.7残余振动70
参考文献71
第6章打印行为模式73
6.1简介73
6.1.1液滴和最终液滴半径的影响73
6.1.2室温打印液滴蒸发75
6.1.3墨滴、线、薄膜的形态控制76
6.2小结79
参考文献80
第7章喷墨打印液滴干燥82
7.1简介82
7.2液滴干燥建模82
7.2.1流体模型83
7.2.2润滑近似84
7.2.3溶质浓度85
7.2.4蒸发速度86
7.2.5数值计算法87
7.3小结87
7.3.1液滴形状演变88
7.3.2薄膜层厚88
7.3.3扩散影响90
致谢91
参考文献91
第8章用于制备塑料电子产品的无机墨水的后打印流程93
8.1简介93
8.1.1喷墨打印93
8.1.2印制电子产品93
8.2喷墨打印和金属墨水后打印流程94
8.2.1金属选料94
8.2.2后打印流程转化为无机先驱墨水96
8.2.3传统烧结技术97
8.2.4替代和选择性烧结方法97
8.2.5室温烧结99
8.3小结与展望101
致谢102
参考文献102
第9章视觉监控106
9.1简介106
9.2测量设置106
9.3图像处理108
9.4喷墨速度测量112
9.5喷头标准化和状态监测116
9.6半月板运动测量及其应用118
参考文献120
第10章声学监测121
10.1简介121
10.2自传感121
10.3测量原理121
10.4液体形成、补充和润湿125
10.5污垢127
10.6气泡128
10.7打印头控制131
参考文献132
第11章喷射性能均衡134
11.1液滴体积动态均衡134
11.1.1液滴观测组件135
11.1.2通过体积控制均衡135
11.1.3液滴体积测量和均衡过程136
11.1.4速度均衡138
11.1.5液体动态均衡方法中的问题139
11.2固着液滴的液滴体积均衡141
11.2.1均衡液滴体积的固着液滴测量141
11.2.2固着液滴测量和均衡过程结果142
11.2.3固着液滴测量和均衡过程的有效性142
11.2.4采用透光率的液滴体积均衡过程144
11.2.5采用透光率的液滴体积均衡过程结果145
补充书目146
第12章喷墨打印墨水配方147
12.1简介147
12.2墨水配方148
12.2.1功能材料149
12.2.2溶剂150
12.2.3热熔（相变）墨水151
12.2.4紫外荧光墨水151
12.3墨水参数和添加剂152
12.3.1流变学控制152
12.3.2表面张力调节152
12.3.3电解质和pH值153
12.3.4发泡和消泡153
12.3.5湿润剂154
12.3.6粘接剂154
12.3.7杀菌剂154
12.3.8喷墨墨水配方实例154
12.4喷射性能155
12.4.1液滴形成155
12.4.2墨水延迟156
12.4.3可恢复性156
12.4.4墨水供应157
12.5墨水与基板之间的作用157
12.6非图像应用158
12.7小结159
参考文献159
第13章喷墨打印中颜色过滤器制造的问题162
13.1简介162
13.2背景介绍162
13.3打印技术的比较165
13.4液滴体积改变的印制带169
13.5亚像素填充表面设计能量条件174
13.6其他技术问题181
13.7小结182
参考文献182
第14章喷墨打印在高密度像素RGB杂化量子点LED中的应用185
14.1简介185
14.2背景186
14.3试验工序与结果188
14.3.1液滴形成的作用188
14.3.2原子力显微镜189
14.3.3电致发光193
14.4喷墨打印高密度的RGB像素矩阵195
14.5小结200
致谢200
参考文献200
补充书目202
第15章喷墨打印金属氧化物薄膜晶体管203
15.1简介203
15.2金属氧化物半导体材料203
15.3喷墨打印相关问题205
15.3.1墨水打印适印性205
15.3.2基板预热温度影响206
15.4退火过程中液相到固相的转化210
15.5全氧化物无定形晶体管214
15.6小结216
参考文献217
第16章喷墨打印制备印制电路板219
16.1简介219
16.2传统打印制备印制电路板流程219
16.3喷墨打印制备印制电路板的难点221
16.4图形标记过程222
16.4.1成本对比223
16.4.2图形打印材料224
16.5内层铜电路图案结构224
16.5.1铜蚀刻抗蚀剂材料225
16.5.2基板修饰226
16.6铜耐电镀抗蚀剂227
16.7喷墨打印实现废物减少229
16.8阻焊层打印229
16.9金属墨水233
16.10PCB制造的理论印制举例234
16.11数字打印替代喷墨制造235
16.12在PCB上喷墨打印的未来应用235
参考文献236
第17章光伏器件238
17.1简介238
17.2器件结构239
17.3小面积和大面积打印光伏器件242
17.4商业喷墨打印制备光伏产品246
17.5小结与展望248
参考文献249
第18章喷墨打印电化学传感器252
252
18.2喷墨打印传感器制造254
18.3喷墨打印传感器组件255
18.3.1基板255
18.3.2操作跟踪256
18.3.3传感器材料256
18.3.4生物分子260
18.4喷墨打印传感器的应用261
18.5未来商业计划263
缩略语264
参考文献264
第19章射频识别标签天线267
19.1简介267
19.1.1RFID简介267
19.1.2打印RFID天线产品的应用270
19.2打印天线272
19.2.1HF标签天线要素272
19.2.2UHF标签天线要素273
19.2.3天线打印应用274
19.2.4打印天线的材料275
19.3打印天线的现状和展望279
参考文献279
第20章喷墨打印MEMS281
20.1简介281
20.2光刻和蚀刻281
20.2.1光刻281
20.2.2蚀刻282
20.3直接材料沉积282
20.4光学MEMS285
20.5MEMS封装288
20.6功能化和新颖应用289
20.7小结291
参考文献291
第21章基于无机纳米粒子对基板和连接器喷墨打印在印制电路方面的应用295
21.1简介295
21.2基板与连接器的金属离子喷墨打印296
21.2.1基板与连接器喷墨打印在微电子领域的应用296
21.3高分辨率喷墨打印299
21.3.1表面润湿和墨水修饰299
21.3.2减小印制液滴直径300
21.3.3物理表面处理304
21.3.4喷墨打印的离子凝胶305
21.4小结与展望307
致谢308
参考文献308

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