Printed Electronics And The Automatic Indentification Of Objects pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Graphic Arts Technical Fndtn

作者:Kleper, Michael L.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:$99.00

装帧:Pap

isbn号码:9780883624890

丛书系列:

图书标签:

• Printed Electronics
• Automatic Identification
• RFID
• Sensors
• IoT
• Manufacturing
• Electronics
• Technology
• Automation
• Object Recognition

印刷电子学与物体自动识别：深入探讨基础原理、应用与未来趋势 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，剖析印刷电子学（Printed Electronics）这一前沿技术领域的基础原理、关键材料、制造工艺，以及其在物体自动识别（Automatic Identification of Objects, AIO）领域中的革命性应用。我们着重探讨如何利用先进的印刷技术制造功能性电子元件和系统，并将其无缝集成到日常物品中，从而实现高效、低成本、大规模的物体追踪、数据采集与交互。 第一部分：印刷电子学的基石 本部分将详细介绍印刷电子学的核心概念与技术基础。电子学的传统制造方法往往涉及高真空、高温和昂贵的设备，而印刷电子学则提供了一种在柔性基板上直接“打印”电路和组件的替代方案，极大地降低了制造成本，并拓宽了设计的自由度。 1.1 印刷电子学的基本原理与优势： 阐述薄膜沉积、光刻等传统工艺与喷墨打印、丝网印刷、凹版印刷等增材制造技术在电子制造中的区别。重点分析其在成本效益、大规模生产能力、材料利用率以及柔性化方面的显著优势。 1.2 导电墨水与功能材料科学： 电子元件的性能高度依赖于所使用的“墨水”。本章将深入研究用于印刷电子学的关键材料体系，包括： 导电油墨： 银纳米颗粒、铜、碳基材料（石墨烯、碳纳米管）油墨的配方、分散稳定性、流变学特性及其在固化后形成的导电网络结构。 半导体油墨： 用于制造有机薄膜晶体管（OTFTs）的有机和无机半导体材料，讨论其载流子迁移率的优化策略。 介电与绝缘油墨： 用于构建电容器和隔离层的材料选择与性能考量。 柔性基板材料： 从PET、PEN到聚酰亚胺（PI）等，讨论不同基板对印刷工艺窗口和最终器件性能的影响。 1.3 关键印刷制造技术详解： 详细解析当前主流的印刷技术及其在电子制造中的适用性： 喷墨打印（Inkjet Printing）： 探讨其高精度、高分辨率的特点，以及在微纳尺度上实现复杂图案印刷的挑战（如喷嘴堵塞、墨滴铺展控制）。 丝网印刷（Screen Printing）： 分析其适用于大面积、厚膜沉积的优势，以及在厚度控制和分辨率之间的权衡。 凹版/柔版印刷（Gravure/Flexography）： 讨论其高速、连续制造的能力，特别适用于大规模生产RFID标签和传感器阵列。 其他新兴技术： 简要介绍气溶胶喷射、3D打印电子学等新兴方法的潜力。 第二部分：印刷电子在物体自动识别中的集成 物体自动识别（AIO）是现代物流、供应链管理、医疗保健和智慧城市的核心技术。印刷电子学提供了一种经济高效的途径，将识别功能直接植入到传统上无法集成电子元件的物体表面或包装中。 2.1 印刷无源射频识别（RFID）标签： RFID是AIO技术的核心。本部分着重于如何利用印刷技术制造高性能的无源RFID天线和集成电路。 印刷天线设计与优化： 探讨偶极子、螺旋形等不同天线结构在印刷工艺下的实现，以及如何通过优化油墨和印刷参数来匹配目标工作频率（如UHF RFID）。 柔性IC的集成与封装： 讨论将预先制造的IC芯片通过“拾取和放置”（Pick-and-Place）技术，或利用印刷导电线路直接连接到柔性天线上，并进行柔性封装以确保耐用性。 湿法与干法工艺对标签性能的影响评估。 2.2 印刷智能传感器系统： 物体识别不仅需要身份信息，还需要环境信息。印刷电子技术使得制造可穿戴或可粘贴的环境、状态传感器成为可能。 压力与应变传感器： 采用导电聚合物或纳米材料油墨印刷的传感器，用于监测包装的挤压或物体的负载变化。 温湿度传感器： 利用可逆化学反应的材料油墨，实时记录储存或运输过程中的关键环境参数，这对于食品和药品的可追溯性至关重要。 可变性身份标签（Dynamic IDs）： 探讨如何通过印刷电子学实现比传统标签具有更多数据存储和读取能力的识别系统。 2.3 数据读取与后端处理： 介绍如何将印刷识别系统（如RFID标签或传感器网络）连接到现有的数据采集和管理基础设施。这包括移动读取设备的规范、数据传输协议以及对大规模部署后数据安全性的初步讨论。 第三部分：面向未来的挑战与前瞻 本部分展望了印刷电子学在实现通用、大规模AIO解决方案中所面临的关键技术瓶颈与未来的发展方向。 3.1 可靠性与耐久性工程： 印刷电子器件的长期稳定性是其商业化的主要障碍。 环境因素的抵抗力： 探讨如何通过先进的封装技术（如ALD涂层或多层阻隔膜的印刷）来增强器件对水分、氧气和机械磨损的抵抗力。 电学性能的长期漂移： 分析印刷电路中电阻、电容随时间变化的机制，并提出材料和工艺上的解决方案。 3.2 增材制造与功能集成： 探索多材料、多层结构的精确印刷技术，实现一个单一印刷步骤即可完成复杂功能模块（如传感器、天线和基本处理单元）的集成，从而进一步简化制造流程。 3.3 可持续性与可回收性： 随着电子垃圾问题的日益突出，本章讨论如何设计和制造基于可降解或易于回收材料的印刷电子元件，实现真正的“一次性”或“可生物降解”的识别标签，以适应循环经济的要求。 3.4 跨学科的融合： 讨论印刷电子学与新兴计算范式（如类脑计算、边缘计算）的结合，探索下一代具备基本“思考”能力的智能识别对象。 本书内容详实，理论与实践相结合，是材料科学家、电子工程师、工业设计师以及专注于供应链和物流自动化的专业人士不可或缺的参考指南。它不仅阐述了现有技术的深度，更指明了印刷电子学在重塑我们与物理世界交互方式上的巨大潜力。

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