图11.12显示了使用镂空印刷方法打印的液态金属图案侧视图,在线条表面分散着许多微小尺寸的金属液滴,厚度测量值只有20.94 μm,远小于直写式打印方法[47]。图11.13是对一条在PVC基底上打印的液态金属线条宽度的测量值,线条的平均宽度为2.035 mm,标准差为0.02 mm,只有微小的起伏变化,表明所打印的线条具有较高的均匀度。
图11.12 采用镂空印刷技术打印的液态金属图案侧视图[36]
图11.13 采用镂空印刷技术在PVC基底上打印的液态金属线条宽度的变化,插图为线条的实物[36]
采用液态金属丝网印刷技术打印线条的SEM图像显示于图11.14中,线条上的结节是因网格形状所致,线条的平均宽度为233.7 μm,最宽和最窄处分别为259.4μm和208.0μm,线条厚度较为均匀,约为94.5μm。与镂空印刷方法相比,采用丝网印刷方法打印的线条表面没有太多的小颗粒。图11.15显示了5种使用不同丝网模板打印的线条,所用丝网模板的网孔孔径分别为75 μm、150 μm、225 μm、300 μm和375 μm,图中红点表示理论值,即为网孔孔径。可以看到,随着孔径的增大,打印线条的宽度越来越接近理论值,这是由于丝网模板在实际操作中不能完全接触基底而毫无空隙,因而会影响到打印图案边缘的整齐度,打印线条越细,边缘空隙的影响越大,反之亦然。
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图11.14 采用丝网印刷技术所打印液态金属线条的俯视图(a)和侧视图(b)[37]
图11.15 使用不同网孔孔径的丝网模板所打印线条的宽度(误差棒代表平均值的标准差)[37]
液态金属微液滴以一定的速度落在模板表面时,将会发生溅射或反弹[48],微液滴会飞入模板和基底之间的间隙,为了保证打印精度,模板应当贴合在基底上。图11.16对比显示了在镂空印刷中,不锈钢模板分别在4.44 kPa和1.34 kPa压强下打印线条边缘的照片和SEM图像。显然,在4.44 kPa压强下产生的图案边缘较为清晰,这是因为模板和基底之间的空隙较为狭小,金属微液滴不易进入。但是由于模板与基底不容易做到完全贴合,所以打印的图案边缘也不会完全整齐,对于丝网印刷方法尤其如此,这是今后研究的重点。
图11.16 模板分别在4.44 kPa(a)和1.34 kPa(b)压强下采用液态金属镂空印刷技术打印线条边缘的实物照片和SEM图像[36]
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