RFID Grundlagen (Zukunftsperspektiven und Anisotrope leitfähige Paste)

Was ist RFID?

Was stellen Sie sich vor, wenn Sie das Wort „RFID-Tag“ hören? Vielen mag dieser Begriff nicht geläufig sein, doch tatsächlich bezieht er sich auf etwas, das eng mit unserem täglichen Leben verbunden ist.

RFID, kurz für Radio Frequency Identification, ist ein System zum kontaktlosen Lesen und Schreiben von Informationen. Es nutzt Funkübertragungen (elektromagnetische Wellen) zwischen RFID Tags und RFID Lese-/Schreibgeräten, um die automatische Identifizierung von Objekten, Personen und deren Zuständen zu ermöglichen. Diese Technologie wird in verschiedenen Branchen eingesetzt.

Wer schon einmal an einem großen Marathon teilgenommen hat, hat möglicherweise RFID Tags verwendet. Diese an den Schuhen oder Startnummern der Läufer befestigten Tags werden von speziellen Scannern an Start und Ziel gelesen. So werden die Zielzeiten der Läufer beim Überqueren der Ziellinie automatisch erfasst, ohne dass die meisten Teilnehmer überhaupt wissen, dass Tags an ihren Startnummern befestigt sind.

Führende japanische Bekleidungsketten nutzen unbeaufsichtigte Kassen für einen reibungslosen Zahlungsablauf. Diese Geräte verfügen über RFID Lese-/Schreibgeräte, die RFID-markierte Artikel automatisch erkennen, sodass nicht jeder Artikel einzeln gescannt werden muss. Diese Methode ist effizienter und weniger anfällig für Scanfehler als herkömmliches Barcode-Scannen.
Ein weiteres herausragendes Merkmal von RFID ist die Fähigkeit, mehrere Tags gleichzeitig zu scannen, unabhängig von Sichtweite oder Entfernung. Diese Eigenschaft erleichtert die Verwaltung von Artikeln, die in hohen Regalen oder in Kisten gelagert werden, und hilft Logistik- und Einzelhandelsunternehmen, Zeit zu sparen und eine genaue Bestandskontrolle zu erreichen.

RFID-Mechanismus

RFID wird in vielen alltäglichen Situationen eingesetzt, beispielsweise bei Fahrkarten, elektronischem Geld, Kartenschlüsseln, der Ein- und Ausgangskontrolle bei Veranstaltungen und dem Verfallsdatum von Lebensmitteln in der Lebensmittelindustrie. Sehen wir uns nun an, wie RFID Informationen liest und schreibt.

1. Funkwellenübertragung: Ein RFID-Lese-/Schreibgerät sendet über seine Antenne Funkwellen mit bestimmten Frequenzen aus.
2. Empfang von Radiowellen und Betrieb des IC-Chips: Die Antenne eines RFID Tags empfängt diese Radiowellen und wandelt die Energie in elektrische Signale um, um den integrierten Schaltkreis (IC) des Chips mit Strom zu versorgen.
3. Datensignalisierung und -übertragung: Der IC-Chip liest die eingebetteten Informationen (Codeinformationen) und überträgt sie als Signal von der Antenne.
4. Signalempfang: Die Antenne des RFID Lese-/Schreibgeräts empfängt diese Signale.
5. Informationsübertragung und -verarbeitung: Das empfangene Signal wird über die Steuereinheit des Lesegeräts an ein angeschlossenes Gerät wie beispielsweise ein mobiles Endgerät oder einen PC übermittelt.

Dieser Vorgang geschieht sehr schnell und kann viele Male pro Sekunde wiederholt werden. Dies spart Zeit und Aufwand und ist gleichzeitig ein wichtiger Faktor zur Gewährleistung der Datengenauigkeit.

Grundaufbau eines RFID Tags

Dieser Abschnitt beschreibt beispielhaft den Aufbau eines Etikettenetiketts, eines universellen RFID Etiketts. Das Etikettenetikett besteht aus einer Oberflächenschicht, einem Klebstoff und einem Inlay, das einen IC-Chip und eine Antenne zur Datenübertragung enthält. Der Hauptunterschied zwischen RFID RFID Tags und den in Supermärkten üblichen Barcode-Etiketten liegt in diesem Inlay.

Aufgrund ihrer Verwendung erfordern Tags eine zuverlässige Datenübertragung und -empfang, weshalb ihre Herstellung präzise und genaue Technologie erfordert.

ACP* ¹ von Dexerials ist ein Klebstoff, der den IC-Chip effizient mit der Antenne innerhalb eines RFID Tags verbindet und so die Effizienz und Geschwindigkeit des Inlay-Produktionsprozesses verbessert.
*1 Anisotrope Leitpaste

Die Verbindung zwischen einem IC-Chip und einer Antenne erfordert 1) „Leitung“ – die Verbindung der Elektroden zu einem Stromkreis, 2) „Isolierung“ – die Vermeidung von Kurzschlüssen und 3) „Haftung“ – die feste Fixierung des IC-Chips. Während es Herstellungsverfahren gibt, bei denen die Schritte 1, 2 und 3 separat durchgeführt werden, ist ACP ein Spezialklebstoff, der den Prozess rationalisiert, indem er die Schritte 1, 2 und 3 gleichzeitig ausführt. Er ist flüssig und kompatibel mit Geräten wie Düsen-Luftverteilern, die winzige Flüssigkeitsmengen berührungslos und mit hoher Geschwindigkeit auftragen können. Durch die präzise Dosierung der benötigten Menge wird eine hohe Produktivität bei niedrigen Kosten erreicht.
Diese Verbindung muss die folgenden Kriterien erfüllen: (1) elektrische Leitfähigkeit, d. h. die Verbindung der Elektroden zu einem Stromkreis, (2) Isolierung, die Kurzschlüsse verhindert, und (3) Haftung, die den IC-Chip sicher fixiert. Einige Herstellungsverfahren erfordern separate Schritte, um die Kriterien (1), (2) und (3) zu erfüllen. Unser spezieller ACP-Klebstoff erfüllt jedoch alle Kriterien gleichzeitig und steigert so die Effizienz. Der ACP ist flüssig und mit Jet-Air-Dispensern und anderen Geräten kompatibel, die schnell und berührungslos eine kleine Flüssigkeitsmenge auftragen können. Diese präzise und minimale Auftragung steigert nicht nur die Produktivität, sondern senkt auch die Kosten. Die Kriterien (1) elektrische Leitfähigkeit und (2) Isolierung werden durch im Klebstoff verteilte mikrometergroße leitfähige Partikel erfüllt. Diese Partikel erleichtern den Stromfluss zwischen dem IC-Chip und der Antenne und isolieren sie gleichzeitig von benachbarten Schaltkreisen. Das Kriterium (3) der Haftung wird durch ein spezielles duroplastisches Harz erreicht, das längere Haltbarkeit und Zuverlässigkeit gewährleistet.

Entwicklung von schnellhärtendem ACP

Darüber hinaus hat Dexerials erfolgreich ein schnellhärtendes ACP entwickelt, das nach Erhitzen auf 200 °C* ² und Druck für mindestens eine Sekunde seine volle Funktionalität erreicht. Dieses neue ACP behält die gleichen Klebeeigenschaften und Biegefestigkeit wie unser Vorgängerprodukt. Wir gehen davon aus, dass unser schnellhärtendes ACP die Produktivität von RFID Tags steigern, die Herstellungskosten senken und die Nachfrage besser erfüllen wird, wodurch RFID-Anwendungen auf viele weitere Branchen ausgeweitet werden.
*2 Temperatur des Klebstoffs

​^​Dexerials nutzt unser ACP zur Einführung von RFID Tags in zahlreichen Bereichen. Unser schnellhärtendes ACP bietet den zusätzlichen Vorteil einer Aushärtungszeit von 15 Sekunden oder mehr. Wenn Sie an schnell- und niedrigtemperaturhärtendem ACP interessiert sind, kontaktieren Sie uns gerne. Wir bieten innovative Materialtechnologien, die Ihr Unternehmen unterstützen und zu einer besseren Zukunft beitragen.