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第1篇

正在快速發展中的印刷電子技術顯然已經形成為一個新興的產業，逐步引發了一場電子技術的革命。印刷電子技術的推進應用與材料科技、電子科技以及制造科技緊密相關，從而近些年電子電氣和化學材料領域的相關國際知名公司如西門子（Siemens）、因特爾（Intel）、摩托羅拉（Motorola）、東芝（Toshiba）、索尼（Sony）、飛利浦（Phillips）、三星（Samsung），樂金（LG）、惠普（HP）、通用（GE）、霍尼威爾（Honeywell）及巴斯夫（BASF）、杜邦（DuPont）、拜爾（Bayer）、默克（Merck）等紛紛拆巨資開展印刷電子技術方面的研究。歐盟早在第5、第6、第7框架計劃下已持續投入了數十億歐元進行了研發，美國、日本、韓國等工業發達國家也是如此。相關企業技術研發都致力于通過研究開發、集成制造不同功能的低成本印刷電子產品，來滿足日常生活的各種用途。一些知名咨詢公司如英國IDTechEx、德國PolyIC、美國NanoMarkets分析認為未來20年新興的印刷電子產業可以達到3000億美元，市場規模將會逐步比硅電子產業還要大。印刷電子技術不僅會影響電子業、封裝業、硅芯片業和顯示業，而且對印刷電路板（PCB）和傳統印刷業等產業結構調整、升級都會造成巨大的影響。

二、印刷電子與傳統制造電子的比較

目前傳統的微電子集成電路技術發展已經十分成熟，這是一種以半導體單晶硅為襯底材料的微電子集成電路技術，硅基集成電路制造工藝包括薄膜沉積、高溫燒結、光刻、腐蝕、封裝等，這種傳統制造電子所采用的蝕刻制備方法稱為“減法生產”。傳統集成電路制造技術的優點在于精度高、性能好，缺點則是成本高，而且蝕刻環節產生大量重金屬廢液，造成環境污染。另外，電子制造工藝中的高溫燒結環節對襯底材料有一定要求，柔性襯底材料，比如塑料薄膜、紙張、纖維等上面很難實現電子的制造。然而，印刷電子技術是將具有導電、介電或半導體性能的電子材料配成可以流暢印刷的功能油墨，按照所需電子線路設計印刷圖案，通過印刷的方式將這些特殊油墨印刷到襯底材料上。通過印刷方法將功能油墨層層疊加制備，完成對集成電路的各組成部件的制造，這種用印刷的方式制造集成電路的方式是一種“加成法”。

印刷加成制造技術工藝簡單，成本低，可實現大面積、大批量生產；免于蝕刻處理，沒有原材料浪費，環保無污染。雖然目前在產品精度和性能上還無法與傳統制作技術抗衡，但它對襯底材料沒有耐高溫、硬度等要求，因而應用范圍更廣。很顯然，印刷電子制造技術獨特的優勢與長處，可以補齊傳統電子制造技術中的“短板”，但它也有自身存在的缺陷與局限，并非所有的電子器件和產品都能通過印刷的方式進行制造。因此，可以預測印刷電子技術并不能完全取代傳統的電子制造技術。隨著先進功能材料研究研發和工藝技術上的不斷發展，印刷電子技術在產品精度等方面的性能已有很大的突破和提升。雖然，現在印刷電子與傳統的電子制造技術相比稍顯稚嫩，但是，印刷電子技術由于在“大面積、低成本、柔性化、環保”諸多方面的優勢，在以后的發展中探索、找準適合自身的應用與市場化發展空間將會獲得巨大的發展潛力。

三、印刷電子技術特點

印刷電子的制備工藝不單單是將印刷技術簡單的在電子制造中的重復，因此，在實際應用印刷電子技術進行電子制造過程中不要把印刷電子與傳統印刷完全等同對待。傳統印刷品如書刊、雜志、報紙的功能是用來看的，至于包裝印刷品其功能往往是用于運輸、保護、展示或者其他，而印刷電子產品，根據其實際用途主要在于做導體、半導體、絕緣體方面，無疑要求具備突出的電學方面功能。除了認識到產品形態與功能方面的區分，印刷電子與傳統印刷在制造工藝上也不能等爾視之。首先，從印刷材料的角度來看，印刷電子油墨與傳統印刷油墨顯然不是為了類似的需求進行制備的。

目前，油墨要求在傳統印刷中大多強調流變性與印刷方式的匹配，分散性與印刷效果的完美再現等方面，在印刷電子的應用中，印刷材料還要與電子產品所需要的導電性能、透明度等相適應。例如，目前為了實現電子產品的高精度、高分辨率，現有的材料已經很難滿足其要求，使得用到的原材料必須納米化。這也使得把近幾年來研究較多的納米材料應用技術與操作簡單、成本低廉的印刷電子技術聯系起來成為可能。毫不夸張地說，印刷電子材料的發展決定著印刷電子的發展，材料研發的問題目前國內諸多科研院所都在進行相關研究研發工作。例如，中科院化學所噴墨打印制備金屬納米顆粒導電透明膜的研究、中科院蘇州納米所柔性大面積印刷透明導電膜技術、北京印刷學院納米銀制備技術等。因此，印刷電子產業化工作與全面的了解、研究印刷電子材料是緊密相連的。傳統印刷設備不能簡單的直接用于印刷電子領域，要經過適當的改造。在產品的印前和印后處理等環節，印刷電子也會有一些不同于傳統印刷的要求。

四、印刷電子制備工藝

隨著印刷電子制備工藝的不斷發展，根據不同的印刷電子需求絲網印刷、凹版印刷、凸版印刷、膠版印刷、噴墨印刷等幾大印刷方式結合自身工藝特點在印刷電子技術領域都實現了應用。目前在印刷電子領域的應用最為廣泛的是絲網印刷電子技術，絲網印刷電子具有以下優點：（1）設備制備成本低，制版操作比較簡單；（2）對基材和油墨的適應性較強，不同基材或者不同的表面均可以印刷，油墨無論是親油型還是親水型只要可從網孔中漏印下來均可實現印刷；（3）印刷至基材表面得到薄膜的膜厚較厚，可達到幾十微米，遠遠厚于其他印刷方式，這可在一定程度上提升電子器件的電學性能。另外，凹版印刷、凸版印刷、膠版印刷等傳統印刷工藝技術分別因其高速、含揮發性溶劑、接觸印刷、高精度等方面的突出優勢也在印刷電子領域獲得了應用。目前，噴墨打印技術的推廣以及其優越的非接觸印刷工藝特點，在印刷電子領域具有巨大的應用價值。噴墨打印技術可以實現非接觸多點打印，制備多功能印刷電子，在電子產品制造、科學研究研發等方面實現了諸多應用。

五、總結

第2篇

論文摘要 主要介紹數字印刷的概念及其特點，并分析數字印刷的關鍵技術和在工業界的應用。

1 引言

傳統印刷有凸印、平印、凹印、絲印四大印刷，先是凸印一統天下，后來演變為以膠印為主導的情形。膠印固然可以提供良好的質量和較短的生產周期，但仍存在很多不令人滿意的地方；而數字印刷具有個性化強、按需印刷交件快、使用勞動力少、占地面積小、節約資源等優勢。由于在數字印刷工作流程中無需膠片，甚至無需印版、潤版液及顯影液，所以很大程度上避免了在圖文轉移時溶劑的揮發，有效地降低了對環境的危害程度[1]。

數字印刷這一新技術自1995年在DRUPA展覽會上展出后，在世界范圍內掀起了熱潮，而我國的數字印刷近幾年也有了快速的發展。

2 數字印刷的概念及工作原理

2.1 數字印刷的概念到目前為止，國際上還沒有對數字印刷（Digital Printing）的標準定義，主要存在兩個觀點，一個是計算機行業的觀點，另一個是印刷行業的觀點。計算機行業把由數據輸出到紙上的技術過程均稱為數字印刷，不管它是黑白的還是彩色的。因此也把這種意義上的數字印刷機稱為打印機（Printer）。而印刷行業則把由數字信息代替傳統的模擬信息，直接將數字圖像信息轉移到承印物上的印刷技術叫做數字印刷。

數字印刷是用數字信息代替傳統的模擬信息，直接將數字圖像信息轉移到承印物上的印刷技術，它將各種原稿(文字、圖像、電子文件、網絡文件)輸入到計算機中進行處理后，無需經過電分膠片輸出、沖片、打樣、曬PS版等工序和時間，而直接通過光纖網絡傳輸到CMYK四色數字印刷機上印刷或直接進行分色制版的一種新型印刷工藝[2]。

2.2 數字印刷的工作原理數字印刷系統一般由圖文合一的印前處理系統與數字印刷機或照排系統組成。數字印刷利用印前系統，將圖文信息直接通過網絡傳輸到數字印刷機上，印刷出彩色印品。操作人員根據用戶的要求及其所提供的原稿輸入計算機（印前處理系統）；在計算機上進行圖文數據的處理，對圖像進行色彩、階調、層次等有益的調整，進行能滿足用戶要求的創意、修改以及文字合成等，再將圖文信息進行編輯排版，最終將理想的圖案、文字編排成用戶滿意的內容和形式。這些數字化的信息最后經過RIP柵格化處理，生成相應的單色像素數字信號，然后將這些數字信息輸出到電子數據控制中心，這樣就可以進行分色制版；也可以將數字信號傳送到印刷機的激光器上進行調制，發出相應的單色激光對印版滾筒進行掃描。由感光材料制成的印版滾筒經感光后就能吸附油墨或墨粒，這樣就可把圖文信息轉印到呈印物上，完成印刷[3]。

3 數字印刷的關鍵技術

3.1 靜電成像數字印刷技術靜電成像（Electro-photographic）又稱電子照相技術，其基本原理是用激光掃描的方法在光導體上形成靜電潛影，再利用帶電色粉與靜電潛影之間的庫侖作用力實現潛影的可視化，最后將色粉影像轉移到承印物上完成印刷，將小顆粒的粉末附著固定在紙上成像。打印的程序各廠牌雖有不同，原理則大同小異。通常是將打印的資料轉換成小點之后，以激光把小點掃描到一個旋轉的滾筒上（滾筒用對光高度敏感的材料制成，并帶有正靜電荷，被激光掃描到的部位則轉為負靜電荷）；當滾筒轉到粉末槽的旁邊，粉末帶正靜電荷，所以立即附著在激光掃描的部位，即是要打印的影像；這時一張帶負靜電荷的紙在滾筒下方出現，所帶電極強度較激光掃描到滾筒上的略大一些，于是滾筒上的粉末就被吸到紙上，加熱固定之后，打印就完成。這一流程單色走一次，彩色要走4次（CMYK四色粉末各走一個滾筒）。成像的粉末非常細小，通常是固體粉狀[4]。

3.2 噴墨成像數字印刷技術噴墨打印則采用不同技術，以小滴的墨水滴到紙上，組合成像，墨滴非常小。滴墨的位置靠噴墨頭準確的精細移動，用多個不同彩色的墨水匣，可以打印出完全色彩的影像。一般要求油墨中的溶劑、水能夠快速滲透進入承印物，以保證足夠的干燥速度；油墨中的呈色劑能夠盡可能固著在承印物的表面，以保證足夠高的印刷密度和分辨率。因此，所使用的油墨必須與承印物匹配，才能保證良好的印刷質量。

按照噴墨的形式把噴墨成像分為連續噴墨和按需（脈沖）噴墨[5]。連續噴墨所噴出的墨流是連續不間斷的，在壓力的作用下通過細小的噴嘴，在高速下分散成細小的墨滴。當每一滴墨滴離開噴嘴的時候被充以靜電荷，通過改變電場的有或無來實現在承印物上的印刷。按需噴墨也叫脈沖給墨，它是將計算機里的圖文信息轉化成脈沖的電信號，然后由這些電信號來控制噴墨頭的閉合，即實現承印物上的圖文區或是空白區。其中最有代表性的噴墨技術要屬壓電陶瓷技術。

3.3 磁成像數字印刷技術磁記錄成像技術與磁帶的記錄技術采用的是相同的記錄原理，即依靠磁性材料的磁子在外磁場的作用下定向排列，形成磁性潛影；然后再利用磁性色粉與磁性潛影之間的磁場力的相互作用，完成潛影的可視化；最后將磁性色粉轉移到承印物上[6]。

磁性色粉采用的磁性材料主要是氧化鐵，這種材料本身具有很深的顏色，因此，這種方法一般只適合制作黑白影像，不容易實現彩色影像。

4 數字印刷的應用

數字印刷有著廣泛的應用，如商業印刷、情報印刷、包裝印刷、報紙印刷、卡片印刷、制罐印刷、短版印刷、按需印刷等。由于數字印刷的特點，它已經在印刷業占據越來越多的份額，尤其在歐美市場，已經形成與傳統印刷并駕齊驅的態勢。

5 結束語

數字印刷技術以其不同于傳統印刷技術的方式，越來越趨于成熟并引起廣大關注。同時由于數字印刷開發的是以一個新的概念來開發的市場，與傳統印刷業務也有本質的區別，所以隨著我國印刷業務朝向短版、快速、個性化發展的領域進軍，數字印刷將憑借其巨大的市場潛力，在我國得到飛速的發展。

參考文獻

[1]楊凈.數字印刷及應用[M].北京:化學工業出版社，2005

[2]貝內特.數字印刷和可變數據印刷[M].北京:印刷工業出版社，2008

[3]時永青.數字印刷及其與傳統印刷之比較[J].印刷雜志，2004(2）

[4]胡維友.數字印刷與計算機直接制版技術[M].北京:印刷工業出版社，2007

第3篇

1.1數字印刷的概念到目前為止，國際上還沒有對數字印刷（DigitalPrinting）的標準定義，主要存在兩個觀點，一個是計算機行業的觀點，另一個是印刷行業的觀點。計算機行業把由數據輸出到紙上的技術過程均稱為數字印刷，不管它是黑白的還是彩色的。因此也把這種意義上的數字印刷機稱為打印機（Printer）。而印刷行業則把由數字信息代替傳統的模擬信息，直接將數字圖像信息轉移到承印物上的印刷技術叫做數字印刷。

數字印刷是用數字信息代替傳統的模擬信息，直接將數字圖像信息轉移到承印物上的印刷技術，它將各種原稿(文字、圖像、電子文件、網絡文件)輸入到計算機中進行處理后，無需經過電分膠片輸出、沖片、打樣、曬PS版等工序和時間，而直接通過光纖網絡傳輸到CMYK四色數字印刷機上印刷或直接進行分色制版的一種新型印刷工藝[2]。

1.2數字印刷的工作原理數字印刷系統一般由圖文合一的印前處理系統與數字印刷機或照排系統組成。數字印刷利用印前系統，將圖文信息直接通過網絡傳輸到數字印刷機上，印刷出彩色印品。操作人員根據用戶的要求及其所提供的原稿輸入計算機（印前處理系統）；在計算機上進行圖文數據的處理，對圖像進行色彩、階調、層次等有益的調整，進行能滿足用戶要求的創意、修改以及文字合成等，再將圖文信息進行編輯排版，最終將理想的圖案、文字編排成用戶滿意的內容和形式。這些數字化的信息最后經過RIP柵格化處理，生成相應的單色像素數字信號，然后將這些數字信息輸出到電子數據控制中心，這樣就可以進行分色制版；也可以將數字信號傳送到印刷機的激光器上進行調制，發出相應的單色激光對印版滾筒進行掃描。由感光材料制成的印版滾筒經感光后就能吸附油墨或墨粒，這樣就可把圖文信息轉印到呈印物上，完成印刷[3]。

2數字印刷的關鍵技術

2.1靜電成像數字印刷技術靜電成像（Electro-photographic）又稱電子照相技術，其基本原理是用激光掃描的方法在光導體上形成靜電潛影，再利用帶電色粉與靜電潛影之間的庫侖作用力實現潛影的可視化，最后將色粉影像轉移到承印物上完成印刷，將小顆粒的粉末附著固定在紙上成像。打印的程序各廠牌雖有不同，原理則大同小異。通常是將打印的資料轉換成小點之后，以激光把小點掃描到一個旋轉的滾筒上（滾筒用對光高度敏感的材料制成，并帶有正靜電荷，被激光掃描到的部位則轉為負靜電荷）；當滾筒轉到粉末槽的旁邊，粉末帶正靜電荷，所以立即附著在激光掃描的部位，即是要打印的影像；這時一張帶負靜電荷的紙在滾筒下方出現，所帶電極強度較激光掃描到滾筒上的略大一些，于是滾筒上的粉末就被吸到紙上，加熱固定之后，打印就完成。這一流程單色走一次，彩色要走4次（CMYK四色粉末各走一個滾筒）。成像的粉末非常細小，通常是固體粉狀[4]。

2.2噴墨成像數字印刷技術噴墨打印則采用不同技術，以小滴的墨水滴到紙上，組合成像，墨滴非常小。滴墨的位置靠噴墨頭準確的精細移動，用多個不同彩色的墨水匣，可以打印出完全色彩的影像。一般要求油墨中的溶劑、水能夠快速滲透進入承印物，以保證足夠的干燥速度；油墨中的呈色劑能夠盡可能固著在承印物的表面，以保證足夠高的印刷密度和分辨率。因此，所使用的油墨必須與承印物匹配，才能保證良好的印刷質量。

按照噴墨的形式把噴墨成像分為連續噴墨和按需（脈沖）噴墨[5]。連續噴墨所噴出的墨流是連續不間斷的，在壓力的作用下通過細小的噴嘴，在高速下分散成細小的墨滴。當每一滴墨滴離開噴嘴的時候被充以靜電荷，通過改變電場的有或無來實現在承印物上的印刷。按需噴墨也叫脈沖給墨，它是將計算機里的圖文信息轉化成脈沖的電信號，然后由這些電信號來控制噴墨頭的閉合，即實現承印物上的圖文區或是空白區。其中最有代表性的噴墨技術要屬壓電陶瓷技術。

2.3磁成像數字印刷技術磁記錄成像技術與磁帶的記錄技術采用的是相同的記錄原理，即依靠磁性材料的磁子在外磁場的作用下定向排列，形成磁性潛影；然后再利用磁性色粉與磁性潛影之間的磁場力的相互作用，完成潛影的可視化；最后將磁性色粉轉移到承印物上[6]。

磁性色粉采用的磁性材料主要是氧化鐵，這種材料本身具有很深的顏色，因此，這種方法一般只適合制作黑白影像，不容易實現彩色影像。

3數字印刷的應用

數字印刷有著廣泛的應用，如商業印刷、情報印刷、包裝印刷、報紙印刷、卡片印刷、制罐印刷、短版印刷、按需印刷等。由于數字印刷的特點，它已經在印刷業占據越來越多的份額，尤其在歐美市場，已經形成與傳統印刷并駕齊驅的態勢。

4結束語

數字印刷技術以其不同于傳統印刷技術的方式，越來越趨于成熟并引起廣大關注。同時由于數字印刷開發的是以一個新的概念來開發的市場，與傳統印刷業務也有本質的區別，所以隨著我國印刷業務朝向短版、快速、個性化發展的領域進軍，數字印刷將憑借其巨大的市場潛力，在我國得到飛速的發展。

參考文獻

[1]楊凈.數字印刷及應用[M].北京:化學工業出版社,2005

[2]貝內特.數字印刷和可變數據印刷[M].北京:印刷工業出版社,2008

[3]時永青.數字印刷及其與傳統印刷之比較[J].印刷雜志,2004(2）

[4]胡維友.數字印刷與計算機直接制版技術[M].北京:印刷工業出版社,2007

[5]劉全香.數字印刷技術[M].北京:印刷工業出版社,2006

[6]任云.數字印刷中的成像技術[J].今日印刷,2006(3)