LAB ID fornece ligação em uma etapa para etiquetas RFID

A empresa emprega adesivos funcionais da DELO para o processo de fixação da matriz durante a fabricação da etiqueta

Rich Handley

Aproximadamente 25 bilhões de etiquetas de identificação por radiofrequência (RFID) são produzidas em todo o mundo a cada ano para identificação automática e sem contato, de acordo com o RAIN RFID Alliance, e essa tendência está aumentando. Um desafio enfrentado pelos fabricantes de RFID envolve o processo de inserção de matriz, durante o qual um chip semicondutor e uma antena são conectados. Para contornar esse problema, o fornecedor italiano de soluções e etiquetas RFID LAB ID fez parceria com empresa alemã de adesivos industriais DELO.

O LAB ID oferece etiquetas RFID e NFC (Near Field Communication) personalizadas de ultra-alta frequência (UHF), bem como etiquetas RFID de dupla frequência que combinam as duas tecnologias. A DELO, por sua vez, fornece adesivos e equipamentos personalizados para aplicações em indústrias de alta tecnologia como automotiva, aviação, optoeletrônica e eletrônica.

De acordo com Stefano Farina, engenheiro de vendas da DELO para o sul da Europa, a empresa auxilia os clientes na implementação da tecnologia RFID e oferece uma variedade de serviços. Isso, diz ele, inclui design de inlay, integração de software e hardware e uma plataforma de leitura de tags. As tags RFID UHF são usadas principalmente em logística, gerenciamento da cadeia de suprimentos e gerenciamento de armazém, diz ele, enquanto as tags NFC são utilizadas para proteção da marca, bem como para transmitir informações do produto por meio de smartphones.

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“Para atingir um alto rendimento e atender à crescente demanda por etiquetas RFID, a produção precisa ser otimizada nos mínimos detalhes”, afirma Farina. “O processo de fixação da matriz, que inclui a conexão do chip e da antena, é exigente e apresenta uma série de desafios.” Um problema, ele explica, é que os chips estão se tornando cada vez menores devido à tendência contínua de miniaturização.

“Os chips de hoje têm um comprimento de borda de apenas 250 a 600 micrômetros [0,01 a 0,02 polegadas] e uma altura de 75 a 90 micrômetros [0,003 a 0,004 polegadas]”, diz Farina. “Para efeito de comparação, um cabelo humano tem cerca de 70 micrômetros [0,0027 polegadas] de espessura. Isso deixa uma pequena área de colagem que ainda requer alta resistência para atingir a vida útil desejada e a resistência ao envelhecimento para coisas como o número de ciclos de lavagem. Bom contato elétrico também é essencial para o funcionamento confiável das tags e um amplo alcance de leitura. “

O design do processo também é essencial, observa Farina. “Todos os parâmetros, desde o tipo de chip, substrato e sistema de dispensação até requisitos de adesivo e produto final”, diz ele, “devem ser reproduzíveis para implementar processos de manufatura automatizados e eficientes.” Para enfrentar esses desafios, o LAB ID emprega resinas epóxi condutoras da DELO; o fabricante de RFID usa os produtos MONOPOX AC da empresa há mais de dez anos.

“Eles foram desenvolvidos especialmente para aplicações de fixação de matriz e garantem a máxima produtividade”, diz Farina. “Os adesivos têm uma função dupla. Eles garantem a fixação imediata do chip na antena e fornecem contato elétrico.” Segundo Farina, os adesivos incorporam partículas de metal que se acomodam entre a saliência e o substrato. Após o processo de cura, ele acrescenta, eles conduzem a corrente especificamente em apenas uma direção.

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Antes dos adesivos serem usados ​​na produção, Farina diz, testes funcionais extensivos foram realizados para garantir a qualidade e durabilidade das etiquetas RFID. Os testes mostraram resultados fortes em termos de alcance de leitura e resistência à flexão, relata ele, mesmo após envelhecimento simulado. Isso incluiu armazenamento a +85 graus Celsius (+185 graus Fahrenheit) e 85 por cento de umidade relativa, bem como testes de choque de temperatura conduzidos de -40 graus a +85 graus Celsius (-40 graus a +85 graus Fahrenheit). De acordo com Farina, a resistência ao cisalhamento dos adesivos em substratos padrão como plástico e alumínio é de 50 MPa.

O LAB ID produz as etiquetas em um processo de fixação de matriz totalmente automatizado, com todas as etapas ocorrendo em sucessão direta em uma única linha. “O adesivo é aplicado primeiro na almofada da antena sem contato, usando uma válvula de jato de alta precisão”, explica Farina. “Um chip é então retirado do wafer e colocado na gota adesiva. As boas propriedades de adesão química evitam que o chip escorregue. As câmeras verificam se ele está corretamente posicionado e alinhado para que um ajuste automático possa ser acionado, se necessário.”

Na próxima etapa, diz Farina, a cura ocorre a 200 graus Celsius (392 graus Fahrenheit) por meio de um termodo integrado ao processo. “Dentro de um a dois segundos”, relata ele, “o adesivo está completamente curado e o contato elétrico com a antena é garantido.

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Como o adesivo e os parâmetros do processo são ajustados com precisão, Farina diz, “a produção é executada de maneira confiável e estável em ciclos de poucos segundos”. Mais de 400 milhões de etiquetas saem de suas linhas de produção anualmente, ele observa – não apenas etiquetas RFID contendo plástico ou alumínio, mas também aquelas feitas de papel e outras matérias-primas renováveis. “Neste caso, os adesivos DELO selecionados para uso no processo de fixação de matriz curam a temperaturas abaixo de 180 graus Celsius” (356 graus Fahrenheit).

Farina diz que a produção de etiquetas RFID é um processo complexo devido à alta demanda por precisão no alcance do micrômetro. “Além de adesivos especiais que garantem a fixação do chip e da antena, ao mesmo tempo em que fornecem contato elétrico e atendem a elevados requisitos funcionais”, afirma, “tal complexidade exige processos projetados para lidar com grandes volumes de produção e ainda manter um alto nível de confiabilidade. A cooperação estreita entre RFID e os fabricantes de adesivos é essencial para implementar processos de fabricação eficientes e apoiar os usuários finais com tecnologia RFID de alto desempenho”.

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