Industriella RFID‑taggar (ibland kallade hard tags eller hardened tags) är byggda för att klara krävande miljöer. Till skillnad från tunna etiketter är dessa taggar inneslutna i ett robust hölje av plast, gummi, epoxi eller till och med metall/keramik, vilket skyddar den inre antennen och chipet från skador. Ofta är det samma typ av inlay inuti som i en passiv tagg, men kapslad i ett hårt skal. Syftet med den hårda kapslingen är att taggen ska tåla påfrestningar som höga eller låga temperaturer, stötar, vibration, fukt, damm och kemikalier utan att försämras.
Varianter av industriella taggar anpassade för olika branscher.
Högtemperatur‑taggar: Dessa är konstruerade för att klara extrem värme, till exempel sterilisering i autoklav inom sjukvården eller torkprocesser inom tillverkning. De kan använda värmetåliga material (keramer eller speciella plastblandningar) och design som inte smälter eller deformeras vid hundratals grader. Vissa klarar också extrem kyla, som frysar eller flytande kväve, utan att gå sönder.
Robusta utomhustaggar: Taggar avsedda för utomhusbruk eller tuff industriell miljö har ofta tät kapsling som uppfyller höga IP‑klassningar och är resistenta mot UV‑strålning, bensin och rengöringsmedel. De kan göras i tjock, slagtålig plast eller gummiliknande material som tål att bli överkörda av fordon eller slag av verktyg.
On‑metal‑taggar: Metalliska underlag stör vanliga RFID‑antenner, men speciella industriella taggar är utformade för att monteras på metallobjekt som containrar, maskindelar eller fordon. Kapslingen kan då inkludera ett lager som skapar avstånd eller isolering från metallytan, alternativt användas en ferritplatta som skärmar av antennen.
Många hårda taggar är passiva, men aktiva RFID‑taggar kommer nästan alltid i en hård kapsel också – batteriet och elektroniken måste ju skyddas. Den hårda kapseln är oftast gjuten eller formpressad runt kretskortet. Material som PET‑plast, polypropen, polyamid och epoxi används för höljet beroende på miljökraven. Inuti kan man även gjuta in taggen i epoxiharts för att fylla ut och dämpa stötar. Formen på taggen kan vara allt från en liten puck eller platta till en långsmal stav, utformad för att passa sin plats och infästning.
Montering: Hårda industriella taggar är ofta konstruerade för att skruvas eller bultas fast på utrustning för att sitta säkert. Många taggar har förborrade hål för skruv eller spår för buntbandsfästen, men där sådana möjligheter saknas kan taggarna även limmas fast med ett lämpligt industrilim. I tuffa miljöer räcker det inte med klisterbaksida, utan man använder mekanisk infästning (skruvar, nitar, svetsplattor). Vissa taggar kan även sänkas in i objekt (embeddable tags) för att skyddas från omgivningen.
En vanlig mjuk tagg skulle snabbt fallera vid temperaturväxlingar, oljespill eller kraftiga stötar. En inkapslad tagg kan däremot fungera i åratal under sådana förhållanden. Genom robust konstruktion säkerställs att taggen kan leverera tillförlitlig identifiering även i de mest utmanande miljöerna.
Tillverkningsprocess – från chip till färdig tagg
Tillverkningen av RFID‑taggar involverar flera steg där olika specialiserade tekniker används. Nedan beskrivs huvudstegen i processen:
Konstruktion och design
Allt börjar med design av själva taggen. Ingenjörer tar fram antennens layout och bestämmer vilket chip som ska användas samt material för substrat och kapsling. Substratet, det tunna bärarlager som antenn och chip monteras på, tillverkas vanligtvis av material som polyester (PET), polyimid (PI) eller ibland papper – beroende på miljökraven. PET är det vanligaste valet tack vare sin kombination av styrka, flexibilitet och kemikalieresistens, medan polyimid används när höga temperaturer ställer större krav på värmetålighet. För enklare, engångsanvändning används ofta papper.
Designen skapas utifrån frekvens, räckvidd och den tänkta applikationen – till exempel anpassas antennens form efter det objekt eller den miljö den ska fungera i.
Chipmontering
Chipen – små halvledarkomponenter, monteras på antennens kontaktpunkter. Detta görs automatiskt genom att en droppe ledande lim appliceras på antennens anslutningar och chipet placeras ovanpå, för att sedan härdas under värme och tryck. Metoden kallas ofta flip‑chip bonding. Resultatet är en färdig RFID-inlay: ett fungerande RFID‑kretskort med antenn och chip på sitt substrat.
Faktaruta: Vad är flip‑chip‑montering?
Flip‑chip‑montering är en teknik som används för att fästa RFID‑chipet på antennens kontaktpunkter. Det lilla chipet vänds med kontaktytan nedåt mot antennen och placeras med hög precision på en droppe ledande lim eller lodpasta. Under värme och tryck härdas förbindelsen, vilket ger god elektrisk kontakt och hög tillförlitlighet.
Antennproduktion
Antennen tillverkas i stora volymer på en bärare (ofta en tunn plastfilm). Den formas antingen genom etsning av metallfolie, foliestansning eller tryckning av ledande bläck. Resultatet är en rulle eller ark med upprepade antennmönster.
Slutmontering och färdigställande
Beroende på vilken typ av tagg som ska tillverkas, genomgår inlayen olika förädlingssteg för att få sin slutliga form. För hårda industriella taggar monteras inlayen i ett förformgjutet hölje. Detta kan ske genom att två kapslingshalvor omsluter inlayen och förseglas med lim eller svetsning, eller genom att inlayen placeras i en form och övergjuts med plast eller epoxi. Ibland integreras även batterier eller sensorer innan kapseln tillsluts.
Programmering och testning
Innan leverans kan taggarna programmeras med unika ID‑nummer eller annan kundspecifik information. Samtidigt testas de för att kontrollera att de uppfyller krav på räckvidd, minne och robusthet. Stickprov kan även utsättas för miljötester för att säkerställa funktion i den tänkta miljön.
Efter dessa steg är RFID‑taggen redo att användas. Den slutliga utformningen kan variera – från en liten rund bricka till en robust stålförstärkt kapsel – men principerna är desamma. Genom att förstå hur taggarna tillverkas kan du som inköpare eller beslutsfattare göra rätt val av taggtyp för din miljö och dina krav.
