印制

制作|网易新闻

作者|王泽，清华大学机械工程系博士研究生

最近，中国人民银行将正式发行2019年版的第五套人民币。这次发行的面值包括50元、20元、10元、1元纸币和1元、50分和1分硬币。

与2005年版相比，新版人民币中的50元、20元和10元的钞票增加了脸部颜色的鲜亮度，并配有“美容滤镜”。镍币在材质上从镀铜合金钢芯变成镀镍钢芯，从而结束了自1980年以来一直保持的黄色，并变成了镍白色。此外，防伪技术和印刷质量也得到了提升。

长期以来，由于其极高的保密性，印钞似乎非常神秘。你有没有想过硬币是如何制成的？让我们从纸币开始。

(1)“白纸”如何变成钞票？

对于印钞厂来说，生产的“钱”不是真钱，而是一种产品，就像食品厂生产的麻辣条和化工厂生产的化肥一样。

然而，与普通的印刷产品不同，由于钞票的特殊性，印刷过程明显复杂。一张人民币至少要经过十几道工序，从手工雕刻模板到印刷，再到出厂。

1.初级加工的纸张选择:棉花、大麻和其他植物用作纸浆

除了长流程设计，人民币生产的第一步是纸张选择。

通常，大多数纸币都是纸币，人民币也不例外。大多数制造钞票纸的原料使用棉花、大麻和其他纤维较长的植物作为纸浆。这样制成的纸光洁、坚韧、挺度好、耐磨性强，耐用的循环纤维不易松散、起毛和断裂。

此外，在制造过程中将采用一些特殊的方法来保证它具有耐磨、耐折、耐酸、耐碱等特性。

与此同时，纸币上也将覆盖有防伪水印。纸张选择工作必须考虑水印的方向性，以防止产生倒置的钞票。

(看起来像“白皮书”的纸张在造纸过程中已经添加了水印)

2.印刷:切勿使用印钞纸进行测试

钞票纸被选中后，被送到印刷车间。经过几台凹印机印刷后，白纸可以兑换成人民币。

与普通印刷机一样，印刷人民币时，需要进行一段时间的试印，以将印刷设备调整到最佳状态。然而，当印刷人民币时，不允许在钞票纸上进行测试。通常使用普通纸。这是因为所有印钞纸都有严格的数量管理，而且不缺一张。如果在印刷过程中有任何浪费，即使是皱巴巴的废纸也必须登记和检查，而且程序非常严格。

3.裁剪:将报纸大小的人民币剪成10张

印刷钞票必须经过切割过程。新人民币有报纸那么大，上面有几十元人民币。这个过程就是切割它。

4.质量检验:无效票不接受

最后，质量检查是必需的。质检员在强光下逐一检查整叠人民币的质量，如有无数字、错别字、统一颜色、倒置水印等。如果有，拒绝无效的票。

(2)这是一项技术任务——印刷货币和制造硬币的技术难度

在印钞过程的十几个过程中，不仅工作人员要一丝不苟，而且对印刷技术、防伪技术等都有很高的要求。这是一部高科技含量的作品。

19世纪末，俄罗斯印钞专家奥尔洛夫发明了一种带有集色辊的多色印钞机，后来被称为“奥尔洛夫印刷法”。与传统的湿法胶版印刷工艺相比，该方法大大提高了防伪性能。

在中华人民共和国成立初期，由于缺乏中国的相关技术能力，苏联被委托印刷人民币一段时间。二十世纪五十年代中苏关系恶化后，苏联傲慢地拒绝继续提供这种技术支持。然而，中国印钞业的前辈们并没有气馁，仅用了三年时间就克服了技术难题，为第三套人民币印刷工艺所涉及的纸墨国有化、版式设计、制版雕刻、防伪技术、印刷技术和印刷机械做出了突出贡献。

此后，中国的印钞业走上了完全自主的道路。

在今天的市场经济中，钞票是国家的名片。作为人们日常生活中不可或缺的一部分，现代纸币的设计和印刷需要考虑更多的艺术性、防伪性和流通性问题，这对印刷工艺提出了更高的要求。

正是在这一需求的指引下，中国印钞行业的技术人员不断解决重大科技问题，取得了世界领先的技术突破。2010年国家技术发明奖一等奖证书授予“SD凹版印刷转印刷”团队。这是一项重要的科技成就，解决了全球印刷行业的共同问题。那么，什么是所谓的凹版印刷呢？

凹版印刷:不易仿制和伪造

凹版印刷，即凹版印刷，是将包含在凹版凹点中的油墨直接压印在承印物上。印刷图片的明暗程度由凹点的大小和深度决定。如果凹点更深，则包含的油墨更多，压印后留在承印物上的油墨层更厚。相反，如果凹点较浅，油墨含量将较小，印刷物上留下的油墨层将较薄。

2015年版第五套100元人民币钞票上的毛泽东头像采用雕刻凹版印刷，手指触摸有明显的凹凸感。

凹版印刷作为一种印刷技术，因其油墨层厚、色彩鲜艳、饱和度高、耐印版性高、印刷质量稳定、印刷速度快等优点，在印刷包装和图形出版领域占有极其重要的地位。

(凹版印刷示意图)

同时，由于凹版印刷线条的粗细和油墨的层次在印刷过程中可以任意控制，不容易被仿制和伪造，尤其是墨坑的深度，所以很难根据印刷的图文进行逼真的雕刻，成为印钞的唯一选择。

“无凹无币”——防伪技术的关键

同时，凹版印刷的钞票具有明显的凹凸性，这也成为防伪技术的关键。印钞业有句谚语“没有凹度就不能造硬币”。我相信在我们的日常生活中，我们也经历过通过大面额钞票上的肖像图案和国徽上的凹凸层来识别假币。

中国独立开发了世界上第一台凹版印刷机

传统的凹版印刷技术在印钞过程中只能单面印刷。在一面印刷之后，油墨需要在另一面印刷之前干燥，这无疑增加了时间成本。然而，“SD凹版印刷到印刷”技术可以实现双面同时凹版印刷，大大提高了生产效率。

中国自主开发了世界上第一台凹版印刷机，解决了世界范围内的凹版印刷问题，并先后在日本、瑞士和德国获得国际专利授权。

防伪:技术与艺术的结合？

现代纸币的印刷不仅是一个简单的技术问题，也是技术与艺术设计的完美结合。

2015年11月，第五代新版人民币100元推出。与之前版本的人民币相比，在正面右侧增加了一条4毫米宽的光学可变镂空窗口安全线，提高了防伪性能。当视角从直视变为斜视时，安全线的颜色从品红色变为绿色。通过透光观察，可以看到安全线前后交替排列的镂空字符“￥100”。2019年版第五套人民币部分钞票还采用了强光变面额号码和光变镂空开窗防伪线的防伪技术。

(可变光中空窗户安全线)

本发明对光源要求低，颜色变化明显。同时，它整合了镂空的人物特征，不仅增加了美感，也方便了公众的识别。

2015年版人民币100元增加了可变光镂空窗户安全线，同时保留了磁性全埋安全线设计的旧版本，有利于公众识别，并兼顾了机器可读性能，充分体现了技术进步和创新。

在设计这种新型安全线时，技术人员进行了反复测试。从2mm到5mm，安全线太窄，识别效果不明显，太宽不利于钞票的整体平滑。最后，选择4毫米作为防伪技术和艺术设计的平衡点。

(光学安全线)

(3)除了印刷货币，还有铸币。

除了印刷货币，中国还拥有硬币制造的核心技术。

平时，我们会看到一些硬币的边缘有均匀分布的丝齿。这种均匀分布是由于“硬币边缘全齿距半齿技术”。这项技术在第17届全国发明展上获得金奖，提高了硬币制造的技术难度，增强了硬币的公众防伪性能，是硬币制造技术进步的重要体现。

为了实现全齿距和半齿距的效果，首先分别加工稀疏齿电极和密集齿电极，用紧固件紧固稀疏齿电极和密集齿电极，形成组合电极；利用电火花成型技术在线齿套模具上反映组合电极全齿距半齿的结构形式，最终用线齿套模具冲压出所需的硬币。

(梳状电极)

(密集齿电极)

(组合电极)

(四)整个产业链本地化产出

在中华人民共和国成立初期，人民币需要外国帮助才能完成印刷。今天，中国的印钞业可以实现整个产业链的本地化，也可以帮助其他国家印制钞票。

2016年8月，中国印钞造币总公司在与英国、法国等国著名企业的激烈竞争中胜出后，赢得了为尼泊尔印制2亿尼泊尔1000卢比钞票的订单。

尼泊尔的1000卢比是尼泊尔中央银行发行的最大面额的钞票，在尼泊尔的金融流通中占有非常重要的地位。这也对钞票的防伪技术和面额设计提出了相当高的要求。

然而，在中国印钞造币公司中标并发运第一批产品之前和之后仅用了五个月。与此同时，印版、油墨、纸张和线，包括印刷技术的集成，都是中国制造，这不仅验证了印钞技术，也考验了中国印钞行业的整体实力。

原文的标题是，“原人民币是这样印刷的，你有没有想过？》

东河印制公司旧址为四川省文物保护单位。

东河印制公司旧址

据资料记载：1965年，在国家“三线建设”大背景下，国务院敲定在原川陕苏区造币厂所在地旺苍新建一家印钞企业，这家企业就是后来的东河印制公司。1970年至1990年，东河印制公司累计完成人民币钞券7个品种、援外钞券7个品种、国库券3个品种，计138.213亿张的印制。人民币中的伍圆券、贰圆券，就是东河公司印制的。1993年，东河印制公司因调整搬迁，结束了它在旺苍印制人民币等钞券的历史使命。随着国家乙级一类保密单位牌匾的摘除，东河印制公司遗址渐渐褪去了它的神秘面纱。

公开资料显示，东河印制公司占地75万平方米，有职工3000余人，下设印钞、造纸、热电，以及机械制造和贵金属4个厂，是中国人民银行印钞造币总公司所属的以生产国家法定货币为主，集防伪印刷、特种专用纸张生产、金银精炼、贵金属加工、发供电、供热和机械加工为一体的大型综合性印制企业。近年来，旺苍县委县政府以及相关部门非常重视城市历史文化遗产的挖掘与保护，沉睡多年的东河印制公司遗址已被列为《旺苍县历史文化名城保护规划（2017-2035）》保护范围。

年代：1964－1993年

2012年，东河印制公司旧址被四川省人民政府公布为第八批省级文物保护单位。

电路板作为最活跃的电子元件，几乎包含在所有电子产品中，尤其在电脑、大型通信设备、军工产品中，它所占的比例很高。因此，废弃电路板的数量是与日益增多的电子废弃物的数量成正比的。那么废印制电路板工业固体垃圾怎样处理呢？工业固体垃圾是指什么呢？下面就带大家来了解一下这些固体废弃物安全小知识。

废印制电路板虽然是一种工业固体垃圾。但是电路板中金属含量占50%左右，仅铜的含量就在20%，此外还有少量的贵金属和稀有金属。金属含量中等的废弃电路板按照市场价格折算的部分金属的潜在值，数值是很可观的。1吨金矿石中含有超过2克黄金就具有开采价值了，而1吨废弃电路板中99.999%含量的黄金达80～1500克，并且与传统的金属矿山开采、加工得到的价值相比，从废弃电路板中提炼各种稀有金属要比开矿容易得多，所以称为一座“金矿”是当之无愧的。

废弃电路板中除了含有大量金属外，还包含有大量直接或间接来源于石油产品的高分子聚合物材料，具有很高的热值，利用它们既可产生能源也可生产相关的化学产品。有些国外科学家应用热解法研究了回收树脂中的有机物和无机填料的可行性；我国台湾工业技术研究院的郑智合介绍了采用废弃电路板中的非金属与木屑按照一定的比例混合，制造合格安全的PVC地砖的方法。因此废弃电路板潜在价值是很高的。

随着电子产品更新速度的加快，电子垃圾主要组成部分的印刷电路板的废弃数量也越来越庞大。那么废印制电路板是危险固体垃圾吗?关于这个问题我们还是来请教一下吧。

废印制电路板是危险固体垃圾吗?小编分析如下：

按照目前《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的规定,固体废物包括：危险废物、生活垃圾和工业固体废物。废印制电路板是危险固体垃圾。

线路板的印刷，大多是丝网印刷，我们称之为pcb行业，线路板根据基材有很多不同，但都是环氧树脂制作，制作过程中还要使用大量有机溶剂，如二甲基甲酰胺，丙酮，丁酮，各种固化剂等，都是低燃点，高毒性的物质，当然必须严控。目前国内很多的电路板生产车间，完全没有无害化废气处理和员工保护措施，一线生产工人完全不知道置身危险之中，因此这类工厂大多经常更换流水线员工。

废印制电路板对环境造成的污染也引起了各国的关注。在废旧PCB中，含有铅、汞、六价铬等重金属，以及作为阻燃剂成分的多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)等有毒化学物质，这些物质在自然环境中，将对地下水、土壤造成巨大污染，给人们的生活和身心健康带来极大的危害。

危险固体废物是一类特殊的固体废物。由于其性质多种多样，种类繁杂，因而鉴别困难。它不但污染空气、水源和土壤，而且由于各国对有害固体废物的管理方法不同，从而使有害固体废物通过各种渠道危害人体健康与环境。

以上内容由调查整理，希望对大家有所帮助。下期固体废弃物安全小知识讲座小编带大家来了解哪些生活垃圾是危险物，精彩内容大家不要错过哦。

随着无线系统内置功能的不断增多，对小体积、低成本印刷电路天线的需求在增加，比如一款必须要支持蓝牙、蜂窝操作、全球定位系统（GPS）等功能的手机。对一台设备内包含的多个蜂窝通信频带来说，有几种不同类型的天线可用。由于陶瓷基板材料的高介电常数，为减小天线所占空间，天线一般被制造在陶瓷基板材料上。本文提出了一种印制在罗杰斯公司的一种典型层压材料RO4350B上的低成本天线。对研制中的便携式场强仪的射频和数字电子部分来说，做在RO4350B材料上天线的大小和所占空间，与做在陶瓷基板上的天线一样。

测量基站周围的场强对工作位置紧邻蜂窝基站天线的技术或其他员工而言至关重要。通过采用单一设计覆盖三个波段从而就不再需多个独立天线，也即减轻了测试设备的重量、降低了成本。这款新颖的天线有助于实现一个成本低得多的便携式场强仪，其在降低成本方面的好处超过任何可用的电场感知方案。本文将讨论对该三频带印制偶极子天线设计的仿真和实测。

RO4350B层压材料是一种强化玻璃碳氢化合物/陶瓷材料，可以用与在FR-4基板材料上制作低成本印刷电路所使用的相同方法对其进行处理。它在10GHz的电介常数为3.48，该特性使其常用于高频功率放大器设计。RO4350B层压材料具有低Z轴热膨胀系数（CTE），从而确保通过金属化过孔（PTH）互联的多层电路具有高稳定性。

表：三频带印制偶极子天线的典型电气特性。

表中提供了该三频带印制偶极子天线的典型电气特性。图1给出了带典型尺寸的天线的物理布局，图中的红色和蓝色分别表示该印刷电路设计的顶层和底层。

图1：用于手机测试的三频带印刷偶极子天线的布线。

该天线属于改进的反转F型天线设计。对此类宽带/多带天线来说，回波损耗非常重要。为评估该天线的回波损耗性能，采用三维（3D）电磁仿真程序（图2）对性能进行了模拟预测，并将其与从首款在RO4350B材料上制作的天线原型得到的实测结果进行了对比（图3）。在仿真和实测结果间有明显差别（尤其是在2.1GHz），但因测试是在非理想测试环境下进行以及在仿真时假设天线工作在开放环境，所以可容易地对这种差异进行解释。

图2：新型三频段手机天线的回波损耗特性仿真结果。

计算机EM仿真很好地揭示了该天线的回波损耗性能。因为用于此类应用的天线总是安装在机壳内并带传导电缆，而电缆可模仿附近的射频集成电路（RFIC），所以通过确定天线在机壳内的具体位置（即确定天线在基板上的具体位置），将进一步改善回波损耗性能。该印制天线的效率直接与回波损耗成反比，因此，为使采用印制天线的此类应用拥有尽可能高的效率，在充分考虑该产品的射频和数字电子部分所含的所有传导材料的影响后，如何正确地在建构内摆布天线的位置就成为关键一环。

图3：新型三频段手机天线的回波损耗特性测试结果。

在仿真时假定了没有地面反射源，仿真结果显示天线的辐射模式是全方位的（图4）。但在实际应用中，反射源将以做在或安固在天线印刷电路板上附近的电子器件的形态存在。因此，可以预期，该天线测得的仰角模式将几乎是仿真得到的仰角模式的一半（以度表示）。同样，测得的增益预计也会比EM仿真预测的值高约2至3dB。

图4：新型三频带印制偶极子天线的性能。

该印制偶极子天线应能在蜂窝电话领域（消费市场）派上用场，它还可用作低成本便携场强仪的电场探针。为使这种天线能正确测量电场强度，必须对第一个工业原型进行校准。

总之，这款低成本三频带印制偶极子天线设计为需要以小型天线覆盖多频带的应用展示出广阔前景。该天线的仿真和实测结果吻合得很好，可以预期，因采用RO4350B层压材料，该天线具有不随温度变化的良好频率稳定性，既适合手机应用和适合电场传感器应用。

在移动终端，通常使用印制板天线，所以本文研究的主要问题也是多个印制板天线之间的耦合问题。印制天线之间的耦合通常包括3个部分：远场耦合;近场耦合;表面波耦合。当多个天线之间的极化方向相同时，就会存在远场耦合，天线之间的距离增大一倍，耦合会减小6 dB。当一个天线处于另一个天线的近辐射场时，近场耦合就会发生，耦合与介质的介电常数有关，也与天线之间的距离有关，当天线的距离增大一倍时，耦合会减小12～18 dB。表面波耦合发生在介质层，天线之间的距离增大一倍，表面波耦合减小3 dB。当介质的厚度h与波长λ0之间的比值达到一定数值时，表面波之间的耦合将起主导作用。

为了降低多个天线之间的耦合，人们想出了各种办法。其中一种有效的方法就是使用DMN(Decoupling and Matehing Networks)技术。具体的设计方法与实例文献均有论述，但是文中并没有给出具体的理论说明。文献提出了一种采用正交模式分析的方法，通过S参数分析，从理论上给出了一种合理的去耦合方法。本文采用文献给出的S参数分析方法，对文献提出的710 MHz天线之间的耦合进行研究，并通过计算设计出一种采用集总参数元件构成的耦合器与匹配网络去掉两个天线之间的耦合。通过HFSS和ADS联合仿真可以看出，S12与S21参数得到了明显改善。

1 一种71O MHz双天线的设计

710 MHz的频段是LTE使用的一个重要频段，然而在移动终端上，移动设备有限的体积与710 MHz较大的波长给设计师提出了苛刻的要求。LET使用的是MIMO技术，也就是在一个终端上同时存在着多个发射天线，不可避免地引起了天线之间的耦合，降低了通信容量。文献提出了一种曲线形双天线，这种紧凑的结构符合了移动终端对体积的要求。但是紧凑的结构也引起了天线之间较高的耦合。

天线的结构设计如图1所示。天线工作在710 MHz的频段，由两个曲线单极子天线组成。两个天线印制在FR4介质板上(介电常数等于4.6，介质厚1 mm)。天线走线的宽度是1 mm，走线之间的距离也是1 mm。两个天线之间的距离是6 mm，天线端口接1.8 mm的微带线馈电。使用HF-SS 12进行仿真，可以得出S参数如图2所示。可见S11的性能很好，然而天线之间的耦合S12过大，难以满足LTE对天线工作性能的要求。