RFID Tags in der Leiterplatte Hotoprint und Institut für Transport und Automatisierungstechnik integrieren RFID Tags in die Leiterplatte

In einem Entwicklungsprojekt vom Institut für Transport und Automatisierungstechnik der Universität Hannover und dem Leiterplattenhersteller Hotoprint Elektronik werden RFID Tags zur Rückverfolgung in die Leiterplatte integriert. Im Gegensatz zu bereits am Markt befindlichen Lösungen werden die RFID Tags hierbei während der Leiterplattenherstellung in die Leiterplatte eingebracht.

Anbieter zum Thema

Beta LAYOUT GmbH

Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

HOTOPRINT Elektronik GmbH & Co. KG

Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover

Die Hotoprint Elektronik GmbH & Co. KG in Lamspringe und das Institut für Transport und Automatisierungstechnik (ITA) der Leibniz Universität Hannover bilden eine Entwicklungskooperation zur Integration der RFID-Technik in Leiterplatten. Dieses Entwicklungsprojekt eröffnet eine Reihe von neuen Anwendungsmöglichkeiten für die RFID-Technik in der Baugruppen- und Gerätefertigung.

Hotoprint Elektronik fertigt in Lamspringe bei Hildesheim seit über 30 Jahren Leiterplatten in verschiedenen Technologien von doppelseitigen Leiterplatten über Multilayer hin zu Flex- und Starrflexleiterplattenm. Das Institut für Transport und Automatisierungstechnik (ITA) der Leibniz Universität Hannover befasst sich seit vielen Jahren mit der RFID-Technik (radio frequency identification). Forschungsschwerpunkte hierbei sind die Anwendung und die Neuentwicklung von RFID-Systemen für Abläufe in der Logistik und der Automatisierung sowie auch in der Messtechnik.

RFID PCB bezeichnet RFID-fähige Leiterplatte

Die Entwicklungspartner arbeiten an der Implementierung der RFID-Technik in Leiterplatten, wodurch eine Reihe von neuen Anwendungsmöglichkeiten geschaffen werden. So können Anwender mit RFID-fähigen Leiterplatten (RFID PCB) bereits vor dem Bestückungsprozess bis zum Lebensende der Baugruppe eine durchgängige Serialisierung und Nachverfolgbarkeit (Serialization & Traceability) realisieren.

Gegenüber bisherigen Verfahren wie Matrix- oder Barcode Labels, braucht RFID keine optische Verbindung zu dem Label. Die RFID-Technik ist damit unempfindlich gegenüber Verschmutzungen. Die Kommunikation mit den Labels ist auch im verbauten Zustand möglich, was besonders für Wartungs- und Reparatureinsätze von Vorteil ist.

Traceability und Plagiatschutz mit RFID

Zudem sind die Leseraten von RFID Labels wesentlich höher als bei optischen Signaturen. Darüber hinaus lassen sich im Speicher der Chips Daten ablegen. Somit können durch den gesamten Herstellungsprozess Seriennummern, Revisionen und Fertigungsparameter direkt in der Baugruppe hinterlegt werden. Mit RFID Readern ausgerüstete Bestückautomaten können mit dieser Information das jeweilige Programm auswählen.

Ein weiterer wichtiger Einsatzbereich der RFID-Technik ist der Plagiatsschutz. Alle Chips haben eine einzigartige Seriennummer. Außerdem lassen sich die verbauten Chips nicht zerstörungsfrei entfernen.

Mit der Marktdurchdringung dieser Technologie werden weitere Anwendungsgebiete entstehen. Der Einsatz der RFID PCB wird bereits im Layoutprozess der Leiterplatte festgelegt. Dabei muss eine Fläche für die Integration definiert werden. Für die entgültige Implementierung werden unterschiedliche Antennendesigns zur Verfügung gestellt.

Derzeit forcieren Hotoprint und das Institut für Transport- und Automatisierungstechnik die Miniaturisierung der RFID-Technik sowie die Entwicklung von neuen Fertigungsprozessen zur Integration der RFID-Etiketten in der Leiterplattenfertigung.

RFID-Technik: Funktionsweise

RFID bezeichnet die Technologie zur automatischen Erfassung von Daten. Die Basis besteht aus einem Lesegerät, dem Reader, der mit speziellen RFID Etiketten (Labels) kommuniziert. Man unterscheidet zwischen aktiven und passiven Systemen. Meist werden passive Systeme bevorzugt, da hier keine inter-ne Energiezuführung benötigt wird. Diese Systeme bestehen aus einem Mikrochip (IC) mit internem Speicher, der an eine Antennenstuktur angeschlossen ist, die eine Signalübertragung auslöst. Die Kommunikation basiert auf einem elektrischen Feld, das vom Reader ausgelöst wird. Mit diesem Feld sendet der Reader dem Label Daten, Kommandos und Energie zu.

Die Etiketten in der Abfragereichweite des Readers antworten darauf mit einer Datenübertragung durch ein moduliertes Signal. Je nach Frequenzbereich werden die Systeme in low (LF, 125 kHz), high (HF, 13.56 MHz) und ultra high (UHF, 860 bis 960 MHz) frequency unterschieden. Die Frequenzen sind speziell für diese Anwendungen reserviert und inteferieren nicht mit anderen elektronischen Komponenten. Durch Weiterentwicklungen im Herstellungsverfahren konnten die Preise von RFID-Etiketten in den letzten Jahren auf etwa 10 Cent pro Stück reduziert werden. Dadurch stellen sie eine preiswerte Lösung zur Identifizierung von Produkten dar.

RFID-Technik: Grundlagen und Einstieg

Die zwei Internetvideos (Webcasts) mit jeweils 45 Minuten erklären die RFID-Experten der Firma EBV Elektronik die Grundlagen, Funktionsweise und den Einstieg in die RFID-Technik. Zum Anschauen der Videoaufzeichnungen ist eine einmalige kostenfreie Registrierung als Nutzer erforderlich.

Teil 1: Grundlagen der RFID-Technik

Teil 2: Die Auswahl der richtigen RFID-Technik

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