液态金属喷墨打印技术的印刷原理是将雾化的金属微粒通过特制的镂空或丝网模板沉积到基底上而形成金属图案。如果采用的是镂空模板，即称为镂空印刷技术；如果采用丝网模板，即为丝网印刷技术。
图11.1为镂空印刷技术的原理示意图［36，38］，其中，液态金属在喷枪中完成雾化，金属雾滴均匀地喷覆在模板和目标基底上，基底可以是玻璃、木板、纸张或其他材料，落在基底上的相邻液滴由于表面张力的存在而融合，当去除模板后，在镂空部分对应的基底上就形成打印图案。由于液态图案易被损毁，所以需要封装。选择705硅橡胶作为封装材料，这是因为它具有良好的流动性及自流平的特性，能够填充金属墨水与基底之间的空隙并形成平整的表面，为了避免硅橡胶四处漫流，在基底上需要放一个阻挡板。705硅橡胶通过吸收空气中的水汽而凝固成透明的弹性体，之后移除阻挡板，即可得到所需的金属图案。图11.2显示了一个使用镂空印刷方法在载玻片基底上打印的梳状电容，以及在打印中所使用的不锈钢镂空模板。
虽然镂空模板制作快速，但它只能形成简单图案，即使像字母“P”也很难通过镂空印刷的方法打印出来。为此，可采用能做出复杂图案的丝网模板。图11.3是一张孔雀图案的丝网模板和网孔的SEM图，开孔部分组成要打印的图案，其余部分的网孔使用感光胶封堵。在打印时，为了使金属微液滴能通过网孔，微液滴的直径（通常是几百纳米到几十微米之间）应当小于网孔孔径（图11.3中孔径为75 μm）。液态金属丝网印刷技术的打印流程如图11.4所示，在打印之前丝网模板需与基底直接接触，喷枪中被气流雾化的金属微液滴沉积在丝网模板上，部分液滴透过模板上开孔的网孔区域，被感光胶封堵的部分则阻止墨水通过［37，38］。沉积在基底和丝网模板上的液态金属微液滴将开孔网孔的间隙填满，在打印完毕移除丝网模板之后，相邻网孔的液态金属墨水同样会由于表面张力而相互融合，最终在基底上形成液态金属图案。在这里，丝网模板起到了重要的作用，模板的图案决定最终打印的图形，在打印过程中丝网模板应当紧密贴合基底，否则由气流推动的金属微液滴会落入模板感光胶部分的下面，从而影响打印精度。
图11.1 液态金属图案的镂空印刷制作过程［36］
a.雾化的液态金属液滴喷覆在基底和镂空模板上，蓝色箭头代表高压空气的流向；b.喷涂之后，移除模板；c.705硅橡胶滴落在有金属图案的基底上，边缘由阻挡板限制；d.在硅橡胶固化后移除阻挡板；e.制作出由705硅橡胶封装的液态金属图案。(www.xing528.com)
图11.2 在载玻片基底上打印的梳状电容图案及所使用的不锈钢镂空模板［36］
图11.3 有孔雀图案的丝网模板（上图）以及丝网网孔的SEM图片（下图）［37］
图11.4 液态金属丝网印刷技术的流程［37］
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