标准化的基板70 (具有已标准化的突出部71)，其被液体以比在图2A中更均匀的方式润湿。特别地，液体与基板的接触角是在图1A和IB中呈现的角度之间的中间，并且良好的接触通过呈现接触角Θ i的液滴85C在表面70上以及通过呈现接触角θ2的液滴8?在突出部71上实现。特别地，应当注意，液体排斥和极端的润湿两者都没有通过基板的材料中的任何一种呈现。作为非限制性实施例，基板70可以包括在下文中提出的铜90、晶圆材料91 (例如硅或晶圆由其制造的任何其他的材料)和玻璃环氧树脂85。清楚地，基板70可以包含与例如印刷电路板(PCB)、微电子机械系统(MEMS)、晶圆或晶圆件、高密度插入器、集成电路、先进的基板和包括导电区域(例如，金属)和绝缘区域(例如，氧化物、聚合物)的基板相关的任何材料或材料的组合。
[0030]在某些实施方案中，基板的表面能的标准化可以通过使用物理的或化学的附接机制施用中间层120(见下文的图3Β)被实现。例如，物理附接可以通过基板和中间层120的分子120Α之间的非键合的相互作用例如与酸性基团的电相互作用被实现(见图2C)。物理处理可以获得已处理的基板的均匀的表面能或可以允许表面能上的某些变化性。在另一个实施例中，化学附接可以通过把中间层120的分子120Α选择性地结合于基板70的表面的一种或更多种材料被实现。例如，在α位的三氯硅烷基团可以被用于结合硅或晶圆由其制造的任何其他的材料，在α位的硫醇基团可以被用于结合铜，等等。化学反应的选择性使得能够把具有一种基板材料的区域的表面能改变至近似具有另一种基板材料的区域的表面能。例如，由已处理的基板呈现的表面能的范围可以从几十达因每cm向下减少至15达因/cm，小于15达因/cm，小于10达因/cm，小于5达因/cm等等。
[0031]液体可以根据已标准化的表面能的范围被选择以实现与已处理的基板的指定范围的接触角(例如，液体可以被稀释或增稠，溶剂可以被合适地选择，添加剂可以被引入等等)。例如，液体和/或标准化处理可以被选择以实现在液体和已处理的基板之间的约90。、小于90°、小于60°、小于45°等等的接触角。
[0032]此外，中间层120的分子120A的自由端部即ω基团可以被利用以选择性地接触油墨分子。例如，在固化时经历聚合反应的油墨的情况下，ω基团将可以参与聚合反应，并且因此把被印刷的油墨稳定化至基板上。特别是在化学处理的情况下，中间层120可以通过共价键桥接在油墨和基板之间，所述共价键确保良好的附着。
[0033]在某些实施方案中，作为非限制性的实施例，中间层120可以包含具有极性α基团例如胺(-NH2)、三氯硅烷(-SiCl3)、硫醇(-SH)或羧基(-C00H)基团和非极性/部分地极性的ω基团例如腈(-CN)、乙基(-CH2)或甲基(-CH3)的两亲分子120Α。这样的两亲基团可以用极性α基团物理地或化学地附接于基板并且留出ω基团以决定被提供给所施用的液体的表面能。在某些实施方案中，这样的附接产生具有均匀的润湿性质的中间的单分子层，并且使得能够控制在由不同的材料制造的基板区域上的单一的油墨的液滴大小。例如，已聚合的油墨在表面上的良好的润湿性质和被促进的附着可以通过使用具有在ω位的双键的两亲物被实现。在本实施例中，中间层120起下述两种作用:标准化基板的表面能(在油墨固化之前)，以及通过参与聚合反应(例如光化学固化或热固化)和产生油墨与两亲物之间的共价键合来促进油墨附着。
[0034]如在下文的图4中所图示，本发明的某些实施方案包括基板处理方法200，所述基板处理方法200包括以下的阶段中的任何:标准化包含一种或更多种材料的基板的表面能(阶段150)，施用物理处理以标准化基板的表面能(阶段160)，施用化学处理以选择性地改变由一种或更多种材料制造的区域的表面能(阶段170)，以向下地窄化由基板呈现的表面能的范围(阶段172)。这些阶段中的任何都可以被用于控制被印刷在已处理的基板上的液体(阶段190)。特别地，化学处理可以包括把自组装的单层(SAM)施用于基板(阶段180)以及选择SAM分子的ω基团以参与被施用的制剂的固化过程(阶段185)。
[0035]在某些实施方案中，方法被提供，所述方法可以包括:(i)用单分子的表面包覆/印刷可以包括亲水性部分和疏水性部分二者的多组分表面，(ii)印刷液体制剂(例如焊接油墨、亥抑油墨(legend ink)、胶或支撑体材料)。阶段⑴和(ii)中的任一个可以在后面有光化学固化或热固化、UV处理和类似的，或包括光化学固化或热固化、UV处理和类似的。在某些实施方案中，系统被提供，所述系统可以包括:(i)处理单元，例如用于用单分子的表面印刷/包覆可以包括亲水性部分和疏水性部分二者的多组分表面的第一包覆/印刷模块，处理单元被布置为把中间层施用于包含一种或更多种材料的基板，中间层被配置为标准化基板的表面能；以及(ii)印刷单元，例如用于印刷液体制剂(例如焊接油墨、刻印油墨、胶或支撑体材料)的第二包覆/印刷模块。印刷单元被布置为把适应于已标准化的表面能的制剂数字地印刷在已处理的基板上。第一和第二印刷/包覆模块中的任一个可以包括用于光化学固化或热固化、UV处理、热处理和类似过程的固化/加热/辐射模块。注意，包覆/印刷模块可以与固化模块分离或在这样的包覆/印刷模块的近端。每个印刷/固化模块可以包括一个或更多个喷墨部或任何其他的能够包覆和/或印刷的部件。
[0036]实施例1
[0037]作为非限制性的实施例，把焊接掩模印刷在PCB上(分别地作为用于液体油墨85和基板70的例子)的应用在下文中提出。在此非限制性的实施例中，选择性地结合导电的铜迹线并且降低导电的铜迹线的表面能的化学处理被施用于基板70。
[0038]与现有的技术(其通过把粘性的光刻胶制剂铺展在PCB上来施用焊接掩模层)相反地，在数字喷墨印刷技术中，焊接掩模以其最终的图案被直接地印刷在PCB上。这样的工艺比现有的技术短得多并且允许PCB的更快速的生产。焊接掩模的数字印刷的主要挑战是在高速率附着于基板的表面的情况下实现焊接掩模层的精确并且稳定的印刷。这种挑战具有以下要求的组合:
[0039]1.制剂的粘度的两个至三个数量级的减少，因为喷墨印刷工艺显著地限制制剂的粘度。过于粘性的制剂不能被有效地印刷。
[0040]2.印刷必须在其在PCB上的油墨沉积上是非常精确的。虽然在现有的技术中焊接掩模被允许在图案化步骤之前被部分地干燥，但在喷墨印刷中每个液滴必须被精确地设置并且保持在其位置中。
[0041]3.通过要求I和2设置的挑战被以下事实组合，即金属例如在PCB上的铜迹线具有高的表面能，这使精确地放置具有相对低的粘度和低的表面张力的油墨液滴是困难的。
[0042]4.PCB的表面包含具有非常不同的表面能的材料。例如，铜(高的表面能)的薄的迹线被放置在玻璃环氧树脂(低的表面能)的区域之间。被印刷的油墨液滴(具有相对低的粘度和低的表面张力)在这样的材料上非常不同地表现并且因此精确的液滴定位被妨碍。