导电油墨在智能标签上的应用前景

    【集萃网观察】在欧洲一个关于智能标签的印刷会议上，FlintInk油墨的制造商DanLawrence曾说到，“随着技术的发展，油墨将有可能取代一些电子设备中比例日益增长的电子元件。对于集成电路来说，也许就像我们所知道的那样，将有可能完全被油墨取代。”

    它们没有视觉上的功用，一直以来被排除在印刷领域之外。然而，传统的印刷技术和数字印刷技术现在正被应用到智能标签的生产上。尽管目前这种生产还是小规模的，且数量极少，但是我们相信在不久的将来，油墨在电子数据产品的大规模制造上将具有不可估量的应用前景，这种应用也将部分地改变印刷方式和油墨的种类。印刷上已经有这种技术能力来进行大规模电子材料的制造，这对进入一个精密而廉价的电子元件的新纪元来说，是可以满足市场的大量需求的。

    印刷工业从目前的印刷大量的图像产品上升到电子制造业还有一个很长的路要走。一个普通的印刷机或打印机不可能突然变成制作电子材料的设备。但也并不是不能想象，在一个相当干净的作业室里，海德堡和其它的数字印刷设备制造商制造的印刷机将能生产电子产品。印刷电子品的新业务不仅是印刷业的革命，也是电子工业的革命。届时，电子品的生产将是一系列分散到全球的印刷工作，就像目前的印刷业一样，而不是像微芯片和集成电路那样只有几个大厂家能生产。

    智能标签在全世界的市场，将主要存在于电子物品的监督(EAS)和无线电波识别(RFID)系统上。EAS主要应用在零售业的反偷盗装置上，而RFID主要被用来通过供应链描绘和跟踪散装货物。导电油墨印刷的智能标签的另一个主要市场是在诊断性的应用上。例如在一些显示温度、压力、光和湿度变化的装置上和检测病毒、细菌和气体存在性的装置上。人们已经研制出一些光致变色或温致变色油墨，用这些油墨在经过光处理、消毒或固化处理时颜色会改变。在医院里，这类油墨印刷的标签可用来检验医用器具和设备的消毒处理干净情况。

    在福特汽车公司，由于聚亚氨酯悬浮物质(一种涂料)在生产线上经过一个热固化处理时，工作人员很难正确判断固化处理是否恰到好处，因此会有许多车辆质量不过关，导致车辆召回，损失很大。他们采纳了一家特种油墨公司的建议。在固化处理前，一个自粘性的循环‘点”已经加到每个部分，这些点开始是淡红色，经过正确时间的热固化后变成黑色。在有效地清除加工时未固化部分方面，福特汽车公司在实践中已经证明了这个方法的可靠性。还有一些导电油墨印刷的智能标签可帮助人们判断太阳光线对人的皮肤是否适宜，防止曝晒。主要是一些贴纸，贴在皮肤上，可测试出太阳强度对某一类型皮肤的安全底线，超过这一强度贴纸将会变色。

    智能油墨的应用前景是非常可观的，然而目前智能油墨的应用还存在着许多技术障碍。有些障碍不是油墨本身的问题，而是印刷的问题。油墨智能性越强，用它们印刷就越困难。例如，用在低温环境下使用的热敏感油墨印刷非常困难，因为必须在室温的环境下印刷。另一个问题就是成本问题。在过去的十年中，一个RFID标签的平均售价已由100美元降到1美元，并且有望降到更低的水平，届时它将比电子薄片更有竞争力。由于描绘和跟踪系统在从大批散装货到单个产品上的广泛应用，RFID、智能油墨或薄片的销售量将会迅速上升。美国的零售商已实验过，用RFID系统而不是条形码识别系统更能提高库存查帐的效率和加快顾客通过结账台的速度。相信届时，各大商家会更愿意使用RFID系统。

    目前最重要的问题就是使RFID标签的成本适当地降下来，国外有些公司正在实验将每个RFID标签的成本限制在1美元内，但他们更希望降低到3美分。产品标签化已成为商品进入国际市场的必要选择。如果在每个产品上内嵌一个有集成电路和天线的96bit智能标签，这样通过无线电波读卡机扫描，数据就可以被传送到Internet网上。直接节省上亿美元。同时，带给顾客的好处也是相当多的。国外一些致力于智能技术的研究机构认为，通过对集成电路、天线和制造工艺的改进，RFID和其它电子标签的成本很快就会降到商家可以普遍接受的价格。成本降价最大的将是在集成电路的制造上。集成电路、天线和其它元件的装配费用以及把它们应用到产品包装上的费用都将会适当地降下来。

    从长远的观点来看，印刷将会在削减成本方面起重要作用，特别是在整个制造的最后阶段。RFID天线已经通过传统的印刷方法嵌在标签上了，RFID和其他电子设备所要求的包含更多成分的油墨不久也将被研制出来。新的油墨将不是由色料、连结料、溶剂和添加剂组成，而是由管状的、球形的和其他形状的纳米级粒子，有导电性和发光性的聚合物以及用来充当溶剂和添加剂的分子组成。并且，这种新型油墨能采用现有的印刷工艺印刷，对于一定的应用，每种工艺都有它的优势。也许对于整个制造在不同的阶段会用到不同的工艺。不可避免的，还有许多的技术障碍需要我们去解决。这些包括需要加强半导体聚合体的性能，以及在印刷分辨力、套准精度、必要的隔离层和一个干净的印刷环境上得到实质性的改善和提高。一旦消除了这些障碍，传统的印刷将有望成为全球电子部件的制造手段。