电子器件印刷制造的技术优化

电子器件制造可通过加法工艺、减法工艺、结构化技术实现。加法工艺包括印刷、涂布、真空沉积等，减法工艺包括激光切割、光刻等技术，结构化技术是在基底上构筑各类物理或化学结构，利用压印、去浸润、自组装等方式获得图案。随着新一代电子器件需求的快速增长，印刷技术可代替传统的真空沉积、光刻技术，以较低成本实现大面积、规模化制备柔性电子器件，如射频识别标签、电子纸、柔性显示、晶体管、传感器、透明导电膜。

传统的印刷技术包括胶印、凹印、柔印、丝印、凹版胶印、压电喷墨印刷等，新型印刷方式包括气流喷印、电动力学喷印、微接触印刷等，不同印刷方式对应不同的油墨黏度、印刷精度、膜层厚度、印刷速度等，具体对比如表2-6所示。

胶印属于间接印刷工艺，通过中间载体橡皮布转移油墨到承印物上，完成一次印刷，具有印刷速度快、成本低的特点。印版上图文和空白部分在高度上几乎处于一个平面，利用油水不相溶的原理完成印刷。胶印的油墨黏度最高，印刷精度也最高，但胶印目前很少在印刷电子中获得应用的报道，最主要原因是其要求油墨的黏度达40000cP以上，导电油墨的黏度难达到。而其他几种印刷方式的油墨黏度要低许多，在印刷电子中的适用面更广泛。丝印是通过刮刀将油墨从网孔中漏到承印基底上，相对于其他印刷方式墨层厚度最厚，并且与网版的感光胶厚度有关。凹印是利用刮刀上墨然后通过毛细力转移油墨到基底上，墨层厚度比丝印的要小，但又高于其他印刷方式的厚度。柔印印版是柔性的树脂，为防止印版变形，印刷压力要相对小，油墨黏度比丝印、胶印的低。理想情况下，柔印、凹印版上的油墨会全部转移到承印基底上，但这具有一定难度，受到各种参数的制约，如油墨中溶剂的类型及含量、黏度，印版上图案的形状、深度，油墨和辊的润湿性，基底的表面能，印刷辊与转印辊之间的接触压力及转速，印版的材料及刮刀，等等。喷墨印刷油墨黏度最小，是无须印版的非接触印刷方式，印刷速度相对较慢，精度也相对较低。但由于其无须中间制版环节，可直接通过计算机将设计好的图形输出，效率相对较高。由于电子器件制造所用油墨组成、性能与传统印刷油墨的较大差异及特殊的印前、印后处理工艺，尤其是电子器件制造在墨层均匀性、厚度可控性、线条边缘光滑度等方面有更加严格的要求，传统的印刷工艺无法直接套用于印刷电子中，需要对制版参数、印刷条件等各方面进行调整。(www.xing528.com)

表2-6　各种印刷技术的特点对比

新型印刷方式是借助于特殊的图案化技术来获取高精细的图案，如在印刷过程中利用外界气压、电场或基于光刻技术等满足印刷电子产品在高精度方面的要求，如OTFT的源漏电极要求窄的线条和线条间小的间距。详细的描述在后续章节中。