一、什么是智能標(biāo)簽

    智能標(biāo)簽是附屬在物品上的記錄有詳細(xì)物品信息的卡片或者吊牌。見圖1 。每個(gè)智能標(biāo)簽都帶有芯片，芯片中的數(shù)據(jù)通過天線與外界交換信息。主要用于物流管理、防盜、門禁、自動(dòng)繳費(fèi)、珍貴動(dòng)物跟蹤等。智能標(biāo)簽不只是一種簡單的標(biāo)簽，它是一個(gè)系統(tǒng)，包括閱讀和寫入的硬件和軟件。智能標(biāo)簽因工作的頻率不同，使用4 種波段，即：L F 、H F 、UHF 和微波。其有效的閱讀/ 寫入距離為0.1~5.0 m，它的數(shù)據(jù)交換速度、儲(chǔ)存量和能級(jí)均與天線工作的頻率有關(guān)。工作頻率決定了天線線圈的圈數(shù)、導(dǎo)線截面厚度和每一圈之間的距離。見圖2。HF 波段使用13.56 MHz的芯片，通常它要求線圈圈數(shù)為6，厚度約為20 μm。UHF 波段使用868 MHz 和950 MHz 的芯片，線圈截面厚度約為4 μ m 。這樣的要求網(wǎng)版印刷能做到嗎？

    二、天線線圈的制作方法

    目前智能標(biāo)簽天線線圈的制作方法有4 種。1． 銅絲繞制法。用于低頻125~134 k 的芯片，適合于短距離內(nèi)捕獲磁力線。缺點(diǎn)是成本高，生產(chǎn)速度慢。

    2． 化學(xué)腐蝕法。局限于以塑料薄膜為基材的智能標(biāo)簽，紙基的標(biāo)簽無法經(jīng)受化學(xué)腐蝕處理。這里需要表面上覆合有銅箔或者鋁箔的塑料薄膜卷材。在金屬箔上面用U V 油墨印刷3 0 μ m 厚的抗腐蝕的天線線圈的線路圖（蒙版）。干燥后，薄膜卷材經(jīng)過另一個(gè)印刷單元在線圈背面用導(dǎo)電油墨印刷連接線。然后經(jīng)過腐蝕槽去除沒有蒙版保護(hù)的銅箔，用堿浴洗掉蒙版。輪轉(zhuǎn)網(wǎng)印單元的速度根據(jù)腐蝕速度而定，一般起始速度為5 m/min。

    3． 電鍍法。先在塑料片基上印上吸引銅的線圈電路，油墨中含有觸媒物質(zhì)銀或金屬鈀，印刷方法是網(wǎng)印或柔印。然后浸入電鍍槽，鍍銅層的厚度約為10 μ m。這種方法比較節(jié)省材料，但是加工速度太慢。

    4． 直接印刷。用銀漿導(dǎo)電油墨直接印刷紙或塑料薄膜卷材，墨層厚度約為20 μ m。這里網(wǎng)印發(fā)揮了它的特長。

    從上述可以看出，4 種制作方法中，有3 種與網(wǎng)版印刷有關(guān)。

    網(wǎng)版印刷的一次印刷墨層厚度最多可以達(dá)到300 μ m ，是柔印、膠印和凹印的好幾倍。這對(duì)于用導(dǎo)電油墨印刷天線線圈，或者為腐蝕銅箔而印刷電路蒙版是十分有效的。實(shí)際印刷電路生產(chǎn)中，墨層厚度的要求一般為2 0 μ m 以上。而智能標(biāo)簽的不同種類，對(duì)于線圈的墨層厚度和導(dǎo)線間隔都有不同的要求。

    三、輪轉(zhuǎn)網(wǎng)版印刷工藝

    網(wǎng)版印刷有平臺(tái)式和輪轉(zhuǎn)式之分。平臺(tái)式網(wǎng)版印刷時(shí)刮刀往返運(yùn)動(dòng)，先是給網(wǎng)版上墨，然后再一次刮印，此時(shí)膜版與承印物接觸，并且擠壓油墨使之轉(zhuǎn)移過去。這種運(yùn)動(dòng)是間歇式的，生產(chǎn)效率較低。輪轉(zhuǎn)式網(wǎng)版印刷則是連續(xù)供墨，連續(xù)印刷，印刷速度更快，油墨轉(zhuǎn)移能力更好。

    瑞典Stork Print 公司在輪轉(zhuǎn)網(wǎng)版印刷技術(shù)研究方面有4 0 多年的歷史。它為智能標(biāo)簽的天線線圈印刷制造了一條專用的生產(chǎn)線，取名為Rotary ScreenIntegration（簡稱RSI），見圖3。印刷寬度為10、16、20 和24 英寸（25.4 cm, 40.64 cm, 50.8 cm和60.96 cm）可選。網(wǎng)印滾筒用純鎳材料制成，使用壽命長；網(wǎng)孔呈六角形，油墨轉(zhuǎn)移徹底?？梢赃B續(xù)印刷5 0 萬m 不停機(jī)，滾筒最多可以使用1 5 次。目前，直接印刷生產(chǎn)智能標(biāo)簽的天線線圈的方法仍處于研究階段，似乎只有使用溶劑型油墨才能符合這種印刷工藝。于是，溶劑的干燥就成為一種障礙。線圈圖形的印刷精確度是非常重要的，烘干溫度過高會(huì)影響印刷的質(zhì)量。因?yàn)槿軇]發(fā)得太快，墨層表面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)個(gè)環(huán)形山狀的疵點(diǎn)。

    印刷電路的干燥需要特別小心。如果印刷后的電路沒有按照設(shè)計(jì)的輪廓成形，其導(dǎo)電性或許要受影響。線圈墨層的厚度、每一道線的寬度都有嚴(yán)格的允差范圍。兩次重疊套印的誤差必須在0.1 mm之內(nèi)。線道之間過近了不行，疏遠(yuǎn)了也不行。這些印刷誤差均會(huì)造成天線失靈。

    為了保證油墨固著在最佳形狀，必須減小烘箱內(nèi)的風(fēng)速。加熱溫度控制在1 4 0 ℃，加熱時(shí)間在30~120 s 之間。延長烘道的長度可以提高生產(chǎn)線的速度，印刷速度一般為10 m/min。由于環(huán)保的要求越來越嚴(yán)格，溶劑回收是最佳的措施，不僅保護(hù)了環(huán)境，而且回收的溶劑還可以重復(fù)利用。所以生產(chǎn)線的烘道內(nèi)應(yīng)該有排氣通道，讓帶有揮發(fā)的溶劑的氣體集中起來作冷凝處理。

    油墨質(zhì)量也是重要的因素。提高導(dǎo)電性能，降低油墨的消耗是十分必要的。

    智能標(biāo)簽的用途日益廣泛，類似原理的身份證、電子護(hù)照、超市的計(jì)價(jià)牌等等都已投入實(shí)際使用。專家預(yù)計(jì)2005 年世界市場(chǎng)需求量將增加8%，2006 年將再增加1 0 % ，達(dá)到年產(chǎn)量2 5億個(gè)。以平均每個(gè)銷售價(jià)為1 美元計(jì)，年銷售額可達(dá)25 億美元。

    但是對(duì)于這個(gè)新興的業(yè)務(wù)，普通的印刷業(yè)者要躋身進(jìn)入， 恐怕有難度。一是需要較大的起始投資購買加工設(shè)備，二是要有專業(yè)的人才，既要懂印刷質(zhì)檢又要懂軟件測(cè)試。還有一個(gè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)問題，目前產(chǎn)品尚未標(biāo)準(zhǔn)化，今日的設(shè)備能否符合兩年后的標(biāo)準(zhǔn)？盡管如此，智能標(biāo)簽仍為大家看好，經(jīng)元器件制造商和設(shè)備制造商的通力合作，制作成本不斷下降，產(chǎn)品質(zhì)量逐步改進(jìn)。大規(guī)模推廣使用已為期不遠(yuǎn)。