По данным RAIN RFID Alliance , во всем мире ежегодно производится около 25 миллиардов меток радиочастотной идентификации (RFID) для автоматической и бесконтактной идентификации , и эта тенденция усиливается. Одна из проблем, стоящих перед производителями RFID, связана с процессом прикрепления кристалла, во время которого соединяются полупроводниковый чип и антенна. Чтобы обойти эту проблему, итальянский поставщик RFID-меток и решений LAB ID заключил партнерство с немецкой компанией по производству промышленных клеев DELO .
LAB ID предлагает настраиваемые сверхвысокочастотные (UHF) RFID-метки и NFC-метки, а также двухчастотные RFID-метки, сочетающие обе технологии. Компания также предоставляет такие услуги, как дизайн вкладок, интеграция программного и аппаратного обеспечения и платформа для чтения тегов. Его UHF-метки RFID в основном используются в логистике, управлении цепочками поставок и складском хозяйстве, а метки NFC используются для защиты бренда, а также для передачи информации о продукте через смартфоны. Между тем, DELO поставляет индивидуальные клеи и оборудование для применения в таких высокотехнологичных отраслях, как автомобилестроение, оптоэлектроника и электроника.
По словам Стефано Фарина, инженера по продажам DELO в Южной Европе, производство RFID-меток необходимо оптимизировать до мельчайших деталей, чтобы достичь высокой производительности и удовлетворить растущий спрос. «Процесс прикрепления кристалла, который включает в себя соединение микросхемы и антенны, сложен и создает ряд проблем», - заявляет Фарина. Одна из проблем, объясняет он, заключается в том, что микросхемы становятся все меньше из-за продолжающейся тенденции к миниатюризации.
«Сегодняшние чипы имеют длину кромки всего от 250 до 600 микрометров [от 0,01 до 0,02 дюйма] и высоту от 75 до 90 микрометров [от 0,003 до 0,004 дюйма]», - говорит Фарина. «Для сравнения: человеческий волос имеет толщину около 70 микрометров [0,0027 дюйма]. Это оставляет крошечную зону соединения, которая по-прежнему требует высокой прочности для достижения желаемого срока службы и устойчивости к старению, например, от количества циклов стирки. Хороший электрический контакт также необходим для надежного функционирования тегов и большого диапазона считывания ».
Фарина отмечает, что процесс разработки также важен. «Все параметры, от типа чипа, подложки и системы дозирования до требований к клею и конечному продукту, - говорит он, - должны быть воспроизводимо согласованы для реализации автоматизированных и эффективных производственных процессов». Для решения этих задач LAB ID использует электропроводящие эпоксидные смолы DELO; Производитель RFID использует продукцию компании MONOPOX AC более десяти лет.
«Они были специально разработаны для прикрепления штампов и обеспечивают максимальную производительность», - говорит Фарина. «Клеи выполняют двойную функцию. Они обеспечивают немедленную фиксацию чипа на антенне и обеспечивают электрический контакт». По словам Фарины, в состав клея входят частицы металла, которые оседают между выступом и основанием. Он добавляет, что после процесса отверждения они проводят ток только в одном направлении.
По словам Фарина, до того, как клеи стали использоваться в производстве, были проведены обширные функциональные испытания, чтобы убедиться в качестве и долговечности приклеивания RFID-меток. Он сообщает, что тесты показали хорошие результаты с точки зрения дальности считывания и прочности на изгиб даже после имитации старения. Это включало хранение при температуре +85 градусов по Цельсию (+185 градусов по Фаренгейту) и относительной влажности 85 процентов, а также испытания на температурный шок, проведенные от -40 до +85 градусов по Цельсию (от -40 до +85 градусов по Фаренгейту). Фарина говорит, что прочность клеев на сдвиг на стандартных подложках, таких как пластик и алюминий, составляет 50 МПа.
LAB ID производит метки в полностью автоматизированном процессе прикрепления штампов, при этом все этапы выполняются последовательно в одной строке. «Сначала клей наносится на подушку антенны бесконтактно с помощью высокоточного струйного клапана», - объясняет Фарина. «Затем чип снимается с пластины и помещается на каплю клея. Хорошая химическая адгезия предотвращает скольжение чипа. Камеры проверяют его правильное расположение и выравнивание, чтобы при необходимости можно было запустить автоматическую регулировку».
На следующем этапе, говорит Фарина, отверждение происходит при 200 градусах Цельсия (392 градуса по Фаренгейту) с помощью встроенного в процесс термодатчика. «В течение одной-двух секунд, - сообщает он, - клей полностью затвердевает и обеспечивается электрический контакт с антенной. Готовые вставки RFID могут быть затем обработаны или закодированы соответствующим образом».
Поскольку клей и параметры процесса точно настроены, Фарина говорит, что «производство в LAB ID работает надежно и стабильно с циклами в несколько секунд». Он отмечает, что ежегодно с его производственных линий сходит более 400 миллионов меток - не только RFID-меток, содержащих пластик или алюминий, но и тех, которые сделаны из бумаги и другого возобновляемого сырья. « В данном случае клеи DELO, выбранные для использования в процессе прикрепления штампа, отверждаются при температурах ниже 180 градусов по Цельсию» (356 градусов по Фаренгейту).
Производство RFID-меток - сложный процесс из-за высоких требований к точности до микрометров. «В дополнение к специальным клеям, которые обеспечивают фиксацию микросхемы и антенны на месте и в то же время обеспечивают электрический контакт и удовлетворяют высоким функциональным требованиям, - заявляет Фарина, - такая сложность требует процессов, предназначенных для обработки больших объемов производства и при этом поддерживать высокий уровень надежности. Тесное сотрудничество между производителями RFID и клеев имеет важное значение для внедрения эффективных производственных процессов и поддержки конечных пользователей высокопроизводительной технологией RFID ».