发布时间：2023-09-27 09:25:49
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的丝网印刷方法样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
【关键词】丝网印刷教学 高新技术 应用
丝网印刷逐步从传统的领域进入科技的领域，许多科学技术项目中，开始采用丝网印刷来进行高新技术的研究，如果丝网印刷教学不随着技术的发展及时更新内容，就会造成教学与实际现实应用的脱节，培养的学生无法适应市场的要求，不利于丝网印刷行业的长远发展。从目前的情况来看，丝网印刷在高新技术中具有巨大的利用空间，可以提高印刷的质量，加快印刷的速度，从而有效的带动整个印刷行业的发展。当今，丝网印刷在高新技术的应用主要有下面几种。
1.太阳能电池为主的电器
太阳能电话主要以太阳为能源，在电话的顶端装上接收板，接收板主要接收太阳能，可以不间断的给电池充电，使用者的声音通过无线电波输入附近的电话交换机，然后通过各地电话通信网传播出去。太阳能电话的耗电量与普通的电话相比，耗电量相当低。
太阳能冰箱内部装有温度调节器，可根据需要随时调节箱内的温度。国外研制出一种仓库用的大型太阳能冰箱， 上部装的抛物线镜面将阳光集中在半导体网孔上， 把光转换成电流， 箱内温度保持在一定范围内，达到较好的冷藏效果。
太阳能电池以硫化镉或啼化镉作为半导体材料，在太阳能电池的制造技术中， 丝网印刷作为一种重要的手段，是整个工艺的关键环节。
2.计算机键盘
当前，计算机的使用在我国已达到了普及的程度，键盘是计算机系统中的必要组成部分，具有重要的作用。通过键盘键入，使用者的要求就会通过键盘传入计算机系统内部，计算机执行各种操作。键盘下面的传递操作者命令的电路正是丝网印刷在起着作用。
3.计算机直接成像制版
感光胶片在传统彩色丝网印刷的分色网版制作中具有重要的作用，采用胶片拼版，放大胶片或投晒网版。这些方法对胶片的要求很高，精确度和线数高的胶片是分色网版制作的前提。制作胶片不但花费大量的时间和金钱，而且质量很难保证。
上世纪末，数字处理技术的不断发展和成熟，电脑无胶片直接制版也随之产生，计算机直接制版技术在印刷领域得到了大量的运用，在新技术的推动下，丝网印刷业也得到了长足的发展。首先由计算机进行版面挂网和光栅化处理，然后将版面信息点阵化，通过激光、喷蜡等多种成像技术，直接将点阵复制到丝网版材上。丝网印刷的未来将朝着模版上直接成像的制版方向发展。
4.食物检测
随着经济的发展，人们生活水平的提高，对食物的质量和安全性要求也随之提高。只有在食物加工的时候进行严格的把关控制，才能不断提高食品的质量。因此，采取合适的食物检测方法是一个需要解决的问题。传统的方法有很大的局限性，已不能满足现食物检测的需要，必须采用先进的技术。基于碳基丝网印刷电极的一次性电化学机器是一种新型的技术，它的敏感性很高，响应的速度很快，操作起来简单方便。对于食物结构分析、食品添加剂的测定及食品卫生检测等方面，具有很重要的作用，在食品行业的应用前景广阔。一些食物中含有少量兽药及农药，没有精确的仪器是很难检测出来的，而且，对于保护消费者的身心健康，促进我国食品出口贸易不断增长对国民经济的发展具有重要意义。
它对食物进行检测的时候，需要少量的样品即可，检测的速度比较快，而且结果准确。构建高灵敏、廉价的兽药和农药残留检测传感器，将表达有与味蕾细胞相同甜味受体及甜味信号传导相关因子的细胞培养于丝网印刷电极表面，通过细胞阻抗谱法检测细胞群对味质刺激的信号响应，利用信号处理可实现对单一甜味物质的区分。
5.新型包装
随着包装印刷业的发展，丝网印刷在包装业的重要性日益凸显。丝网印刷的墨层较厚，颜色很鲜艳明亮，印刷的产品立体感较强，在印刷中可以利用特殊效果，使用多种防伪功能。现代企业对包装业的重视加强，许多企业为了达到特殊的印刷效果，组合多种印刷工艺。尤其是印刷精度极高的轮转网印单元配合柔性版印刷机的应用，使印刷品达到完美的效果。这种方式可以在承印物上获得金、银等金属效果和浮凸、磨砂效果。丝网印刷使包装印刷业进入了一个新的领域，它提高了包装的艺术美感，无形之中增加了产品的附加值，增强了促销效果。随着设备、材料的改进以及工艺技术的不断完善，丝网印刷在包装领域将有更大的突破和更好的发展。
6.结语
丝网印刷具有很强的适应性，在高新技术中应用的前景广泛。随着科学技术的发展，丝网印刷将走向一条技术含量高的科学印刷之路。丝网印刷的发展需要印刷行业所有人员的共同努力，不断创新，采用先进的技术，而且，在丝网印刷的教学中要注重高新技术的讲解，这样，才能培养出更多的优秀的丝网印刷人才，为丝网印刷技术的发展提供人力资源的保障。
【参考文献】
[1]林其水.高新技术在丝网印刷中的应用[J].工艺与技术，2004，12（02）：13.
生产晶体硅太阳能电池最关键的步骤之一是在硅片的正面和背面制造非常精细的电路,将光生电子导出电池。这个金属镀膜工艺通常由丝网印刷技术来完成――将含有金属的导电浆料透过丝网网孔压印在硅片上形成电路或电极。典型的晶体硅太阳能电池从头到尾整个生产工艺流程中需要进行多次丝网印刷步骤。通常,有两种不同的工艺分别用于电池正面(接触线和母线)和背面(电极/钝化和母线)的丝网印刷,见图1。
多年来,太阳能丝网印刷设备在精度和自动化方面有了很大进步,具备了在微米级尺寸上重复进行多次印刷的能力。这一发展开创了全新的先进应用,如双重印刷和选择性发射极金属镀膜。Baccini公司在20世纪70年代在微电子领域开发了丝网印刷技术,并在20世纪80年代将这一技术扩展到太阳能金属镀膜领域。今天,Baccini公司已成为应用材料公司Baccini集团,以多项先进技术引领业界的发展。
2基本的太阳能丝网印刷
印刷过程从硅片放置到印刷台上开始。非常精细的印刷丝网固定在网框上,放置在硅片上方;丝网封闭了某些区域而其它区域保持开放,以便导电浆料能够通过。硅片和丝网的距离要严格地控制(称为印刷间隙)。由于正面需要更加纤细的金属线,因此用于正面印刷的丝网其网格通常比用于背面印刷的要细小得多。
把适量的浆料放置于丝网之上,用刮刀涂抹浆料,使其均匀填充于网孔之中。刮刀在移动的过程中把浆料通过丝网网孔挤压到硅片上,见图3。这一过程的温度、压力、速度和其他变量都必须严格控制。
每次印刷步骤后,硅片被放入烘干炉,使导电浆料凝固。接着,硅片被送入另一个不同的印刷机,在其正面或背面印制更多的线路。所有印刷步骤完成后,将硅片放入高温炉里烧结。
3硅片正面和背面的印刷
每块太阳能电池的正面和背面都有通过丝网印刷淀积的导线(见图4),它们的功能是不同的。正面的线路比背面的更细;有些制造商会先印刷背面的导电线,然后将硅片翻过来再印刷正面的线路,从而最大程度地降低在加工过程中可能产生的损坏。在正面(面向太阳的一面),大多数晶体硅太阳能电池的设计都采用非常精细的电路(“手指线”)把有效区域采集到的光生电子传递到更大的采集导线――“母线”上,接着再传递到组件的电路系统中。正面的手指线要比背面的线路细得多(窄到80μm)。正因为如此,正面的印刷步骤需要更高的精度和准确性。
硅片的背面和正面的印刷要求是不同的,技术上也不那么严格。背面印刷的第一步工序是淀积一层以铝为基础的导电材料,而不是非常细的导电栅。同时,能够将没有捕捉到的光反射回电池上。这一层也能“钝化”太阳能电池,封闭多余分子路径,避免流动电子被这些空隙所捕捉。背面印刷的第二步是制造母线,和外部电路系统相连接,见图5。
4新一代丝网印刷的应用
如今晶体硅太阳能电池的平均转化效率是15%,业界的发展目标是将转化效率提高到20%以上,丝网印刷设备能够提供多种方法帮助实现这一目标。实现更高的转化效率可以从以下两个方面入手:电池工艺(创造出能够将光能转化为电能的有效区域)和金属镀膜(形成导电金属线)。
5双重印刷
电池正面导电线路的一个负面效应是阴影:导线阻挡了少量阳光,使其无法进入电池的有效区域,从而降低了转化效率,见图6。为了将这种阴影效应降到最低,导线必须尽可能做到最窄。然而,为了保持足够的导电性,线条的高度必须增加,这样才能保持同样的横截面积。实现更细,更高导线横截面的解决方案就是将多条导线重叠印刷。这就意味着丝网印刷机必须能够高准确度、高重复性地印刷非常细小的线条――当前的标准线条小到80μm――相当于人类一根头发丝的平均厚度。
现在大多数导线烧结后的尺寸是110-120μm宽,12-15μm高。这样尺寸的线条由于阴影效应带来的转化效率损失大约为1.29%。要减少这一损耗,导线宽度必须降低;同时,需要增加导线横截面的高度,以此优化导电性能,见图7。导线横截面尺寸从110μm宽/12μm高转变为80μm宽/30μm高之后,潜在的转化效率绝对增益为0.5%。
应用材料公司Baccini的方法是用两台不同的印刷机将两种材料进行重叠印刷。这一最新的工艺在实际生产环境下实现了80μm宽、平均30μm高的导线横截面尺寸。这种方法减少了大约20%的阴影损失,相应的也降低了电阻系数。通过在现有生产线上增加一台额外的丝网印刷机和烘干炉,就能非常方便地以一种具有成本效益的方式实现多次印刷工艺。
导线双重印刷(和其它的先进印刷应用)最关键的一点在于对准精度,因为第二层印刷物必须非常精准地置于第一层之上。应用材料公司Baccini的最新研发成果使第二层印刷物的对齐精度达到±15μm。这一技术采用了新型的高分辨率照相机和新的软件算法,具有自动调整程序,并可以在印刷初始阶段进行额外控制。此外,浆料配方和丝网设计必须经过仔细的共同优化,从而最大限度地实现丝网印刷的硬件和工艺效能。
6选择性发射极
另外一个新兴的应用是选择性发射极技术――在丝网印刷的金属线下精确地制造一个重度掺杂的n+区域,以便进一步降低接触电阻,从而实现转化效率的提高,见图8。
制作这些发射极区域有好几种技术。每一种都要求高精度和高重复性的多重印刷步骤。此外,发射极区域必须略宽于上方的金属线:对于100μm宽的金属线来说,最优化的发射极区域宽度为150μm左右。很关键的一点是后续的金属线必须非常精确地直接放置在发射极区域之上,否则,就会失去它的效率优势。应用材料公司Baccini的丝网印刷技术在成熟度、对准精度、低成本和高速度方面都具有优势,是实现这种电池工艺的理想选择。
7丝网印刷的生产力
随着太阳能光伏产业的生产规模越来越大、工艺步骤越来越多(以获取更高效率),很多问题――包括高产量和处理更薄硅片的能力等――变得越来越重要。
目前,晶体硅太阳能电池工厂的产量约为1500硅片/小时(每条生产线),业界的目标是在不久的将来实现至少3000硅片/小时。这需要使用非常先进的机械自动化技术以最小的破片率高速处理硅片。
这就意味在丝网印刷工艺中如丝网放置,浆料涂布和刮刀移动都需要以更快的速度进行,同时,线条的宽度和对齐方式必须保持原有精度甚至更加精确。
硅片越来越薄(因此更加易碎)的趋势推动了“软”处理技术的发展,以此保持低破片率和高良率。应用材料公司Baccini以其高速软处理技术和最低破片率成为享誉业界的领导者。拥有数十年经验的工程师团队正致力于开发多项技术创新, 从而保持Baccini丝网印刷设备在超薄硅片处理领域的领导地位。
8结论
以往，我公司对变形金银卡纸常规性处理的方法是：采用手工抚平变形金银卡纸，让其一点点儿恢复到平整状态。但是该方法效果不佳，印刷时依旧会有废品产生。考虑到丝网印刷机属于高耗能设备，一旦在印刷过程中发挥不了很好的效果，将会给公司效益带来不利影响。所以，笔者决定从丝网印刷机着手，通过对其改进，以减轻纸张变形而引起的套印不准。
笔者经过对设备认真检查后发现，导致套印不准的主要原因是金银卡纸本身就较厚，再加上纸张已经发生变形，当其到达前规定位点时，拉规就不能正常将纸张拉到位，即便偶尔拉到位时，纸张定位也不太稳定，极易造成套印不准。
笔者经过进一步观察，发现该丝网印刷机的拉规压力弹簧本身就存在问题，当纸张到位时，拉规开始动作，由于纸张定量不同以及变形程度也不同，拉规压力弹簧在动作时会出现不同程度的弯曲，这种现象很容易减弱拉规对纸张的拉力，从而造成纸张不到位或定位稳定性极差的现象。
DRID
无线射频识别（RFID，RBdio Frequency Identification）技术是一项非接触式自动识别技术，它通过空间耦合（交变磁场或电磁场）自动识别目标对象并获取相关数据，以达到目标识别和数据交换的目的，识别工作无需人工干预。
AFID系统的基本工作原理可以通过图1进行阐述：阅读器将要发送的信号，经编码后加载在某一频率的载波信号上由天线向外发送，进入阅读器工作区域的电子标签接收此脉冲信号，标签内芯片中的有关电路对此信号进行解调，解码、解密，然后对命令请求，密码，权限等进行判断。若为读命令，控制逻辑电路则从存储器中读取有关信息，经加密、编码，调制后通过电子标签内天线再发送到阅读器，阅读器对接收到的信号进行解调，解码，解密后送至中央处理系统进行有关数据处理；若为修改信息的写命令，有关控制逻辑引起的内部电荷泵提升工作电压，提供擦写EEPRQM中的内容进行改写，若经判断其对应的密码和权限不符，则返回出错信息。
RFID系统的应用范围
国际物联网时代即将到来，据悉，RFID技术已在欧美市场广泛应用，随着中国市场RFID技术的日趋成熟和RFID标签价格的降低，RFID电子标签将替代传统的一维条形码和二维码。如果说二维码是一维码标签的延伸，那RFID的诞生就是标签行业的一场革命。其应用领域主要在以下方面：
1.物流管理
物流是RFID最大的市场应用空间，可以极大地提高物流环节的效率，并为实现零库存提供技术保障。全球零售业巨头沃尔玛以及德国麦德龙极力推广RFID标签的应用，均已实现在超市中利用RFID技术来实现产品识别、反偷窃，实时库存和产品有效期控制。
2.食品安全
食品安全问题是一个国家的民生大事，RFID技术可以通过对食品原来的种植或养殖过程进行全程的管理记录以及对食品流通的环节进行正向跟踪和逆向追溯，全方位保证食品安全。
3.商品防伪一
商品防伪能保障正常的市场秩序与消费信誉，具有巨大的市场空间。采用RFID防伪技术与无线通讯网络可以在任何时间、任何地点实现商品的质量检验，目前已在烟、酒。医药等商品上进行试点。
4.其他领域的应用
RFID具有着非常广泛的应用空间，比如在交通管理，军品管理、安防，动物养殖与宠物管理，图书馆管理等领域，都具有巨大应用前景。
RFID标签天线制备技术
影响RFID推广的核心问题在于芯片技术以及成本。如图2所示，RFID电子标签主要由底材、天线及芯片组成，天线层是主要的功能层，其目的是传输最大的能量进出标签芯片。与传统蚀刻法，绕线法相比，标签天线的直接印制法大大节约了成本。
1.标签天线的传统制造工艺
①采用蚀刻方式加工制备标签天线
天线在蚀刻前应先印刷上抗蚀膜，首先将PET薄膜片材两面覆上金属（如铜、铝等）箔；然后采用印刷法（丝网印刷，凹印等）或光刻法，在基板双面天线图案区域印刷抗蚀油墨，用以保护线路图形在蚀刻中不被溶蚀掉：然后进行蚀刻，即将印刷油墨图案已固化的片材浸入蚀刻液中，溶蚀掉未印刷抗蚀油墨层区域的金属；然后再去除薄膜片材天线图案金属层上的抗蚀刻油墨，这样就得到了标签天线。或者采用光刻法，在覆铜基板表面预先涂布光敏抗蚀膜，并用相应的掩膜覆合曝光，经过显影腐蚀，除去版上残留抗蚀膜，就得到一个完整的天线图形。
②绕线法制备标签天线工艺
目前。铜导线绕制RFID标签天线的制造工艺通常是使用自动绕线机进行，即直接在底基载体薄膜上绕上涂覆了绝缘漆，并使用低熔点烤漆的铜线作为RFID标签天线的基材，最后用黏合剂对导线与基材进行机械固定。其工艺流程如图4所示。该方法可靠性较高，但对于RF19电子标签来说成本太高。
2.标签天线印制工艺
基于传统标签天线制备方法中存在的污染环境、成本较高的弊端，且工艺复杂，成品制作时间长，必将被新的工艺所替代。采用印刷方式直接印制RFID标签天线是一种环保节能、低成本的制造工艺。现有可行的印制RFID标签天线的印刷方式有丝网印刷和喷墨印刷。
①丝网印刷法制备天线
丝网印刷是使用模版直接印刷的过程，即用导电油墨直接印刷在纸基或塑料薄膜卷材上，其一般工艺流程为：
标签天线的丝网印刷就是把导电油墨由网版的另一侧以刮板将油墨扫压过网版，而油墨则穿透过网版上天线图样的网孔间隙，粘印在被印刷的底材上。在进行RFID的标签天线印刷时，由于不同工作频率的RFID标签的天线线圈将对应不同的圈数，线圈厚度和每一圈之间的距离（如HF波段使用13.56MHz的芯片，通常它要求线圈圈数为6，厚度约为20um：UHF波段使用868MHz和950MHz的芯片，线圈截面厚度约为4um），故所印刷的墨层厚度、每一道线的宽度和干燥后的图形轮廓都有严格的允差范围（如两次重叠套印的误差必须在0.1mm之内）。
网版印刷的墨层厚度最多可以达到100um，是柔印、胶印和凹印的几倍，这对于用导电油墨印刷标签天线是十分有利的。在实际印刷电路生产中，墨层厚度的要求一般在8～12um，其干燥则可以采用UV，IR及热风等方式来完成。
②喷墨印刷法制备天线
丝网印刷在一定程度上节约了成本，但其油墨采用70%左右的高银含量的导电银浆，得到15～20um之间的天线，属于厚膜印刷方式，成本高，且印刷过程中有溶剂排放，墨层柔顺性较差。采用喷墨打印机制备导电线路，只需要根据计算机系统设计的图案，由喷墨打印机的喷头将导电墨水喷涂到基板上而形成导电线路。喷墨印刷方式作为非传统印刷，在天线制作方面由于其制作周期短、无污染、成本低等特性被广泛关注。国内外很多知名院校、研究所长期致力于喷墨导电墨水的研究，取得了显著的成就。北京印刷学院以李露海教授为带头人的科研团队成功研制出导电膜厚度在1um左右，电阻达到1Ω左右的喷墨导电墨水：美国Kovio公司在2008年推出了用喷墨打印纳米硅墨水制备的FFD，成为喷墨打印墨水第一个商业成功的案例；韩国顺天大学2009年研制出基于碳纳米管墨水的全印刷1-bit射频标签。
采用喷墨印刷来进行RFID标签的制作可分为3种方式：①使用喷墨印刷方式把抗蚀油墨、阻焊油墨和字符油墨等喷射到覆铜板上，经过固化后得到成品；②采用含有纳米金属颗粒的导电墨水直接将电路图形喷在聚酯片基上，经过低温烧焙固化，形成电路：③通过采用相应特性的墨水，采用喷墨印刷的方法制造RFID标签中的电容器及电阻器等电子器件。与传统的印刷方式相比。采用喷墨印刷的方式可以达到更快的生产速度，印刷成本也有所降低，更重要的是能够增加其布线密度，从而提高成品质量。
【摘要】 在一次性丝网印刷电极上原位制备地西泮的分子印迹膜，将丝网印刷电极通过电极插口与便携式电导仪相连接，组装成检测地西泮残留的电导型传感器，建立了检测地西泮的标准曲线并测试了实际肉类样品中的地西泮含量。通过扫描电镜分析了该膜的表征，与非印迹膜相比，印迹膜表面形成了大量印迹微孔。本传感器装置对地西泮具有很高的灵敏度和特异性，检出限为0.008 mg/L，线性范围为0.039～1.25 mg/L，基于肉品的检测回收率为91.3%～95.0%，可实现现场快速检测。
【关键词】 地西泮; 分子印迹膜; 电导型传感器
1 引 言
地西泮又名安定，属于第二代安眠镇静药，国家明令禁止在动物饲料和饮水中使用。但一些养殖企业为了提高饲料报酬，违禁使用安定类药物的现象时有发生，动物性产品中此类药物的残留对消费者健康和对外贸易均产生很大危害。因此建立快速、有效的测定地西泮的方法十分必要。分子印迹聚合物和分子印迹膜对目标化合物具有高度选择性，在样品中待测化学物质的分离、富集、检测领域得到广泛地应用[1～10]。Ariffin等应用地西泮分子印迹聚合物固相萃取柱，采用液质联用技术检测血液中地西泮含量[11]，该方法前处理步骤繁琐，需要大型仪器，不适合现场快速检测。有研究者利用电化学方法在柱状金属电极上制备印迹膜[12～14]或热聚合法制备分子印迹物[15]作为检测传感器的感受器部分。但是电化学法印迹膜难以批量制备，利用印迹物制备的传感仪组装过程较复杂，均不适用于大通量快速检测。有关利用分子印迹膜为感受器检测肉品中地西泮的电导型传感方法的研究尚未见报道。
本实验采用原位聚合的方法，直接在一次性丝网印刷电极条上制备地西泮分子印迹膜，并将这种电极条与电导分析仪相连接，组装了检测地西泮的电导型传感器。通过更换带有印迹膜的电极条，将微量待测样品直接滴入电极条工作区即可实现多个样品的快速检测。此电导型传感器具有灵敏度高、特异性强、检测速度快和成本低等优点，具有实际应用前景。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
1100型高效液相色谱仪(美国Agilent公司);Hardwee C18固相萃取小柱(500 mg， 3 mL，德国Hardwee公司);FEI SIRION200型场发射扫描电镜(美国FEI公司); XMTD204电热恒温水浴锅(上海博泰实验设备有限公司);索氏提取器(江苏海门华盛实验仪器有限公司);SB80超声波仪(宁波新芝生物科技股份有限公司);CON 6/TDS 6 电导仪(新加坡OAKTON公司);一次性丝网印刷电极条(台湾芯宝科技股份有限公司)，其基本结构是在PVC基板上按设计图案印制导电银浆层、导电碳浆层及绝缘层。
地西泮标准品(Diazepam)、甲基丙烯酸(MAA)、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)均购于Sigma公司;偶氮异丁腈(AIBN)、二甲亚砜(DMSO)、甲醇、丙酮、乙酸及其它分析纯试剂均购自中国医药集团上海化学试剂公司。磷酸盐缓冲液(PBS)以NaH2PO4和Na2HPO4 配制;伯瑞坦罗比森缓冲溶液(BR)以磷酸、乙酸、硼酸配制;碳酸盐缓冲液以Na2CO3和NaHCO3配制;缓冲液pH调节液为HCl和NaOH溶液。实验用水均为二次蒸馏水。
2.2 印迹膜(MIF)的制备
取0.2847 g(1 mmol)地西泮和0.516 mL(6 mmol)MAA溶于10 mL二甲亚砜中，超声10 min，放置2 h进行预聚合。加入5.667 mL(30 mmol)EGDMA和0.061g AIBN，超声混合均匀，充氮气除氧10 min，量取1.2 μL聚合液均匀涂布在丝网印刷电极工作区，将电极条固定在密闭容器底部，容器抽真空后置于60 ℃水浴中。当丝网印刷电极上涂布聚合液的区域出现半透明蜡状物质后，取出电极条置于4 ℃冷却，得到地西泮分子印迹膜(MIF)修饰的丝网印刷电极。用甲醇乙酸(9∶1， V/V)溶液洗脱48 h，用甲醇洗去乙酸，-4 ℃保存备用。
带有非印迹膜(NMIF)的丝网印刷电极条的制作方法参照上述方法，区别在于聚合过程中不加入模板分子。
2.3 传感检测方法的建立
检测装置示意图如图1所示。将分别修饰有MIF与NMIF的两条丝网印刷电极条通过两块加样控制挡板粘合为一体，两电极工作区之间的间隙组成测试样品加样区，然后将组装好的测试电极通过USB接口与电导仪相连。 图1 实验检测装置示意图
Fig.1 Schematic structure of analytical system
用BR缓冲液(pH 7.0)配制0.039， 0.078， 0.156， 0.312， 0.625， 1.25 mg/L的地西泮标准溶液。取30 μL BR缓冲液滴入丝网印刷电极的工作区，待传感仪读数稳定后，记录此刻电导值(背景值)，然后用吸水纸吸干电极工作区的缓冲液，加待测样品30 μL，稳定后记录电导值(终值)。每次检测结束后更换带有MIF修饰的丝网印刷电极条，共测试6个浓度，平行测定3次。以响应信号值(信号值=终值背景值)为纵坐标，以地西泮的质量浓度为横坐标，作标准曲线。
3 结果与讨论
3.1 MIF与NMIF表征分析
随机选取数个制备好的MIF和NMIF，进行扫描电镜分析。本实验制备的MIF与NMIF厚度介于20～40 μm之间。非印迹膜表面较为光滑，并有小量小泡样阴影分布(图2A)，可能主要由于聚合分子在聚合结束后，聚合分子牵拉及堆积而成。而分子印迹膜上则有大量的分子印迹孔穴存在，在膜表面广泛分布(图2B)，在孔穴样分子聚合物表面存在着大量的印迹微孔，可能是由于模板分子被洗脱后而遗留的结构，该结构与分子印迹膜对模板分子的识别和吸附作用密切相关。表面立体扫描发现，非印迹膜表面结构较为均一，无明显的穴状结构;而分子印迹膜表面结构不均一，分布有大量的凹陷及孔穴样结构。
3.2 基于MIF传感器的测试标准曲线
以分子印迹膜为敏感元件的电导传感方法检测地西泮的标准曲线，回归方程为Y=23.28787x+1.9741(r=0.9995)，检出限为0.008 mg/L;在0.039～1.25 mg/L 范围内具有良好的线性关系。而以非印迹膜为感受器在相同条件下检测地西泮标准溶液，在不同溶液浓度下所获得的电导值无明显变化。说明洗脱后的MIF存在可以与地西泮分子结构相互补的孔穴，溶液中具有电化学活性的地西泮分子被特异性吸附至MIF表面后，膜本身的电化学活性改变。随着溶液中地西泮浓度的变化，产生相应的电导率信号。而NMIF对地西泮分子具有一定程度的非特异性吸附。当这种吸附趋于饱和时，所得到的电导率值在一定范围内表现出缓慢的变化;当溶液中待测物浓度增大时，电导响应值也随之增加，但是这种非特异性吸附引起的电导率变化远远低于MIF的特异性吸附。
3.3 测试条件对检测信号的影响
用0.1 mol/L BR缓冲液(pH 7.0)配制浓度分别为0.039、0.156、0.625和1.25 mg/L的地西泮测试液，按照 2.3中所建立的传感方法进行测试，分别在0、30、60、120、180、240和300 s时记录电导值， 实验结果见图3A。检测不同浓度地西泮溶液时，电导信号值均随着数据采集时间的延长而增大。检测值在初始60 s内显著增加，但是在较低浓度下变化趋势不明显;180 s后检测值趋于稳定。由本实验可知，MIF对溶液中地西泮分子的特异性吸附主要发生在前60 s内，180 s后达到吸附平衡状态。因此，本实验选取180 s作为检测数据采集时间。
为探讨不同缓冲液对测试地西泮含量的影响，分别以pH 6.0(0.2 mol/L)的PBS缓冲液、pH 7.0(0.1 mol/L)的BR缓冲液和pH 9.5(0.1 mol/L)的碳酸盐缓冲液为支持液，检测结果表明， 以PBS缓冲液为支持液时，检测值在较低浓度时呈递增趋势，但高浓度的检测值变化平缓;以碳酸盐缓冲液为支持液，测试结果呈波动性变化;而以BR缓冲液为支持液，检测值具有良好的线性关系(图3B)。因此，本实验选用pH 7.0(0.1 mol/L)的BR缓冲液作为支持液。
3.4 干扰实验
本实验选用畜禽肉中可能含有的违禁兽药琥珀酸氯霉素与己烯雌酚作干扰物质，将地西泮和每种干扰物质用0.1 mol/L BR缓冲液分别配制成干扰测试液，各物质的加入量见表1。实验发现， 两种干扰测试液的地西泮检出量均略高于溶液中地西泮的实际含量。其中己烯雌酚对检出量的影响比琥珀酸氯霉素更大，说明分子构型差异很大但分子量接近的物质会对检测造成干扰。这主要是由于检测过程中MIF同时对各特征基团和分子整体进行识别，琥珀酸氯霉素的分子结构和分子大小与地西泮差异明显，不能稳定结合在印迹孔穴中，大部分以布朗运动的形式在印迹孔穴中出入。己烯雌酚虽然与地西泮的分子结构也有很大差异，但其分子量与地西泮相当，且少量分子的酚羟基可以与印迹孔穴通过氢键、范德华力相结合，造成检测值偏高。该推断与文献[16]的研究结果一致。因而在实际样品测试时，为消除这种干扰，可以通过简单的预处理分离富集待测物质。表1 干扰物质对0.5 mg/L 地西泮溶液检测结果的影响
本实验也在肉品如牛肉、猪肉(包括鲜肉、熏肉和腊肉)样品中进行了待测物的标加实验，结果表明，不同来源肉品、色素、防腐剂等物质对同一浓度的地西泮测试未有显著影响。另外，维生素C、Fe3+等具有高氧化还原活性的物质对测试地西泮的影响并不显著，可能该实验建立的电导测试模式能有效地排除这些物质的干扰。离子在电导型传感测试中为必须考虑的影响因素之一。测试了不同离子类型和强度对电导传感法测试地西泮的影响，发现样品中含有0.2 mol/L的碳酸盐、磷酸盐，对测试结果影响并不显著，但5 mol/L的NaCl， KCl等强电解质对电导测试结果有显著影响，可使电导值增加2.52～4.85 ms，因而建议在样品前处理过程中通过液液萃取将高浓度的离子除去。
3.5 回收率实验
参照商业标准[17]对标加样品进行前处理。称量10 g猪肉匀浆试样两份，加入地西泮标样，分别经提取、萃取得到的样品洗脱液于50 ℃水浴氮气吹干。取一份氮气吹干物，用1 mL 1%高氯酸水溶液和2 mL正己烷复溶，静置分层后取下层水相过0.2 μm滤膜，供HPLC分析。取另一份氮气吹干物，用3 mL甲醇水(1∶99， V/V)溶液复溶，过0.2 μm滤膜，供传感测试。每个样品平行6次。标准加入实验结果表明，该传感方法检测结果与HPLC法检测结果一致(表2)，回收率为91.3%～95.0%，略低于HPLC法测定的回收率(92.0%～100.7%)。表2 回收率的测定结果
3.6 传感器性能
采用本方法对液体样品中的地西泮残留进行检测，可在3 min内完成。更换同一批次制作的带有MIF的电极条，对相同浓度的地西泮标加样品进行检测，5次测试得出的结果一致，相对标准差小于2.8%。随机抽取5批次制作的带有MIF的电极条，检测同一浓度的地西泮标加样品，相对标准差小于3.5%;将制备好的带有MIF的电极条在-4 ℃条件保存3个月后，检测同一浓度的地西泮标加样品，与刚制备好的电极条检测结果相比，相对标准误差小于3.8%; 4个月后进行检测，与初次检测相比，相对标准误差小于4.6%。因此该传感仪的敏感元件的使用寿命在4个月以上。通过更换带有MIF的一次性丝网印刷电极条，该传感仪可长期使用。用过本实验制备的基于MIF为感受器的电导型传感仪具有检测速度快、重复性好、稳定性高、使用时间长等优点， 有很大的实际应用价值。
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[关键词]电晕；印刷适性；薄膜；包装材料
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0308-01
1 引言
根据印刷包装设计理论，为了得到表面能高、油墨转移性能好、附着性能好的薄膜，从而提高在印刷过程中油墨在薄膜表面的附着力以及减少在复合与成型过程中因油墨和薄膜粘接不牢而产生的油墨与膜材分离等质量问题，电晕处理处理的目标：提高表面能。由于表面能极性的增加，改善油墨与薄膜表面的润湿性，更好的使界面上分子键紧密接近，从而获得更大的分子间作用力和化学作用力。提高表面粗糙度。增加薄膜/油墨界面上的机械咬合作用，同时为界面上分子间的物理和化学作用提供更大的接触面积。
本文从接触角、表面张力与粗糙度等因素对附着强度的影响来进行薄膜的印刷适性理论分析。分别对PE、PVC与PET三种薄膜进行电晕处理实验，来改善薄膜表面的性能，提高其印刷适性。对处理前后的PE、PVC、PET薄膜进行表面能及表面摩擦系数这些因素进行测量与探测实验来评价改性效果。对处理后的PE、PVC与PET薄膜进行丝网印刷，对油墨在处理前后的薄膜上的的密度以及油墨在处理前后的薄膜上的附着力进行测试，通过实验数据的对比来比较PE、PVC与PET薄膜的印刷适性以及总结出电晕处理对薄膜印刷适性的改善程度。
本文首先采用电晕技术分别对PE、PVC和PET三种薄膜进行表面处理，以提高其表面极性，增加薄膜在印刷过程中与油墨的粘合作用；然后通过三种测试方法来对比改性前后的表面性能：通过自制的表面测试液达因液对未经处理的薄膜以及电晕处理后的薄膜进行测试，确定各表面大致的表面张力；使用摩擦测试仪测出处理前后薄膜的表面粗糙度；最后采用丝网印刷，对不同表面进行色块的印刷，然后对油墨的主密度进行测量分析，并使用胶粘-数格法检测油墨的附着牢度。
2、实验内容与方法
2.1 实验内容
本实验通过测试处理面与未处理面印刷油墨的密度，两者相对比，观察电晕处理对印刷油墨密度的影响。油墨的附着性测试是模拟印刷过程，测试印后油墨在薄膜表面的附着力。采用胶粘―数格法法对未经处理的三种薄膜和经过电晕处理的三种薄膜进行测试。胶粘―数格法的计算公式为：A=n/（40X100），其中n为胶带上油墨所占的格数，40mmx100mm为胶带的规格。A为印墨剥落率，印墨剥落率越大，油墨附着性越差；印墨剥落率越小，油墨附着性越好。本次实验研究，通过检测薄膜表面电晕前后表面张力以及表面粗糙度，来研究电晕表面处理对印刷适性的影响。由于实验室电晕仪器的局限性，电晕处理无法进行，本次实验选用的部分材料为出厂前进过电晕处理过的。表面粗糙度越大摩擦系数越大，所以本实验用摩擦系数代替表面粗糙度。此外，为了能更直观地发现薄膜表面电晕前后的印刷适性的改变，对薄膜进行色块的印刷，使用分光光度仪对油墨的主密度进行测试，然后通过胶粘-数格法检测油墨在薄膜表面的附着力，来对比薄膜表面电晕前后的印刷适性。
2.2 实验方法
丝网版的制作网框的表面处理―涂粘网胶―裁取丝网―夹网―初拉―重拉―固网―整边―清洗丝网―干燥―涂布感光胶―干燥―贴合晒版―显影，网框的表面处理：包括粗化和去污。去油污，用砂纸打磨，除去网框上的毛刺，以免弄破丝网。涂粘网胶：网框表面处理后，马上对其粘网面涂刷一层粘网胶。裁取丝网：为了使绷好的丝网的经、纬线尽可能与框边保持垂直，在绷网前裁取丝网时不要用剪刀而要用手撕。夹网：将丝网夹入网夹内，应十分仔细，使丝网的经、纬丝线与网夹边保持平行，并尽可能挺直，切忌斜拉网。初拉、重拉：初拉仅拉伸至额定张力的60%，初拉后等待十分钟左右，提高气压至额定值，同时用张力计测量张力值，每隔5-10min对损失的张力补偿一次。固网：往黏合面上刷粘网胶，随即用棉纱擦压网框的黏合处，视整个粘网面上呈现较深而均匀的颜色，黏结才算充分。如果出现浅色区，则该区涂胶不足，应予补涂。整边：裁去多余的丝网，包边，标注，以及用胶带或加涂涂料保护黏合部分不受有害溶剂的侵蚀。涂布感光胶：对经过清洗、干燥的丝网进行感光胶的涂布，将调制好的感光胶倒入刮斗中，让刮斗的前端与丝网接触进行涂布。刮斗来回两到三次，速度与角度要把握好。将涂布好感光胶的丝网放入干燥箱内干燥。晒版、显影：将不透光的4.5cm*17cm的黑色纸片至于网框中央，进行晒版。晒版完成后显影，干燥。试样的印刷，将试样膜平整地铺在白卡纸上，并用胶带固定好。在制好的丝网版网框内倒入适量的凹印油墨，将贴有试样膜的白卡纸放置与丝印台上，进行丝网印刷。尽量保证每次刮墨的角度与力度相当。油墨密度的测量，打开爱色丽528分光光度仪，进入密度菜单，设置为相对密度，同时将密度设置为自动，这样测出的是印刷样张的主密度值。每种样张选两张印刷较好的，每张选五个固定的点进行测量，每种样张共测出10个主密度值。油墨附着力的测试，用40mmx100mm透明胶带平整地粘在被测品印墨上，反复碾压几次，保证平整、无气泡，放置3min。然后慢速粘拉2次，再将测试后的胶带贴于格纸上，要求胶带边对准坐标纸格线。数出胶带上油墨所占格数n。则印墨剥落率A=n/（10X20）印墨剥落率越大，油墨附着性越差。
3 结果与讨论
综上实验结果分析显示，经过电晕处理之后，PE薄膜的表面张力由30mN/m增加到42mN/m，提高了40%，PVC薄膜的张力由38mN/m增加到48mN/m，提高了26.32%，PET薄膜的张力由43mN/m增加到54mN/m，提高了25.58%。三者电晕之后，表面张力都有了显著的提高，改善了薄膜表面的润湿性和印刷适性。通过对不同试样摩擦系数的测试发现，进过电晕处理的薄膜，摩擦系数有一定的增大，摩擦系数越大表面粗糙度越大。因此可以得出，电晕处理使得薄膜表面粗糙度有所提高，改善了薄膜表面的印刷适性。油墨密度的测试试验得出：电晕处理后的PE薄膜的油墨密度明显提高，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没有变化。此试验中油墨密度反映了油墨的厚度，所以电晕处理对PE、PVC的油墨转移有一定的改善。通过胶粘-数格法进行油墨附着性测试，对比处理前后三种薄膜的油墨附着性，电晕处理后的PE薄膜的油墨附着性明显提高，PVC薄膜的油墨附着性有很小的提升，而PET薄膜的油墨附着性基本没有变化。综合实验结果及实验数据表明，电晕表面处理对表面能较低的薄膜有显著的影响，经电晕表面处理后印刷适性明显提高；而对表面能本身就比较高的薄膜影响不明显。
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随着全球能源的日趋紧张，太阳能电池以无污染、无机械转动部件，维护简便、无人值守、建设周期短、规模大小随意，可以方便地与建筑物相结合，市场空间大等独有的优势而受到世界各国的广泛重视，国际上已有众多大公司投入到太阳能电池的研发和生产中。当前，硅太阳能电池的制造面临的挑战是提高太阳能电池的效率以增加单位面积的发电量以及进一步降低制造成本，使其能够广泛应用。在晶体硅太阳能电池中，硅片上电极列阵的制备是非常关键的技术，电极阵列是收集太阳能电池发出电流的必要部件，其性能的好坏直接影响电池的能量转换效率。作为电镀技术的一个分支，光诱导沉积技术成为可以代替传统丝网印刷技术，能够提高太阳能转换效率的新兴金属化技术。在制造业迅速发展的时代，光诱导沉积技术的加工生产并逐步商业化，吸引了太阳能仪器制造公司的注意。传统电镀已经取得优异的成绩，例如在良好的金属底层上，通过恒电位或者恒电流都可以得到优良的金属导线。但是，如何在太阳能电池的硅表面上得到优异的沉积层，却没有得到很好地解决。光诱导沉积技术能够解决传统电镀无法解决的部分问题。作为电沉积的一个分支，光诱导沉积的发展将进一步促进光伏和微电子制造工业的飞速发展。为了系统整理和集中反映光诱导沉积技术及其应用研究的学术进展和科技成就，增进交叉学科领域之间的学术交流，加强科学技术研究与经济建设的联系，促进科技成果的转化，笔者撰写了本文。目的是为了帮助电镀工作者了解新技术的机理以及发展方向。有关光诱导沉积技术的研究在国外已经开展很多，而国内才刚刚起步。而且到目前为止，并没有关于光诱导沉积研究现状及水平的系统总结。该文将对这方面进行综述。
2光诱导沉积分类及其原理
光诱导沉积按反应类型可分为两大类：光诱导分解型和光生电子型。
2.1光诱导分解型
根据Grotthuss–Draper定律，只有吸收辐射(以光子的形式)的分子才会进行光化学转化。但是光诱导分解型沉积可以细分为两类：第一类称为直接光解，是化合物本身直接吸收了太阳能而进行分解反应，即利用一些对光敏感的化合物，使其在光的照射区域分解出金属单质并且沉积出来；第二类为光转化为热，利用一些对热敏感的化合物，采用激光加热使这类化合物在基体表面分解产生金属，从而形成沉积层。
2.2光生电子型
光生电子型则利用具有p–n结的半导体的光伏效应，于外光源照射下在半导体的p–n结两侧的p区域产生空穴和n区域产生电子，并用来还原金属离子。溶液中金属离子的还原过程为：MeMnn++溶液还原(Mn+为金属离子；e为光生电子；M为金属)。光诱导沉积过程与电镀相似，只不过前者是靠外部光源照射到基体上贡献出电子，基体本身产生提供化学反应的电位，而后者是靠外电源提供。光诱导电沉积的过程可用图1表示。图1光诱导电沉积示意图Figure1Schematicdiagramoflight-inducedelectrodeposition这种利用光生电子来还原电镀液中金属离子的技术叫做光诱导电镀技术。光诱导沉积法由于其特殊性，常用在半导体以及光伏电子工业领域。该工艺异于化学镀和置换镀，它不需要镀液中的还原剂来还原金属离子。这类技术不会因为基体被完全覆盖而停止反应。
3光诱导沉积技术的发展
3.1光分解型光诱导沉积技术的发展
1987年，J.Michael等[1]在美国专利上介绍了一种光诱导沉积技术，即在光敏电镀液(PdCl2–SnCl2–HCl)中直接采用激光引发金属离子在工件上进行沉积。这种方法是利用激光的能量，诱导溶液中金属离子发生自动催化反应，从而在基体上的光照射区域中产生金属沉积。其反应为：Sn2++Pd2+=Sn4++Pd。可以看到，在这种新方法中光敏电镀液中的氯化亚锡(SnCl2)有较强的还原性。实验中激光光源没有间接或者直接提供金属还原的电子，而只是破坏了被照射区域混合光敏电镀液的稳定性，使光敏电镀液中Sn2+促使Pd2+还原为金属Pd，并沉积下来。由于该方法能使金属离子按照光斑的形状在非金属材料上沉积出各种图案，并且不需要屏蔽或遮盖基体，使其更适合应用在微电子领域中的选择性或者图案化沉积金属，曾一度引起了相关研究人员的关注。但是这种方法由于存在光敏电镀液稳定性不好、抗杂质能力差、激光光源选择难且设备昂贵等一系列难以解决的问题而无法得到广泛应用。进入20世纪90年代，为了解决光敏电镀液的稳定性问题，M.Schlesinger[2]在其书中介绍Zhou等人在1991年开发的一种光分解型光诱导沉积电镀液──H2PtCl6乙醇溶液，并在实验中把经过丙酮和蒸馏水清洗过的基体置于盛满上述溶液的玻璃容器中，通过激光束照射大约20min，使金属铂离子在基体表面沉积。这是聚焦光束使乙醇中的[PtCl6]2发生了光化学反应，从而使Pt沉积在基体中受到光照的区域。这种新的电镀液利用了H2PtCl6在一定温度下即分解生成金属铂的特性，在激光照射下，这种新电镀液中被照射区域的温度局部升高，从而使H2PtCl6分解。其反应如下：264HPtClPtCl+2HCl热，422PtClPtCl+Cl热，22PtClPt+Cl热。这种电镀液虽然较稳定，但是需要的激光功率大，照射时间长，并且难以得到连续的沉积层。为了进一步提高光敏电镀液的稳定性，解决光源难找并且得到连续的金属沉积层等众多问题，固态电解质的应用和低功率的光源随之出现。H.Esrom等[3-4]采用红外光照射诱导掺杂醋酸钯的聚酰亚胺高分子膜进行分解，然后按照图案把多余的金属沉积层通过激光进行切除，再通过化学镀铜工艺在钯金属上沉积得到所要的图案。在实验中，金属有机膜被红外光照射1~2s即分解，然后采用ArF源的激光在不破坏基底的情况下把钯金属层根据图案切割出来，再采用化学镀法在图案相应的区域上沉积一层金属铜。这种新型的方法没有采用传统的电镀液，而是采用掺有醋酸钯的聚酰亚胺高分子膜作为固态电解液覆盖在基体上，解决了由于电镀液的不稳定性而带来的一系列问题。更重要的是，常见的红外光源也能够在短时间内引发金属沉积。但是这种方法只能应用在经过特殊处理的高分子薄膜上，使用局限性明显，成本昂贵，制备工艺复杂，沉积层与基底的结合强度没有得到保证。面对如此多的问题，在之后的几年中人们对于光诱导方法的研究进入了一个相对的“冷淡期”，期间鲜见介绍光诱导沉积方法的文献资料。直到2000年后，凭借着光诱导沉积具有选择或者图案沉积金属镀层的优点，相关的研究学者又开始在该领域开展了研究，国内外相关文献开始涌现。国内有关光诱导沉积技术的文献最早追溯到2006年。国内的研究学者Chen等[5]研究了激光直接沉积金属银镀层。在实验中，他们采用了非溶液方法──使用一种银离子掺杂的聚酰亚胺薄膜，在激光的照射区域，Ag+离子被还原出来，沉积在基体上。他们还研究了激光的扫描速度对镀层连通性的影响，认为当激光扫描速度过快，难以得到连通性好的沉积层。这个研究改良了H.Esrom等[3]的工艺，直接采用激光在基体上根据图案诱导沉积，免去了根据图形采用激光切除多余沉积层的工序。但是对于这种预先把容易光分解的物质掺杂在高分子薄膜中的方案，使用起来还是存在着固态电镀液的明显局限性。以至于光诱导沉积技术在相当长的一段时间内难以发展。从过渡期的文献可以看出，人们对光诱导沉积的研究主要集中在第二类光诱导沉积技术。这类技术利用的是镀液中相对不稳定的化合物能发生光化学反应而被还原的特性，但是在实际应用中能发生光化学反应的金属离子种类稀少，而且都是昂贵的金属，沉积镀层与基底的结合强度不佳，这些缺陷严重制约了这类光诱导沉积技术的进一步发展。
3.2光生电子型光诱导沉积技术的发展
随着微电子和光伏工业的发展，人们希望这种不用光敏胶保护就能够选择性沉积的技术可以应用在半导体工业上。于是，研究人员把光诱导沉积技术的应用转移到半导体上。1975年，德国的W.Spth[6]在他的专利中首次介绍了外置光源照射到具有p–n结的半导体上，利用半导体的光伏特性，在其表面提供金属离子还原所需要的电子，并利用这些电子在半导体表面上沉积金属。这种技术需要具备以下特点：(1)基体为具有p–n结的半导体；(2)外部光源的照射。由于该技术的应用面相对狭窄，只能应用在半导体的沉积上。所以在相当长的时间内没有引起电镀研究人员的注意。随着科技的发展和器件性能的提高，人们对器件的制备工艺要求越来越精细。由于光诱导沉积技术具有在精密图案上选择性沉积金属镀层的优点，特别适合在微电子工业领域的应用，人们又把目光投到该技术上。A.Matte[7]和E.Wefringhaus[8]等人分别在2006年的文章和2007年的报告中指出，在丝网印刷技术制备前电极连线的时候由于存在极线断裂，导致电流下降、废品率增多等现象(见图2a)，而采用光诱导沉积技术作为丝网印刷技术的后续工艺，则可改善单独采用印刷银电极线的厚度及连接性问题，能很好地降低电极的串联电阻，有效提高太阳能转换效率，增加成品合格率，如图2b所示。这样光诱导沉积技术又重回到半导体器件的应用上。但文献中并没有对其工艺进行具体的讨论，同时用这种光诱导沉积技术方法来解决电极连线断裂的现象还存在一个很大的局限性，就是极线在断裂的地方间距要很小，如果印刷导线断裂间距过大，那么采用这种方法仍然不能使已经断裂的极线重新连接上。因此，光诱导沉积技术只是作为制备前电极线、提高成品率的一种辅助方法。但光诱导沉积技术既可以提高太阳能的转换效率，还可以增加成品率的特点，重新引起人们的关注，随后相关的文章也多了起来。S.W.Glunz等[9]在2008年第33届光伏会议上介绍了光诱导沉积技术用作增加太阳能电池的电压以提高其转换效率的的方法，认为采用光诱导沉积获取金属沉积的方法(底层+光诱导沉积)比太阳能电池标准金属化(丝网印刷银浆+银浆的烧结)具有更高的效率。另外，由于丝网印刷的金属浆料中含有不可忽视的胶粘剂，在烧结过程中不可避免地会产生气泡，减少了银层与底层的接触面积，增加了导线与硅基体的串联电阻。而采用光诱导沉积获取的银层能与底层之间产生很好的接触面。可以看出，光诱导沉积尤其适用于太阳能电池，特别适用于准电极的微细极线。但是他们还是把光诱导沉积技术作为丝网印刷技术的后续工艺。而在印刷金属Ni浆作为底层的太阳能电池的基底上，采用光诱导沉积的方法在底层上加厚镀银层，虽然可以减少昂贵的金属银浆的使用，但是还摆脱不了金属浆料带来的副作用──金属浆料底层存在有机浆料，在烧结过程中会产生气体，因此不能与硅表面产生很好的接触面积，增加了前电极与硅基体的串联电阻。为了增加电极与基底的接触面积，进一步得到更好的太阳能转换效率，M.Alemán[10]，A.Fioramonti[11]等人重点研究了硅太阳能电池的前电极制备，指出与其他方法相比，传统的丝网印刷技术因存在金属银浆而降低了电导率，使导线粗大，并占有大的阴影面积等缺点。提出采用气溶胶印刷、热溶墨水、喷涂印刷法结合光诱导沉积法等技术能提高太阳能的转换效率。后者只是通过减少电极线所占的面积来获取转换效率的提升，但它仍然摆脱不了使用价格不菲的导电墨水及气溶胶，故仍然存在丝网印刷的缺点，即金属底层与硅表面的接触面不够充分。
与此同时，台湾的陈智杨[12]研究了光诱导沉积结合化学镀镍在硅太阳能电池上的应用状况，以便改善网印太阳能电池在制造过程中网印金属电极因高温烧结所产生的缺陷，并进一步减少前电极与太阳能基体之间因串联电阻所带来的转换效率损失。但是由于把光诱导沉积技术作为丝网印刷技术的后期修补，只能改善金属导线与硅基体以及断口处导线之间的连接性，并没能克服太阳能电池在制造过程中丝网印刷银电极与底层之间产生接触面不充分的问题，而且金属镀层与基体表面的结合度还没有得到很好地解决。随着研究的深入，人们不再满足于单一光诱导沉积银的现状。S.Tutashkonko等[13]在2010年第25届欧洲光伏太阳能会议中介绍了在商用酸铜镀液中采用的光诱导电沉积铜技术，认为沉积铜层在2μm的时候可以增加太阳能电池的效率，在5μm厚度的时候可以减少引线的电阻。因此，可以减少贵金属的应用，进一步降低太阳能电池的成本。但是对于金属底层的选择、金属铜在硅片上扩散而带来的太阳能硅片的失效以及如何解决金属底层的物理性能等问题，仍无实质性进展。铜是快扩散杂质，铜原子不但很容易扩散进入氧化物或者介质材料，造成互连线的低击穿，而且铜块扩散到硅中形成深能级陷阱，或者与硅在较低温度下反应而生成Cu3Si，使有源区沾污而引起结漏电和Vt漂移。所以需要在铜与氧化物及介质之间加入一层阻挡层。适合的阻挡层材料要能够阻挡铜原子扩散，具有低的薄层电阻和很好的热稳定性。光诱导沉积过程很适合制备高转换效率的太阳能电池。以往着重进行光诱导沉积溶液和光源的研究，一般是固定电极的位置，即每一种方法的光源都是在前电极的对面，而沉积液置于电池与光源中间。随着研究的深入，已有研究者把光源直接安排在电极表面的前面，也有研究者把光源分布在沉积槽中，所取得的效果相当显著。由于人们对光诱导沉积技术的关注，相关的专利也随之出现。2010年，AndreasKrause等[14]在其专利上介绍了一种适用于半导体器件的采用光辅助电镀导线的仪器设备，如图3所示。在这个装置中，采用LED(发光二极管)灯作为辅助沉积光源，通过光度调节器调节光源的亮度来控制硅器件上的光电流。但由于采用上下电极水平放置的方法，光源从电极背面入射，当硅半导体器件背面印刷电极被覆盖的时候就阻挡了光源，导致硅半导体器件不能产生光电流。这时候就不能起到光辅助沉积的作用。同年，GaryHamm[15]在其专利上介绍了一种在太阳能半导体上光引发沉积镍的方法，即分别采用Ni电镀液和化学镀镍液在单晶硅和多晶硅太阳能电池上沉积前电极。J.Bartsch等[16]在银镀液中研究了不同光照强度和不同多电极放置位置对光诱导沉积银金属过程的影响，同时考察了电极电位和电流对沉积过程的影响，确定了沉积参数。由于采用印刷金属银浆作为底层，从而避免了金属镀层与基体结合强度差等问题。
3.3光诱导沉积技术在光伏行业中的应用现状
从文献年份的分布来看，人们对光诱导沉积技术的研究是断续的。这主要是由于以往的光诱导沉积技术难以给工业带来革新性的发展，因此相应的文献不多。随着科技的发展，精细器件的出现，光诱导沉积技术可以进一步提高太阳能电池的转换效率，降低生产成本。但是总体来看，光诱导沉积技术的应用仍然面临着诸多问题，如电镀液的稳定性、镀层性能、清洁生产以及提高生产效率和经济效益等。主要体现在以下方面：
(1)底层与防扩散层的制备。因为底层与防扩散层的好坏决定着后期镀层的性能。
(2)新型电镀液和新镀种的开发。我国的镀液性能与国外相比还有很大差距，随着对镀液性能的要求越来越高，电镀行业迎来了机遇和挑战。
(3)提高镀层性能。继续新技术、新工艺、新材料的研究与开发，更好地解决防扩散层与基体结合力的问题，提高镀层的机械性能和电气性能，减少贵金属的应用，延长产品的使用年限，以达到大幅度降低生产成本的目的。
在“包装设计”课程学习教学中，以真实的项目或仿真项目把学生带入真实的工作环境中，通过实际案例的分析、讨论、模拟等形式，分阶段予以点评和讲授，在“做中学、学中做”，以达到学生对职业技能逐步掌握和熟练的目的。1.形成以职业能力为基础的课程目标“包装设计”课程是装潢设计专业岗位技能的核心课程之一，是针对包装设计岗位开设的课程。本课程以工作过程为导向，以工作任务为载体，在教学中以项目引领任务驱动展开教学，并结合企业设计生产流程，利用校内一体化教学平台和校外实训基地，充分体现“产学合作，工学结合，教、学、做合一”的职业教育思想。课程对学生的知识能力、专业能力、方法能力及社会能力三个方面进行了训练和培养。知识目标：学生要了解包装的分类、包装的起源与发展及包装的功能等基础知识；了解包装设计市场调研的内容，并能够进行准确的设计定位；掌握包装造型、文字、图形、色彩、编排形式以及材料等构成要素的应用；掌握包装设计的制版技术；掌握系列包装的设计形式；了解与掌握包装的印刷流程与印刷技术。专业能力目标：学生能运用包装纸盒结构的知识，设计包装纸盒造型；能对旧包装进行改良设计制作；能设计制作系列式包装作品；能结合印前技术知识，熟练操作电脑软件，制作包装设计作品；能辨别包装设计作品的优劣，具有时尚意识；能对设计作品进行总结、整理、归纳并进行书面表达及口头表达。社会和方法能力目标：学生能进行市场调研并搜集相关素材；能与人进行良好的交流、沟通、表达；能分工合作完成项目，具有团队协作精神；能发现问题并解决问题；能客观的评定事物并具有正确的价值观。2.构建“三大项目、五大任务、十大单元”课程整体框架“包装设计”项目化课程中的关键是项目设计。如何科学合理地设计项目，是课程项目化的重中之重。首先必须进行深入地市场调研，结合岗位能力的需求设计项目，并通过具体任务完成理论与实践教学。项目设计过程中所选项目，必须轮廓清晰，且工作内容典型，有明确而具体的成果展示和完整的工作过程。结合包装设计课程项目化的特点，构建了“三大项目、五大任务、十大单元”。“三大项目”，即纸包装结构设计项目、商品包装改良设计项目、商品系列包装设计项目；“五大任务”，即牙膏包装纸盒结构设计任务、礼品包装纸盒结构设计任务、三颗针牙膏包装制作任务、商品包装改良设计任务、食品类/化妆品类/日用品类系列包装设计任务；“十大单元”，即牙膏包装纸盒结构设计学习单元、牙膏包装纸盒结构成品制作学习单元、礼品包装纸盒结构设计学习单元、礼品包装纸盒结构成品制作学习单元、三颗针牙膏包装展开图制作学习单元、三颗针牙膏包装效果图制作学习单元、商品包装改良设计创意简报学习单元、商品包装改良设计学习单元、商品市场调研报告学习单元、商品系列包装设计学习单元。采用项目引领、任务驱动的形式，由易到难逐渐递进把知识点融入到项目任务中，完成教学全过程。“包装设计”课程项目设计采用两种形式：一种是模拟项目。由教师模拟企业真实工作过程，遵循职业教育培训的每个阶段，结合所学专业知识，由浅入深设计一系列相互联系的项目。例如：纸包装结构设计项目和商品包装改良设计项目，由教师模仿企业真实项目环节和流程设计项目类型，学生自己确定选题，提供给学生充分的自由发挥空间。另一种是企业真实项目。学校与企业建立合作关系，引进企业真实项目与企业实际生产过程相一致，使之具有一定的应用价值。例如：商品系列包装设计项目，在课程教学中引进企业真实项目：“林都”食用菌压缩系列包装设计项目和小蜜蜂花粉片系列包装设计项目，通过真实或仿真的项目培养学生独立计划、学习和完成工作内容，自行组织、安排学习行为，以及处理在项目中出现的问题等能力。随着项目所承载的知识点的逐渐递进，学生在完成工作任务的过程中能应用所学知识提高技能，又能在一定范围内学习新的知识和培养新的技能，解决过去从未遇到过的实际问题，项目实施成果的最终评价由企业专家、教师和学生共同完成。3.理论与实践相结合，创建实施理实一体化教学平台以往的教学理论与实践相脱节的现象严重，实施项目化教学就是要将理论与实践相结合，即理论实践一体化教学。通过项目任务承载知识点，提高学生适应工作内容的能力，在教学中强调充分发挥教师的主导作用，通过设定完整的教学任务和教学目标，让学生边学、边做，实现做中学、学中做。构建素质和技能培养框架，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量。“包装设计”课程的教学环节：任务布置与分析市场调研与资料搜集知识点讲解与技术支持制作与实施展示与评价。理论和实践交替进行不分先后，理论中有实践，实践中有理论，理论与实践紧密结合，是一种突出学生动手能力和专业技能的培养，充分调动和激发学生学习兴趣的教学方法。“包装设计”课程项目化教学，必须依托理实一体化教学平台，装潢设计专业搭建了多媒体教室、平面设计实训室和丝网印刷工艺实训室等理实一体化教学平台。其中多媒体教室是学生学习理论知识和绘制包装设计作品草图的教学场所。平面设计实训室占地面积55平方米，液晶屏电脑40台，配有多媒体教学设施，学生可以在此完成包装设计作品的电脑制图阶段。通过本实验室的实践教学，学生可以了解平面设计工作的流程，通过实验过程的项目引领，可以培养学生掌握岗位技能的操作能力和设计能力。丝网印刷工艺实训室是完成包装设计作品成品制作的实践教学场所，丝网印刷实训室配备成套丝网印刷设备，包括制网机、紫外线晒网机、多功能丝网印刷机等。能够提供丝网印刷工艺拓稿、制网、涂抹感光胶、感光胶干燥、晒版、冲网、印刷、脱胶所有工艺流程所需的一切必需品和设备。
校企合作，工学结合教学模式
1.密切校企合作关系，引进企业真实项目学校在“包装设计”课程项目化实施过程中，注重培养与企业的合作关系，如引进了黑龙江省伊春市林都山特产有限责任公司的“林都”食用菌压缩系列包装设计项目，学生设计了野生猴头蘑、野生榛蘑、野生黑木耳等产品的系列包装设计作品，获得了企业的好评，部分作品被企业采纳。引进了牡丹江小蜜蜂集团的小蜜蜂花粉片系列包装设计项目，企业采纳了部分学生的设计作品，并参与了教学全过程，提供了市场调研场所、设计资料并参与了课程考评，课程考评过程中，在被采纳的作品中，评选出一等奖1名，二等奖2名，三等奖3名，由企业提供奖金和奖品，企业专家亲自颁奖，激励了学生的学习兴趣，培养了学生的职业能力，养成了学生的职业素质。2.校企深度融合，创建校外实训基地“包装设计”课程的实践环节非常重要，加大实训基地建设是课程建设的重要保障。在校内建立了包装设计实训室、包装材料实训室、包装印刷实训室等实训基地，并逐步建立和完善校内外实训基地，目前，已建成哈尔滨鑫文阳印务有限公司、黑龙江省孜闻传视企业形象设计有限责任公司、哈尔滨大鳄广告有限公司、哈尔滨格觉文化传播有限公司、哈尔滨传承和谐品牌设计公司等10多家校外实训基地。在企业技术人员的指导下，对学生进行专业技能讲解与示范，使学生深入包装设计印刷的各个生产环节进行学习，这样既能充分发挥学生的主观能动性，又能提高学生学习的积极性。
实施“两个结合”的教学模式
