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 　　長(zhǎng)期以來，印刷技術(shù)一直以書刊印刷的模式介入普通人的生活，因而被忽略了其作為一種制造技術(shù)的本質(zhì)。近年來，可漿化光電子材料特別是導(dǎo)電高分子材料的發(fā)現(xiàn)，使得更多電子器件以印刷方式廉價(jià)制備成為可能，因此通過印刷工藝制備電子產(chǎn)品及其元器件的制造技術(shù)也就成為印刷技術(shù)在制造業(yè)中的又一熱點(diǎn)。

　　印刷電子是將印刷工藝應(yīng)用于制作電子元的新興工藝技術(shù)，具有多學(xué)科的交叉性、邊緣性和綜合性。從圖1可以看出，印刷電子從功能型電子材料出發(fā)，將功能性油墨以卷到卷方式集成制造為功能性電子器件，充分體現(xiàn)了功能印刷的特征。

　　相對(duì)于傳統(tǒng)印刷工藝，印刷電子技術(shù)對(duì)涉及的印刷制造技術(shù)提出了新的要求，而這些新的要求是伴隨著目標(biāo)電子器件的應(yīng)用性能而提出的，其精度要求已經(jīng)接近或超出了傳統(tǒng)印刷工藝的極限。因此，通過印刷的方式制備電子器件并非是照搬傳統(tǒng)印刷工藝，需要對(duì)傳統(tǒng)印刷工藝進(jìn)行優(yōu)化、改進(jìn)，使之適應(yīng)印刷電子的需求。下文將介紹幾種典型的印刷電子工藝。

　　1. 氣流噴印

　　氣流噴印，作為噴墨打印的一種針對(duì)性補(bǔ)充方案，而備受行業(yè)重視。氣流噴印是與噴墨打印截然不同的噴墨印刷方法，具有分辨率高、墨水適用范圍廣等特點(diǎn)。

　　氣流噴印首先需要對(duì)油墨進(jìn)行霧化操作，使油墨分散成液相顆粒，與工作氣體混合形成氣溶膠。在氣流噴印的工作過程中，油墨先是在存儲(chǔ)墨盒中被霧化成直徑為1～5μm的液相小顆粒，然后工作氣流將這些氣溶膠成分輸送到噴頭處。為保證所噴射的氣溶膠態(tài)油墨最終會(huì)聚成穩(wěn)定的細(xì)線，設(shè)備的噴頭部分被設(shè)計(jì)成夾層結(jié)構(gòu)，而在射出噴嘴的氣溶膠細(xì)束外圍還另有一圈環(huán)繞氣流，以保證將氣溶膠的主要落點(diǎn)控制在小于噴嘴直徑的1/10的范圍內(nèi)。另外，由于噴出的油墨在距離噴嘴2～5mm處的粗細(xì)保持均勻，所以氣流噴印可以在高低落差為一定范圍內(nèi)的承印物表面上打印，且保持線條粗細(xì)不變。

　　目前，氣流噴印的應(yīng)用，包括打印太陽能電池的頂部銀電極，印刷全打印晶體管，以及生物傳感器等。就未來的趨勢(shì)而言，氣流噴印所側(cè)重的領(lǐng)域應(yīng)該是高分辨率電路和新材料打印。

　　2. 電流體動(dòng)力學(xué)噴印

　　根據(jù)電流體動(dòng)力學(xué)原理，利用外加電場(chǎng)作用誘導(dǎo)油墨在噴嘴處發(fā)生變形，從而實(shí)現(xiàn)油墨的噴射，基于該方法的噴射打印工藝，通常稱為電流體動(dòng)力學(xué)噴印。相比傳統(tǒng)的噴墨方法，該方法可以有效簡(jiǎn)化噴頭結(jié)構(gòu)，并在最小打印尺寸、油墨適用范圍等方面擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

　　普通的噴墨打印技術(shù)，噴嘴的直徑減小到10μm以下時(shí)，即使沒有固體顆粒堵塞噴嘴，墨水也會(huì)因?yàn)樽陨淼酿ざ燃氨砻鎻埩Χa(chǎn)生極大的噴射阻力，很難通過壓電法噴出墨滴。以電流體動(dòng)力學(xué)為工作原理微噴印技術(shù)則可以采用300nm甚至更小直徑的噴嘴噴射出油墨，從而實(shí)現(xiàn)240nm左右的超高分辨率打印。在印刷電子領(lǐng)域，電流體力學(xué)噴印的應(yīng)用主要集中在利用金屬類油墨打印高分辨率的導(dǎo)電部件，但距離大規(guī)模推廣尚有一段距離。

　　3. 微接觸印刷

　　微接觸印刷也稱為軟光刻，是一種使用柔性凸版的印刷方法。該方法通常使用富有彈性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作為材料，可以在比較粗糙的表面上進(jìn)行印刷，且分辨率可小于100nm。由于該方法分辨率高、適用范圍廣、操作簡(jiǎn)單易行，故在實(shí)驗(yàn)室中被廣泛采用，屬于微納米加工中一種比較重要的復(fù)制技術(shù)。

　　微接觸印刷的原理非常簡(jiǎn)單：首先在PDMS的凸版上沉積一層油墨薄膜，然后將帶有薄膜的凸版與承印表面接觸，凸出圖文區(qū)域上的油墨，即部分轉(zhuǎn)移到承印材料上，從而完成一次印刷。這個(gè)過程也被形象地稱為蓋章。所用的油墨可以是液態(tài)的，也可以是固態(tài)的，但在印刷時(shí)油墨薄膜應(yīng)該已經(jīng)失去流動(dòng)性，以保證印刷圖案不會(huì)因?yàn)橛湍淖园l(fā)運(yùn)動(dòng)而走形。

　　由于微接觸印刷所得的圖案通常很薄，所以多用來印刷自組裝層(SAM)，并在制備電子器件的過程中扮演表面改性、刻蝕模板等輔助角色。雖然微接觸印刷不是商業(yè)化的印刷工藝，在標(biāo)準(zhǔn)化和對(duì)準(zhǔn)精度上有所欠缺，但其易得、易用、高分辨率的特點(diǎn)還是吸引了不少研究者的興趣。

　　4. 凹版膠印

　　將凹版印刷與間接式印刷工藝相結(jié)合的凹版膠印，在保留凹版印刷優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上采用柔性的中間載體與承印材料接觸，可在剛性物質(zhì)或者表面粗糙甚至形狀不規(guī)則的承印物上實(shí)現(xiàn)印刷，擴(kuò)大了承印材料的范圍。

　　凹版膠印的工作原理：在印刷過程中，油墨首先被填入凹版的網(wǎng)穴中，通過中間載體(橡膠、硅聚合物材料的橡皮布平板、滾筒)直接壓印或滾壓，將油墨從凹版網(wǎng)穴中提取，而后帶有圖案化油墨的中間載體再與承印物表面接觸，油墨轉(zhuǎn)移印刷到承印材料上。雖然凹版膠印在印刷電子制造中的應(yīng)用不多，但將其直接用于印刷電子產(chǎn)品的研究早在1994年就有文獻(xiàn)發(fā)表。此后這方面的研究一直繼續(xù)，目前采用這種方法所獲得的最小線條寬度已經(jīng)達(dá)到20μm以下。

　　5. 涂層后處理工藝

　　印刷電子產(chǎn)品的印后處理是指為使印刷油墨獲得理想電學(xué)性能所進(jìn)行的后續(xù)加工工藝，例如干燥、退火、燒結(jié)、交聯(lián)固化以及封裝等。鑒于產(chǎn)品的電學(xué)性能對(duì)一些因素敏感，所以印刷電子產(chǎn)品對(duì)印后處理的要求遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的印刷品嚴(yán)格。理論和實(shí)踐表明，后續(xù)處理工藝直接影響電學(xué)功能薄膜的形貌和微觀結(jié)構(gòu)，從而決定最終獲得的電子器件的性能。

　　目前，絕大多數(shù)的涂層后處理工藝為加熱的方式，這種方式利用金屬納米顆粒的低熔點(diǎn)特性，簡(jiǎn)單易行。除此之外，仍然有一些研究者探討了其他后處理方式的可行性，諸如激光處理、微波處理、電處理等方法，以期望能夠在高精度電子線路以及溫度敏感的基材上發(fā)揮特定作用。