基于物联网下的印刷技术研究.docx

编号

本科生毕业设计（论文）

题目： 基于物联网下的印刷技术研究
——有机RFID电子标签印刷

物联网工程 学院 印刷工程 专业

学 号 0303090124
学生姓名 刘 林
指导教师 钱军浩 副教授

二〇一三年六月

摘要
基于物联网下的RFID技术，以其非接触式的自动识别技术实现了目标对象的跟踪与管理.同时，印刷行业中RFID技术的应用也是越来越广泛.因此有必要对物联网下的印刷技术应用进行系统而专业的研究和了解.文章系统介绍了基于物联网下的印刷技术，并对其中RFID标签天线的印刷做了研究.目前，电子标签印刷正处于高速的发展期；并且，作为新兴的产业，有机RFID标签也正在被各国政府和机构积极研究.文章具体地介绍了智能标签印刷发展的现状及面对的问题.由于现阶段的智能标签印刷正处于发展初期，而且无论技术层面还是应用层面都还处于初级阶段，其未来的发展空间和前景都无疑是十分巨大的.最后，论文研究了导电油墨在RFID标签印刷中的重要作用；并且，在数字喷墨印刷这一具体的印刷方式下，探讨了智能标签印刷的流程.论文结论表明，随着物联网技术的广泛应用，RFID技术必将深刻地改变我们的日常生活方式，甚至社会的生产和发展.相应地，印刷技术，不仅是传统的印刷方式，数字印刷和电子印刷等新兴印刷技术也必然能够得到进一步的发展与完善.

关键词：物联网；RFID；标签印刷；导电油墨
ABSTRACT
Internet of things based on RFID technology, and it realized the tracking and management of the target object by the automatic identification technology of the non-contact. At the same time, RFID technology in the printing industry is getting more and more extensive application. Therefore，it is necessary to study the printing technology that based upon the internet of thing overall and professionally.This paper introduced a system of Internet of things based on the printing technology, and do research on the printed RFID tag antenna . At present, the electronic label printing is in the development stage of high speed; and, as a new industry, organic RFID tag is also being actively studied by institutions and governments. This article introduces the current situation of the development of smart label printing and the problems faced in detail. Due to the filed of RFID label printing is just starting its development，and the technology and application of it are both elementary，its potential of development is huge obvious.Finally, the paper studies the important role of conductive ink in RFID label printing; and, in digital ink jet printing of this specific printing mode, discusses the smart label printing process. The conclusion shows that, with the wide application of the Internet of things technology,the technology of RFID will definitely change the normal routine of our lives sharply ，even the way of product or development of our society.Correspondingly, printing technology，which not only include the traditionnaly pattern，but also the digital printing and electrotic printing will also be developed and perfected.

Keywords: Internet of Things ; RFID ; Lab printing ; Electrically conductive ink
目录
第1章 绪论 1
1.1 本课题研究的背景、目的及意义 1
1.2 物联网技术概述 1
1.2.1 物联网定义 1
1.2.2 物联网技术在印刷行业的应用 1
1.2.3 RFID技术 1
1.3 现代印刷技术概述 1
1.4 本论文的主要内容和结构 1
第2章 RFID电子标签印刷 1
2.1 电子标签印刷的理论基础 1
2.1.1 电子标签天线印刷的技术方法 1
2.1.2 导电油墨印刷法的优势 1
2.2 RFID电子标签天线的印刷方式 1
2.2.1 天线印刷方式概述 1
2.2.2 天线各印刷方式特点分析 1
2.3 天线丝网印刷工艺分析 1
第3章 有机RFID电子标签印刷 1
3.1 有机RFID电子标签印刷的理论基础 1
3.1.1 有机RFID电子标签组成及功能 1
3.1.2 有机智能标签的分类 1
3.2 有机薄膜晶体管 1
3.2.1 有机薄膜晶体管 1
3.2.2 有机薄膜晶体管的基本原理 1
3.3 有机智能标签研究现状 1
第4章 智能标签印刷中的导电油墨 1
4.1 导电油墨印刷原理 1
4.1.1 RFID天线印刷与导电油墨 1
4.1.2 导电油墨分类 1
4.1.3 导电油墨优势 1
4.2 导电油墨发展现状 1
第5章 数字喷墨印刷与有机智能标签印刷 1
5.1 喷墨印刷原理 1
5.2 喷墨印刷在RFID标签领域的应用 1
5.3基于无源RFID天线的喷墨印刷膜层厚度分析 1
5.3.1模型建立 1
5.3.2铺展直径对膜层厚度的影响 1
5.3.3溶质颗粒含量对膜层厚度的影响 1
第6章 结论与展望 1
6.1 结论 1
6.2 展望 1
参考文献 1
致谢 1

第1章 绪论
1.1 本课题研究的背景、目的及意义
物联网这一概念，无疑是进入21世纪以来最受关注的话题之一.物联网这一新兴的产业，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮.作为最大的发展中国家，中国和包括美国、欧盟、日韩等发达国家和地区都相继把物联网提升为国家战略级产业，都期望通过物联网振兴本国经济，引领时代的潮流.
物联网技术之所以称之为一次技术革命，是因为它揭示了计算机和通信的未来，而物联网技术的发展也依赖于一些重要领域的动态技术革新.因此可以毫不夸张地说人类正走向“物联网时代”.物联网作为信息化未来的发展方向，在自身形成一个广泛延伸的产业的同时，必然也将对多领域多行业的信息化产生深远影响.由于物联网与印刷行业信息化有着密切的关系，特别是物联网通过设备的融合、网络的融合、平台的融合实现服务的融合、业务的融合和市场化的融合，将从更高的高度为数字印刷指明发展的方向.
现代印刷技术发展的根本宗旨是满足客户需求、降低生产成本、提高生产效率，并越来越呈现出自动化、网络化、信息化、标准化、智能化等发展趋势，其中信息化是现代印刷行业的核心.
现代印刷行业充分利用现代信息技术，打破了传统生产环节的界限，通过智能化管理建立起对企业供产销全过程的计划和控制，从整体上完成优化的生产体系设计和运营，将实现生产、物流的有机统一，从某种角度上来讲，印刷行业的信息化是印刷企业发展的必然趋势.
综上所述，我们可以看出物联网技术在印刷生产领域中的重要性.该课题总的研究意义就在于通过了解物联网技术的发展现状及其与印刷行业的结合应用，并且根据具体印刷产品进行分析，最终从整体上达到对物联网技术下印刷技术的理性认识.
1.2 物联网技术概述
物联网，被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，被看作信息领域的一次重大的发展和变革机遇，世界各国都争相制定物联网发展战略.从整体而言，目前无论是国内还是国外，物联网的研究和开发都还处于起步阶段，还没有进入到成熟商用阶段.我国物联网的研究和发展，更是偏重于终端设备和应用方案等上层应用上，包括国家级示范基地的无锡，还有苏州、杭州、上海等地，都局限在应用领域，如高铁物联网应用等；与发达国家相比，我国主要的差距是在硬件方面，如微电子机械系统（MEMS）、传感器及传感器网络领域的基础技术创新，对物联网体系架构、系统模型和关键技术也都还缺乏清晰化的研究和界定.
物联网的支撑技术融合了感知技术、组网技术、定位技术、云计算、智能服务等多种技术.其中感知技术主要包括射频识别技术（RFID）、传感器技术和机器视觉技术等.组网技术主要包括蓝牙、WIFI、PLC、ZIGBEE和6LoWPAN技术的无线传感网络技术等.定位技术主要包括GPS、GPSONE、RTLS、无线传感网络定位技术、移动通信网络定位技术等.以上技术中，有些已经较广泛地应用于印刷行业，比如RFID技术、机器视觉技术、RTLS技术等，有些还处于小规模应用阶段，比如蓝牙、ZIGBEE技术等，另外有些则是未来信息化技术应用的发展方向，如云计算.
对于物联网技术，全面感知、可靠传递、智能处理，是物联网的3大特征.因此，物联网体系架构可分为三层；感知层、网络层和应用层，其中的核心技术分别为射频识别技术（RFID）、网络与通信技术、智能芯片技术等.感知层由各种传感器组成，包括二维码标签、温湿度传感器、RFID标签和读写器、GPS等感知终端.感知层是物联网采集信息、识别物体的来源.网络层由各种网络，包括互联网、广电网、网络管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责处理和传递感知层获取的信息.应用层是物联网和用户的借口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用.
1.2.1 物联网定义
1999年美国麻省理工学院（MIT）的自动识别中心（Auto-ID Labs）首先提出物联网的概念——把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理.
2005年国际电信联盟ITU在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上正式确定了“物联网”的概念，并随后发布了《ITU Internet reports 2005—the Internet of things》，介绍了物联网的特征、相关的技术、面临的挑战和未来的市场机遇等问题.
对比物联网的最初概念以及现阶段诸多不同的物联网定义，本文认为：物联网即通过信息传感设备，运用RFID射频识别（Radio Frequency Identification）、红外感应、全球定位系统（GPS）、激光扫描等技术，按照约定的协议，把物品与互联网连接起来，进行信息交换与通信，以实现智能化识别、跟踪、定位、监控和管理的一种网络，它是在互联网基础上延伸和扩展的.如下图1-1的基于RFID技术的物联网体系基本架构.

读
出
器

计
算
机

数
据
库

RFID
电
子
标
签

RS232

射频信号

数据存储

数据提取
提取
数据信息

图1-1 基于RFID技术的物联网体系基本架构

1.2.2 物联网技术在印刷行业的应用
未来印刷行业信息化发展与物联网密不可分的关系表现在以下几个方面：
1. 通过物联网实现工厂的环境信息监测.
印刷行业的环保是一个非常重要的指标.利用各种传感器技术和ZIGBEE通信技术，可以实现对工厂范围内的环境信息的实时采集，如温湿度、水质、用电量、有害气体等.这些信息汇总到智能工厂监管平台，有利于管理人员对工厂环境进行实时的监控.根据温湿度信息，还可以自动控制空调设备，从而实现节能减排.
2. 通过物联网实现人员和生产设备的实时管理.
利用RFID技术、ZIGBEE无线网络通信技术或GPS定位技术等，在工厂内部架设无线传感网络，实现对人员及生产设备的实时信息获取及定位，进而实现对人员和设备的实时管理.
3. 通过物联网实现生产设备的远程维护.
对于印刷企业来讲，一旦印刷设备出现故障，将会极大地影响工厂生产.利用物联网技术，将所有印刷设备连接到互联网中的智能工厂监管平台.印刷设备提供商通过专门的网络接入点，能够实时监控设备的运行状况，并能够对可能出现的问题在第一时间进行处理.这样，既能够降低印刷设备的故障几率，又能降低设备维护的时间和成本.目前，很多印刷企业的印刷设备都具有一定的智能性，由微处理器进行各种控制.通过集成各种无线或有线通信技术，可以使这些印刷设备具有连接互联网的功能，也就是连接物联网的能力.
4. 通过物联网实现供应链管理.
合理而高效的供应链管理，可以共享整个供应链的信息，使企业能够准确实现货物的跟踪，改善产品和服务的质量，加快企业对市场的响应速度.
5. 通过物联网实现产品的远程保修服务.
6. 通过物联网实现其他功能.如产品订单的自动分配、生产资料的自动出入库管理等.
1.2.3 RFID技术
RFID（Radio Frequency Identification）技术，即射频识别技术，是一种无接触的自动识别技术，利用射频信号与其空间耦合传输特性，实现对静态货移动待识别物体的自动识别，用于对采集点的信息进行“标准化”标识.
鉴于RFID技术可实现无接触的自动识别、无接触磨损、识别穿透力强、全天候工作、可同时实现对多个物品的自动识别等诸多特点，将这一技术应用到物联网领域，使其与通信技术、互联网相结合，可实现全球范围内信息的共享与物品的跟踪，在物联网“识别”信息和近程通讯的层面中，起着至关重要的作用.另一方面， 产品电子代码（EPC）采用RFID电子标签技术作为载体，大大推动了信息交互的效率.而作为RFID系统的重要组成部分，RFID电子标签通过射频信号来识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预.作为条形码的无线版本，RFID电子标签具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、可在各种恶劣环境中工作等优点，并且使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如.从而RFID技术可识别高速运动物体，并可同时识别多个标签，操作快捷方便.
下面介绍RFID电子标签系统的组成部分，电子标签的构造图如下图1-2.

图1-2 电子标签构造图

标签（Tag）.由耦合元件及芯片组成，每个标签具有惟一的电子编码内部存储的信息(出厂日期、产品名称、型号、制造者代码等).RFID电子标签附着在待识别产品本身，通过阅读器进行信息输出, 工作人员可以与产品上的视读信息进行比对, 信息一致则说明产品真实有效, 同时阅读器可以读出出厂日期, 判断产品是否失效.高容量RFID电子标签有用户可写入的存储空间，附着在物体上标识目标对象.
阅读器（Reader）.手持或固定式读取（有时还可以写入）标签信息的设备.用来产生发射无线电射频信号, 并接收由RFID电子标签反射回的无线电射频信号,发射的射频信号经处理后即可在阅读器上显示电子标签内的信息.在特定条件下,阅读器也可以将相应信息写入电子标签中.
天线（Antenna）.在标签和阅读器间传递无线射频信号.RFID电子标签系统通过读写器天线向电子标签发送射频信号指令, 并通过读写器分析电子标签返回的有关信息，并送到后台主系统进行相关处理.此后，主系统针对不同的设定做出相应的处理和控制, 发出指令信号，控制执行机构动作.RFID电子标签天线在整个系统中起着很重要的作用，它不仅要将RFID电子标签所存储的信息调制反射，同时还要捕获阅读器发射的电磁波，为标签芯片提供能量.由于RFID电子标签要粘贴到被识别的物体上，这就需要电子标签能够足够小，标签天线不仅要求尺寸小，而且具有全向的方向性.另外，作为数据载体的微型芯片基本已模块化，但芯片的数据信息及读写要求不同，芯片阻抗不确定，这就需要RFID电子标签天线能够实现可变性，以便与芯片阻抗共轭匹配，以提供最大功率给芯片.当然，RFID电子标签要实现大规模使用，要求标签天线加工简单，成品率高，制造成本低.标签天线作为RFID系统中最易变的部分，面临着小型化、低损耗和低成本的实际要求，其制造在整个RFID系统中占有重要地位.
随着“物流网”的发展，未来物品携带的信息会越来越多，对卷标容量的需求会越来越高，RFID技术可以很好地适应这种形式的发展.能够快速、准确地采集与处理ID信息的RFID技术，从20实际90年代开始发展起来后，被专家列为继移动通讯技术、互联网技术之后影响全球经济与人们生活的一项革命性的新技术，其在生产制造、交通运输、流通零售、物流与供应链、安全防伪、人员和动物跟踪以及监管等方面都具有广阔的应用前景，现已逐渐成为企业提高物流供应链管理水平、降低成本、企业管理信息化、参与国际经济大循环、增强企业核心竞争力的不可缺少的工具和手段.
1.3 现代印刷技术概述
21世纪是一个以信息数字化、网络化为主要技术特征的知识经济时代，印刷的应用越来越广泛.印刷出版业作为信息媒体的主要提供者，作为信息产业的一个重要组成部分，其影响力将越来越突出.当今印刷工业的发展趋势是既有高新技术知识的服务业性质，又有高生产力的制造业性质，印刷工业将成为信息产业的一个重要组成部分.所以说，印刷工业已经进入了把数字化、网络化作为技术发展的方向，积极采用数字化工作流程和跨媒体出版技术的信息化进程.
印刷行业是一个比较特殊的行业：一方面，它需要大量的人员和生产设备来支撑其生产；另一方面，它会生产出许多实实在在的产品.因此，物联网的应用对于印刷行业的信息化显得更加有意义.尽管目前诸如条码技术、红外扫描等在印刷行业也已经得到较多的应用，然而，距离成熟的物联网还很遥远.首先，物品条码只是被动的条码，其记录和处理过程仅存在于生产线、库房与销售网络当中，仍缺乏实时跟踪的机制.如果有效地引入物联网的机制，印刷企业可以给每一个人员配备一个RFID电子标签，通过安装在工厂内部各处的RFID读取设备，就可以实现对工作人员的自动识别和位置定位管理.同样的方法也可以应用到印刷企业的产品上，这样每一个产品都有了专属于自己的“身份证号码”，通过分布在各个流通环节的RFID读取设备，就能随时了解该产品所处的位置，使印刷企业对自己产品的行踪和状态了如指掌，便于管理.
纵观印刷技术漫长的发展历程，从早期的雕版印刷到后来的胶泥活字版印刷，从木活字版印刷一直到德国人谷登堡发明的铅合金活字版印刷，印刷技术都在社会文化生活中占据着举足轻重的地位.而谷登堡的铅合金活字版印刷为现代印刷技术的进一步发展奠定了坚实的基础.近代由于有了电子计算机的出现，使制版印刷技术有了新的发展.从20世纪50年代开始，印刷技术不断地采用电子技术、激光技术、信息科学以及高分子化学等新兴科学技术所取得的成果，从而进入了现代化的发展阶段.70年代，感光树脂凸版、PS版的普及，使印刷迈入了向多色高速化方向发展的阶段.80年代，电子分色扫描机和整页拼版系统的应用，使彩色图像的复制达到了数据化、规范化，而汉字信息处理技术及激光照排工艺的不断完善，使文字排版技术产生了根本性的变革.90年代，彩色桌面出版系统的推出，表明计算机全面进入印刷领域.在中国现代印刷技术的发展变迁被形象地归纳成为了一句话“告别铅与火，走过光与电，进入0和1”.从技术形态看，“铅与火”的时代就是以铅字、热排工艺和照相制版为代表的模拟技术时代，“光与电”的时代是以电子分色、照相排字和计算机到胶片（CTF）为代表的模拟与数字技术并存的时代，“0和1”的时代是以CTP和CIP为代表的数字时代.目前，印刷正在经历从“光与电”向“0和1”时代的转变，计算机到印制（CTP）和计算机集成印刷（CIP）成为印刷技术的发展方向和热点领域.总之，随着近代以来科学技术的飞速发展，印刷技术也迅速地改变着自己的面貌.在传统印刷继续发展的同时，数字印刷和电子印刷也应运而生.而现在提起的印刷技术主要包括传统的模拟印刷技术和数字化印刷技术.传统的模拟印刷技术主要是指平、凹、凸、孔四大印刷技术.数字化印刷是指把计算机处理好的数字化信息直接输出到纸张或其他基材上去的印刷技术，主要包括静电照相数字印刷，喷墨数字印刷，数字胶印技术等.
1.4 本论文的主要内容和结构
论文的第二章系统介绍了电子标签印刷，以及电子标签印刷的具体技术、方法，以及应用前景等问题.
第三章主要研究有机RFID标签天线印刷产业的原理及发展，从整体上认识了有机智能标签市场的新机遇.
第四章主要研究RFID标签印刷中至关重要的导电油墨，具体探究了其组成、分类与工作原理等问题.
第五章主要是在数字喷墨印刷的具体方式上，研究了标签天线印刷的流程.

第2章 RFID电子标签印刷
2.1 电子标签印刷的理论基础
标签是日常生活中最常见的印刷品.其虽然看上去很简单，但却包含了商品的很多信息，给我们的日常生活和工作带来了很多便利.近年来，随着标签印刷工艺的成熟，传统标签印刷技术的发展放缓.RFID电子标签的出现，无疑为标签印刷业注入了新的活力，为标签印刷技术的发展，开辟出一条更加广阔的道路.事实上，RFID并不是一项新技术，在其发明初期只是用于军工产业，上世纪80年代以后才开始逐渐应用于商业产品.近年来，随着电子标签技术瓶颈的消除和技术优势的显现，其受到广大厂商的热烈欢迎.从美国国防部到中国标准化管理委员会，从全球零售业帝国沃尔玛，到国际IT巨头IBM、惠普、微软等，都对电子标签的发展投入了巨大的资本.
目前，全球每天大约印刷400亿个条码，其中就有1%是采取电子标签印刷的，这对印刷企业是一个巨大的市场.而随着印刷电子标签的市场份额的增加，使得电子标签的制作成本大大降低，尤其是采用先进的印刷工艺、联线封装技术和导电油墨印刷的方法后，更是降低了RFID智能标签的成本，满足了未来物流领域的巨大需求，同时也给传统的印刷行业开创了新的天地.2012年全球RFID市场增长势头强劲, 市场增长主动力是处于高峰期的中国二代身份证、图书标签、RFID旅游卡等, 卡片和基础设备总值达50亿美元, 使中国成为最大的RFID市场.这些项目的射频工作频率仍是最常用的高频( 13. 56MHz), 该频段的市场前景十分可观.
随着RFID市场的成长，电子标签的使用量也呈倍数地增加，但真正阻碍RFID产业发展的因素却是电子标签的制造成本仍高居不下.一直以来，成本问题是影响RFID标签广泛普及的重要原因之一.由于RFID标签成本太高,不适合中、低档的日常消费品,大大阻碍了其普及和推广.RFID标签由芯片、内置天线及底材三部分组成，底材的价格和性能已经相对稳定，因而只能从天线的制作方法入手.导电油墨的出现为RFID电子标签印刷成本的降低提供了契机.后来采用印刷方法制作天线,也大大降低了RFID标签的制作成本.因为采用印刷方法制作天线，操作简单省时, 底材选择灵活多样，印刷速度快，生产效率高，还具有弹性好，油墨转移能力好和环保无污染等优点.因而印刷式的电子标签具有成本优势，深受市场所冀望.现如今，印刷式电子技术被广泛应用在软性电子、有机显示器、EMI 防治、纸电池及RFID等领域，其中又以RFID被动式的电子标签印刷所面临的技术难题最多.当导电油墨印刷上去时，油墨会渗入毛细孔，导致电子标签天线阻抗分布不均，此种现象在频率愈高时问题愈严重.印刷天线的附着力、晶片封装及油墨特性等，则是决定此类产品寿命的重要因素.RFID被动式的电子标签印刷主要使用的油墨称为“导电银胶”.由于印刷时需使用银粉材料，而近来原料价格不断攀升，使得银胶的成本居高不下，导致原本占有制造成本优势的印刷式电子标签，一时之间成本降不下来.不过从长期来看，印刷式电子标签仍是未来低价电子标签的最佳解决方案之一.
以下主要介绍RFID电子标签天线印刷的技术方法和印刷方式.
2.1.1 电子标签天线印刷的技术方法
目前，主要有四种电子标签天线的制造技术：蚀刻天线、绕线式天线、印刷天线及印刷与电镀混合制作天线，目前国内外主要是以蚀刻法和电镀法为主，直接印制法（导电油墨印刷法）是最近正在兴起和研究的印制技术.上述各类工艺比较见表2-1.

表2-1 各类天线印刷工艺比较
天线类型
设备投入
生产效率
制造成本
天线性能
结构灵活
应用局限
环保问题
印刷天线
低
高
低
良好
大
较小
较小
蚀刻天线
高
高
高
优良
一般
有
有
绕制天线
低
低
低
优良
小
较小
无
印刷与电镀混合
低
较高
低
良好
大
有
有

可以看到采用印刷方式制作天线，具有设备投入少、生产效率高、制造成本低、天线结构应用灵活及环保问题较少等优点.
（1）蚀刻法，称印制腐蚀法，或减成印制法.先在一个底基载体（如塑料）上面覆盖一层20mm~25mm厚的铜或铝，另外制作一张天线阳图的丝网.印刷用网印的方法将抗蚀剂印在铜或铝的表面上，保护下面的铜或铝不受腐蚀剂侵蚀；而未被抗蚀剂膜覆盖的铜或铝会被腐蚀剂溶化，露出底基成为天线电路线的间隔线；最后涂上脱膜液去除抗蚀膜，进而制成天线.工艺流程如图2-1所示.
覆盖铜或铝膜
底基

蚀刻
印制抗蚀膜

制作天线的阳图底片
晒制抗蚀膜的网版

制作天线
去除抗蚀膜

图2-1蚀刻法的工艺流程图
（2）电镀法，也称印制电镀法，或加成印制法.在底基上通过印刷涂覆一层薄的（几微米）起催化作用的油墨，呈天线的阳图形状此种特殊油墨含有金属颗粒，在印制之后，印过的材料再经过电镀过程，铜被镀在材料上，只附着在油墨形成的图形上电镀过程持续到材料上沉积的铜的量达到一定的厚度使之具有合适的导电性，进而形成天线具体的工艺流程（以网印为例）如图2-2所示.
底基

印制油墨

油墨上电镀铜或铝

晒制油墨的网版
制作天线的阳图底片

制成天线

图2-2 电镀法的工艺流程图
（3）直接印制法，又称导电油墨印刷法，是直接用导电油墨在绝缘底基（薄膜、纸张等）上印制导电线路，形成天线和电路，具体工艺流程见图2-3所示.
底基

制成天线
印制导电油墨

晒制导电油墨的网版
制作天线的阳图底片

图2-3 导电油墨印刷法的工艺流程图
2.1.2 导电油墨印刷法的优势
(1)导电油墨印刷法制作RFID电子标签与蚀刻法和电镀法相比，主要有3方面的优点：
用传统蚀刻法和电镀法制作RFID电子标签天线，工艺复杂，成品制作时间长；导电油墨印刷法制作RFID电子标签天线高效快速.如今，直接印制法已开始取代制作各频率段的蚀刻天线，如超高频段（860MHz~950MHz）和 微 波 频 段（2450MHz），同时在天线质量方面，直接印制法制作的天线可以与传统工艺制作的天线相媲美.
(2)传统蚀刻法和电镀法制作的RFID电子标签天线要消耗大量的金属材料，成本较高；而直接印制法的原材料成本要低于传统的金属天线，这对于降低电子标签的制作成本有很大的意义.
(3)传统蚀刻或电镀工艺的制作过程产生大量含金属和化学物质的废液，对环境造成较大的污染；导电油墨印刷法采用导电油墨直接在底基上进行印制，不含侵蚀性材料，化学试剂的使用较少或没有，具有绿色环保的优点.
2.2 RFID电子标签天线的印刷方式
2.2.1 天线印刷方式概述
RFID电子标签是一种微结构，对印刷的要求较高，且需要用导电油墨印刷，印刷的膜层要求高.通常的胶印机由于墨膜厚度较小，并不适合这种微结构的印刷.为了能让导电油墨均匀而极薄地涂布在很薄的基材上，必须解决两个问题：一是导电油墨的研发；二是印刷设备提供商能够提供出印刷电子标签的理想解决方案，如采用混合印刷技术.
德国开姆尼茨工业大学印刷和媒体技术研究所目前正在进行聚合物电子印刷的项目研究，目的是研制一种适合于工业化生产的聚合物电子产品的新型印刷方法，这种研究思想就是利用现有的胶印机将导电油墨叠印在宽幅的卷筒材料上.根据研究所介绍，用一台高效率印刷机在40min内可以生产出传统电子标签厂1 年的产量，并且制作价格也降到每枚1 欧分以下.可见，RFID 电子标签的发展将有力地促进着未来印刷技术的革新.
目前, 电子标签的印刷工艺可分为传统印刷和数字印刷工艺.常用的传统印刷方式有丝网印、胶印、凹印及凸印, 数字印刷方式有喷墨印刷和静电摄影,但目前还没有发现喷墨印刷和静电摄影用于智能标签生产的优势.丝网印刷以其高效率、高可靠性、灵活性成为了目前最适合印刷RFID天线的方式.下面介绍一下电子标签印刷的4种传统印刷方式和数字喷墨印刷方式.
2.2.2 天线各印刷方式特点分析
(1)丝网印刷
电子标签天线的印刷制作过程采用此种方案的案例最多，也是目前首选的印刷方式.在智能标签印刷中, 目前印刷导电油墨较好的丝网是镍箔穿孔网.该网由镍箔钻孔而成,网孔呈六角形或圆孔形,整个网面平整匀薄,能极大地提高印迹的稳定性和精密性，用于印刷导电油墨效果较好，能分辨0.1mm的电路线间隔、定位精度可达0.01mm.但是这并不是最理想的电子标签天线印刷工艺.丝网印刷的不足就是其最大分辨率较小，而且其印刷速度与其他印刷方式相比较小.电子标签印刷天线的厚度一般为0.01——0.04mm，这就要求丝网印刷机必须能印出足够细的细线，并且相邻的两根细线之间的间隙越小越好，这样可以确保电子标签做得小巧.然而，在通常的网印机上，把间隙做得很小是非常困难的.此外，为了确保天线的导电性能，印刷电子标签时也要求网印机的印刷厚度均匀一致，否则如果在印刷天线时出现一些微小的裂缝或凹陷，将会影响导电性能.同时，天线印刷过程中对环境的要求很高,因为如果在印刷过程中，环境里存在粉尘的话，也将影响到导线之间的导电性能.不过，呈六角形的镍箔穿孔网（不是由金属或尼龙编织成的网）的整个网面平整匀薄，能极大地提高印迹的稳定性和精密性，比较适合用导电油墨印刷.
网印印刷RFID电子标签天线还具有下列优势：绿色环保；可实现一步式印刷；不含侵蚀性材料；印刷设备价格较低；可以在各种承印材料上印刷；可以印制交叉线路等.但网版印刷的油墨黏度较高，且印刷膜厚最高可达 0.1mm，而RFID电子标签天线的印刷膜厚仅约为0.08~0.12mm.即丝网印刷墨层厚度由丝网网版的透墨量决定，在印制时可以通过调节诸多参数，比如刮印参数（刮印压力、刮印速度、网版距离刮板角度等）选择不同分辨率的网版等来印刷得到所需的印刷膜层厚度.另外，还需注意选择合适的导电油墨，确定印刷墨膜的最佳干燥条件，网版印刷后干燥可以通过及热风等方式来达成.
(2)凹版印刷
凹版印刷是将刻有图样的金属薄版（凹刻），固定于印刷机上的印刷版上，沾上印刷油墨后转印至承印底材上，其分辨率可达100l/cm，墨膜厚度为 0.08mm~0.12mm.凹版印刷的油墨黏度相对于网版印刷油墨的黏度较低，油墨膜厚控制较为精准，亦可符合RFID电子标签天线印制所需膜厚要求，而且印刷速度更快，极适合大量印刷生产.缺点是需投入的设备资金较高，印刷压力太大，印刷RFID标签天线时存在一定困难.
(3)凸版印刷
凸版印刷是将有图样的橡胶厚版（凸刻），固定于印刷机上的印刷版上，在沾上印刷油墨后转印至底材上.凸版印刷的油墨黏度相对于凹版印刷较低，油墨膜厚也远低于前二者.然而但柔印分辨率较低，通常在60l/cm左右，精细印刷可达80l/cm，墨膜厚度在6~ 8Lm，且印迹的边缘部分有印纹出现，使得线路边缘印迹不规则，影响到油墨附着的精度及线路的阻抗性，容易生产出废品.但若能克服以下障碍，如印迹的边缘部分会有印纹出现、使得天线边缘的印迹不规则、影响天线的精度及阻抗性、容易产生废品等，凸版印刷直接将RFID电子标签印刷在纸箱上的价格竞争力却是前二者所不能媲美的.此外，柔性版印刷可采用水基油墨、溶剂型油墨及UV固化油墨，且印刷速度快、印刷精度高、效率高.
(4)胶版印刷
胶印是电子标签天线印刷中目前应用较为普遍的方法，用于线圈印刷有着效率、精度及分辨率高的优势，但是墨膜厚度较小，不符合线路印刷的要求.当然可通过反复印刷多次来完成，但对于精细线路的套准控制有一定的困难，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.
(5)喷墨印刷
喷墨印刷技术是近年来发展起来的新兴技术，其多功能性是其他印刷方式所无法比拟的.这种无压力的印刷方式可将计算机中的数字信息直接喷涂到任何形状的材料上.喷墨印刷技术的油墨系统较为复杂，可以使用水性UV墨水，其大型喷墨印刷设备的印刷精度最高可达0.5mm左右，此技术也是最有可能成功实现以印刷方式来直接制作IC电路的技术.但是喷墨印刷存在着喷墨位置偏差，小墨滴会出现在空白区域影响印刷质量，印刷速度慢，设备及油墨成本高等问题.喷墨印刷技术的油墨黏度是以上几种印刷方式中最低的，膜厚控制精度却是最高.
通过以上分析，RFID智能标签在生产的初期，常用最流行的还是丝网印刷方式，且短期内还将主要采用网版印刷的方法，但最终将会被速度更快的胶印等工艺所取代.更加精细、电性更好的新型油墨的研究使用，使电子标签印刷采用胶印、柔印的工艺成为可能.虽然RFID电子标签印刷天线具有很大的优势，但在印刷天线的过程中，要求没有任何杂质掺合其中，否则会影响导电效果.另外，烘干温度的控制也很重要.温度不合适，会使天线的基材发生超标准的变形，还会对后面的工序造成影响.这就对印刷企业的生产管理提出更高的要求，同时也会促进印刷企业在技术细节管理水平上的提高.
2.3 天线丝网印刷工艺分析
以下给出丝网印刷中标签天线设计的结构图2-4.

图2-4 标签天线设计结构图
设计如图2-4的天线结构.
采用Ma-rabuMS-300F网印机，用ED-7251A导电银浆和埃奇森PF-050银浆进行，网版选用350目直拉尼龙网版，基材为PET片，固化采用温度可控加热炉.
印刷天线实物如图2-5所示.

图2-5 采用Marabu MS-300F网印机印刷获得的天线实物图

实验结果通过阻抗分析仪( Agilent 4294A)进行分析，分析结果如图2-6所示.

图2-6 Agilent 4294A阻抗分析仪分析PF-050银浆天线电参数