序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的絲網印刷方法樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。

第1篇

【關鍵詞】絲網印刷教學 高新技術 應用

絲網印刷逐步從傳統(tǒng)的領域進入科技的領域，許多科學技術項目中，開始采用絲網印刷來進行高新技術的研究，如果絲網印刷教學不隨著技術的發(fā)展及時更新內容，就會造成教學與實際現(xiàn)實應用的脫節(jié)，培養(yǎng)的學生無法適應市場的要求，不利于絲網印刷行業(yè)的長遠發(fā)展。從目前的情況來看，絲網印刷在高新技術中具有巨大的利用空間，可以提高印刷的質量，加快印刷的速度，從而有效的帶動整個印刷行業(yè)的發(fā)展。當今，絲網印刷在高新技術的應用主要有下面幾種。

1.太陽能電池為主的電器

太陽能電話主要以太陽為能源，在電話的頂端裝上接收板，接收板主要接收太陽能，可以不間斷的給電池充電，使用者的聲音通過無線電波輸入附近的電話交換機，然后通過各地電話通信網傳播出去。太陽能電話的耗電量與普通的電話相比，耗電量相當?shù)汀?/p>

太陽能冰箱內部裝有溫度調節(jié)器，可根據需要隨時調節(jié)箱內的溫度。國外研制出一種倉庫用的大型太陽能冰箱， 上部裝的拋物線鏡面將陽光集中在半導體網孔上， 把光轉換成電流， 箱內溫度保持在一定范圍內，達到較好的冷藏效果。

太陽能電池以硫化鎘或啼化鎘作為半導體材料，在太陽能電池的制造技術中， 絲網印刷作為一種重要的手段，是整個工藝的關鍵環(huán)節(jié)。

2.計算機鍵盤

當前，計算機的使用在我國已達到了普及的程度，鍵盤是計算機系統(tǒng)中的必要組成部分，具有重要的作用。通過鍵盤鍵入，使用者的要求就會通過鍵盤傳入計算機系統(tǒng)內部，計算機執(zhí)行各種操作。鍵盤下面的傳遞操作者命令的電路正是絲網印刷在起著作用。

3.計算機直接成像制版

感光膠片在傳統(tǒng)彩色絲網印刷的分色網版制作中具有重要的作用，采用膠片拼版，放大膠片或投曬網版。這些方法對膠片的要求很高，精確度和線數(shù)高的膠片是分色網版制作的前提。制作膠片不但花費大量的時間和金錢，而且質量很難保證。

上世紀末，數(shù)字處理技術的不斷發(fā)展和成熟，電腦無膠片直接制版也隨之產生，計算機直接制版技術在印刷領域得到了大量的運用，在新技術的推動下，絲網印刷業(yè)也得到了長足的發(fā)展。首先由計算機進行版面掛網和光柵化處理，然后將版面信息點陣化，通過激光、噴蠟等多種成像技術，直接將點陣復制到絲網版材上。絲網印刷的未來將朝著模版上直接成像的制版方向發(fā)展。

4.食物檢測

隨著經濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，對食物的質量和安全性要求也隨之提高。只有在食物加工的時候進行嚴格的把關控制，才能不斷提高食品的質量。因此，采取合適的食物檢測方法是一個需要解決的問題。傳統(tǒng)的方法有很大的局限性，已不能滿足現(xiàn)食物檢測的需要，必須采用先進的技術?；谔蓟z網印刷電極的一次性電化學機器是一種新型的技術，它的敏感性很高，響應的速度很快，操作起來簡單方便。對于食物結構分析、食品添加劑的測定及食品衛(wèi)生檢測等方面，具有很重要的作用，在食品行業(yè)的應用前景廣闊。一些食物中含有少量獸藥及農藥，沒有精確的儀器是很難檢測出來的，而且，對于保護消費者的身心健康，促進我國食品出口貿易不斷增長對國民經濟的發(fā)展具有重要意義。

它對食物進行檢測的時候，需要少量的樣品即可，檢測的速度比較快，而且結果準確。構建高靈敏、廉價的獸藥和農藥殘留檢測傳感器，將表達有與味蕾細胞相同甜味受體及甜味信號傳導相關因子的細胞培養(yǎng)于絲網印刷電極表面，通過細胞阻抗譜法檢測細胞群對味質刺激的信號響應，利用信號處理可實現(xiàn)對單一甜味物質的區(qū)分。

5.新型包裝

隨著包裝印刷業(yè)的發(fā)展，絲網印刷在包裝業(yè)的重要性日益凸顯。絲網印刷的墨層較厚，顏色很鮮艷明亮，印刷的產品立體感較強，在印刷中可以利用特殊效果，使用多種防偽功能?，F(xiàn)代企業(yè)對包裝業(yè)的重視加強，許多企業(yè)為了達到特殊的印刷效果，組合多種印刷工藝。尤其是印刷精度極高的輪轉網印單元配合柔性版印刷機的應用，使印刷品達到完美的效果。這種方式可以在承印物上獲得金、銀等金屬效果和浮凸、磨砂效果。絲網印刷使包裝印刷業(yè)進入了一個新的領域，它提高了包裝的藝術美感，無形之中增加了產品的附加值，增強了促銷效果。隨著設備、材料的改進以及工藝技術的不斷完善，絲網印刷在包裝領域將有更大的突破和更好的發(fā)展。

6.結語

絲網印刷具有很強的適應性，在高新技術中應用的前景廣泛。隨著科學技術的發(fā)展，絲網印刷將走向一條技術含量高的科學印刷之路。絲網印刷的發(fā)展需要印刷行業(yè)所有人員的共同努力，不斷創(chuàng)新，采用先進的技術，而且，在絲網印刷的教學中要注重高新技術的講解，這樣，才能培養(yǎng)出更多的優(yōu)秀的絲網印刷人才，為絲網印刷技術的發(fā)展提供人力資源的保障。

【參考文獻】

[1]林其水.高新技術在絲網印刷中的應用[J].工藝與技術，2004，12（02）：13.

第2篇

生產晶體硅太陽能電池最關鍵的步驟之一是在硅片的正面和背面制造非常精細的電路,將光生電子導出電池。這個金屬鍍膜工藝通常由絲網印刷技術來完成――將含有金屬的導電漿料透過絲網網孔壓印在硅片上形成電路或電極。典型的晶體硅太陽能電池從頭到尾整個生產工藝流程中需要進行多次絲網印刷步驟。通常,有兩種不同的工藝分別用于電池正面(接觸線和母線)和背面(電極/鈍化和母線)的絲網印刷,見圖1。

多年來,太陽能絲網印刷設備在精度和自動化方面有了很大進步,具備了在微米級尺寸上重復進行多次印刷的能力。這一發(fā)展開創(chuàng)了全新的先進應用,如雙重印刷和選擇性發(fā)射極金屬鍍膜。Baccini公司在20世紀70年代在微電子領域開發(fā)了絲網印刷技術,并在20世紀80年代將這一技術擴展到太陽能金屬鍍膜領域。今天,Baccini公司已成為應用材料公司Baccini集團,以多項先進技術引領業(yè)界的發(fā)展。

2基本的太陽能絲網印刷

印刷過程從硅片放置到印刷臺上開始。非常精細的印刷絲網固定在網框上,放置在硅片上方;絲網封閉了某些區(qū)域而其它區(qū)域保持開放,以便導電漿料能夠通過。硅片和絲網的距離要嚴格地控制(稱為印刷間隙)。由于正面需要更加纖細的金屬線,因此用于正面印刷的絲網其網格通常比用于背面印刷的要細小得多。

把適量的漿料放置于絲網之上,用刮刀涂抹漿料,使其均勻填充于網孔之中。刮刀在移動的過程中把漿料通過絲網網孔擠壓到硅片上,見圖3。這一過程的溫度、壓力、速度和其他變量都必須嚴格控制。

每次印刷步驟后,硅片被放入烘干爐,使導電漿料凝固。接著,硅片被送入另一個不同的印刷機,在其正面或背面印制更多的線路。所有印刷步驟完成后,將硅片放入高溫爐里燒結。

3硅片正面和背面的印刷

每塊太陽能電池的正面和背面都有通過絲網印刷淀積的導線(見圖4),它們的功能是不同的。正面的線路比背面的更細;有些制造商會先印刷背面的導電線,然后將硅片翻過來再印刷正面的線路,從而最大程度地降低在加工過程中可能產生的損壞。在正面(面向太陽的一面),大多數(shù)晶體硅太陽能電池的設計都采用非常精細的電路(“手指線”)把有效區(qū)域采集到的光生電子傳遞到更大的采集導線――“母線”上,接著再傳遞到組件的電路系統(tǒng)中。正面的手指線要比背面的線路細得多(窄到80μm)。正因為如此,正面的印刷步驟需要更高的精度和準確性。

硅片的背面和正面的印刷要求是不同的,技術上也不那么嚴格。背面印刷的第一步工序是淀積一層以鋁為基礎的導電材料,而不是非常細的導電柵。同時,能夠將沒有捕捉到的光反射回電池上。這一層也能“鈍化”太陽能電池,封閉多余分子路徑,避免流動電子被這些空隙所捕捉。背面印刷的第二步是制造母線,和外部電路系統(tǒng)相連接,見圖5。

4新一代絲網印刷的應用

如今晶體硅太陽能電池的平均轉化效率是15%,業(yè)界的發(fā)展目標是將轉化效率提高到20%以上,絲網印刷設備能夠提供多種方法幫助實現(xiàn)這一目標。實現(xiàn)更高的轉化效率可以從以下兩個方面入手:電池工藝(創(chuàng)造出能夠將光能轉化為電能的有效區(qū)域)和金屬鍍膜(形成導電金屬線)。

5雙重印刷

電池正面導電線路的一個負面效應是陰影:導線阻擋了少量陽光,使其無法進入電池的有效區(qū)域,從而降低了轉化效率,見圖6。為了將這種陰影效應降到最低,導線必須盡可能做到最窄。然而,為了保持足夠的導電性,線條的高度必須增加,這樣才能保持同樣的橫截面積。實現(xiàn)更細,更高導線橫截面的解決方案就是將多條導線重疊印刷。這就意味著絲網印刷機必須能夠高準確度、高重復性地印刷非常細小的線條――當前的標準線條小到80μm――相當于人類一根頭發(fā)絲的平均厚度。

現(xiàn)在大多數(shù)導線燒結后的尺寸是110-120μm寬,12-15μm高。這樣尺寸的線條由于陰影效應帶來的轉化效率損失大約為1.29%。要減少這一損耗,導線寬度必須降低;同時,需要增加導線橫截面的高度,以此優(yōu)化導電性能,見圖7。導線橫截面尺寸從110μm寬/12μm高轉變?yōu)?0μm寬/30μm高之后,潛在的轉化效率絕對增益為0.5%。

應用材料公司Baccini的方法是用兩臺不同的印刷機將兩種材料進行重疊印刷。這一最新的工藝在實際生產環(huán)境下實現(xiàn)了80μm寬、平均30μm高的導線橫截面尺寸。這種方法減少了大約20%的陰影損失,相應的也降低了電阻系數(shù)。通過在現(xiàn)有生產線上增加一臺額外的絲網印刷機和烘干爐,就能非常方便地以一種具有成本效益的方式實現(xiàn)多次印刷工藝。

導線雙重印刷(和其它的先進印刷應用)最關鍵的一點在于對準精度,因為第二層印刷物必須非常精準地置于第一層之上。應用材料公司Baccini的最新研發(fā)成果使第二層印刷物的對齊精度達到±15μm。這一技術采用了新型的高分辨率照相機和新的軟件算法,具有自動調整程序,并可以在印刷初始階段進行額外控制。此外,漿料配方和絲網設計必須經過仔細的共同優(yōu)化,從而最大限度地實現(xiàn)絲網印刷的硬件和工藝效能。

6選擇性發(fā)射極

另外一個新興的應用是選擇性發(fā)射極技術――在絲網印刷的金屬線下精確地制造一個重度摻雜的n+區(qū)域,以便進一步降低接觸電阻,從而實現(xiàn)轉化效率的提高,見圖8。

制作這些發(fā)射極區(qū)域有好幾種技術。每一種都要求高精度和高重復性的多重印刷步驟。此外,發(fā)射極區(qū)域必須略寬于上方的金屬線:對于100μm寬的金屬線來說,最優(yōu)化的發(fā)射極區(qū)域寬度為150μm左右。很關鍵的一點是后續(xù)的金屬線必須非常精確地直接放置在發(fā)射極區(qū)域之上,否則,就會失去它的效率優(yōu)勢。應用材料公司Baccini的絲網印刷技術在成熟度、對準精度、低成本和高速度方面都具有優(yōu)勢,是實現(xiàn)這種電池工藝的理想選擇。

7絲網印刷的生產力

隨著太陽能光伏產業(yè)的生產規(guī)模越來越大、工藝步驟越來越多(以獲取更高效率),很多問題――包括高產量和處理更薄硅片的能力等――變得越來越重要。

目前,晶體硅太陽能電池工廠的產量約為1500硅片/小時(每條生產線),業(yè)界的目標是在不久的將來實現(xiàn)至少3000硅片/小時。這需要使用非常先進的機械自動化技術以最小的破片率高速處理硅片。

這就意味在絲網印刷工藝中如絲網放置,漿料涂布和刮刀移動都需要以更快的速度進行,同時,線條的寬度和對齊方式必須保持原有精度甚至更加精確。

硅片越來越薄(因此更加易碎)的趨勢推動了“軟”處理技術的發(fā)展,以此保持低破片率和高良率。應用材料公司Baccini以其高速軟處理技術和最低破片率成為享譽業(yè)界的領導者。擁有數(shù)十年經驗的工程師團隊正致力于開發(fā)多項技術創(chuàng)新, 從而保持Baccini絲網印刷設備在超薄硅片處理領域的領導地位。

8結論

第3篇

以往，我公司對變形金銀卡紙常規(guī)性處理的方法是：采用手工撫平變形金銀卡紙，讓其一點點兒恢復到平整狀態(tài)。但是該方法效果不佳，印刷時依舊會有廢品產生。考慮到絲網印刷機屬于高耗能設備，一旦在印刷過程中發(fā)揮不了很好的效果，將會給公司效益帶來不利影響。所以，筆者決定從絲網印刷機著手，通過對其改進，以減輕紙張變形而引起的套印不準。

筆者經過對設備認真檢查后發(fā)現(xiàn)，導致套印不準的主要原因是金銀卡紙本身就較厚，再加上紙張已經發(fā)生變形，當其到達前規(guī)定位點時，拉規(guī)就不能正常將紙張拉到位，即便偶爾拉到位時，紙張定位也不太穩(wěn)定，極易造成套印不準。

筆者經過進一步觀察，發(fā)現(xiàn)該絲網印刷機的拉規(guī)壓力彈簧本身就存在問題，當紙張到位時，拉規(guī)開始動作，由于紙張定量不同以及變形程度也不同，拉規(guī)壓力彈簧在動作時會出現(xiàn)不同程度的彎曲，這種現(xiàn)象很容易減弱拉規(guī)對紙張的拉力，從而造成紙張不到位或定位穩(wěn)定性極差的現(xiàn)象。

第4篇

DRID

無線射頻識別（RFID，RBdio Frequency Identification）技術是一項非接觸式自動識別技術，它通過空間耦合（交變磁場或電磁場）自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據，以達到目標識別和數(shù)據交換的目的，識別工作無需人工干預。

AFID系統(tǒng)的基本工作原理可以通過圖1進行闡述：閱讀器將要發(fā)送的信號，經編碼后加載在某一頻率的載波信號上由天線向外發(fā)送，進入閱讀器工作區(qū)域的電子標簽接收此脈沖信號，標簽內芯片中的有關電路對此信號進行解調，解碼、解密，然后對命令請求，密碼，權限等進行判斷。若為讀命令，控制邏輯電路則從存儲器中讀取有關信息，經加密、編碼，調制后通過電子標簽內天線再發(fā)送到閱讀器，閱讀器對接收到的信號進行解調，解碼，解密后送至中央處理系統(tǒng)進行有關數(shù)據處理；若為修改信息的寫命令，有關控制邏輯引起的內部電荷泵提升工作電壓，提供擦寫EEPRQM中的內容進行改寫，若經判斷其對應的密碼和權限不符，則返回出錯信息。

RFID系統(tǒng)的應用范圍

國際物聯(lián)網時代即將到來，據悉，RFID技術已在歐美市場廣泛應用，隨著中國市場RFID技術的日趨成熟和RFID標簽價格的降低，RFID電子標簽將替代傳統(tǒng)的一維條形碼和二維碼。如果說二維碼是一維碼標簽的延伸，那RFID的誕生就是標簽行業(yè)的一場革命。其應用領域主要在以下方面：

1.物流管理

物流是RFID最大的市場應用空間，可以極大地提高物流環(huán)節(jié)的效率，并為實現(xiàn)零庫存提供技術保障。全球零售業(yè)巨頭沃爾瑪以及德國麥德龍極力推廣RFID標簽的應用，均已實現(xiàn)在超市中利用RFID技術來實現(xiàn)產品識別、反偷竊，實時庫存和產品有效期控制。

2.食品安全

食品安全問題是一個國家的民生大事，RFID技術可以通過對食品原來的種植或養(yǎng)殖過程進行全程的管理記錄以及對食品流通的環(huán)節(jié)進行正向跟蹤和逆向追溯，全方位保證食品安全。

3.商品防偽一

商品防偽能保障正常的市場秩序與消費信譽，具有巨大的市場空間。采用RFID防偽技術與無線通訊網絡可以在任何時間、任何地點實現(xiàn)商品的質量檢驗，目前已在煙、酒。醫(yī)藥等商品上進行試點。

4.其他領域的應用

RFID具有著非常廣泛的應用空間，比如在交通管理，軍品管理、安防，動物養(yǎng)殖與寵物管理，圖書館管理等領域，都具有巨大應用前景。

RFID標簽天線制備技術

影響RFID推廣的核心問題在于芯片技術以及成本。如圖2所示，RFID電子標簽主要由底材、天線及芯片組成，天線層是主要的功能層，其目的是傳輸最大的能量進出標簽芯片。與傳統(tǒng)蝕刻法，繞線法相比，標簽天線的直接印制法大大節(jié)約了成本。

1.標簽天線的傳統(tǒng)制造工藝

①采用蝕刻方式加工制備標簽天線

天線在蝕刻前應先印刷上抗蝕膜，首先將PET薄膜片材兩面覆上金屬（如銅、鋁等）箔；然后采用印刷法（絲網印刷，凹印等）或光刻法，在基板雙面天線圖案區(qū)域印刷抗蝕油墨，用以保護線路圖形在蝕刻中不被溶蝕掉：然后進行蝕刻，即將印刷油墨圖案已固化的片材浸入蝕刻液中，溶蝕掉未印刷抗蝕油墨層區(qū)域的金屬；然后再去除薄膜片材天線圖案金屬層上的抗蝕刻油墨，這樣就得到了標簽天線?；蛘卟捎霉饪谭?，在覆銅基板表面預先涂布光敏抗蝕膜，并用相應的掩膜覆合曝光，經過顯影腐蝕，除去版上殘留抗蝕膜，就得到一個完整的天線圖形。

②繞線法制備標簽天線工藝

目前。銅導線繞制RFID標簽天線的制造工藝通常是使用自動繞線機進行，即直接在底基載體薄膜上繞上涂覆了絕緣漆，并使用低熔點烤漆的銅線作為RFID標簽天線的基材，最后用黏合劑對導線與基材進行機械固定。其工藝流程如圖4所示。該方法可靠性較高，但對于RF19電子標簽來說成本太高。

2.標簽天線印制工藝

基于傳統(tǒng)標簽天線制備方法中存在的污染環(huán)境、成本較高的弊端，且工藝復雜，成品制作時間長，必將被新的工藝所替代。采用印刷方式直接印制RFID標簽天線是一種環(huán)保節(jié)能、低成本的制造工藝?，F(xiàn)有可行的印制RFID標簽天線的印刷方式有絲網印刷和噴墨印刷。

①絲網印刷法制備天線

絲網印刷是使用模版直接印刷的過程，即用導電油墨直接印刷在紙基或塑料薄膜卷材上，其一般工藝流程為：

標簽天線的絲網印刷就是把導電油墨由網版的另一側以刮板將油墨掃壓過網版，而油墨則穿透過網版上天線圖樣的網孔間隙，粘印在被印刷的底材上。在進行RFID的標簽天線印刷時，由于不同工作頻率的RFID標簽的天線線圈將對應不同的圈數(shù)，線圈厚度和每一圈之間的距離（如HF波段使用13.56MHz的芯片，通常它要求線圈圈數(shù)為6，厚度約為20um：UHF波段使用868MHz和950MHz的芯片，線圈截面厚度約為4um），故所印刷的墨層厚度、每一道線的寬度和干燥后的圖形輪廓都有嚴格的允差范圍（如兩次重疊套印的誤差必須在0.1mm之內）。

網版印刷的墨層厚度最多可以達到100um，是柔印、膠印和凹印的幾倍，這對于用導電油墨印刷標簽天線是十分有利的。在實際印刷電路生產中，墨層厚度的要求一般在8～12um，其干燥則可以采用UV，IR及熱風等方式來完成。

②噴墨印刷法制備天線

絲網印刷在一定程度上節(jié)約了成本，但其油墨采用70%左右的高銀含量的導電銀漿，得到15～20um之間的天線，屬于厚膜印刷方式，成本高，且印刷過程中有溶劑排放，墨層柔順性較差。采用噴墨打印機制備導電線路，只需要根據計算機系統(tǒng)設計的圖案，由噴墨打印機的噴頭將導電墨水噴涂到基板上而形成導電線路。噴墨印刷方式作為非傳統(tǒng)印刷，在天線制作方面由于其制作周期短、無污染、成本低等特性被廣泛關注。國內外很多知名院校、研究所長期致力于噴墨導電墨水的研究，取得了顯著的成就。北京印刷學院以李露海教授為帶頭人的科研團隊成功研制出導電膜厚度在1um左右，電阻達到1Ω左右的噴墨導電墨水：美國Kovio公司在2008年推出了用噴墨打印納米硅墨水制備的FFD，成為噴墨打印墨水第一個商業(yè)成功的案例；韓國順天大學2009年研制出基于碳納米管墨水的全印刷1-bit射頻標簽。

采用噴墨印刷來進行RFID標簽的制作可分為3種方式：①使用噴墨印刷方式把抗蝕油墨、阻焊油墨和字符油墨等噴射到覆銅板上，經過固化后得到成品；②采用含有納米金屬顆粒的導電墨水直接將電路圖形噴在聚酯片基上，經過低溫燒焙固化，形成電路：③通過采用相應特性的墨水，采用噴墨印刷的方法制造RFID標簽中的電容器及電阻器等電子器件。與傳統(tǒng)的印刷方式相比。采用噴墨印刷的方式可以達到更快的生產速度，印刷成本也有所降低，更重要的是能夠增加其布線密度，從而提高成品質量。

第5篇

【摘要】 在一次性絲網印刷電極上原位制備地西泮的分子印跡膜，將絲網印刷電極通過電極插口與便攜式電導儀相連接，組裝成檢測地西泮殘留的電導型傳感器，建立了檢測地西泮的標準曲線并測試了實際肉類樣品中的地西泮含量。通過掃描電鏡分析了該膜的表征，與非印跡膜相比，印跡膜表面形成了大量印跡微孔。本傳感器裝置對地西泮具有很高的靈敏度和特異性，檢出限為0.008 mg/L，線性范圍為0.039～1.25 mg/L，基于肉品的檢測回收率為91.3%～95.0%，可實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測。

【關鍵詞】 地西泮; 分子印跡膜; 電導型傳感器

1 引 言

地西泮又名安定，屬于第二代安眠鎮(zhèn)靜藥，國家明令禁止在動物飼料和飲水中使用。但一些養(yǎng)殖企業(yè)為了提高飼料報酬，違禁使用安定類藥物的現(xiàn)象時有發(fā)生，動物性產品中此類藥物的殘留對消費者健康和對外貿易均產生很大危害。因此建立快速、有效的測定地西泮的方法十分必要。分子印跡聚合物和分子印跡膜對目標化合物具有高度選擇性，在樣品中待測化學物質的分離、富集、檢測領域得到廣泛地應用[1～10]。Ariffin等應用地西泮分子印跡聚合物固相萃取柱，采用液質聯(lián)用技術檢測血液中地西泮含量[11]，該方法前處理步驟繁瑣，需要大型儀器，不適合現(xiàn)場快速檢測。有研究者利用電化學方法在柱狀金屬電極上制備印跡膜[12～14]或熱聚合法制備分子印跡物[15]作為檢測傳感器的感受器部分。但是電化學法印跡膜難以批量制備，利用印跡物制備的傳感儀組裝過程較復雜，均不適用于大通量快速檢測。有關利用分子印跡膜為感受器檢測肉品中地西泮的電導型傳感方法的研究尚未見報道。

本實驗采用原位聚合的方法，直接在一次性絲網印刷電極條上制備地西泮分子印跡膜，并將這種電極條與電導分析儀相連接，組裝了檢測地西泮的電導型傳感器。通過更換帶有印跡膜的電極條，將微量待測樣品直接滴入電極條工作區(qū)即可實現(xiàn)多個樣品的快速檢測。此電導型傳感器具有靈敏度高、特異性強、檢測速度快和成本低等優(yōu)點，具有實際應用前景。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

1100型高效液相色譜儀(美國Agilent公司);Hardwee C18固相萃取小柱(500 mg， 3 mL，德國Hardwee公司);FEI SIRION200型場發(fā)射掃描電鏡(美國FEI公司); XMTD204電熱恒溫水浴鍋(上海博泰實驗設備有限公司);索氏提取器(江蘇海門華盛實驗儀器有限公司);SB80超聲波儀(寧波新芝生物科技股份有限公司);CON 6/TDS 6 電導儀(新加坡OAKTON公司);一次性絲網印刷電極條(臺灣芯寶科技股份有限公司)，其基本結構是在PVC基板上按設計圖案印制導電銀漿層、導電碳漿層及絕緣層。

地西泮標準品(Diazepam)、甲基丙烯酸(MAA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)均購于Sigma公司;偶氮異丁腈(AIBN)、二甲亞砜(DMSO)、甲醇、丙酮、乙酸及其它分析純試劑均購自中國醫(yī)藥集團上海化學試劑公司。磷酸鹽緩沖液(PBS)以NaH2PO4和Na2HPO4 配制;伯瑞坦羅比森緩沖溶液(BR)以磷酸、乙酸、硼酸配制;碳酸鹽緩沖液以Na2CO3和NaHCO3配制;緩沖液pH調節(jié)液為HCl和NaOH溶液。實驗用水均為二次蒸餾水。

2.2 印跡膜(MIF)的制備

取0.2847 g(1 mmol)地西泮和0.516 mL(6 mmol)MAA溶于10 mL二甲亞砜中，超聲10 min，放置2 h進行預聚合。加入5.667 mL(30 mmol)EGDMA和0.061g AIBN，超聲混合均勻，充氮氣除氧10 min，量取1.2 μL聚合液均勻涂布在絲網印刷電極工作區(qū)，將電極條固定在密閉容器底部，容器抽真空后置于60 ℃水浴中。當絲網印刷電極上涂布聚合液的區(qū)域出現(xiàn)半透明蠟狀物質后，取出電極條置于4 ℃冷卻，得到地西泮分子印跡膜(MIF)修飾的絲網印刷電極。用甲醇乙酸(9∶1， V/V)溶液洗脫48 h，用甲醇洗去乙酸，-4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

帶有非印跡膜(NMIF)的絲網印刷電極條的制作方法參照上述方法，區(qū)別在于聚合過程中不加入模板分子。

2.3 傳感檢測方法的建立

檢測裝置示意圖如圖1所示。將分別修飾有MIF與NMIF的兩條絲網印刷電極條通過兩塊加樣控制擋板粘合為一體，兩電極工作區(qū)之間的間隙組成測試樣品加樣區(qū)，然后將組裝好的測試電極通過USB接口與電導儀相連。 圖1 實驗檢測裝置示意圖

Fig.1 Schematic structure of analytical system

用BR緩沖液(pH 7.0)配制0.039， 0.078， 0.156， 0.312， 0.625， 1.25 mg/L的地西泮標準溶液。取30 μL BR緩沖液滴入絲網印刷電極的工作區(qū)，待傳感儀讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄此刻電導值(背景值)，然后用吸水紙吸干電極工作區(qū)的緩沖液，加待測樣品30 μL，穩(wěn)定后記錄電導值(終值)。每次檢測結束后更換帶有MIF修飾的絲網印刷電極條，共測試6個濃度，平行測定3次。以響應信號值(信號值=終值背景值)為縱坐標，以地西泮的質量濃度為橫坐標，作標準曲線。

3 結果與討論

3.1 MIF與NMIF表征分析

隨機選取數(shù)個制備好的MIF和NMIF，進行掃描電鏡分析。本實驗制備的MIF與NMIF厚度介于20～40 μm之間。非印跡膜表面較為光滑，并有小量小泡樣陰影分布(圖2A)，可能主要由于聚合分子在聚合結束后，聚合分子牽拉及堆積而成。而分子印跡膜上則有大量的分子印跡孔穴存在，在膜表面廣泛分布(圖2B)，在孔穴樣分子聚合物表面存在著大量的印跡微孔，可能是由于模板分子被洗脫后而遺留的結構，該結構與分子印跡膜對模板分子的識別和吸附作用密切相關。表面立體掃描發(fā)現(xiàn)，非印跡膜表面結構較為均一，無明顯的穴狀結構;而分子印跡膜表面結構不均一，分布有大量的凹陷及孔穴樣結構。

3.2 基于MIF傳感器的測試標準曲線

以分子印跡膜為敏感元件的電導傳感方法檢測地西泮的標準曲線，回歸方程為Y=23.28787x+1.9741(r=0.9995)，檢出限為0.008 mg/L;在0.039～1.25 mg/L 范圍內具有良好的線性關系。而以非印跡膜為感受器在相同條件下檢測地西泮標準溶液，在不同溶液濃度下所獲得的電導值無明顯變化。說明洗脫后的MIF存在可以與地西泮分子結構相互補的孔穴，溶液中具有電化學活性的地西泮分子被特異性吸附至MIF表面后，膜本身的電化學活性改變。隨著溶液中地西泮濃度的變化，產生相應的電導率信號。而NMIF對地西泮分子具有一定程度的非特異性吸附。當這種吸附趨于飽和時，所得到的電導率值在一定范圍內表現(xiàn)出緩慢的變化;當溶液中待測物濃度增大時，電導響應值也隨之增加，但是這種非特異性吸附引起的電導率變化遠遠低于MIF的特異性吸附。

3.3 測試條件對檢測信號的影響

用0.1 mol/L BR緩沖液(pH 7.0)配制濃度分別為0.039、0.156、0.625和1.25 mg/L的地西泮測試液，按照 2.3中所建立的傳感方法進行測試，分別在0、30、60、120、180、240和300 s時記錄電導值， 實驗結果見圖3A。檢測不同濃度地西泮溶液時，電導信號值均隨著數(shù)據采集時間的延長而增大。檢測值在初始60 s內顯著增加，但是在較低濃度下變化趨勢不明顯;180 s后檢測值趨于穩(wěn)定。由本實驗可知，MIF對溶液中地西泮分子的特異性吸附主要發(fā)生在前60 s內，180 s后達到吸附平衡狀態(tài)。因此，本實驗選取180 s作為檢測數(shù)據采集時間。

為探討不同緩沖液對測試地西泮含量的影響，分別以pH 6.0(0.2 mol/L)的PBS緩沖液、pH 7.0(0.1 mol/L)的BR緩沖液和pH 9.5(0.1 mol/L)的碳酸鹽緩沖液為支持液，檢測結果表明， 以PBS緩沖液為支持液時，檢測值在較低濃度時呈遞增趨勢，但高濃度的檢測值變化平緩;以碳酸鹽緩沖液為支持液，測試結果呈波動性變化;而以BR緩沖液為支持液，檢測值具有良好的線性關系(圖3B)。因此，本實驗選用pH 7.0(0.1 mol/L)的BR緩沖液作為支持液。

3.4 干擾實驗

本實驗選用畜禽肉中可能含有的違禁獸藥琥珀酸氯霉素與己烯雌酚作干擾物質，將地西泮和每種干擾物質用0.1 mol/L BR緩沖液分別配制成干擾測試液，各物質的加入量見表1。實驗發(fā)現(xiàn)， 兩種干擾測試液的地西泮檢出量均略高于溶液中地西泮的實際含量。其中己烯雌酚對檢出量的影響比琥珀酸氯霉素更大，說明分子構型差異很大但分子量接近的物質會對檢測造成干擾。這主要是由于檢測過程中MIF同時對各特征基團和分子整體進行識別，琥珀酸氯霉素的分子結構和分子大小與地西泮差異明顯，不能穩(wěn)定結合在印跡孔穴中，大部分以布朗運動的形式在印跡孔穴中出入。己烯雌酚雖然與地西泮的分子結構也有很大差異，但其分子量與地西泮相當，且少量分子的酚羥基可以與印跡孔穴通過氫鍵、范德華力相結合，造成檢測值偏高。該推斷與文獻[16]的研究結果一致。因而在實際樣品測試時，為消除這種干擾，可以通過簡單的預處理分離富集待測物質。表1 干擾物質對0.5 mg/L 地西泮溶液檢測結果的影響

本實驗也在肉品如牛肉、豬肉(包括鮮肉、熏肉和臘肉)樣品中進行了待測物的標加實驗，結果表明，不同來源肉品、色素、防腐劑等物質對同一濃度的地西泮測試未有顯著影響。另外，維生素C、Fe3+等具有高氧化還原活性的物質對測試地西泮的影響并不顯著，可能該實驗建立的電導測試模式能有效地排除這些物質的干擾。離子在電導型傳感測試中為必須考慮的影響因素之一。測試了不同離子類型和強度對電導傳感法測試地西泮的影響，發(fā)現(xiàn)樣品中含有0.2 mol/L的碳酸鹽、磷酸鹽，對測試結果影響并不顯著，但5 mol/L的NaCl， KCl等強電解質對電導測試結果有顯著影響，可使電導值增加2.52～4.85 ms，因而建議在樣品前處理過程中通過液液萃取將高濃度的離子除去。

3.5 回收率實驗

參照商業(yè)標準[17]對標加樣品進行前處理。稱量10 g豬肉勻漿試樣兩份，加入地西泮標樣，分別經提取、萃取得到的樣品洗脫液于50 ℃水浴氮氣吹干。取一份氮氣吹干物，用1 mL 1%高氯酸水溶液和2 mL正己烷復溶，靜置分層后取下層水相過0.2 μm濾膜，供HPLC分析。取另一份氮氣吹干物，用3 mL甲醇水(1∶99， V/V)溶液復溶，過0.2 μm濾膜，供傳感測試。每個樣品平行6次。標準加入實驗結果表明，該傳感方法檢測結果與HPLC法檢測結果一致(表2)，回收率為91.3%～95.0%，略低于HPLC法測定的回收率(92.0%～100.7%)。表2 回收率的測定結果

3.6 傳感器性能

采用本方法對液體樣品中的地西泮殘留進行檢測，可在3 min內完成。更換同一批次制作的帶有MIF的電極條，對相同濃度的地西泮標加樣品進行檢測，5次測試得出的結果一致，相對標準差小于2.8%。隨機抽取5批次制作的帶有MIF的電極條，檢測同一濃度的地西泮標加樣品，相對標準差小于3.5%;將制備好的帶有MIF的電極條在-4 ℃條件保存3個月后，檢測同一濃度的地西泮標加樣品，與剛制備好的電極條檢測結果相比，相對標準誤差小于3.8%; 4個月后進行檢測，與初次檢測相比，相對標準誤差小于4.6%。因此該傳感儀的敏感元件的使用壽命在4個月以上。通過更換帶有MIF的一次性絲網印刷電極條，該傳感儀可長期使用。用過本實驗制備的基于MIF為感受器的電導型傳感儀具有檢測速度快、重復性好、穩(wěn)定性高、使用時間長等優(yōu)點， 有很大的實際應用價值。

參考文獻

1 Alexander C， Andersson H S， Andersson L I， Ansell R J， Kirsch N， Nicholls I A， O′Mahony J， Whitcombe M J. J. Mol. Recognit.， 2006， 19(2): 106～180

2 Syritski V， Reut J， Menaker A， Gyurcs nyi R E， pik A. Electrochim. Acta， 2008， 53(6): 2729～2736

3 He C， Long Y， Pan J， Li K， Liu F. J. Biochem. Biophs. Methods.， 2007， 70(2): 133～150

4 ZHANG NuoWei(張挪威)， DING MingXing(丁明星)， LIU GuoYan(劉國艷)， SONG WeiWei(宋巍巍)， CHAI ChunYan(柴春彥). Chinese J. Anal. Chem.(分析化學)， 2009， 25(1): 82～87

5 Silvestri D， Barbani N， Cristallini C， Giusti P， Ciardelli G. J. Membr. Sci.， 2006， 282 (12): 284～295

6 Tokonami S， Shiigi H， Nagaoka T. Anal. Chim. Acta.， 2009， 641(12): 7～13

7 HU XiaoGang(胡小剛)， LI GongKe(李攻科). Chinese J. Anal. Chem.(分析化學)， 2006， 34(7): 1035～1041

8 Puoci F， Iemma F， Cirillo G， Currcio M， Parisi O I， Spizzirri U G， Picci N. Eur. Polym. J.， 2009， 45(6): 1634～1640

9 Sellergren B， Allender C J. Adv. Drug Deliv. Rev.， 2005， 57(12): 1733～1741

10 Cacho C， Schweitz L， Turiel E， P rezConde C. J. Chromatogr. A.， 2008， 1179(2): 216～223

11 Ariffin M M， Miller E I， Cormack P A， Anderson R A. Anal. Chem.， 2007， 79(1): 256～262

12 Zhang Z， Long Y， Nie L， Yao S. Biosens. Bioelectron.， 2006， 21(7): 1244～1251

13 Fang C， Yi C ， Wang Y， Cao Y， Liu X. Biosens. Bioelectron.， 2009， 24(10): 3164～3169

14 Lakshmi D， Bossi A， Whitcombe M J， Chianella I， Fowler S A， Subrahmanyam S， Piletska E V， Piletsky S A. Anal. Chem.， 2009， 81(9): 3576～3584

15 Prasad B B， Tiwari K， Singh M， Sharma P S， Patel A K， Srivastava S. J. Chromatogr. A， 2008， 11981199: 59～66

第6篇

[關鍵詞]電暈；印刷適性；薄膜；包裝材料

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）16-0308-01

1 引言

根據印刷包裝設計理論，為了得到表面能高、油墨轉移性能好、附著性能好的薄膜，從而提高在印刷過程中油墨在薄膜表面的附著力以及減少在復合與成型過程中因油墨和薄膜粘接不牢而產生的油墨與膜材分離等質量問題，電暈處理處理的目標：提高表面能。由于表面能極性的增加，改善油墨與薄膜表面的潤濕性，更好的使界面上分子鍵緊密接近，從而獲得更大的分子間作用力和化學作用力。提高表面粗糙度。增加薄膜/油墨界面上的機械咬合作用，同時為界面上分子間的物理和化學作用提供更大的接觸面積。

本文從接觸角、表面張力與粗糙度等因素對附著強度的影響來進行薄膜的印刷適性理論分析。分別對PE、PVC與PET三種薄膜進行電暈處理實驗，來改善薄膜表面的性能，提高其印刷適性。對處理前后的PE、PVC、PET薄膜進行表面能及表面摩擦系數(shù)這些因素進行測量與探測實驗來評價改性效果。對處理后的PE、PVC與PET薄膜進行絲網印刷，對油墨在處理前后的薄膜上的的密度以及油墨在處理前后的薄膜上的附著力進行測試，通過實驗數(shù)據的對比來比較PE、PVC與PET薄膜的印刷適性以及總結出電暈處理對薄膜印刷適性的改善程度。

本文首先采用電暈技術分別對PE、PVC和PET三種薄膜進行表面處理，以提高其表面極性，增加薄膜在印刷過程中與油墨的粘合作用；然后通過三種測試方法來對比改性前后的表面性能：通過自制的表面測試液達因液對未經處理的薄膜以及電暈處理后的薄膜進行測試，確定各表面大致的表面張力；使用摩擦測試儀測出處理前后薄膜的表面粗糙度；最后采用絲網印刷，對不同表面進行色塊的印刷，然后對油墨的主密度進行測量分析，并使用膠粘-數(shù)格法檢測油墨的附著牢度。

2、實驗內容與方法

2.1 實驗內容

本實驗通過測試處理面與未處理面印刷油墨的密度，兩者相對比，觀察電暈處理對印刷油墨密度的影響。油墨的附著性測試是模擬印刷過程，測試印后油墨在薄膜表面的附著力。采用膠粘―數(shù)格法法對未經處理的三種薄膜和經過電暈處理的三種薄膜進行測試。膠粘―數(shù)格法的計算公式為：A=n/（40X100），其中n為膠帶上油墨所占的格數(shù)，40mmx100mm為膠帶的規(guī)格。A為印墨剝落率，印墨剝落率越大，油墨附著性越差；印墨剝落率越小，油墨附著性越好。本次實驗研究，通過檢測薄膜表面電暈前后表面張力以及表面粗糙度，來研究電暈表面處理對印刷適性的影響。由于實驗室電暈儀器的局限性，電暈處理無法進行，本次實驗選用的部分材料為出廠前進過電暈處理過的。表面粗糙度越大摩擦系數(shù)越大，所以本實驗用摩擦系數(shù)代替表面粗糙度。此外，為了能更直觀地發(fā)現(xiàn)薄膜表面電暈前后的印刷適性的改變，對薄膜進行色塊的印刷，使用分光光度儀對油墨的主密度進行測試，然后通過膠粘-數(shù)格法檢測油墨在薄膜表面的附著力，來對比薄膜表面電暈前后的印刷適性。

2.2 實驗方法

絲網版的制作網框的表面處理―涂粘網膠―裁取絲網―夾網―初拉―重拉―固網―整邊―清洗絲網―干燥―涂布感光膠―干燥―貼合曬版―顯影，網框的表面處理：包括粗化和去污。去油污，用砂紙打磨，除去網框上的毛刺，以免弄破絲網。涂粘網膠：網框表面處理后，馬上對其粘網面涂刷一層粘網膠。裁取絲網：為了使繃好的絲網的經、緯線盡可能與框邊保持垂直，在繃網前裁取絲網時不要用剪刀而要用手撕。夾網：將絲網夾入網夾內，應十分仔細，使絲網的經、緯絲線與網夾邊保持平行，并盡可能挺直，切忌斜拉網。初拉、重拉：初拉僅拉伸至額定張力的60%，初拉后等待十分鐘左右，提高氣壓至額定值，同時用張力計測量張力值，每隔5-10min對損失的張力補償一次。固網：往黏合面上刷粘網膠，隨即用棉紗擦壓網框的黏合處，視整個粘網面上呈現(xiàn)較深而均勻的顏色，黏結才算充分。如果出現(xiàn)淺色區(qū)，則該區(qū)涂膠不足，應予補涂。整邊：裁去多余的絲網，包邊，標注，以及用膠帶或加涂涂料保護黏合部分不受有害溶劑的侵蝕。涂布感光膠：對經過清洗、干燥的絲網進行感光膠的涂布，將調制好的感光膠倒入刮斗中，讓刮斗的前端與絲網接觸進行涂布。刮斗來回兩到三次，速度與角度要把握好。將涂布好感光膠的絲網放入干燥箱內干燥。曬版、顯影：將不透光的4.5cm*17cm的黑色紙片至于網框中央，進行曬版。曬版完成后顯影，干燥。試樣的印刷，將試樣膜平整地鋪在白卡紙上，并用膠帶固定好。在制好的絲網版網框內倒入適量的凹印油墨，將貼有試樣膜的白卡紙放置與絲印臺上，進行絲網印刷。盡量保證每次刮墨的角度與力度相當。油墨密度的測量，打開愛色麗528分光光度儀，進入密度菜單，設置為相對密度，同時將密度設置為自動，這樣測出的是印刷樣張的主密度值。每種樣張選兩張印刷較好的，每張選五個固定的點進行測量，每種樣張共測出10個主密度值。油墨附著力的測試，用40mmx100mm透明膠帶平整地粘在被測品印墨上，反復碾壓幾次，保證平整、無氣泡，放置3min。然后慢速粘拉2次，再將測試后的膠帶貼于格紙上，要求膠帶邊對準坐標紙格線。數(shù)出膠帶上油墨所占格數(shù)n。則印墨剝落率A=n/（10X20）印墨剝落率越大，油墨附著性越差。

3 結果與討論

綜上實驗結果分析顯示，經過電暈處理之后，PE薄膜的表面張力由30mN/m增加到42mN/m，提高了40%，PVC薄膜的張力由38mN/m增加到48mN/m，提高了26.32%，PET薄膜的張力由43mN/m增加到54mN/m，提高了25.58%。三者電暈之后，表面張力都有了顯著的提高，改善了薄膜表面的潤濕性和印刷適性。通過對不同試樣摩擦系數(shù)的測試發(fā)現(xiàn)，進過電暈處理的薄膜，摩擦系數(shù)有一定的增大，摩擦系數(shù)越大表面粗糙度越大。因此可以得出，電暈處理使得薄膜表面粗糙度有所提高，改善了薄膜表面的印刷適性。油墨密度的測試試驗得出：電暈處理后的PE薄膜的油墨密度明顯提高，PVC薄膜的油墨密度有很小的提升，而PET薄膜的油墨密度基本沒有變化。此試驗中油墨密度反映了油墨的厚度，所以電暈處理對PE、PVC的油墨轉移有一定的改善。通過膠粘-數(shù)格法進行油墨附著性測試，對比處理前后三種薄膜的油墨附著性，電暈處理后的PE薄膜的油墨附著性明顯提高，PVC薄膜的油墨附著性有很小的提升，而PET薄膜的油墨附著性基本沒有變化。綜合實驗結果及實驗數(shù)據表明，電暈表面處理對表面能較低的薄膜有顯著的影響，經電暈表面處理后印刷適性明顯提高；而對表面能本身就比較高的薄膜影響不明顯。

參考文獻

[1] 劉向東，盛德鯤，高秀梅，楊宇明.空氣電暈輻照對聚酯薄膜表面組成及形貌的影響[J]. 應用化學. 2013（07）.

[2] 范立霞，李彥.油墨疊印及油墨疊印率的研究[J].廣東印刷.2011（06）.

第7篇

隨著全球能源的日趨緊張，太陽能電池以無污染、無機械轉動部件，維護簡便、無人值守、建設周期短、規(guī)模大小隨意，可以方便地與建筑物相結合，市場空間大等獨有的優(yōu)勢而受到世界各國的廣泛重視，國際上已有眾多大公司投入到太陽能電池的研發(fā)和生產中。當前，硅太陽能電池的制造面臨的挑戰(zhàn)是提高太陽能電池的效率以增加單位面積的發(fā)電量以及進一步降低制造成本，使其能夠廣泛應用。在晶體硅太陽能電池中，硅片上電極列陣的制備是非常關鍵的技術，電極陣列是收集太陽能電池發(fā)出電流的必要部件，其性能的好壞直接影響電池的能量轉換效率。作為電鍍技術的一個分支，光誘導沉積技術成為可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)絲網印刷技術，能夠提高太陽能轉換效率的新興金屬化技術。在制造業(yè)迅速發(fā)展的時代，光誘導沉積技術的加工生產并逐步商業(yè)化，吸引了太陽能儀器制造公司的注意。傳統(tǒng)電鍍已經取得優(yōu)異的成績，例如在良好的金屬底層上，通過恒電位或者恒電流都可以得到優(yōu)良的金屬導線。但是，如何在太陽能電池的硅表面上得到優(yōu)異的沉積層，卻沒有得到很好地解決。光誘導沉積技術能夠解決傳統(tǒng)電鍍無法解決的部分問題。作為電沉積的一個分支，光誘導沉積的發(fā)展將進一步促進光伏和微電子制造工業(yè)的飛速發(fā)展。為了系統(tǒng)整理和集中反映光誘導沉積技術及其應用研究的學術進展和科技成就，增進交叉學科領域之間的學術交流，加強科學技術研究與經濟建設的聯(lián)系，促進科技成果的轉化，筆者撰寫了本文。目的是為了幫助電鍍工作者了解新技術的機理以及發(fā)展方向。有關光誘導沉積技術的研究在國外已經開展很多，而國內才剛剛起步。而且到目前為止，并沒有關于光誘導沉積研究現(xiàn)狀及水平的系統(tǒng)總結。該文將對這方面進行綜述。

2光誘導沉積分類及其原理

光誘導沉積按反應類型可分為兩大類：光誘導分解型和光生電子型。

2.1光誘導分解型

根據Grotthuss–Draper定律，只有吸收輻射(以光子的形式)的分子才會進行光化學轉化。但是光誘導分解型沉積可以細分為兩類：第一類稱為直接光解，是化合物本身直接吸收了太陽能而進行分解反應，即利用一些對光敏感的化合物，使其在光的照射區(qū)域分解出金屬單質并且沉積出來；第二類為光轉化為熱，利用一些對熱敏感的化合物，采用激光加熱使這類化合物在基體表面分解產生金屬，從而形成沉積層。

2.2光生電子型

光生電子型則利用具有p–n結的半導體的光伏效應，于外光源照射下在半導體的p–n結兩側的p區(qū)域產生空穴和n區(qū)域產生電子，并用來還原金屬離子。溶液中金屬離子的還原過程為：MeMnn++溶液還原(Mn+為金屬離子；e為光生電子；M為金屬)。光誘導沉積過程與電鍍相似，只不過前者是靠外部光源照射到基體上貢獻出電子，基體本身產生提供化學反應的電位，而后者是靠外電源提供。光誘導電沉積的過程可用圖1表示。圖1光誘導電沉積示意圖Figure1Schematicdiagramoflight-inducedelectrodeposition這種利用光生電子來還原電鍍液中金屬離子的技術叫做光誘導電鍍技術。光誘導沉積法由于其特殊性，常用在半導體以及光伏電子工業(yè)領域。該工藝異于化學鍍和置換鍍，它不需要鍍液中的還原劑來還原金屬離子。這類技術不會因為基體被完全覆蓋而停止反應。

3光誘導沉積技術的發(fā)展

3.1光分解型光誘導沉積技術的發(fā)展

1987年，J.Michael等[1]在美國專利上介紹了一種光誘導沉積技術，即在光敏電鍍液(PdCl2–SnCl2–HCl)中直接采用激光引發(fā)金屬離子在工件上進行沉積。這種方法是利用激光的能量，誘導溶液中金屬離子發(fā)生自動催化反應，從而在基體上的光照射區(qū)域中產生金屬沉積。其反應為：Sn2++Pd2+=Sn4++Pd?？梢钥吹?，在這種新方法中光敏電鍍液中的氯化亞錫(SnCl2)有較強的還原性。實驗中激光光源沒有間接或者直接提供金屬還原的電子，而只是破壞了被照射區(qū)域混合光敏電鍍液的穩(wěn)定性，使光敏電鍍液中Sn2+促使Pd2+還原為金屬Pd，并沉積下來。由于該方法能使金屬離子按照光斑的形狀在非金屬材料上沉積出各種圖案，并且不需要屏蔽或遮蓋基體，使其更適合應用在微電子領域中的選擇性或者圖案化沉積金屬，曾一度引起了相關研究人員的關注。但是這種方法由于存在光敏電鍍液穩(wěn)定性不好、抗雜質能力差、激光光源選擇難且設備昂貴等一系列難以解決的問題而無法得到廣泛應用。進入20世紀90年代，為了解決光敏電鍍液的穩(wěn)定性問題，M.Schlesinger[2]在其書中介紹Zhou等人在1991年開發(fā)的一種光分解型光誘導沉積電鍍液──H2PtCl6乙醇溶液，并在實驗中把經過丙酮和蒸餾水清洗過的基體置于盛滿上述溶液的玻璃容器中，通過激光束照射大約20min，使金屬鉑離子在基體表面沉積。這是聚焦光束使乙醇中的[PtCl6]2發(fā)生了光化學反應，從而使Pt沉積在基體中受到光照的區(qū)域。這種新的電鍍液利用了H2PtCl6在一定溫度下即分解生成金屬鉑的特性，在激光照射下，這種新電鍍液中被照射區(qū)域的溫度局部升高，從而使H2PtCl6分解。其反應如下：264HPtClPtCl+2HCl熱，422PtClPtCl+Cl熱，22PtClPt+Cl熱。這種電鍍液雖然較穩(wěn)定，但是需要的激光功率大，照射時間長，并且難以得到連續(xù)的沉積層。為了進一步提高光敏電鍍液的穩(wěn)定性，解決光源難找并且得到連續(xù)的金屬沉積層等眾多問題，固態(tài)電解質的應用和低功率的光源隨之出現(xiàn)。H.Esrom等[3-4]采用紅外光照射誘導摻雜醋酸鈀的聚酰亞胺高分子膜進行分解，然后按照圖案把多余的金屬沉積層通過激光進行切除，再通過化學鍍銅工藝在鈀金屬上沉積得到所要的圖案。在實驗中，金屬有機膜被紅外光照射1~2s即分解，然后采用ArF源的激光在不破壞基底的情況下把鈀金屬層根據圖案切割出來，再采用化學鍍法在圖案相應的區(qū)域上沉積一層金屬銅。這種新型的方法沒有采用傳統(tǒng)的電鍍液，而是采用摻有醋酸鈀的聚酰亞胺高分子膜作為固態(tài)電解液覆蓋在基體上，解決了由于電鍍液的不穩(wěn)定性而帶來的一系列問題。更重要的是，常見的紅外光源也能夠在短時間內引發(fā)金屬沉積。但是這種方法只能應用在經過特殊處理的高分子薄膜上，使用局限性明顯，成本昂貴，制備工藝復雜，沉積層與基底的結合強度沒有得到保證。面對如此多的問題，在之后的幾年中人們對于光誘導方法的研究進入了一個相對的“冷淡期”，期間鮮見介紹光誘導沉積方法的文獻資料。直到2000年后，憑借著光誘導沉積具有選擇或者圖案沉積金屬鍍層的優(yōu)點，相關的研究學者又開始在該領域開展了研究，國內外相關文獻開始涌現(xiàn)。國內有關光誘導沉積技術的文獻最早追溯到2006年。國內的研究學者Chen等[5]研究了激光直接沉積金屬銀鍍層。在實驗中，他們采用了非溶液方法──使用一種銀離子摻雜的聚酰亞胺薄膜，在激光的照射區(qū)域，Ag+離子被還原出來，沉積在基體上。他們還研究了激光的掃描速度對鍍層連通性的影響，認為當激光掃描速度過快，難以得到連通性好的沉積層。這個研究改良了H.Esrom等[3]的工藝，直接采用激光在基體上根據圖案誘導沉積，免去了根據圖形采用激光切除多余沉積層的工序。但是對于這種預先把容易光分解的物質摻雜在高分子薄膜中的方案，使用起來還是存在著固態(tài)電鍍液的明顯局限性。以至于光誘導沉積技術在相當長的一段時間內難以發(fā)展。從過渡期的文獻可以看出，人們對光誘導沉積的研究主要集中在第二類光誘導沉積技術。這類技術利用的是鍍液中相對不穩(wěn)定的化合物能發(fā)生光化學反應而被還原的特性，但是在實際應用中能發(fā)生光化學反應的金屬離子種類稀少，而且都是昂貴的金屬，沉積鍍層與基底的結合強度不佳，這些缺陷嚴重制約了這類光誘導沉積技術的進一步發(fā)展。

3.2光生電子型光誘導沉積技術的發(fā)展

隨著微電子和光伏工業(yè)的發(fā)展，人們希望這種不用光敏膠保護就能夠選擇性沉積的技術可以應用在半導體工業(yè)上。于是，研究人員把光誘導沉積技術的應用轉移到半導體上。1975年，德國的W.Spth[6]在他的專利中首次介紹了外置光源照射到具有p–n結的半導體上，利用半導體的光伏特性，在其表面提供金屬離子還原所需要的電子，并利用這些電子在半導體表面上沉積金屬。這種技術需要具備以下特點：(1)基體為具有p–n結的半導體；(2)外部光源的照射。由于該技術的應用面相對狹窄，只能應用在半導體的沉積上。所以在相當長的時間內沒有引起電鍍研究人員的注意。隨著科技的發(fā)展和器件性能的提高，人們對器件的制備工藝要求越來越精細。由于光誘導沉積技術具有在精密圖案上選擇性沉積金屬鍍層的優(yōu)點，特別適合在微電子工業(yè)領域的應用，人們又把目光投到該技術上。A.Matte[7]和E.Wefringhaus[8]等人分別在2006年的文章和2007年的報告中指出，在絲網印刷技術制備前電極連線的時候由于存在極線斷裂，導致電流下降、廢品率增多等現(xiàn)象(見圖2a)，而采用光誘導沉積技術作為絲網印刷技術的后續(xù)工藝，則可改善單獨采用印刷銀電極線的厚度及連接性問題，能很好地降低電極的串聯(lián)電阻，有效提高太陽能轉換效率，增加成品合格率，如圖2b所示。這樣光誘導沉積技術又重回到半導體器件的應用上。但文獻中并沒有對其工藝進行具體的討論，同時用這種光誘導沉積技術方法來解決電極連線斷裂的現(xiàn)象還存在一個很大的局限性，就是極線在斷裂的地方間距要很小，如果印刷導線斷裂間距過大，那么采用這種方法仍然不能使已經斷裂的極線重新連接上。因此，光誘導沉積技術只是作為制備前電極線、提高成品率的一種輔助方法。但光誘導沉積技術既可以提高太陽能的轉換效率，還可以增加成品率的特點，重新引起人們的關注，隨后相關的文章也多了起來。S.W.Glunz等[9]在2008年第33屆光伏會議上介紹了光誘導沉積技術用作增加太陽能電池的電壓以提高其轉換效率的的方法，認為采用光誘導沉積獲取金屬沉積的方法(底層+光誘導沉積)比太陽能電池標準金屬化(絲網印刷銀漿+銀漿的燒結)具有更高的效率。另外，由于絲網印刷的金屬漿料中含有不可忽視的膠粘劑，在燒結過程中不可避免地會產生氣泡，減少了銀層與底層的接觸面積，增加了導線與硅基體的串聯(lián)電阻。而采用光誘導沉積獲取的銀層能與底層之間產生很好的接觸面?？梢钥闯?，光誘導沉積尤其適用于太陽能電池，特別適用于準電極的微細極線。但是他們還是把光誘導沉積技術作為絲網印刷技術的后續(xù)工藝。而在印刷金屬Ni漿作為底層的太陽能電池的基底上，采用光誘導沉積的方法在底層上加厚鍍銀層，雖然可以減少昂貴的金屬銀漿的使用，但是還擺脫不了金屬漿料帶來的副作用──金屬漿料底層存在有機漿料，在燒結過程中會產生氣體，因此不能與硅表面產生很好的接觸面積，增加了前電極與硅基體的串聯(lián)電阻。為了增加電極與基底的接觸面積，進一步得到更好的太陽能轉換效率，M.Alemán[10]，A.Fioramonti[11]等人重點研究了硅太陽能電池的前電極制備，指出與其他方法相比，傳統(tǒng)的絲網印刷技術因存在金屬銀漿而降低了電導率，使導線粗大，并占有大的陰影面積等缺點。提出采用氣溶膠印刷、熱溶墨水、噴涂印刷法結合光誘導沉積法等技術能提高太陽能的轉換效率。后者只是通過減少電極線所占的面積來獲取轉換效率的提升，但它仍然擺脫不了使用價格不菲的導電墨水及氣溶膠，故仍然存在絲網印刷的缺點，即金屬底層與硅表面的接觸面不夠充分。

與此同時，臺灣的陳智楊[12]研究了光誘導沉積結合化學鍍鎳在硅太陽能電池上的應用狀況，以便改善網印太陽能電池在制造過程中網印金屬電極因高溫燒結所產生的缺陷，并進一步減少前電極與太陽能基體之間因串聯(lián)電阻所帶來的轉換效率損失。但是由于把光誘導沉積技術作為絲網印刷技術的后期修補，只能改善金屬導線與硅基體以及斷口處導線之間的連接性，并沒能克服太陽能電池在制造過程中絲網印刷銀電極與底層之間產生接觸面不充分的問題，而且金屬鍍層與基體表面的結合度還沒有得到很好地解決。隨著研究的深入，人們不再滿足于單一光誘導沉積銀的現(xiàn)狀。S.Tutashkonko等[13]在2010年第25屆歐洲光伏太陽能會議中介紹了在商用酸銅鍍液中采用的光誘導電沉積銅技術，認為沉積銅層在2μm的時候可以增加太陽能電池的效率，在5μm厚度的時候可以減少引線的電阻。因此，可以減少貴金屬的應用，進一步降低太陽能電池的成本。但是對于金屬底層的選擇、金屬銅在硅片上擴散而帶來的太陽能硅片的失效以及如何解決金屬底層的物理性能等問題，仍無實質性進展。銅是快擴散雜質，銅原子不但很容易擴散進入氧化物或者介質材料，造成互連線的低擊穿，而且銅塊擴散到硅中形成深能級陷阱，或者與硅在較低溫度下反應而生成Cu3Si，使有源區(qū)沾污而引起結漏電和Vt漂移。所以需要在銅與氧化物及介質之間加入一層阻擋層。適合的阻擋層材料要能夠阻擋銅原子擴散，具有低的薄層電阻和很好的熱穩(wěn)定性。光誘導沉積過程很適合制備高轉換效率的太陽能電池。以往著重進行光誘導沉積溶液和光源的研究，一般是固定電極的位置，即每一種方法的光源都是在前電極的對面，而沉積液置于電池與光源中間。隨著研究的深入，已有研究者把光源直接安排在電極表面的前面，也有研究者把光源分布在沉積槽中，所取得的效果相當顯著。由于人們對光誘導沉積技術的關注，相關的專利也隨之出現(xiàn)。2010年，AndreasKrause等[14]在其專利上介紹了一種適用于半導體器件的采用光輔助電鍍導線的儀器設備，如圖3所示。在這個裝置中，采用LED(發(fā)光二極管)燈作為輔助沉積光源，通過光度調節(jié)器調節(jié)光源的亮度來控制硅器件上的光電流。但由于采用上下電極水平放置的方法，光源從電極背面入射，當硅半導體器件背面印刷電極被覆蓋的時候就阻擋了光源，導致硅半導體器件不能產生光電流。這時候就不能起到光輔助沉積的作用。同年，GaryHamm[15]在其專利上介紹了一種在太陽能半導體上光引發(fā)沉積鎳的方法，即分別采用Ni電鍍液和化學鍍鎳液在單晶硅和多晶硅太陽能電池上沉積前電極。J.Bartsch等[16]在銀鍍液中研究了不同光照強度和不同多電極放置位置對光誘導沉積銀金屬過程的影響，同時考察了電極電位和電流對沉積過程的影響，確定了沉積參數(shù)。由于采用印刷金屬銀漿作為底層，從而避免了金屬鍍層與基體結合強度差等問題。

3.3光誘導沉積技術在光伏行業(yè)中的應用現(xiàn)狀

從文獻年份的分布來看，人們對光誘導沉積技術的研究是斷續(xù)的。這主要是由于以往的光誘導沉積技術難以給工業(yè)帶來革新性的發(fā)展，因此相應的文獻不多。隨著科技的發(fā)展，精細器件的出現(xiàn)，光誘導沉積技術可以進一步提高太陽能電池的轉換效率，降低生產成本。但是總體來看，光誘導沉積技術的應用仍然面臨著諸多問題，如電鍍液的穩(wěn)定性、鍍層性能、清潔生產以及提高生產效率和經濟效益等。主要體現(xiàn)在以下方面：

(1)底層與防擴散層的制備。因為底層與防擴散層的好壞決定著后期鍍層的性能。

(2)新型電鍍液和新鍍種的開發(fā)。我國的鍍液性能與國外相比還有很大差距，隨著對鍍液性能的要求越來越高，電鍍行業(yè)迎來了機遇和挑戰(zhàn)。

(3)提高鍍層性能。繼續(xù)新技術、新工藝、新材料的研究與開發(fā)，更好地解決防擴散層與基體結合力的問題，提高鍍層的機械性能和電氣性能，減少貴金屬的應用，延長產品的使用年限，以達到大幅度降低生產成本的目的。

第8篇

在“包裝設計”課程學習教學中，以真實的項目或仿真項目把學生帶入真實的工作環(huán)境中，通過實際案例的分析、討論、模擬等形式，分階段予以點評和講授，在“做中學、學中做”，以達到學生對職業(yè)技能逐步掌握和熟練的目的。1.形成以職業(yè)能力為基礎的課程目標“包裝設計”課程是裝潢設計專業(yè)崗位技能的核心課程之一，是針對包裝設計崗位開設的課程。本課程以工作過程為導向，以工作任務為載體，在教學中以項目引領任務驅動展開教學，并結合企業(yè)設計生產流程，利用校內一體化教學平臺和校外實訓基地，充分體現(xiàn)“產學合作，工學結合，教、學、做合一”的職業(yè)教育思想。課程對學生的知識能力、專業(yè)能力、方法能力及社會能力三個方面進行了訓練和培養(yǎng)。知識目標：學生要了解包裝的分類、包裝的起源與發(fā)展及包裝的功能等基礎知識；了解包裝設計市場調研的內容，并能夠進行準確的設計定位；掌握包裝造型、文字、圖形、色彩、編排形式以及材料等構成要素的應用；掌握包裝設計的制版技術；掌握系列包裝的設計形式；了解與掌握包裝的印刷流程與印刷技術。專業(yè)能力目標：學生能運用包裝紙盒結構的知識，設計包裝紙盒造型；能對舊包裝進行改良設計制作；能設計制作系列式包裝作品；能結合印前技術知識，熟練操作電腦軟件，制作包裝設計作品；能辨別包裝設計作品的優(yōu)劣，具有時尚意識；能對設計作品進行總結、整理、歸納并進行書面表達及口頭表達。社會和方法能力目標：學生能進行市場調研并搜集相關素材；能與人進行良好的交流、溝通、表達；能分工合作完成項目，具有團隊協(xié)作精神；能發(fā)現(xiàn)問題并解決問題；能客觀的評定事物并具有正確的價值觀。2.構建“三大項目、五大任務、十大單元”課程整體框架“包裝設計”項目化課程中的關鍵是項目設計。如何科學合理地設計項目，是課程項目化的重中之重。首先必須進行深入地市場調研，結合崗位能力的需求設計項目，并通過具體任務完成理論與實踐教學。項目設計過程中所選項目，必須輪廓清晰，且工作內容典型，有明確而具體的成果展示和完整的工作過程。結合包裝設計課程項目化的特點，構建了“三大項目、五大任務、十大單元”?！叭箜椖俊保醇埌b結構設計項目、商品包裝改良設計項目、商品系列包裝設計項目；“五大任務”，即牙膏包裝紙盒結構設計任務、禮品包裝紙盒結構設計任務、三顆針牙膏包裝制作任務、商品包裝改良設計任務、食品類/化妝品類/日用品類系列包裝設計任務；“十大單元”，即牙膏包裝紙盒結構設計學習單元、牙膏包裝紙盒結構成品制作學習單元、禮品包裝紙盒結構設計學習單元、禮品包裝紙盒結構成品制作學習單元、三顆針牙膏包裝展開圖制作學習單元、三顆針牙膏包裝效果圖制作學習單元、商品包裝改良設計創(chuàng)意簡報學習單元、商品包裝改良設計學習單元、商品市場調研報告學習單元、商品系列包裝設計學習單元。采用項目引領、任務驅動的形式，由易到難逐漸遞進把知識點融入到項目任務中，完成教學全過程?！鞍b設計”課程項目設計采用兩種形式：一種是模擬項目。由教師模擬企業(yè)真實工作過程，遵循職業(yè)教育培訓的每個階段，結合所學專業(yè)知識，由淺入深設計一系列相互聯(lián)系的項目。例如：紙包裝結構設計項目和商品包裝改良設計項目，由教師模仿企業(yè)真實項目環(huán)節(jié)和流程設計項目類型，學生自己確定選題，提供給學生充分的自由發(fā)揮空間。另一種是企業(yè)真實項目。學校與企業(yè)建立合作關系，引進企業(yè)真實項目與企業(yè)實際生產過程相一致，使之具有一定的應用價值。例如：商品系列包裝設計項目，在課程教學中引進企業(yè)真實項目：“林都”食用菌壓縮系列包裝設計項目和小蜜蜂花粉片系列包裝設計項目，通過真實或仿真的項目培養(yǎng)學生獨立計劃、學習和完成工作內容，自行組織、安排學習行為，以及處理在項目中出現(xiàn)的問題等能力。隨著項目所承載的知識點的逐漸遞進，學生在完成工作任務的過程中能應用所學知識提高技能，又能在一定范圍內學習新的知識和培養(yǎng)新的技能，解決過去從未遇到過的實際問題，項目實施成果的最終評價由企業(yè)專家、教師和學生共同完成。3.理論與實踐相結合，創(chuàng)建實施理實一體化教學平臺以往的教學理論與實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象嚴重，實施項目化教學就是要將理論與實踐相結合，即理論實踐一體化教學。通過項目任務承載知識點，提高學生適應工作內容的能力，在教學中強調充分發(fā)揮教師的主導作用，通過設定完整的教學任務和教學目標，讓學生邊學、邊做，實現(xiàn)做中學、學中做。構建素質和技能培養(yǎng)框架，豐富課堂教學和實踐教學環(huán)節(jié)，提高教學質量?！鞍b設計”課程的教學環(huán)節(jié)：任務布置與分析市場調研與資料搜集知識點講解與技術支持制作與實施展示與評價。理論和實踐交替進行不分先后，理論中有實踐，實踐中有理論，理論與實踐緊密結合，是一種突出學生動手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，充分調動和激發(fā)學生學習興趣的教學方法?！鞍b設計”課程項目化教學，必須依托理實一體化教學平臺，裝潢設計專業(yè)搭建了多媒體教室、平面設計實訓室和絲網印刷工藝實訓室等理實一體化教學平臺。其中多媒體教室是學生學習理論知識和繪制包裝設計作品草圖的教學場所。平面設計實訓室占地面積55平方米，液晶屏電腦40臺，配有多媒體教學設施，學生可以在此完成包裝設計作品的電腦制圖階段。通過本實驗室的實踐教學，學生可以了解平面設計工作的流程，通過實驗過程的項目引領，可以培養(yǎng)學生掌握崗位技能的操作能力和設計能力。絲網印刷工藝實訓室是完成包裝設計作品成品制作的實踐教學場所，絲網印刷實訓室配備成套絲網印刷設備，包括制網機、紫外線曬網機、多功能絲網印刷機等。能夠提供絲網印刷工藝拓稿、制網、涂抹感光膠、感光膠干燥、曬版、沖網、印刷、脫膠所有工藝流程所需的一切必需品和設備。

校企合作，工學結合教學模式

1.密切校企合作關系，引進企業(yè)真實項目學校在“包裝設計”課程項目化實施過程中，注重培養(yǎng)與企業(yè)的合作關系，如引進了黑龍江省伊春市林都山特產有限責任公司的“林都”食用菌壓縮系列包裝設計項目，學生設計了野生猴頭蘑、野生榛蘑、野生黑木耳等產品的系列包裝設計作品，獲得了企業(yè)的好評，部分作品被企業(yè)采納。引進了牡丹江小蜜蜂集團的小蜜蜂花粉片系列包裝設計項目，企業(yè)采納了部分學生的設計作品，并參與了教學全過程，提供了市場調研場所、設計資料并參與了課程考評，課程考評過程中，在被采納的作品中，評選出一等獎1名，二等獎2名，三等獎3名，由企業(yè)提供獎金和獎品，企業(yè)專家親自頒獎，激勵了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生的職業(yè)能力，養(yǎng)成了學生的職業(yè)素質。2.校企深度融合，創(chuàng)建校外實訓基地“包裝設計”課程的實踐環(huán)節(jié)非常重要，加大實訓基地建設是課程建設的重要保障。在校內建立了包裝設計實訓室、包裝材料實訓室、包裝印刷實訓室等實訓基地，并逐步建立和完善校內外實訓基地，目前，已建成哈爾濱鑫文陽印務有限公司、黑龍江省孜聞傳視企業(yè)形象設計有限責任公司、哈爾濱大鱷廣告有限公司、哈爾濱格覺文化傳播有限公司、哈爾濱傳承和諧品牌設計公司等10多家校外實訓基地。在企業(yè)技術人員的指導下，對學生進行專業(yè)技能講解與示范，使學生深入包裝設計印刷的各個生產環(huán)節(jié)進行學習，這樣既能充分發(fā)揮學生的主觀能動性，又能提高學生學習的積極性。

實施“兩個結合”的教學模式