I tag Rfid diventano più economici

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Grazie all’accoppiamento induttivo – che rende accettabile un assemblaggio poco preciso – e all’integrazione di filtri e protezioni nel substrato ceramico, i moduli MagicStrap di Murata promettono di diminuire i costi dei tag per l’identificazione a radiofrequenza.

Uno dei fattori che limitano la diffusione dell'identificazione a radiofrequenza nel mondo dei supermercati è indubbiamente rappresentato dal costo del tag, l'etichetta contenente il circuito integrato che conserva i dati e che comunica con l'antenna di lettura. Nonostante l'aumento dei volumi produttivi e i progressi della microelettronica, infatti, ancora oggi non esistono etichette Rfid abbastanza economiche da poter essere applicate su ogni singola unità di vendita al dettaglio. Per ora, quindi, i vantaggi di questa tecnologia possono essere sfruttati solo nelle unità di vendita all'ingrosso (cartoni) e nelle unità logistiche (pallet). Difficile dire se ulteriori riduzioni del costo dei tag potranno modificare i rapporti di forza tra la Rfid e il tradizionale codice a barre, che può essere stampato “gratis” su tutte le confezioni. Certo è che le industrie del settore si stanno dando da fare per ottenere tag più economici. Un'innovazione significativa in questo senso proviene da Murata, che ha recentemente presentato la seconda generazione della propria tecnologia MagicStrap, Le innovazioni introdotte dalla nuova soluzione - specificamente rivolta alla realizzazione di tag Uhf in carta - non riguardano il circuito integrato che svolge le funzioni elettroniche, bensì l'interfaccia elettrica e meccanica tra questo e le altre parti costituenti il tag. Il chip utilizzato da Murata per i moduli MagicStrap, infatti, è prodotto da NXP Semiconductor.

Fattori di costo
Il costo del modulo Rfid utilizzato per fabbricate un tag dipende in misura significativa dalla sua architettura e dalle tecnologie utilizzate per collegare il chip alle altre sue parti costitutive. Oltre al circuito integrato, infatti, il modulo comprende altri tre elementi funzionali: un filtro d'antenna, un adattatore di impedenza e una protezione Esd contro le scariche elettrostatiche. Nei moduli tradizionali questi elementi sono costituiti da altrettanti circuiti esterni che devono essere collegati al chip. L'intero modulo, inoltre, deve essere collegato elettricamente all'antenna contenuta nel tag, una sottile lamina metallica. Con la soluzione tradizionale, la realizzazione di questo collegamento elettrico richiede un posizionamento molto preciso da parte delle macchine automatiche di assemblaggio, il che limita la loro produttività causando un aumento dei costi. Ulteriori fattori di costo sono rappresentati dalla necessità di differenziare i moduli in funzione dei mercati finali (poiché i filtri d'antenna devono essere adattati alle diverse frequenze utilizzate in Europa, negli Usa e in Giappone) e dalla tradizionale organizzazione del flusso produttivo, che riversa sul produttore dei tag l'onere di scartare i chip difettosi.

Substrato ceramico
Un primo aspetto dell'innovazione introdotta da Murata è l'impiego di un substrato ceramico per la realizzazione del modulo Rfid. Secondo l'azienda giapponese il substrato Ltcc risolve tutti i problemi riguardanti l'architettura interna del modulo, poiché integra tutti gli elementi funzionali sopra elencati: il filtro d'antenna, l'adattatore di impedenza, la protezione Esd contro le scariche elettrostatiche. Stando alle informazioni diffuse da Murata, questa soluzione offre inoltre una maggiore protezione Esd (fino a 10.000 volt) e consente di servire tutti i mercati mondiali con un unico modello di modulo, poiché il filtro d'antenna copre le frequenze utilizzate in Europa, negli Usa e in Giappone (da 860 a 960 MHz).

Accoppiamento induttivo
L'altro fondamentale aspetto della soluzione MagicStrap è rappresentato dall'impiego di un accoppiamento induttivo, al posto del tradizionale collegamento elettrico, per realizzare la comunicazione tra il modulo Rfid e l'antenna integrata nel tag. Ciò consente di semplificare drasticamente la fabbricazione del tag stesso, poiché le prestazioni rimangono sostanzialmente costanti anche se il posizionamento del modulo rispetto all'antenna è affetto da imprecisioni. La tolleranza ammessa è di 500 micron su un asse e 200 sull'altro, valori che consentono di utilizzare macchine di assemblaggio economiche a bassa precisione oppure di raddoppiare la resa produttiva delle macchine più sofisticate, con conseguenti risparmi. L'assemblaggio tra modulo e antenna avviene per mezzo di colla non conduttiva o nastro adesivo, il che elimina la presenza di punti di contatto elettrico soggetti a guasto o deterioramento. La soluzione MagiStrap è compatibile con le macchine Mühlbauer, ampiamente utilizzate per la fabbricazione dei tag, e consente anche l'impiego dei caricatori wafer ring.

Non solo tag di carta
“L'accuratezza del posizionamento del circuito integrato costituisce un problema molto sentito, perché [nella soluzione tradizionale] provoca una grande variabilità delle prestazioni del tag”, ha spiegato a Selezione di Elettronica Mario Manzoni, product marketing manager. “Murata inoltre effettua una preselezione dei circuiti integrati utilizzati per la realizzazione dei moduli, quindi è in grado di offrire ai produttori di tag una soluzione a difetti zero”. Come si è detto, la seconda generazione di MagicStrap è rivolta ai tag in carta e quindi si caratterizza per uno spessore particolarmente ridotto, solo 250 micron (le dimensioni del modulo in pianta sono 1,6 x 1,0 millimetri). Il dispositivo, compatibile con lo standard EPC Gen 2, è realizzato in quattro versioni con diversi valori di impedenza, destinati ad altrettante portate di lettura. Murata offre anche un progetto di riferimento per la realizzazione della lamina che costituisce l'antenna, allo scopo di facilitare l'applicazione dei moduli da parte di utilizzatori che non dispongono di particolari competenze nel settore della radiofrequenza. Nel corso del 2010 è prevista la realizzazione di una terza generazione caratterizzata da uno spessore di 150 micron e dimensioni in pianta di 1,0 x 0,7 millimetri. I moduli di prima generazione hanno invece uno spessore di 550 micron e sono dedicati all'identificazione Rfid delle schede a circuito stampato.

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