带有微型天线结构的小型UHF RFID芯片

　　自动化正在迅速增加。目前即将到来的这一代已经被称为“本地机器人”。电路板是所有电器、汽车、机器人、智能手机、平板电脑等的核心。因此，印刷电路板必须可靠并满足不断提高的质量要求——即使最终产品的复杂性增加，制造成本也必须降低。

　　通过控制板向德国的 MES 服务提供商之一下订单。输入后，订单被安排，生产开始，所有相关的生产和质量数据都存储在后端系统（数据库）中。整个过程由领先的后端系统集中控制。尽管在生产过程中可以清楚地检测到印刷电路板（可能通过激光二维码），但印刷电路板不知道任何工艺参数或质量特征。

　　虽然这是一个非常简化的解释，但这是创建印刷电路板的经典过程。但这不是未来，因为它在生命周期方面过于昂贵且不灵活。印刷电路板中的工业 4.0 比许多人想象的要多得多。

　　原始电路板在其制造时加载了内存。此外，它可以积极影响所有其他过程——不仅在生产中，而且在整个生命周期中。带有微型天线结构的小型 UHF RFID 芯片使这成为可能。这在电路板中嵌入是完全不引人注意的。空间要求与二维码相当。

　　从现在开始，即使是原始电路板也可以存储随时可检索的生产数据，例如制造日期和诸如厚度和层数等特性。当然，它也可以被唯一地识别，即使是散装和相对较大的距离。大于一米的范围并非不切实际。因此，仓储物流流程已经可以通过自动化（散装）检测进行优化。

　　当电路板到达 MES 服务提供商、贴片机，最后到达 SMD 生产线时，生产线上的电路板或面板登录。集成 UHF RFID 技术的制造机器使这成为可能。可以识别电路板，可以读取存储的信息，并在必要时进行更新或补充。诸如何时、在哪台机器上以及使用哪个生产时间等参数只是可以存储的一些变量。甚至可以存储特殊事件，例如生产机器内的相关干扰。如果印刷电路板或面板在拆垛后被手动送入新的制造工艺，电路板可以指示它是否应该在那里——或者它是否可能需要经过另一个工艺步骤。

　　这一切都得益于最先进的 UHF RFID 技术。借助基于同轴电缆的 Ha-VIS LOCFIELD 天线和 HARTING 的灵活 UHF RFID 阅读器 Ha-VIS RF-R350，可以轻松实施。LOCFIELD 是一种节省空间的天线，可与生产线内的电路板进行数据通信。天线阵列遵循同轴导体，因此允许与板面板中的多个板进行全速通信。由于 UHF RFID 读写器 Ha-VIS RF-R350 灵活且符合标准的数据处理，数据可以直接在阅读器中进行预处理。

　　阅读器和天线可以轻松集成到新旧系统中。紧凑的设计和高 （IP67） 防护等级也使改装更容易。可以随时将数据完全集成到生产系统中，但不是强制性的。当然，现有的后端系统也可以而且应该被集成。该解决方案可以根据 PCB 贴装机及其客户的需求和想法轻松灵活地扩展。

　　印刷电路板 RFID 芯片上的数据存储符合 ISO 标准和 GS1 标准，这些标准在商业货运中已经很熟悉。这里不仅指电路板本身的 ID，还包括存储在 RFID 芯片所谓的用户内存中的工艺和制造数据。一切都是透明的，以后也可以很容易地被第三方使用。

　　将 UHF RFID 芯片直接嵌入原始电路板无疑是最优雅的解决方案，但不是唯一的解决方案。由于采用 Beta LAYOUT 工艺，嵌入式芯片在印刷电路板中全自动使用，允许整个生命周期和整个生产链直接映射到印刷电路板中。即使在贴装过程中，芯片也可以作为 SMD 元件应用到电路板上。muRata 通过其 MagicStrap 提供相应的 UHF RFID 芯片和转发器。

　　一旦配备了 UHF RFID 技术，它当然可以在整个电路板使用寿命期间按需使用。除了仓库物流应用——因为可以同时批量检测多块电路板——例如可以优化维修过程。即使印刷电路板不再工作，即不能再打开，仍可以查询存储的信息，例如交付的固件版本。

　　此外，还可以轻松查询该板是否已安装在成品中。只要外壳不是完全由金属制成，并且遵循某些基本物理原理，RFID芯片中包含的信息就可以继续使用和更新。在处理 PCB 之前，UHF RFID 技术的可能性是可用的，并且可以促进和改进各种应用。

　　这只是理论，还是已经在实施？诺基亚已经在其新的模块化工业 4.0 生产线中利用基于 UHF RFID 的 PCB 制造。那里生产的第一批产品已经配备了 UHF RFID 转发器。各种制造商使用的机器，包括 Rehm Thermal Systems 的回流焊系统，都配备了 HARTING 所述的 UHF RFID 产品，因此满足了工业 4.0 印刷电路板生产的要求。

　　ASM Assembly Systems GmbH & Co. KG 还将 RFID 技术集成到其机器中。机器和印刷电路板并不是唯一可以配备 RFID 技术的东西。焊膏印刷机中使用的清洁辊等耗材也可以自动检测。相关产品由 Vliesstoff Kasper 公司提供。一段时间以来，Zollner Elektronik AG 一直在其位于 Cham 的技术中心展示这项技术的可能性。

　　该联盟的战友有许多想法，可以以更通用的方式使用 UHF RFID 技术。除其他外，德累斯顿工业大学致力于开发全新的模块。

　　UHF RFID 技术使电路板行业更加通用，制造过程更加灵活和安全，并开辟了全新的应用场景，包括改进印刷电路板原材料的可持续处理以及正确处置。浩亭已经在研究其他想法，并将与合作伙伴一起实施这些想法。

　　审核编辑：郭婷