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Ruhlamat: Neue Herausforderungen bei der RFID Inlay Fertigung

Artikel | von ruhlamat | 06. Dezember 2016

RFID-Inlays werden weltweit für die unterschiedlichsten Anwendungen hergestellt: für ePässe, den kontaktlosen Kartenmarkt (eID, elektronische Gesundheitskarten, Zahlungskarten, öffentliche Verkehrsmittel) und für Dual Interface Anwendungen. Dabei bieten drahtgelegte HF-RFID-Antennen eine Reihe an Vorteilen gegenüber gedruckten, geätzten oder galvanisierten Varianten. Unter anderem sind die frei wählbaren Formen für Karten- und Passhersteller interessant, da diese zu entscheidenden Wettbewerbsvorteilen führen können. Weitere Vorteile wie Umweltfreundlichkeit, eine hohe Lebensdauer und eine bessere Produktqualität sollen an dieser Stelle nur genannt werden.

Der Standard lag bei 3x8 Antennen pro Bogen

Die Verarbeitung der Inlay-Bögen bzw. die Herstellung der Inlays für oben genannte Drahtlegeanwendungen fand bisher standardmäßig im Format 3x8 statt. Für Kartenhersteller bedeutete dies beispielsweise, dass sie in der Regel pro Bogen 24 drahtgelegte Antennen produzieren konnten. Je nach Prozessgeschwindigkeit der Drahtlegemaschinen waren damit überschaubare Durchsatzzahlen möglich. Eine Lösung zur Steigerung der Durchsätze ohne Zukauf einer zweiten Produktionsanlage musste her!

RFID Inlay Fertigung im Großformat zur optimalen Durchsatzsteigerung

Durch die Verarbeitung von Bögen im Großformat lässt sich der Durchsatz erheblich steigern. Mit so genannten Doppelsheet-Größen (Formate bis zu 730x660mm) kann man beispielsweise mit der Drahtlegelösung WCE2000 des Maschinenbauers ruhlamat aus Deutschland 6x8 (bzw. 6x10) Antennen pro Bogen legen. Durch das vollautomatische, high-speed Ultraschall Drahtlegen, auch bei geringen Folienstärken von 100- 400µm, lassen sich Durchsätze entscheidend optimieren. Sowohl verschiedene Folienmaterialien wie PC und PVC als auch unterschiedliche Drahtdicken (80-150µm) können mit bis zu 12 Drahtlegeköpfen auf der Maschine verarbeitet werden. Durchsätze von ca. 4.400 Antennen pro Stunde gehören damit der Vergangenheit an.

Maximale Freiheit durch Layout-unabhängige Folienansaugung

Des Weiteren sind Karten- und Passhersteller weltweit in der Lage durch eine neuartige Konstruktion einer Layout-unabhängigen Folienansaugung ebenfalls ihre Produktionsgeschwindigkeiten und die Durchsatzzahlen zu steigern. Universal-Verlegeplatten ermöglichen schnelles, werkzeugloses Rüsten auf andere Folienqualitäten ohne Beeinträchtigung einer präzisen und sauberen Antennengeometrie. Risiken wie die Deformation oder das Reißen des Drahtes durch Bohrungen in der Verlegeplatte können entscheidend minimiert werden.

Gerade mit Hinblick auf die Einführung neuer Reisepässe können bereits bei diesem Herstellungsschritt Produktionszeiten verringert werden und Regierungsprojekte schneller abgeschlossen werden.

Funktechnik statt direktem Kontakt von Modul und Antenne

Eine weitere Neuheit im Bereich der RFID Inlay Fertigung kommt aus dem Hause Infineon. Als „Coil on Module“ wird das Ganze bezeichnet und ermöglicht eine Kommunikation von Antenne und Chipmodul ohne mechanische Verbindung. Hierbei kommen zwei Antennen zum Einsatz, eine auf dem Modul selbst und eine auf dem Karteninlay. Beide Antennen kommunizieren mittels elektromagnetischer Wellen, vergleichbar mit dem Informationsaustausch zwischen Antenne und Reader bei kontaktlosen Karten. Daraus ergeben sich neue Freiheitsgrade für Kartenhersteller.

Noch mehr Freiheiten beim Legen der Antenne

Antennenlayouts, welche bisher immer an die Lage des Chipmoduls angepasst werden mussten, können nun frei und unabhängig erstellt und gelegt werden. Produktionsschritte wie das Freifräsen der Antenne zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen Modul und Antenne, wie es bisher für die Fertigung von Dual Interface Karten nötig war, können eingespart werden. Die Karten werden langlebiger und robuster, da die Beanspruchung der mechanisch-elektrischen Verbindung entfällt.

Die Herausforderungen? Qualität und Präzision!

Grundvoraussetzung für das Funktionieren dieser Technologie ist, dass das Legen der Antennen mit einer gleichmäßig guten Qualität und gleichmäßiger Frequenz auch beim Einsatz von bis zu 12 Drahtlegeköpfen funktioniert. Insbesondere beim Legen von Antennen mit sehr geringen Wicklungsabständen ist hier hohe Präzision gefordert. Dieser Herausforderung haben sich die ruhlamat Techniker erfolgreich gestellt und das entwickelte Know How in den Bau der neusten WCE Baureihe einfließen lassen.

Letzte Änderung am Dienstag, 06 Dezember 2016 14:11

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