Kretskort är en grundläggande komponent i elektriska apparater, bilar, robotar, smartphones, surfplattor och liknande. De måste därför vara tillförlitliga, uppfylla ökande kvalitetskrav och ändå bör tillverkningskostnaderna minska med den ökande komplexiteten hos slutprodukten. Således förändras själva kretskortet och dess tillverkning. Tack vare Hartings UHF RFID-teknik kan den elektroniska komponenten nu tala och tänka för sig själv.

En av MES-tjänsteleverantörerna i Tyskland beställer en styrelse. När ordern är angiven är ordern planerad, produktionen påbörjas och all relevant produktion och kvalitetsdata lagras i back-end-systemet (en databas). Den kompletta processen styrs centralt från det ledande backend-systemet. Fastän det tryckta kretskortet kännetecknas entydigt under tillverkning eller med en laserad 2DCode, känner det kretskort inte några processparametrar eller kvalitetsegenskaper.

Även om det är mycket förenklat är det den klassiska processen att skapa ett kretskort. När det gäller livscykeln är det emellertid alltför dyrt och oflexibelt och därför inte hållbart och därmed lämpligt för industrin 4.0. Ändå finns det mycket mer industri 4.0 i ett kretskort än många föreställer sig.

Redan under produktionen av Rohleiterplatte får detta ett minne. Dessutom kan den aktivt påverka alla andra processer - inte bara i produktionen utan hela dess livscykel. Ett litet UHF RFID-chip med en liten antennstruktur gör det möjligt. Inbäddad i kretskortet är detta inte märkbart. Erforderligt utrymme är jämförbart med en 2D-kod. Rå kretskortet kan från och med nu lagra produktionsdata när som helst, till exempel tillverkningsdatum och egenskaper som tjocklek och antal lager. Naturligtvis kan det identifieras unikt - i klyftan och över relativt stora avstånd: Rangorden större än 1 m är inte orealistiska. Lagerlogistikprocesser kan därför redan optimeras genom automatiserad (bulk) insamling.

1 mm² bildsensor möjliggör världens minsta digitalkamera

När kretskortet kommer till MES-tjänsteleverantören, monteraren och slutligen till SMD-produktionslinjen, kretskortet eller användarregistren på produktionslinjen. Produktionsmaskiner med integrerad UHF RFID-teknik gör detta möjligt. Kretskort kan kännas igen, den lagrade informationen kan läsas upp och uppdateras eller kompletteras vid behov. När och på vilken maskin med vilken produktionstid är det bara några parametrar som kan lagras. Men speciella händelser som relevanta funktionsfel i en produktionsmaskin kan också sparas.
Om kretskortet eller fördelen manuellt matas till en ny tillverkningsprocess efter att ha staplats kan kretskortet berätta om det är här eller kanske ännu inte gå igenom ett annat processteg.

Lätt att implementera med UHF RFID-teknik

Allt detta är möjligt med hjälp av den senaste UHF RFID-tekniken. Tack vare den koaxialkabelbaserade Ha-VIS Locfield-antennen och den flexibla UHF RFID-läsaren Ha-VIS RF-R350 från Harting, är realiseringen möjlig med liten ansträngning. Locfield är en rymdbesparande antenn som möjliggör datakommunikation med kretskort inom produktionslinjen. Antennuppsättningen följer en koaxialdirigent och möjliggör kommunikation med fullfartshastighet med flera kort i en styrelseförmån. Tack vare den flexibla och standardkompatibla databehandlingen av UHF RFID-läsare-skribenten Ha-VIS RF-R350 kan data förbehandlas direkt i läsaren.

Läsare och antenn kan enkelt integreras i nya och gamla system. Den kompakta konstruktionen och den höga skyddsgraden IP67 gör även eftermontering enklare. Full dataintegration i produktionssystemen är möjlig när som helst men inte absolut nödvändigt. Naturligtvis kan och kan befintliga back-end-system integreras. Lösningen kan växa mycket enkelt och flexibelt med kraven och idéerna hos PCB-montören och deras kunder.

Datalagringen på RFID-chipet på det kretskort följer ISO-standarder och GS1-standarder, som redan är kända inom frakthandel. Inte bara ID för PCB själv menas här, men också process- och tillverkningsdata, som lagras i RFID-chipets så kallade användarminne. Allt är så transparent och kan enkelt användas senare av tredje part.

Inbäddning av UHF RFID-chipet direkt i det råa kretskortet är säkert den mest eleganta lösningen, men inte den enda. Med det inbäddade chipet, som är helt automatiserat i kretskortet, tack vare en Beta Layout-process kan hela livscykeln och hela produktionskedjan avbildas direkt i kretskortet. Även under monteringsprocessen kan chipet appliceras på kretskorten som en SMD-komponent. Företaget Murata erbjuder med Magicstrap motsvarande UHF RFID-chips eller transpondrar.

En gång utrustad med UHF RFID-tekniken kan det naturligtvis användas efterfrågan på hela PCB-livet. Förutom lagerlogistikapplikationer, eftersom en massdetektering av flera brädor samtidigt är möjlig, z. B. reparationsprocesser kan optimeras. Även om kretskortet inte längre fungerar eller inte längre kan sättas på, kan lagrad information, såsom levererade firmwareversioner, fortfarande ställas in.

Dessutom kan informationen också enkelt fråga om styrelsen redan har installerats i en Fertigproduckt. Så länge huset inte är helt tillverkade av metall och vissa grundläggande fysiska principer följs, kan informationen i RFID-chipet fortsätta att användas och uppdateras. Fram till kassering av kretskortet är möjligheterna till UHF RFID-tekniken tillgängliga och kan aktivera och förbättra olika applikationer.

Fortfarande teori eller praxis redan?

Är detta allt vanligt teori eller är det redan genomfört? Nokia utnyttjar redan UHF RFID-baserad PCB-tillverkning i sin nya modulära 4.0 produktionslinje. De första produkterna som produceras där finns redan utrustade med UHF RFID-transpondrar. Maskinerna som används av olika tillverkare, inklusive ett återflödeslödsystem från Rehm Thermal Systems, är utrustade med de beskrivna UHF RFID-produkterna från Harting och uppfyller sålunda kraven för en industriell 4.0-kompatibel tryckt kretskortsproduktion.

ASM Assembly Systems GmbH & Co. KG integrerar också RFID-teknik i sina maskiner. Men inte bara maskinerna och kretskorten kan utrustas med RFID-teknik. Förbrukningsvaror som rengöringsrullar som används i lödpasta-skrivarna kan också kännas igen automatiskt. Företaget Vliesstoff Kasper erbjuder motsvarande produkter. Zollner Elektronik AG har länge visat möjligheterna med denna teknik i sitt tekniska centrum i Cham.

Idéer att använda UHF RFID-tekniken ännu mer mångsidig har många i konsortiet. TU Dresden är bland annat involverad för att avancera helt nya modulutvecklingar. 

UHF RFID-tekniken gör PCB-industrin ännu mer mångsidig, tillverkningsprocesserna är mer flexibla, säkrare och möjliggör helt nya applikationsscenarier, upp till förbättring av en hållbar hantering av råmaterialet på ett kretskort genom korrekt bortskaffande. Teknologiledaren har redan andra idéer och kommer att arbeta tillsammans med sina partners om genomförandet.

Författaren Olaf Wilmsmeier är Business Development Manager RFID, Harting Technology Group.

Du kanske också är intresserad av...

industribostäder | Kontrollboxar inomhus och utomhus

Industrihus måste tåla tuffa miljöförhållanden både inomhus och utomhus. För att göra detta måste tillverkare...

Elektriska ledningar | Från kabel till montering

Kablar och ledningar är livslinorna för modern teknik inom industrin. Från energiöverföring till...

RFID och streckkoder | Industriell identifiering

Effektiva och transparenta processer är avgörande i modern produktion. Möjlighet till optimeringserbjudande här...

Ethernet-switchar | Datadrivrutinen i nätverket

I en värld som allt mer förlitar sig på anslutning, pålitlig och effektiv...

Minska koldioxidavtryck | Det är så det görs!

Fler och fler företag vill minska sitt CO2-avtryck för att bekämpa klimatförändringarna med olika...

Laddkontakt, laddkabel | För elbilen

Vilken elbilsägare vill inte alltid ha ett effektivt, snabbt, pålitligt och tillgängligt laddningsalternativ...