Les circuits imprimés sont un composant de base des appareils électriques, des voitures, des robots, des smartphones, des tablettes, etc. Ils doivent donc être fiables, répondre à des exigences de qualité croissantes, et pourtant les coûts de fabrication devraient diminuer avec la complexité croissante du produit final. Ainsi, le circuit imprimé lui-même et sa fabrication changent. Grâce à la technologie RFID UHF de Harting, le composant électronique peut désormais parler et penser par lui-même.

L'un des fournisseurs de services MES en Allemagne commande un tableau de commande. Une fois la commande saisie, la commande est planifiée, la production est démarrée et toutes les données de production et de qualité pertinentes sont stockées dans le système dorsal (une base de données). Le processus complet est contrôlé de manière centralisée à partir du système principal. Bien que la carte de circuit imprimé soit reconnue sans ambiguïté lors de la fabrication ou avec un 2DCode laser, la carte de circuit imprimé ne connaît pas de paramètres de processus ou de caractéristiques de qualité.

Bien que très simplifié, c'est le processus classique de création d'une carte de circuit imprimé. En termes de cycle de vie, cependant, c'est beaucoup trop cher et inflexible et donc pas durable et donc adapté à l'industrie 4.0. Néanmoins, il y a beaucoup plus d'industrie 4.0 dans un circuit imprimé que beaucoup imaginent.

Déjà pendant la production du Rohleiterplatte, cela reçoit un souvenir. En outre, il peut influencer activement tous les autres processus - pas seulement dans la production, mais tout au long de son cycle de vie. Une petite puce RFID UHF avec une petite structure d'antenne rend cela possible. Incorporé dans la carte de circuit ce n'est pas perceptible. L'espace requis est comparable à un code 2D. Désormais, la carte de circuit imprimé brute peut déjà stocker des données de production à tout moment, telles que la date de fabrication et des caractéristiques telles que l'épaisseur et le nombre de couches. Bien sûr, il peut être identifié de manière unique - dans la foule et sur des distances relativement grandes: des plages supérieures à 1 m ne sont pas irréalistes. Les processus logistiques d'entreposage peuvent donc déjà être optimisés par la détection automatique (en vrac).

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Lorsque le circuit imprimé arrive chez le fournisseur de services MES, l'assembleur et enfin la ligne de production SMD, le circuit imprimé ou l'utilisation se connecte à la ligne de production. C'est possible grâce aux machines de production avec technologie RFID UHF intégrée. Les circuits imprimés peuvent être reconnus, les informations stockées peuvent être lues et mises à jour ou complétées si nécessaire. Quand et sur quelle machine avec quel temps de production ne sont que quelques paramètres qui peuvent être stockés. Mais des événements spéciaux tels que des dysfonctionnements importants au sein d'une machine de production peuvent également être enregistrés.
Si le circuit imprimé ou le bénéfice est alimenté manuellement à un nouveau processus de fabrication après avoir été empilé, la carte de circuit peut dire si c'est ici ou peut-être encore passer par une autre étape du processus.

Facile à mettre en œuvre avec la technologie RFID UHF

Tout ceci est rendu possible grâce à la technologie RFID UHF de pointe. Grâce à l'antenne coaxiale Ha-VIS Locfield et au lecteur RFID UHF Ha-VIS RF-R350 de Harting, la réalisation est possible avec un minimum d'effort. Le Locfield est une antenne peu encombrante qui permet la communication de données avec les cartes de circuits imprimés dans la ligne de production. Le réseau d'antennes suit un conducteur coaxial et permet une communication à vitesse maximale avec plusieurs cartes en un seul avantage. Grâce au traitement de données flexible et standard du lecteur-enregistreur RFID UHF Ha-VIS RF-R350, les données peuvent être prétraitées directement dans le lecteur.

Le lecteur et l'antenne peuvent être facilement intégrés dans les systèmes nouveaux et anciens. La conception compacte et le haut degré de protection IP67 facilitent également le rééquipement. L'intégration complète des données dans les systèmes de production est possible à tout moment, mais pas absolument nécessaire. Bien sûr, les systèmes dorsaux existants peuvent et doivent être intégrés. La solution peut se développer très facilement et de manière flexible avec les demandes et les idées de l'assembleur PCB et de ses clients.

Le stockage de données sur la puce RFID de la carte de circuit imprimé suit les normes ISO et GS1, qui sont déjà bien connues dans le commerce de fret. Non seulement l'ID de la carte de circuit elle-même est destiné ici, mais également les données de processus et de fabrication, qui sont stockées dans la mémoire dite utilisateur de la puce RFID. Tout est si transparent et peut être facilement utilisé plus tard par des tiers.

L'intégration de la puce RFID UHF directement dans la carte de circuit imprimé est certainement la solution la plus élégante, mais pas la seule. Avec la puce intégrée, entièrement automatisée dans la carte de circuit imprimé, grâce à un processus de mise en page bêta, le cycle de vie complet et l'ensemble de la chaîne de production peuvent être imagés directement dans la carte de circuit imprimé. Même pendant le processus d'assemblage, la puce peut être appliquée sur les cartes de circuits en tant que composant SMD. La société Murata propose avec le Magicstrap des puces ou transpondeurs UHF RFID correspondants.

Une fois équipé de la technologie RFID UHF, il peut bien entendu être utilisé sur demande pour toute une vie de carte de circuit imprimé. En plus des applications de logistique d'entrepôt, car une détection en bloc de plusieurs cartes à la fois est possible, pour. B. Les processus de réparation peuvent être optimisés. Même si la carte de circuit imprimé ne fonctionne plus ou ne peut plus être allumée, les informations stockées telles que les versions de firmware livrées peuvent toujours être interrogées.

En outre, l'information peut également facilement demander si la carte était déjà installée dans un produit fini. Tant que le boîtier n'est pas entièrement métallique et que certains principes physiques de base sont respectés, les informations contenues dans la puce RFID peuvent continuer à être utilisées et mises à jour. Jusqu'à la mise au rebut de la carte de circuit imprimé, les possibilités de la technologie RFID UHF sont disponibles et peuvent permettre et améliorer diverses applications.

Toujours la théorie ou déjà la pratique?

Est-ce une théorie claire ou est-ce déjà mis en œuvre? Nokia profite déjà de la fabrication de circuits imprimés à base de RFID UHF dans sa nouvelle ligne de production modulaire 4.0. Les premiers produits fabriqués sont déjà équipés de transpondeurs RFID UHF. Les machines utilisées par divers fabricants, y compris un système de soudage par refusion de Rehm Thermal Systems, sont équipées des produits RFID UHF décrits par Harting et répondent ainsi aux exigences d'une production de circuits imprimés industriels compatibles 4.0.

La société ASM Assembly Systems GmbH & Co. KG intègre également la technologie RFID dans ses machines. Mais non seulement les machines et les circuits imprimés peuvent être équipés de la technologie RFID. Les consommables tels que les rouleaux de nettoyage utilisés dans les imprimantes à pâte à souder peuvent également être reconnus automatiquement. La société Vliesstoff Kasper propose des produits correspondants. Zollner Elektronik AG montre depuis longtemps les possibilités de cette technologie dans son centre technique de Cham.

Les idées pour utiliser la technologie RFID UHF encore plus polyvalente ont beaucoup dans le consortium. L'UT de Dresde participe notamment à la mise au point de modules entièrement nouveaux. 

La technologie RFID UHF rend l'industrie des circuits imprimés encore plus polyvalente, les procédés de fabrication plus flexibles, plus sûrs et permettent de nouveaux scénarios d'application, jusqu'à l'amélioration d'une gestion durable des matières premières d'une carte de circuit imprimé. Le leader technologique a déjà d'autres idées et travaillera avec ses partenaires sur leur mise en œuvre.

L'auteur Olaf Wilmsmeier est responsable du développement commercial chez RFID, Harting Technology Group.

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