印刷技术的迅速发展,源于社会对信息需求的大量增加。采用印刷的方法复制图文信息,可以降低生产成本,提高生产效率,而且得到的印刷品式样统一,美观耐用。技术的发展,使印刷工艺可在各种承印材料上施印,除了文字线条外,还可以进行网点的叠印,得到彩色连续调图文。电子工业及油墨技术的发展,开辟了印刷工艺的新领域,如pcb印刷线路板及新兴的rfid智能电子标签的印刷生产等。
一、智能电子标签
智能标签(smartlabel)也有人称之为无线射频识别标签,是电子和计算机等高新技术在标签制印上的结晶。智能标签包含无线射频识别技术(rfid)电子标签,隐蔽或公开的商标保护指示器或提示产品状况的传感器。
电子标签主要由芯片和天线组成,芯片主要用于接收和传送数据,通过由阅读器发出的无线射频信号来读取,阅读器与天线和计算机网络相连,形成一个电子模块,阅读器发送来自其天线的特殊信号给特定区域的电子标签,再将反馈信息处理后传送给计算机网络,从而使管理人员得到商品的特殊信息。rfid智能标签在商品的生产、贮运、保质、防伪、管理等诸多方面满足了更高更全的信息需求。与传统的条形码标签相比,功能多、防伪效果好。
目前电子标签的天线多采用冲压及蚀刻的方法制作,成本较高,阻碍了其推广使用。而通过印刷导电油墨的方法制作天线,无论是从材料成本,还是材料消耗以及生产效率上来看,都是最佳的选择,可以大大提高其制作效率并降低生产成本。
智能标签的印刷在目前阶段还包括表面条码信息的印制,这样做是为了防止标签损坏而不能被读取而采用的补充手段。这样来说,rfid的印刷既是标签印刷的范畴,也属于线路印刷的一种。生产过程对印刷要求比较严格,主要表现在几个方面:首先是精确的印刷位置;严格的油墨(印料)附着量,如对导电浆料膜的厚度和导电微粒的数量都有严格控制;另外一个因素是印刷分辨率的大小。选择印刷工艺可从印刷量的大小,承印材料的表面性能,油墨或印料的附着性质,成本,工艺过程的特点等方面综合考虑。
线路印刷中使用的功能型导电油墨,也叫做印料。它是在uv油墨、柔版水性油墨或特殊胶印油墨中加入可导电的金属粉末,金属氧化物粉末等载体,使油墨具有导电性。当然与传统的印刷油墨相似,印料也有复杂的流变特性,并在很大程度上影响着印刷的过程。由于生产工艺的特点,印料要耐溶剂,耐光,及耐摩擦等。
二、印刷工艺比较
目前的印刷方法可分为传统印刷和数字印刷工艺两种,胶印,凹印,凸印及丝网印刷属于传统印刷方法,采用的是有压印刷方式。喷墨印刷,静电摄影等数字印刷方式是无压印刷工艺,图文从计算机直接被转印到承印材料。
胶印是应用最为普遍的方法,80%的出版物印刷采用胶印的方式。其承印材料广泛,如纸张、纸板、金属、塑料等都可进行印刷。印数可从500到100万不等,速度快,效率高。
采用预涂感光版,印刷时根据油水相斥的原理,在印版上形成图文部分覆盖油墨,空白部分覆盖水的分布形式,油墨先被转移到橡皮布上,然后由橡皮布转印到承印材料上。油墨粘度很大,约为l～50pa.s,极性较小。
胶印的另一种方式是无水胶印,印版上的空白部分由硅胶树脂组成,硅树脂在印刷时不吸附油墨。由于没有了“水”的影响,生产中操作更加方便,质量更稳定,印刷精度更高。印刷得到的墨膜厚度约在0.5～3μm之间。
胶印应用于线圈印刷有着效率、精度及分辨率的优势,但是胶印墨膜厚度较小,不符合线路印刷的要求。当然这一点可以通过反复印刷多次来完成,但是这对于精细线路的套准控制又提出了新的挑战,新型的、导电能力更好的油墨也可以在较小的厚度下达到需要的阻抗性能。
柔版印刷主要应用于包装装潢印刷,承印材料包括纸张,纸板(尤其是瓦楞纸板印制),塑料薄膜等。这是一种直接印刷的方式,用1～5mm厚的柔性感光树脂制版,采用卷筒纸印刷,速度快,效率高。油墨粘度在0.01～0.1pa.s之间,可采用水基油墨,溶剂型油墨及uv固化油墨。但柔印分辨率较低,通常在60l/cm左右,精细印刷可达80l/cm,墨膜厚度在6～8μm,适合于天线印刷的要求。
随着薄版技术的发展,柔性版印刷的分辨率和印刷精度也不断提高。其不足之处在于:印迹的边缘部分有印纹出现,这是由印刷过程的压力使印版变形所致。印纹的出现使得线路边缘印迹不规则,会影响到油墨附着的精度及线路的阻抗性,容易生产出废品。
凹版印刷也是主要的包装出版印刷方式,占到大约18%的市场份额。耐印力大,可达50万印以上,承印材料广泛,如薄纸,纸板,塑料薄膜等。油墨粘度约为10～50mpa.s,主要用溶剂型油墨。分辨率与网纹穴的雕刻有关,采用激光雕刻,可达1000l/cm,墨膜厚度在8～12μm之间。但是由于其印刷压力太大,在rfid的天线印刷中存在困难。
丝网印刷是一种模版印刷方式,先将丝网绷于网框之上,曝光晒版后,印版上的图文部分能透过油墨,空白部分被感光胶覆盖,印刷时,油墨在刮板压力作用下透
