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呂理哲,知名電子出版專家、網路作家。
   
  印刷電子應用越來越廣
  呂理哲 May 16 2016
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      跨界的合作和技術應用,改變許多產業的面貌,印刷有個領域叫『功能性印刷』,其實就是跨界的技術應用。

《本文開始》

最早的印刷電子開始於應用噴墨印刷技術,將導電材料列印在材質上面,形成的電路或天線。經過十年中演進,現在印刷電子已發展出更先進的印刷方法,不僅僅是印刷印刷電路,甚至利用噴墨技術在列印過程中直接形成電子電路、感測器,甚至形成系統和設備。

印刷電子牽涉到材料、電子和噴墨技術,可以實現超低單價成本,還可以大量製造。

電子產品的市場定律就是越來越小,印刷電子既然可以用印刷的方式來製造電子零件,正符合體積特小的條件,在今天物聯網(Internet of Things)的浪潮中正在改變市面上產品的形式。

原來,噴墨列印導電油墨,在射頻標識(RFID – Radio Frequency Identification)的迅速發展過程中,扮演了重要的角色。目前能用噴墨技術創建感測器,開關,電池…,印刷電子的持續發展與傳統的電子產品結合,越來越緊密。

物聯網應用互聯網的便利,把資料傳來傳去,就要改變許多產品的形態,影響我們的生活。

印刷電子在產品本身或產品包裝的製造過程中,把數位元件嵌入,有了通訊能力和資料,同樣的商品搖身一變就成了物聯網的智慧產品了。

英國的PEL(Printed Electronics Limited)鑽研印刷電子技術,積累了足夠的經驗,目前的技術已經可以在伸縮性的基板、纖維紡織品、紙張、塑膠薄膜上印上彈性電子線路,甚至可以配合熱成型或模具鑲件的工序。

挪威的Thinfilm(薄膜公司 Thin Film Electronics Electronics ASA)則利用印刷電子技術製造各種智慧標籤,和三維印刷,低壓鑄造或射出成型的塑膠件集成通訊、照明和資料儲存等等電子功能,不但可以?明客戶生產少量的樣品去做市場測試以達到集資投資目的,當然更可以做大規模的量產。

印刷電子是整合印刷和傳統的電子產品,通常包括足夠的組合材料和工藝專業知識,再加上傳統電子和印刷電路板元件,無論是作為外掛程式模組或作為一個完整設計,都需要足夠的專業知識才能夠權衡取捨,去創建一個最佳的設計,做出適合核心要求的結果。

這些印刷電子公司都有電路設計的能力,並且設計了一些標準套件和嵌入式軟體套件;甚至擁有圖形設計和機械設計的能力。既然有了電子能力,必然需要配套的網路管理系統。

例如:PEL在食品包裝外面印上溫度感應器和顯示溫度記錄的標記,只要在食品運送過程中,溫度異常,客戶在購買時不用打開包裝,就知道有沒有食物敗壞的風險,在既有的食品生意流程中為品牌提供了信用的保證。

其實,有了印刷電子可能改變整個服務的體系,進一步提升廠商和客戶的價值。Thinflim在2013年就發明可以用印刷的方式,在生產線上把記憶體列印在各種材質上面,,將資料記錄在商品上面。這項名為Thinfilm Memory的技術,還授權給施樂,應用施樂的印刷技術去大量生產。

2014年Thinfilm並購了另外一家印刷電子公司,推出 NFC OpenSense技術

他們為Johnnie Walker藍標威士忌酒瓶設計短距離無線通訊(NFC – Near Field Communication)蓋子,客戶利用酒廠的APP,將手機靠近酒瓶蓋,APP 在1秒鐘以內,就能告訴你這個瓶蓋打開過沒有,同時連上網查證這瓶酒的序號,真瓶假酒也查得出來,酒商更能利用記錄在這個瓶蓋裡的記憶體的唯一序號,管理自己的銷售管道。

國外許多名牌苦於盜版不好對付,有了印刷電子可以把管理資料,加進生產流程中,跟著商品到了客戶手上,生產履歷可以讓客戶查證。世界最大的玩具商孩之寶(Hasbro)的玩具,去年開始一件一件加上了印刷電子的應用。

從上面的例子,我們可以想像印刷電子不只是單純的噴墨印刷工序,而是跨界整合印刷和電子還有其他的技術,去為客戶開發新產品應用的新生意。

印刷同行應該如何看待印刷電子的應用?

2014年,美國歷史悠久印刷業巨頭當納利(R.R. Donnelley & Sons Co.)投入了印刷電子領域的RFID 和 NFC,在2015年的年報中把這一項列為最重要的創新項目。一方面,RFID標籤每年有近100億美元的市場,而且只有1%採用印刷電子新技術,有投入的充分理由,另一方面當納利也需要改善油墨印刷占公司營收的比例,報表上顯示2014年油墨印刷只占公司營收的24%,2000年時可是的70%。

另外,還有一個好例子,RFID已經為一家標籤印刷廠,帶來了另一個新局面。

正美標籤從家庭工廠的模式起家,最早的印刷活是臺灣外銷柳橙上面的小小圓形標籤,1995年正美在上海和深圳設廠,2011到2013連續在大陸增設了四廠,到2015年集團營收約17億元人民幣,年出貨量為120億張標籤,的規模,可說是標籤印刷的模範生。

其中RFID為正美打開了蘋果、惠普這些大廠的業務大門,但是功能性印刷並不是一帖萬靈丹,我們得慢慢講起。

搭上了臺灣當時作為世界工廠的時代潮流,正美從柳橙開始,陸續做起西洋棋、玩具、家電、煙酒….的標籤,全世界標籤印刷廠有25,000家,為何只有是極少數,如正美走出了康莊大道?

其實,正美還通過了國際安全標準UL、危險物質限制指令(RoHS)檢驗,甚至電子業的各種標準。一張標籤沒有多少金額,為什麼需要這些認證?

為了要和客戶產品一起走進國際市場,貼在電器裡面的任何零元件,即使是一張紙,也要需要符合電氣產品的認證。就像食品的包裝盒需要通過食品檢驗的認證一樣。

正美的研發部門有四位博士,包括材料、電機、機械和化學不同領域,不但研究材料包括遮光、腐蝕、透氣或是隔熱….等等,還開發出遇水變色的水洗標籤,?明客戶只要辨別手機內部標籤,就可以判斷是否落過水,幫客戶解決人為疏失造成手機保固的成本。

正美一定是從如小米、華為、宏基和HTC等這些電子廠客戶那裡知道了RFID 的應用和市場趨勢,預見了產品包裝貼上了RFID標籤,就能實現一商品一序號的庫存管理需求,而且國際大賣場如沃爾瑪早在2000年就提出庫存自動化,需要電子產品製造商配合RFID的要求。

正美及早投入RFID標籤的研發,才有機會搭上那一班電子商品RFID標籤的快車。

去年底媒體報導裡,正美稱自己一年要產生五萬種新料號,相當於每天要開發137種新產品,正美為客戶提供了遠遠超過印刷的服務範圍,讓正美一再成長的因素可不僅僅是RFID這一項。

今天正美集團依客戶產品的屬性劃分為日化事業部及電子事業部;日化事業部的客戶有寶潔、聯合利華、強生…等國際消費用品大廠,電子事業的客戶有富士康、蘋果、惠普、宏基、華碩、HTC、三星、小米…等全球知名電子企業,而且都是長期合作關係。正美的客戶產業橫跨3C、醫藥、民生消費與汽車等等;客戶的產品涵蓋食、衣、住、行、育、樂,可說是鋪天蓋地。

各領域的產品都需要標籤,標籤市場固然很大,但是單純的把油墨印在不同材質上面的叫做印刷活,大部分的標籤印刷廠只做印刷服務,頂多加上上光或覆膜,工序繁雜瑣碎,單價又低,在紅海裡游泳競爭者眾,無法不抱怨供過於求。

正美的主業就是印刷,也只做印刷,而且擁有凸版、網版、柔版、凹版、平版等多種印刷制程,還有各式加工能力,他們把自己的市場定義延伸到印刷以外的範圍,才能逐漸發展出領先同業的局面,比別人早一步把船駛進藍海。正美的老總說:『與其等浪打過來,不如現在乘風破浪上去,很挑戰,但是換個角度想,大家都不懂最好呀,你趕快懂就贏了。』

正美的故事讓我們體會到,印刷和其他技術的結合有機會突破印刷生意的圍城,打開眼界,放開心胸,認識新事物,瞭解印刷領域以外的新技術,而且要瞭解新技術也正在等待傳統行業的結合。

互聯網和物聯網正在改變人們的生活,印刷本來就是生活的一部分,印刷電子、功能性印刷雖然掛上了『印刷』兩個字,其實是全新的科技。

全新的技術並非遙不可及,所有的新技術都有這樣的特點,就是要使用介面傻瓜,介面簡單,想想看我們口袋裡的手機,應該是有史以來最複雜的電腦,有無數高明的軟硬體設計,滿足各種無線通訊的功能,包括傳統電話、3G、4G、藍牙、NFC…,還有語音、圖像識別,即時翻譯…,幾乎整合了各個領域的技術。如果,你想要銷售自己製造的手機,只要找幾家相關手機技術的供應商,不用蓋廠房就能把手機生產出來。

功能性印刷不是新的印刷技術,而是有可能改變印刷服務的新技術,新技術和傳統印刷的整合並非難以跨越的圍牆,RFID、QR二維碼和印刷生意的整合。

正美就是我們看到的好例子。

功能性印刷其實是物聯網新技術,買不到單獨的技術,其實單項技術買來也還不能用,必須和印刷整合,甚至還要把互聯網整合進來,再把客戶的生意整合在一起才能發揮作用。

Thinfilm的示範,就是如此。

《end》
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