KR102052345B1 - Flexible NFC sensor tag and method for fabricating flexible NFC sensor tag - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 유연 NFC 온도 센서 태그는, 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋, 스크린 인쇄 방식 중 적어도 하나의 방식으로 형성된 인쇄 회로 영역을 포함하는 유연 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 영역과 연속 공정을 통해 본딩되며 실리콘 기술 기반으로 제조된 NFC(Near Field Communication) 칩, 상기 유연 인쇄 회로 기판에 도전성 점착제를 통해 부착된 온도 센서, 상기 온도 센서에서 감지된 온도가 기 설정된 조건을 만족하는 경우에 감지 데이터로 저장하는 마이크로프로세서 칩, 및 도전성 박에 인쇄되어 형성된 전극을 포함하며 상기 마이크로프로세서 칩에 전원을 제공하는 2차 배터리를 포함한다.The flexible NFC temperature sensor tag according to the present invention may include a flexible printed circuit board including a printed circuit area formed by at least one of roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, and screen printing. Near Field Communication (NFC) chip bonded through a continuous process, a temperature sensor attached to the flexible printed circuit board with a conductive adhesive, and the temperature detected by the temperature sensor satisfies a predetermined condition. And a secondary battery including a microprocessor chip storing the sensed data therein, and an electrode printed and formed on the conductive foil, and providing power to the microprocessor chip.

Description

유연 NFC 온도 센서 태그 및 유연 NFC 온도 센서 태그 동작 방법 {Flexible NFC sensor tag and method for fabricating flexible NFC sensor tag}Flexible NFC sensor tag and method for fabricating flexible NFC sensor tag

본 발명은 유연한 NFC 온도 센서 태그 및 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flexible NFC temperature sensor tag and a method of operating the flexible NFC temperature sensor tag.

다양한 환경적 변화(온도, 조명, 습도, pH, 가스 등)와 신체의 변동 상황(체온, 맥박, 혈압, 글루코스 레벨 등)을 감지하고 이러한 특성 정보들을 블루투스(Bluetooth) 또는 직비(Zigbee) 통신 방식으로 이동 단말 또는 무선센서 네트워크(Wireless Sensor Network) 노드에 연동하는 기술들은 현재 스마트 밴드 형태로 그 기술들이 상용화되고 있다. It detects various environmental changes (temperature, lighting, humidity, pH, gas, etc.) and changes in the body (temperature, pulse, blood pressure, glucose level, etc.) and transmits these characteristic information to Bluetooth or Zigbee communication method. As a technique for interworking with a mobile terminal or a wireless sensor network node, the technologies are currently commercialized in the form of a smart band.

이들 스마트 밴드에는 기본적으로 무선 통신용 블루투스 또는 직비 칩과, 두 세 개의 서로 다른 센서가 내장되어 있으며, 센서로부터 감지된 아날로그 신호를 디지털 데이터로 바꾸어 주는 ADC(Analog Digital Converter), 데이터를 저장하는 메모리, 간단한 디스플레이 패널, 그리고 8 비트(bit) 정도의 마이크로프로세서가 내장되어 필요한 데이터를 디스플레이하거나 또는 송수신할 수 있도록 제어된다 These smart bands are basically equipped with a Bluetooth or gubi chip for wireless communication, two or three different sensors, an analog digital converter (ADC) that converts the analog signal detected by the sensor into digital data, a memory for storing data, Simple display panel and 8-bit microprocessor are controlled to display or send and receive the required data

그러나 기존의 스마트밴드의 제조 가격이 높기 때문에 일회용으로 활용되기에는 어려움이 있다. 특히 온도를 감지하는 센서를 구비하는 스마트밴드는 냉동·냉장 식품 및 의약품의 유통 및 보관시의 온도를 모니터링 하는데 활용될 수 있으나, 온도를 모니터링하기 위한 부수적인 구성요소에 고가의 제품을 사용할 수는 없기 때문에 상용화에 어려움이 있다. However, since the manufacturing price of the existing smart band is high, it is difficult to be used for one-time use. In particular, smart bands with a temperature-sensing sensor can be used to monitor the temperature during distribution and storage of frozen and refrigerated foods and medicines, but it is not possible to use expensive products as an additional component to monitor temperature. There is no difficulty in commercialization.

한국등록특허 제10-1647123호 (2016. 8. 3. 등록)Korea Patent Registration No. 10-1647123 (August 3., 2016 registration)

본 발명은 롤투롤(Roll-to-Roll) 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋, 스크린 인쇄 방식 중 적어도 하나의 방식을 이용하여 제조한 유연한 필름 형태의 기판에 유연한 온도 센서를 부착하며, 또한 실리콘 기술 기반의 칩을 추가로 장착함으로써 간단하면서도 적은 비용으로 유연 NFC(Near Field Communication) 온도 센서 태그를 제조하는 방법을 제공한다. 이러한 유연 NFC 온도 센서 태그는 일정한 조건에서의 감지 데이터만을 저장하고 있다가 외부에서의 데이터 전송 요청에 응답하여 온도 감지 히스토리를 전송하기 때문에 온도 저장을 위해 최소한의 전력을 소모한다.The present invention attaches a flexible temperature sensor to a flexible film type substrate manufactured using at least one of roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, and screen printing. The addition of additional silicon-based chips provides a simple, low cost method for manufacturing flexible Near Field Communication (NFC) temperature sensor tags. The flexible NFC temperature sensor tag stores only the sensed data in a certain condition and consumes minimal power to store the temperature because the temperature sensed history is transmitted in response to a request for data transmission from the outside.

본 발명은 유연한 필름 형태의 기판에 탈부착이 용이한 온도 센서를 구비하고, 유연한 2차 배터리를 통해 전원을 공급받는 실리콘 기반의 NFC 칩을 장착함으로써, 자유롭게 형태 변형이 가능하면서도 감지한 데이터를 최소한의 전력으로 보관하고 있다가 NFC 통신을 통해 안전하게 외부로 전송할 수 있는 유연 NFC 온도 센서 태그 및 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법을 제공한다.The present invention is equipped with a temperature sensor that can be easily attached to and detached from a flexible film-type substrate, and equipped with a silicon-based NFC chip powered by a flexible secondary battery, so that the shape can be freely transformed and the detected data can be minimized. It provides a flexible NFC temperature sensor tag and a flexible NFC temperature sensor tag that can be stored in power and safely transmitted to the outside through NFC communication.

본 발명의 일 실시 예에 의한 유연 NFC 온도 센서 태그는, 유연 인쇄 회로 기판, NFC(Near Field Communication) 칩, 온도 센서, 마이크로프로세서 칩, 및 2차 배터리를 포함한다. 상기 유연 인쇄 회로 기판은 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋, 스크린 인쇄 방식 중 적어도 하나의 방식으로 형성된 인쇄 회로 영역을 포함하고, 상기 NFC 칩은 상기 인쇄 회로 영역과 연속 공정을 통해 본딩되며 실리콘 기술 기반으로 제조된다. 상기 온도 센서는 상기 유연 인쇄 회로 기판에 도전성 점착제를 통해 부착되고, 상기 마이크로프로세서 칩은 상기 온도 센서에서 감지된 온도가 기 설정된 조건을 만족하는 경우에 감지 데이터로 저장한다. 또한 상기 2차 배터리는 도전성 박에 인쇄되어 형성된 전극을 포함하며, 상기 마이크로프로세서 칩에 전원을 제공한다.The flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention includes a flexible printed circuit board, a near field communication (NFC) chip, a temperature sensor, a microprocessor chip, and a secondary battery. The flexible printed circuit board includes a printed circuit region formed by at least one of roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, and screen printing, and the NFC chip is bonded to the printed circuit region through a continuous process. It is manufactured on the basis of silicon technology. The temperature sensor is attached to the flexible printed circuit board through a conductive adhesive, and the microprocessor chip stores the sensing data when the temperature sensed by the temperature sensor satisfies a preset condition. The secondary battery also includes an electrode formed by printing on a conductive foil, and supplies power to the microprocessor chip.

일 실시 예에 있어서, 상기 인쇄 회로 영역은, 외부의 무선 교류 신호를 유도 결합에 의해 내부에 전달하는 인쇄 안테나, 상기 인쇄 안테나를 통해 수신된 신호를 정류하는 인쇄 다이오드, 및 상기 인쇄 다이오드에서 반파 정류된 전압을 필터링하여 직류 전압으로 출력하는 인쇄 캐패시터를 포함할 수 있다.In one embodiment, the printed circuit region, a printed antenna for transmitting an external wireless AC signal therein by inductive coupling, a printed diode for rectifying the signal received through the printed antenna, and half-wave rectified in the printed diode It may include a printed capacitor for filtering the output voltage to output a DC voltage.

일 실시 예에 있어서, 상기 NFC 칩은 상기 외부 단말로부터의 요청에 응답하여 상기 마이크로프로세서 칩에 저장된 온도 정보를 근거리 통신 기술로 외부 단말로 전송할 수 있다. In one embodiment, the NFC chip may transmit the temperature information stored in the microprocessor chip to the external terminal in a short range communication technology in response to a request from the external terminal.

일 실시 예에 있어서, 상기 온도 센서는 카본과 그라파이트의 혼합 잉크로 인쇄된 인터디지털 전극을 포함할 수 있다. In one embodiment, the temperature sensor may include an interdigital electrode printed with a mixed ink of carbon and graphite.

일 실시 예에 있어서, 상기 2차 배터리는, 상기 도전성 박에 인쇄된 LiMn204(LMO)를 포함하는 음극과 Li4Ti5012(LTO)를 포함하는 양극, 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 채워진 젤 형태의 전해액을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 음극과 양극은 각각 LMO와 LTO를 용매 NMP 및 고분자 수지 PVDF를 이용하여 제조된 인쇄용 잉크에 의해 인쇄될 수 있다.The secondary battery may include a cathode including LiMn 2 0 4 (LMO) and a cathode including Li 4 Ti 5 0 12 (LTO) printed on the conductive foil, and the cathode and the cathode. It may comprise a gel electrolyte filled in between. For example, the negative electrode and the positive electrode may be printed by printing ink prepared using LMO and LTO using solvent NMP and polymer resin PVDF, respectively.

일 실시 예에 있어서, 상기 마이크로프로세서 칩은, 상기 온도 센서에서 감지된 온도가 기 설정된 온도보다 0.1 C 높은 경우 상기 2차 배터리로부터 제공된 전원에 기초하여 동작함에 따라 상기 감지된 온도를 감지 데이터로 저장할 수 있다.The microprocessor chip may store the detected temperature as sense data as the microprocessor chip operates based on a power supplied from the secondary battery when the temperature sensed by the temperature sensor is 0.1 C higher than a preset temperature. Can be.

일 실시 예에 있어서, 상기 마이크로프로세서 칩은, 기 설정된 시간 간격에 따라서 상기 감지된 온도를 파악하여 상기 감지된 온도를 상기 감지 데이터로 저장할 수 있다.In an embodiment, the microprocessor chip may detect the detected temperature at a preset time interval and store the detected temperature as the sensing data.

본 발명의 일 실시 예에 의한 유연 기판에 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋, 스크린 인쇄 방식 중 적어도 하나의 방식으로 형성된 유연 인쇄 회로 기판, 상기 유연 인쇄 회로 기판과 본딩된 실리콘 기술 기반의 근거리 통신 칩 및 마이크로프로세서 칩, 상기 유연 인쇄 회로 기판에 도전성 점착제를 통해 본딩된 온도 센서, 및 2차 배터리를 포함하는 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법은, 상기 온도 센서를 통해 감지된 온도가 기 설정된 조건을 만족하는 경우에 상기 마이크로프로세서 칩이 상기 2차 배터리를 통해 제공된 전원에 기초하여 상기 감지된 온도를 감지 데이터로 저장하는 단계, 및 외부 단말로부터의 요청에 응답하여 상기 NFC 칩이 상기 외부 단말로부터 제공된 전원에 기초하여 상기 마이크로프로세서 칩에 저장된 감지 데이터를 상기 외부 단말로 전송하는 단계를 포함한다. Flexible printed circuit board formed by at least one of a roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, screen printing method on the flexible substrate according to an embodiment of the present invention, based on the silicon technology bonded to the flexible printed circuit board A method of operating a flexible NFC temperature sensor tag including a short range communication chip and a microprocessor chip, a temperature sensor bonded to the flexible printed circuit board via a conductive adhesive, and a secondary battery, the temperature detected by the temperature sensor The microprocessor chip storing the sensed temperature as sensing data based on a power provided through the secondary battery when a preset condition is satisfied, and the NFC chip is configured to respond to a request from an external terminal. Sensing stored in the microprocessor chip based on a power supply from an external terminal The data and a step of said transmission to an external terminal.

일 실시 예에 있어서, 상기 감지된 온도를 감지 데이터로 저장하는 단계는, 상기 감지된 온도가 기 설정된 온도보다 높은 경우, 기 설정된 시간 간격마다 상기 감지된 온도를 상기 마이크로프로세서 칩에 저장하는 단계를 포함할 수 있다.The storing of the sensed temperature as sensing data may include storing the sensed temperature in the microprocessor chip at predetermined time intervals when the sensed temperature is higher than a preset temperature. It may include.

일 실시 예에 있어서, 상기 감지 데이터를 상기 외부 단말로 전송하는 단계는, 상기 NFC 칩이 상기 외부 단말로부터 무선 교류 신호를 수신하여 직류 전압으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.In an embodiment, the transmitting of the sensing data to the external terminal may include converting the NFC chip into a DC voltage by receiving a wireless AC signal from the external terminal.

일 실시 예에 있어서, 상기 마이크로프로세서 칩이, 상기 2차 배터리의 용량에 기초하여 상기 기 설정된 시간 간격을 1초 내지 10분 간격에서 설정하는 단계를 포함할 수 있다.The microprocessor chip may include setting the preset time interval at 1 second to 10 minute intervals based on the capacity of the secondary battery.

일 실시 예에 있어서, 상기 감지 데이터를 상기 외부 단말로 전송하는 단계는, 상기 마이크로프로세서 칩에 저장된 상기 유연 NFC 온도 센서 태그가 부착된 물품 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라, 본 발명에 의한 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법은 상기 외부 단말이 상기 수신된 감지 데이터와 상기 물품 정보에 기초하여 상기 물품의 신선도를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the transmitting of the sensed data to the external terminal may include transmitting item information with the flexible NFC temperature sensor tag attached to the microprocessor chip. According to an embodiment of the present disclosure, the method of operating the flexible NFC temperature sensor tag may further include determining, by the external terminal, the freshness of the article based on the received sensing data and the article information.

본 발명에 의하면, 다양한 형태로 변형이 가능한 유연한 기판 상에 인쇄전자 기술로 인쇄 회로 영역을 생성하는 한편으로, 실리콘 기술 기반의 NFC 통신 기능을 수행하는 칩과 인쇄전자 기술로 형성된 온도 센서를 부착하여, 인쇄전자 기술의 장점을 포함하면서도 인쇄전자 기술로는 구현하기 곤란하였던 무선 통신 기능을 수행할 수 있는 유연 NFC 온도 센서 태그 및 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법을 제공할 수 있다. According to the present invention, while generating a printed circuit area by printed electronic technology on a flexible substrate that can be modified in various forms, by attaching a chip that performs NFC technology based on silicon technology and a temperature sensor formed by printed electronic technology It is possible to provide a flexible NFC temperature sensor tag and a flexible NFC temperature sensor tag operating method including the advantages of printed electronic technology, which can perform a wireless communication function that was difficult to implement with printed electronic technology.

본 발명에 의하면, 다양한 변형이 가능하면서도 저비용으로 생산이 가능할 뿐만 아니라, 내부의 2차 배터리의 전력 소모를 최소화하기 위하여 특정 조건에서만 온도 감지 정보를 저장하도록 하여 최종적으로 온도 정보를 외부에 제공할 동안 안정적으로 동작할 수 있는 유연 NFC 온도 센서 태그 및 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, not only can various modifications can be made at low cost, but also to store temperature sensing information only in specific conditions in order to minimize power consumption of an internal secondary battery, while finally providing temperature information to the outside. A flexible NFC temperature sensor tag and a flexible NFC temperature sensor tag that can operate stably can be provided.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그를 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그에 부착되는 온도 센서 태그를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그에 포함된 온도 센서의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄 회로 기판의 제조 및 실리콘 기술 기반의 칩이 본딩되는 과정을 개념적으로 나타낸 공정 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄 회로 영역을 나타내는 유연 인쇄 회로 기판의 디자인을 나타내는 도면이다.
도 6은 유연 인쇄 회로 기판과 실리콘 기술 기반 칩과 본딩되어 생성된 유연 NFC 온도 센서 태그의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 인쇄전자 방식으로 제조된 2차 배터리와 실리콘 기술 기반 칩 및 온도 센서가 본딩된 유연 인쇄 회로 기판이 결합되어 유연 NFC 온도 센서 태그가 제조되는 과정을 개념적으로 도시한 공정 흐름도이다.
도 8은 2차 배터리와 연결된 마이크로프로세서 칩을 구비하는 유연 NFC 센서 태그의 후면을 나타낸 것이다.
도 9는 인쇄전자 방식으로 구현된 2차 배터리의 충방전 특성을 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그를 물품에 부착한 형태를 나타낸 도면이다.
도 11은 인쇄전자 기술로 제조된 온도 센서의 온도 별 저항 특성 그래프이고, 도 12는 유연 NFC 온도 센서 태그를 통하여 감지된 온도 변화를 시간 별로 도시한 그래프이다.
도 13은 외부의 이동 단말이 유연 NFC 온도 센서 태그에 근접하여 온도 감지 데이터를 수신한 결과를 나타낸 것이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a temperature sensor tag attached to a flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a temperature sensor included in the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention.
4 is a process flowchart conceptually illustrating a process of manufacturing a printed circuit board and bonding a chip based on silicon technology according to an exemplary embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a design of a flexible printed circuit board showing a printed circuit area according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a flexible NFC temperature sensor tag formed by bonding a flexible printed circuit board and a silicon technology-based chip.
7 is a process flow diagram conceptually illustrating a process of manufacturing a flexible NFC temperature sensor tag by combining a secondary battery manufactured by a printed electronic method, a flexible printed circuit board bonded with a silicon technology-based chip, and a temperature sensor.
8 illustrates a rear side of a flexible NFC sensor tag with a microprocessor chip coupled to a secondary battery.
9 is a graph showing charge and discharge characteristics of a secondary battery implemented by a printed electronic method.
10 is a view showing a form attached to the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a graph illustrating resistance characteristics for each temperature of a temperature sensor manufactured by printed electronic technology, and FIG. 12 is a graph illustrating a change in temperature sensed through a flexible NFC temperature sensor tag with time.
FIG. 13 illustrates a result of an external mobile terminal receiving temperature sensing data in proximity to a flexible NFC temperature sensor tag.

이하에서 본 발명의 기술적 사상을 명확하게 하기 위하여 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 도면들 중 실질적으로 동일한 기능구성을 갖는 구성요소들에 대하여는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들을 부여하였다. 설명의 편의를 위하여 필요한 경우에는 장치와 방법을 함께 서술하도록 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so as to clarify the technical spirit of the present invention. In the following description of the present invention, detailed descriptions of related known functions or components will be omitted when it is determined that the detailed description of the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention. Components having substantially the same functional configuration among the drawings have been given the same reference numerals and symbols as much as possible even though they are shown in different drawings. For convenience of explanation, the device and method should be described together when necessary.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그를 제조하는 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그는 기본적으로 연속적인 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋 또는 스크린 인쇄 방식에 따라 제조될 수 있다. 이러한 인쇄 방식은 인쇄전자 기술을 이용하여 유연하게 말아지는(rolling) 기판에 전도성 잉크를 인쇄함에 따라서 다양한 소자들을 전기적으로 결합하여 회로를 구성하는 기술이다. 또한 이들 인쇄 방식은 대량의 회로들을 연속적으로 제조할 수 있기 때문에 제조 속도의 향상에도 상당한 이점이 있다. 다만, 연속적인 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋 또는 스크린 인쇄 방식으로 제조가 가능한 회로 패턴이나 회로 복잡도의 한계를 보완하기 위하여 실리콘 기술을 기반으로 제조된 실리콘 기술 기반의 칩을 본딩하여 인쇄전자 기술과 실리콘 기술의 장점을 모두 가질 수 있는 유연 NFC 온도 센서 태그를 제공할 수 있다.The flexible NFC temperature sensor tag according to the present invention can be basically manufactured according to continuous roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset or screen printing. Such a printing method is a technique of forming a circuit by electrically coupling various elements as a conductive ink is printed on a substrate that is flexibly rolled using printed electronic technology. These printing methods also have a significant advantage in improving manufacturing speed since a large amount of circuits can be manufactured continuously. However, in order to compensate for the limitations of circuit patterns or circuit complexity that can be manufactured by continuous roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, or screen printing methods, a silicon-based chip manufactured based on silicon technology is bonded. It is possible to provide a flexible NFC temperature sensor tag that can take advantage of both printed and silicon technology.

도 1을 참조하면, 유연 기판에 연속적인 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋 또는 스크린 인쇄 방식으로 인쇄 회로 영역을 형성하여 유연 인쇄 회로 기판을 제조한다(단계 S110). 근거리 통신 칩을 포함한 실리콘 기술 기반의 칩을 롤투롤 연속 공정으로 상기 인쇄 회로 영역과 본딩한다(단계 S120). 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 센서 태그에 포함되는 NFC 칩, 마이크로프로세서 칩은 복잡한 구조를 가지기 때문에 현재의 인쇄전자 기술로는 실리콘 기술 기반으로 구현된 칩보다 훨씬 큰 크기로 구현되거나 회로 자체의 복잡도를 감당하기 어려울 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그에 포함된 NFC 칩과 마이크로프로세서 칩은 실리콘 기술 기반 칩으로 유연 인쇄 회로 기판의 인쇄 회로 영역과 본딩될 수 있다. 실시 예에 따라 본 발명에서 유연한 인쇄 기판에 본딩되는 실리콘 기술 기반 칩은 ADC 및 메모리를 더 포함하거나 ADC 및 메모리의 기능이 마이크로프로세서 칩 내에 구현될 수 있다.Referring to FIG. 1, a flexible printed circuit board is manufactured by forming a printed circuit region on a flexible substrate by continuous roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, or screen printing (step S110). A chip based on silicon technology, including a near field communication chip, is bonded with the printed circuit area in a roll-to-roll continuous process (step S120). Since the NFC chip and the microprocessor chip included in the flexible NFC sensor tag according to an embodiment of the present invention have a complicated structure, current printed electronic technology may be implemented in a much larger size than a chip implemented based on silicon technology or the circuit itself. It can be difficult to handle the complexity of. Therefore, the NFC chip and the microprocessor chip included in the flexible NFC temperature sensor tag according to the present invention may be bonded to the printed circuit area of the flexible printed circuit board as a silicon technology based chip. According to an embodiment, the silicon technology based chip bonded to the flexible printed circuit board may further include an ADC and a memory, or the functions of the ADC and the memory may be implemented in the microprocessor chip.

실리콘 기술 기반 칩이 유연 기판의 인쇄 회로 영역에 본딩되는 것은 유연 기판 위에 롤투롤 칩 본딩용 솔더 또는 도전성 접착제가 미리 칩이 본딩될 전극 위에 인쇄된 이후에 실리콘 기술 기반 칩들이 인쇄 회로 영역에 접합되는 연속적인 과정에 따라 이루어질 수 있다. Bonding a silicon technology based chip to a printed circuit area of a flexible substrate means that the silicon technology based chips are bonded to a printed circuit area after a solder for roll-to-roll chip bonding or a conductive adhesive is printed on the electrode to be bonded in advance on the flexible substrate. It can be done according to a continuous process.

다른 실시 예에 있어서 실리콘 기술 기반 칩은, 롤투롤 방식이 아닌 다른 방식을 통하여 인쇄전자 방식으로 제조된 유연 인쇄 회로 기반 상에 각각 본딩될 수 있다. In another embodiment, the silicon technology-based chip may be bonded onto a flexible printed circuit base manufactured by a printed electronic method through a method other than a roll-to-roll method.

실리콘 기술 기반 칩이 본딩된 유연 기판에는 2차 배터리가 연결된다(단계 130). 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그에서 2차 배터리는 온도 센서가 모니터링한 온도 정보를 메모리에 지속적으로 저장하기 위해 필요한 전원을 공급하는 데 이용될 수 있다. 2차 배터리는 온도 센서에서 감지된 온도 정보를 디지털 정보로 변환하여 마이크로프로세서 칩에 저장하기 위한 전원을 공급하기 위해, 충전과 방전이 가능한 전지를 포함할 수 있으며, 도전성 박(foil)에 롤투롤 인쇄를 통하여 전극을 인쇄하고 전해액을 채워 넣어 제조될 수 있다. A secondary battery is connected to the flexible substrate to which the silicon technology based chip is bonded (step 130). In the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention, the secondary battery may be used to supply power required for continuously storing temperature information monitored by the temperature sensor in a memory. The secondary battery may include a battery that can be charged and discharged to supply power for converting temperature information sensed by a temperature sensor into digital information and storing it in a microprocessor chip, and roll-to-roll in a conductive foil. It can be manufactured by printing the electrode through the printing and filling the electrolyte.

실시 예에 따라 2차 배터리는 LiMn204(LMO)와 Li4Ti5O12(LTO)를 각각 음극과 양극 물질로 사용하여 알루미늄 호일과 같은 도전성 박에 롤투롤 인쇄를 한 이후에 전해액을 양극과 음극 사이에 주입하여 2차 배터리를 완성한 이후에 유연 NFC 온도 센서 태그에 접합하는 방식으로 구현될 수도 있다.According to an embodiment, the secondary battery uses LiMn 2 O 4 (LMO) and Li 4 Ti 5 O 12 (LTO) as cathode and anode materials, respectively, to perform electrolytic solution after roll-to-roll printing on a conductive foil such as aluminum foil. After the secondary battery is completed by injecting between the positive electrode and the negative electrode, it may be implemented by bonding to a flexible NFC temperature sensor tag.

유연 기판에 인쇄된 인쇄 회로 영역의 소정의 부분에 도전성 점착제를 통하여 온도 센서를 본딩한다(단계 140). 온도 센서는 도전성 점착제를 통하여 탈부착이 가능하기 때문에 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그는 온도 센서에 문제가 발생하는 경우에도 다른 온도 센서로 교체하여 지속적으로 사용될 수 있으며 경우에 따라서는 다른 종류의 센서가 부착되어 활용될 수도 있다.The temperature sensor is bonded to the predetermined portion of the printed circuit area printed on the flexible substrate through the conductive adhesive (step 140). Since the temperature sensor can be attached and detached through a conductive adhesive, the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention can be used continuously by replacing it with another temperature sensor even when a problem occurs in the temperature sensor. Other types of sensors may be attached and utilized.

유연 NFC 온도 센서 태그에 부착되는 온도 센서는 인쇄 회로 영역이 형성된 것과 마찬가지로 인쇄전자 기술을 통해 제조될 수 있다.The temperature sensor attached to the flexible NFC temperature sensor tag can be manufactured through printed electronics technology, just as the printed circuit area is formed.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그에 부착되는 온도 센서 태그를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면 온도 센서 태그는 카본과 그라파이트의 혼합잉크로 인쇄된 전극들을 포함하며, 그 상부가 반도체 탄토나노튜브로 안쇄된 것을 확인할 수 있다. 실시 예에 따라, 온도 센서 태그의 전극은 인터디지털(Interdigital) 전극으로 형성될 수 있다.2 is a view showing a temperature sensor tag attached to a flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the temperature sensor tag includes electrodes printed with a mixed ink of carbon and graphite, and the upper portion of the temperature sensor tag is printed with semiconductor tanton nanotubes. According to an embodiment, the electrode of the temperature sensor tag may be formed as an interdigital electrode.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그에 포함된 온도 센서의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a temperature sensor included in the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 센서는 인쇄전자 방식으로 제조될 수 있다. 인쇄전자 방식으로 제조된 센서들은 측정하고자 하는 물성에 적합한 물질을 잉크로 만들어 한 개의 저항 형태 또는 간극을 지닌 두 개의 전극 형태로 롤투롤 인쇄함에 따라 제조될 수 있다. 이러한 인쇄 센서들은 전도성 점착제로 유연 필름의 접합부에 간단하여 접착하여 사용한 후에 다시 센서만 탈착하여 버릴 수 있도록 하는 저항을 가지도록 제조되거나 전도성 점착제로 유연 인쇄 필름에 본딩된 이후에 라미네이팅 될 수 있다.The temperature sensor according to an embodiment of the present invention may be manufactured by a printed electronic method. Sensors manufactured by the printed electronic method may be manufactured by roll-to-roll printing in the form of a single electrode or two electrodes having a gap by inking a material suitable for the property to be measured. Such print sensors may be laminated after being bonded to the flexible printed film with a conductive adhesive or manufactured to have a resistance to simply attach and detach the sensor to the junction of the flexible film with a conductive adhesive, and then detach and discard the sensor.

예를 들어, 전도성 점착제를 사용하여 부착되는 센서는 높은 저항 값에서도 잘 동작하는 센서들이어야 하므로 본 발명에서 사용되는 온도 센서는 기 설정된 저항 값 이상을 갖는 센서를 포함할 수 있다. 실시 예에 따라, 본 발명에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그에 부착되는 온도 센서는 10-500 ohm/sq의 면저항을 가질 수 있다.For example, since the sensor attached using the conductive adhesive should be sensors that work well even at high resistance values, the temperature sensor used in the present invention may include a sensor having a predetermined resistance value or more. According to an embodiment, the temperature sensor attached to the flexible NFC temperature sensor tag according to the present invention may have a sheet resistance of 10-500 ohm / sq.

도 3을 참조하면, 온도 센서는 하부에 카본과 그라파이트 혼합 잉크가 일정한 간격을 가지면서 인쇄되고, 그 위에 PEDOT와 반도체 단일벽 탄소나노튜브를 인쇄하여 제조될 수 있다. 실시 예에 따라 두 전극들 사이의 간격은 100 um 내지 1000um 일 수 있다. 예를 들어, PEDOT및 반도체 단일벽 카본나노튜브는 잉크젯 또는 그라비아 방식으로 한층 한층 번갈아 가면서 인쇄될 수 있으며, PEDOT(0.1 g)는 터피놀 (5mL)과 옥탄올(10mL) 혼합 용액에 첨가하고 프로브 초음파를 이용하여 1-3시간 분산하여 제조되는 잉크에 의하여 인쇄될 수 있고, 반도체 단일벽 탄소나노튜브(0.1 mg)는 터피놀 (5mL)과 옥탄올(10 mL) 혼합 용액에 첨가한 후 프로브 초음파를 이용하여 3-6시간 분산하여 제조되는 잉크에 의하여 인쇄될 수 있다.Referring to FIG. 3, the temperature sensor may be manufactured by printing carbon and graphite mixed ink at regular intervals below, and printing PEDOT and semiconductor single-walled carbon nanotubes thereon. According to an embodiment, the interval between the two electrodes may be 100 um to 1000 um. For example, PEDOT and semiconducting single-walled carbon nanotubes can be printed alternately by ink jet or gravure, PEDOT (0.1 g) is added to a mixture of terpinol (5 mL) and octanol (10 mL) and the probe It can be printed by ink prepared by dispersing 1-3 hours using ultrasonic waves, and the semiconductor single-walled carbon nanotubes (0.1 mg) are added to a mixed solution of terpinol (5 mL) and octanol (10 mL) and then probed. It can be printed by an ink prepared by dispersing for 3-6 hours using ultrasonic waves.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄 회로 기판의 제조 및 실리콘 기술 기반의 칩이 본딩되는 과정을 개념적으로 나타낸 공정 흐름도이다.FIG. 4 is a process flowchart conceptually illustrating a process of manufacturing a printed circuit board and bonding a chip based on silicon technology according to an exemplary embodiment.

도 4에서는 도 1을 참조하여 설명한 유연 인쇄 회로 기판의 제조(단계 110)와 실리콘 기술 기반 칩의 본딩(단계 120) 단계를 개념적으로 도시하였다.4 conceptually illustrates the manufacturing of the flexible printed circuit board (step 110) and the bonding of the silicon technology-based chip (step 120) described with reference to FIG. 1.

롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋 또는 스크린 인쇄 방식으로 유연 기판이 제공되면, 순차적으로 제1 도전 패턴이 형성되고(단계 111), 제2 절연 패턴이 그 위에 형성되며(단계 112), 마지막으로 제3 도전 패턴이 형성될 수 있다(단계 113). 각 패턴들은 도전성 또는 절연성 잉크가 유연 기판 상에 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋 또는 스크린 인쇄 방식으로 인쇄되어 형성될 수 있다. 이러한 패턴들이 인쇄 회로 영역에 포함될 수 있다.If a flexible substrate is provided by roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, or screen printing, a first conductive pattern is formed sequentially (step 111), and a second insulating pattern is formed thereon (step 112). Finally, a third conductive pattern may be formed (step 113). Each pattern may be formed by printing a conductive or insulating ink on a flexible substrate by roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, or screen printing. Such patterns may be included in the printed circuit area.

실시 예에 따라 제1 도전 패턴은 안테나 패턴을 포함하며 제3 도전 패턴은 정류 회로를 포함할 수 있다. 정류 회로에는 다이오드와 캐패시터가 포함될 수 있다.According to an embodiment, the first conductive pattern may include an antenna pattern and the third conductive pattern may include a rectifier circuit. The rectifier circuit may include a diode and a capacitor.

후술할 것이나, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그는 안테나를 통하여 외부 리더기로부터 무선 주파수 신호를 수신하여 직류 전압으로 정류함에 따라서 전원을 공급받아 근거리 무선 통신을 수행할 수 있다. 안테나 패턴과 정류 회로는 외부로부터 전원을 공급받기 위하여 필요하다.As will be described later, the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention may receive a radio frequency signal from an external reader through an antenna and rectify to a DC voltage to receive short-range wireless communication. Antenna patterns and rectifier circuits are required to receive power from the outside.

유연 기판에 인쇄 회로 영역이 형성됨에 따라 유연 인쇄 회로 기판이 제조되고, 이러한 유연 인쇄 회로 기판과 실리콘 기술 기반 칩(Si)이 부착된 필름이 접합되면서 실리콘 기술 기반 칩이 인쇄 회로 영역에 본딩된다(단계 120).As the printed circuit region is formed on the flexible substrate, the flexible printed circuit board is manufactured, and the silicon technology based chip is bonded to the printed circuit region while the flexible printed circuit board and the film to which the silicon technology based chip (Si) is attached are bonded ( Step 120).

본딩 이후에 실리콘 기술 기반 칩이 부착되어 있던 필름은 다른 Reel holder에 의해 수거되고, 실리콘 기술 기반 칩이 부착된 유연 인쇄 회로 기판(FPCB+Si)이 제조된다.After bonding, the film to which the silicon technology based chip was attached was collected by another reel holder, and a flexible printed circuit board (FPCB + Si) to which the silicon technology based chip was attached was manufactured.

본 발명에 따른 유연 NFC 센서 태그는 인쇄전자 방식으로 구현된 인쇄 회로 영역과 실리콘 기술 기반 칩이 결합하여 제조되는 것을 특징으로 하며 위에서는 인쇄전자 방식으로 구현되는 영역(회로 기능 단위 영역)과 실리콘 기술 기반 칩으로 구현되는 영역에 대하여 설명하였으나 반드시 근거리 통신 기능을 수행하는 회로가 실리콘 기술 기반 칩에 포함되어야 하는 것과 같이 특정한 기능을 수행하는 회로들이 인쇄전자 기술이나 실리콘 기술 기반에 의해서만 제조되어야 하는 것으로 한정되지는 않는다.The flexible NFC sensor tag according to the present invention is manufactured by combining a printed circuit area implemented by a printed electronic method and a silicon technology-based chip, and the area (circuit functional unit area) and silicon technology implemented by a printed electronic method above. Although the area to be implemented as a base chip has been described, circuits that perform a specific function must be manufactured only by a printed electronic technology or a silicon technology base, such that a circuit performing a near field communication function must be included in a silicon technology based chip. It doesn't work.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 인쇄 회로 영역을 나타내는 유연 인쇄 회로 기판의 디자인을 나타내는 도면이다. 인쇄 회로 영역에는 안테나, 정류기, 및 그 외의 다른 회로들이 인쇄될 수 있다. FIG. 5 is a diagram illustrating a design of a flexible printed circuit board showing a printed circuit area according to an exemplary embodiment. Antennas, rectifiers, and other circuits may be printed in the printed circuit area.

안테나와 회로는 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋 또는 스크린 인쇄 인쇄 이후에 다른 요소들과 접합되기 때문에 전기 전도성이 매우 높아야 하며, 특히 인쇄 안테나는 Q 값이 최소 20 이상이 되어야 온도 센서를 통하여 모니터링한 감지 데이터를 외부로 전달하거나 외부로부터 전력이나 데이터를 수신하는 데에 문제가 없다. 또한, 회로를 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋 또는 스크린 인쇄 방식으로 인쇄하기 위해서는 인쇄한 패턴들의 면저항이 0.1 ohm/sq 이하가 되면서도 얇은 두께를 가져야만 실리콘 기술 기반 칩을 본딩하고 온도 센서를 접합하는 데 유리할 수 있다.Antennas and circuits must have very high electrical conductivity because they are joined with other elements after roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, or screen print printing, especially for printed antennas that have a Q value of at least 20 There is no problem in transmitting the monitored sensing data to the outside or receiving power or data from the outside. In addition, in order to print the circuit by roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, or screen printing, the printed pattern must have a thin thickness with a sheet resistance of 0.1 ohm / sq or less and bond silicon-based chips and heat them. It may be advantageous to join the sensor.

정류기를 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋 또는 스크린 인쇄 방식으로 제조하기 위해서는 NFC 리더기 또는 이동 단말로부터 커플링된 교류 전압을 회로가 동작할 수 있을 정도의 충분한 직류 전압으로 바꿔 주어야 한다. 실시 예에 따라 정류기는 캐패시터와 다이오드로 구성될 수 있는데, 하나의 캐패시터와 하나의 다이오드를 통해서 정류된 전압이 충분하지 않은 경우에는 한 개의 캐패시터 대신에 세 개의 다이오드와 세 개의 캐패시터를 인쇄하여 3배 전압기(voltage tripler)를 제조할 필요가 있다. 실시 예에 따라, 유연 NFC 온도 센서 태그에 포함되는 다이오드는 쇼트키 다이오드를 포함할 수 있다. In order to manufacture the rectifier by roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, or screen printing, the alternating voltage coupled from the NFC reader or mobile terminal must be changed to a DC voltage sufficient for the circuit to operate. According to an embodiment, the rectifier may be composed of a capacitor and a diode. When the voltage rectified through one capacitor and one diode is not sufficient, three diodes and three capacitors may be printed instead of one capacitor. There is a need to manufacture a voltage tripler. According to an embodiment, the diode included in the flexible NFC temperature sensor tag may include a Schottky diode.

도 6은 유연 인쇄 회로 기판과 실리콘 기술 기반 칩과 본딩되어 생성된 유연 NFC 온도 센서 태그의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a flexible NFC temperature sensor tag formed by bonding a flexible printed circuit board and a silicon technology-based chip.

도 6을 참조하면, 유연 NFC 온도 센서 태그는, 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋, 스크린 인쇄 방식 중 적어도 하나의 방식으로 형성된 인쇄 회로 영역을 포함하는 유연 인쇄 회로 기판(FPCB), 인쇄 회로 영역과 연속 공정을 통해 본딩되며 실리콘 기술 기반으로 제조된 NFC(Near Field Communication) 칩(NFC), 유연 인쇄 회로 기판(FPCB)에 도전성 점착제를 통해 부착된 온도 센서(SEN), 온도 센서에서 감지된 온도가 기 설정된 조건을 만족하는 경우에 감지 데이터로 저장하는 마이크로프로세서 칩(MPU), 및 도전성 박에 인쇄되어 형성된 전극을 포함하며 마이크로프로세서 칩에 전원을 제공하는 2차 배터리(BATT; 도 7 및 도 8 참조)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the flexible NFC temperature sensor tag may include a flexible printed circuit board (FPCB) including a printed circuit area formed by at least one of roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, and screen printing. From Near Field Communication (NFC) chips (NFCs), which are bonded through a printed circuit area and a continuous process, and attached to the flexible printed circuit boards (FPCB) via conductive adhesives, temperature sensors (SEN), temperature sensors A secondary battery (BATT) comprising a microprocessor chip (MPU) for storing as sensing data when the sensed temperature satisfies a preset condition, and an electrode printed and formed on the conductive foil and providing power to the microprocessor chip; 7 and FIG. 8).

유연 인쇄 회로 기판(FPCB)은 다양한 방식으로 인쇄된 안테나, 다이오드, 캐패시터, 저항 등을 포함할 수 있다. 이들은 롤투롤 그라비아 인쇄와 롤투피 인쇄에 의해 인쇄된 안테나, 인쇄 다이오드, 인쇄 캐패시터, 인쇄 저항을 각각 포함할 수 있다. The flexible printed circuit board (FPCB) may include antennas, diodes, capacitors, resistors, and the like printed in a variety of ways. These may include antennas, printed diodes, printed capacitors, and printed resistors printed by roll to roll gravure printing and roll to roll printing, respectively.

안테나(AT)는 외부의 리더기에서 발생한 무선 주파수 신호를 유도 결합(inductive coupling)하여 내부의 회로, 예를 들어 NFC 칩(NFC)에 전달할 수 있다. 실시 예에 따라 외부의 리더기에서 발생하는 주파수 신호는 13.65MHz일 수 있다. 안테나(AT)의 회전 수(turn)에 기초하여 유도결합이 달라질 수 있는데, 예를 들어 안테나의 회전수에 따라 내부에 인가되는 전압이 증가하며 인덕턴스 값도 안테나의 회전수에 비례하여 증가할 수 있다.The antenna AT may inductively couple a radio frequency signal generated by an external reader to an internal circuit, for example, an NFC chip (NFC). According to an embodiment, the frequency signal generated by the external reader may be 13.65 MHz. The inductive coupling may be changed based on the number of turns of the antenna AT. For example, the voltage applied therein increases according to the number of turns of the antenna, and the inductance value may increase in proportion to the number of turns of the antenna. have.

NFC 칩(NFC)은 인쇄 회로 영역에서 제공된 직류 전압에 기초하여 외부 단말과 통신을 수행할 수 있다. NFC 칩(NFC)은 외부 단말로부터의 무선 교류 신호에 응답하여 마이크로프로세서 칩(MPU)에 저장된 정보를 외부 단말로 전송할 수 있다. The NFC chip NFC may communicate with an external terminal based on a DC voltage provided in a printed circuit area. The NFC chip NFC may transmit information stored in the microprocessor chip (MPU) to the external terminal in response to a wireless AC signal from the external terminal.

마이크로프로세서 칩(MPU)은 2차 배터리로부터 전원을 공급받아 온도 센서(SEN)로부터 감지된 온도를 저장할 수 있다. 실시 예에 따라 마이크로프로세서 칩(MPU)에는 메모리 및/또는 ADC가 내장되어 센서(SEN)로부터 감지된 온도를 디지털로 변환하여 저장할 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서 칩(MPU)에는 8 비트 ADC와 63Kbyte의 메모리가 내장될 수 있다. The microprocessor chip (MPU) may receive power from the secondary battery and store the temperature sensed by the temperature sensor SEN. According to an embodiment, a memory and / or an ADC may be built in the microprocessor chip (MPU) to convert the temperature sensed by the sensor SEN into digital and store the same. For example, a microprocessor chip (MPU) can contain an 8-bit ADC and 63Kbytes of memory.

마이크로프로세서 칩(MPU)의 동작을 구동하기 위한 2차 배터리는 한번의 충전으로 기 설정된 기간 이상 사용될 수 있도록 설계되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 발명에서는 2차 배터리를 한번 완충전하는 경우에 최대 40일을 사용할 수 있도록 2차 배터리와 마이크로프로세서 칩, 그리고 센서의 동작을 최적화한다. 실시 예에 따라 2차 배터리는 3V, 150 uA로 동작할 수 있으며 마이크로프로세서 칩(MPU)은 2차 배터리의 동작 전압, 전류 및 용량에 기초하여 일정한 기간 동안 온도 감지 데이터를 선택적으로 저장할 수 있도록 C 언어로 프로그래밍 될 수 있다.The secondary battery for driving the operation of the microprocessor chip (MPU) is preferably designed to be used for more than a predetermined period of time with a single charge. For example, the present invention optimizes the operation of the secondary battery, the microprocessor chip, and the sensor so that up to 40 days can be used when the secondary battery is fully charged. According to an embodiment, the secondary battery may operate at 3V and 150 uA, and the microprocessor chip (MPU) may selectively store temperature sensing data for a period of time based on the operating voltage, current, and capacity of the secondary battery. Can be programmed in a language

본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그는 일정한 물품에 부착되어 유통 경로를 모니터링하는 데에 사용될 수 있다. 따라서 물품의 유통 경로 동안 지속적으로 온도 변화를 모니터링해야 한다. 따라서 마이크로프로세서 칩(MPU)은 2차 배터리의 전력 소모를 최소화하면서 온도 이력을 저장하여야 하는바, 기 설정된 조건을 만족하는 경우에만 2차 배터리로부터 전원을 공급받아 감지된 온도를 저장할 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서 칩(MPU)은 일정한 온도 범위를 설정하여 기 설정된 온도보다 해당 온도 범위 범위보다 높아진 경우에 감지된 온도를 감지 데이터로 저장할 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서 칩(MPU)은 기 설정된 온도 보다 0.1°C 높은 경우에 온도 센서(SEN)로부터 감지된 온도를 감지 데이터로 저장하여 관리할 수 있다.The flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention may be attached to a certain article and used to monitor a distribution path. Therefore, temperature changes must be monitored continuously during the distribution channel of the goods. Therefore, the microprocessor chip (MPU) should store the temperature history while minimizing the power consumption of the secondary battery. The microprocessor chip (MPU) can receive the power from the secondary battery and store the sensed temperature only when the preset condition is satisfied. For example, the microprocessor chip (MPU) may set a predetermined temperature range and store the detected temperature as sensing data when the temperature is higher than the preset temperature range. For example, when the microprocessor chip (MPU) is 0.1 ° C higher than the preset temperature, the microprocessor chip (MPU) may store and manage the temperature detected by the temperature sensor SEN as sensing data.

또한, 실시 예에 따라 마이크로프로세서 칩(MPU)은 감지된 온도가 기 설정된 온도보다 높은 경우, 기 설정된 시간 간격마다 상기 감지된 온도를 상기 마이크로프로세서 칩에 저장할 수 있다. 예를 들어, 마이크로프로세서 칩(MPU)은 2차 배터리 용량에 기초하여 이러한 시간 간격을 설정할 수 있으며 설정되는 시간 간격은 1초 내지 10분일 수 있다.Also, according to an embodiment, when the sensed temperature is higher than the preset temperature, the microprocessor chip (MPU) may store the sensed temperature in the microprocessor chip at preset time intervals. For example, the microprocessor chip (MPU) may set this time interval based on the secondary battery capacity and the set time interval may be 1 second to 10 minutes.

온도 센서(SEN)는 인쇄 회로 영역의 소정의 부분에 도전성 점착제를 통하여 본딩된다. The temperature sensor SEN is bonded to the predetermined portion of the printed circuit area through the conductive adhesive.

2차 배터리(BATT)는 마이크로프로세서 칩(MPU)에 전원을 공급한다.The secondary battery (BATT) powers the microprocessor chip (MPU).

도 7은 인쇄전자 방식으로 제조된 2차 배터리와 실리콘 기술 기반 칩 및 온도 센서가 본딩된 유연 인쇄 회로 기판이 결합되어 유연 NFC 온도 센서 태그가 제조되는 과정을 개념적으로 도시한 공정 흐름도이다. 다만 실시 예에 따라 온도 센서는 2차 배터리가 연결된 이후에 유연 인쇄 회로 기판의 소정의 영역에 본딩될 수 있다.7 is a process flow diagram conceptually illustrating a process of manufacturing a flexible NFC temperature sensor tag by combining a secondary battery manufactured by a printed electronic method, a flexible printed circuit board bonded with a silicon technology-based chip, and a temperature sensor. However, according to an embodiment, the temperature sensor may be bonded to a predetermined region of the flexible printed circuit board after the secondary battery is connected.

도 7을 참조하면, 도전성 박에 음극과 양극을 인쇄하고 전해액을 채워 넣어 2차 배터리를 제조할 수 있다(단계 125). 구체적으로 음극은 LiMn204(LMO)를 포함하고, 양극은 Li4Ti5012(LTO)를 포함할 수 있다. 그리고 이들 사이에 채워지는 전해액은 젤 형태를 가질 수 있다.Referring to FIG. 7, a secondary battery may be manufactured by printing a cathode and an anode on a conductive foil and filling an electrolyte (step 125). Specifically, the negative electrode may include LiMn 2 0 4 (LMO), and the positive electrode may include Li 4 Ti 5 0 12 (LTO). And the electrolyte filled between them may have a gel form.

실시 예에 따라 양극 물질과 음극 물질 각각은 용매 NMP 및 고분자 수지 PVDF를 이용하여 롤투롤 인쇄용 잉크를 제조하고 이렇게 제조된 인쇄용 잉크를 도전성 박에 인쇄함에 따라서 양극과 음극이 만들어질 수 있다.According to the embodiment, each of the positive electrode material and the negative electrode material may use a solvent NMP and a polymer resin PVDF to prepare a roll-to-roll printing ink, and the positive and negative electrodes may be made by printing the printing ink thus prepared on the conductive foil.

2차 배터리와, 상기 실리콘 기술 기반 칩이 부착된 유연 인쇄 회로 기판을 접착하고 코팅하여(단계 130'), 2차 배터리를 통하여 마이크로프로세서 칩이 전원을 공급받을 수 있다. By bonding and coating the secondary battery and the flexible printed circuit board to which the silicon technology based chip is attached (step 130 ′), the microprocessor chip may be powered through the secondary battery.

도 8은 2차 배터리와 연결된 마이크로프로세서 칩을 구비하는 유연 NFC 센서 태그의 후면을 나타낸 것이다. 실시 예에 따라, 마이크로프로세서 칩(MPU)과 2차 배터리(BATT)는 서로 상이한 면에 형성될 수 있다.8 illustrates a rear side of a flexible NFC sensor tag with a microprocessor chip coupled to a secondary battery. According to an embodiment, the microprocessor chip (MPU) and the secondary battery (BATT) may be formed on different sides.

도 8의 유연 NFC 온도 센서 태그는 마이크로프로세서 칩(MPU)과 2차 배터리(BATT)가 전면과 후면을 관통하여 전기적으로 연결된다. 도 8을 참조하면, 2차 배터리(BATT)는 도전성 박을 기판으로 이용하여 음극 물질은 LiMn204(LMO)를 사용하고 양극물질은 Li4Ti5012(LTO)를 사용하여 롤투롤 인쇄기술로 제조될 수 있다. 그리고 이들 두 전극 사이에 전해액이 젤 형태로 채워질 수 있다. 여기서 음극과 양극은 각각 LMO와 LTO를 용매 NMP와 고분자 수지 PVDF를 이용하여 롤투롤 인쇄용 잉크를 제조함에 따라 호일에 인쇄하여 형성될 수 있다.In the flexible NFC temperature sensor tag of FIG. 8, the microprocessor chip (MPU) and the secondary battery (BATT) are electrically connected through the front and rear surfaces. Referring to FIG. 8, a secondary battery (BATT) uses a conductive foil as a substrate, and the cathode material uses LiMn 2 0 4 (LMO) and the cathode material uses Li 4 Ti 5 0 12 (LTO) to roll to roll. It can be manufactured by printing technology. And the electrolyte may be filled in the form of a gel between these two electrodes. Here, the cathode and the anode may be formed by printing LMO and LTO on the foil as a roll-to-roll printing ink using a solvent NMP and a polymer resin PVDF, respectively.

2차 배터리(BATT) 역시 인쇄전자 방식으로 제조되는 경우에는 유연 NFC 온도 센서 태그가 모두 형태가 고정적이지 않으면서도 크기가 작아지기 때문에 휴대성이 훨씬 증대될 수 있다.When the secondary battery (BATT) is also manufactured by printed electronics, portability can be further increased because both flexible NFC temperature sensor tags are smaller in size without being fixed in shape.

도 9는 인쇄전자 방식으로 구현된 2차 배터리의 충방전 특성을 나타내는 그래프이다. 본 발명에서는 2차 배터리의 충방전 특성을 관찰하여 일정한 기간 동안에 유연 NFC 온도 센서 태그가 동작할 수 있도록 마이크로프로세서 칩에 따른 센서의 동작 제어, 그리고 유연 NFC 온도 센서 태그 전체의 동작 전류나 동작 전압을 조정할 수 있다. 또한 2차 배터리의 충방전 특성은 음극 및 양극의 전극 두께에 따라 상이해질 수 있으므로 전극 두께를 조절함으로써 한번의 충전으로 유연 NFC 센서 태그를 사용할 수 있는 기간을 보다 증가시킬 수 있다.9 is a graph showing charge and discharge characteristics of a secondary battery implemented by a printed electronic method. In the present invention, by monitoring the charge and discharge characteristics of the secondary battery to control the operation of the sensor according to the microprocessor chip to operate the flexible NFC temperature sensor tag for a certain period, and the operating current or operating voltage of the entire flexible NFC temperature sensor tag I can adjust it. In addition, since the charge and discharge characteristics of the secondary battery may be different according to the electrode thickness of the negative electrode and the positive electrode, it is possible to further increase the period of use of the flexible NFC sensor tag by a single charge by adjusting the electrode thickness.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그를 물품에 부착한 형태를 나타낸 도면이다.10 is a view showing a form attached to the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 유연 NFC 온도 센서 태그는 다양한 형태로 변형이 가능하면서도 가볍기 때문에 물품에 간단히 부착될 수 있으며, 유연 NFC 온도 센서 태그를 통하여 물품의 유통 경로에 따른 온도를 모니터링할 수 있다.Referring to FIG. 10, the flexible NFC temperature sensor tag may be easily attached to an article because it may be modified in various forms and is light, and the temperature according to a distribution path of the article may be monitored through the flexible NFC temperature sensor tag.

도 11은 인쇄전자 기술로 제조된 온도 센서의 온도 별 저항 특성 그래프이고, 도 12는 유연 NFC 온도 센서 태그를 통하여 감지된 온도 변화를 시간 별로 도시한 그래프이다. FIG. 11 is a graph illustrating resistance characteristics for each temperature of a temperature sensor manufactured by printed electronic technology, and FIG. 12 is a graph illustrating a change in temperature sensed through a flexible NFC temperature sensor tag with time.

도 12는 마이크로프로세서 칩(MPU)을 통하여 온도 센서(SEN)가 상온 10°C 이상의 온도에 노출되었을 경우에만 감지 데이터를 저장하도록 프로그램한 경우로, 시간 별로 10°C 이상의 온도변화만을 모니터링한 것을 확인할 수 있다. 상술한 바와 같이 이러한 모니터링은 마이크로프로세서 칩(MPU)에서 설정한 시간 간격 마다 이루어질 수 있다. FIG. 12 illustrates a case in which the temperature sensor SEN is programmed to store sensing data only when the temperature sensor SEN is exposed to a temperature of 10 ° C. or higher through a microprocessor chip, and only a temperature change of 10 ° C. or more is monitored for each hour. You can check it. As described above, such monitoring may be performed at a time interval set by the microprocessor chip (MPU).

본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그를 통하여 기록된 감지 데이터는 외부의 이동 단말이 유연 NFC 온도 센서 태그에 대하여 감지 데이터를 요청하는 것에 응답하여 이동 단말로 제공될 수 있다.The sensing data recorded through the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present disclosure may be provided to the mobile terminal in response to an external mobile terminal requesting the sensing data for the flexible NFC temperature sensor tag.

예를 들어, 도 10과 같이 유연 NFC 온도 센서 태그가 부착된 물품에 대하여, 소비자 또는 관리자가 해당 물품의 현재까지 유통경로에서의 온도 변화를 확인하고자 하는 경우에는 유연 NFC 온도 센서 태그에 대하여 외부 단말을 태깅(즉 일정 거리 이내에 접근)할 수 있다. For example, for an article with a flexible NFC temperature sensor tag as shown in FIG. 10, when a consumer or a manager wants to check the temperature change in a distribution path of the corresponding article, an external terminal with respect to the flexible NFC temperature sensor tag Can be tagged (ie, approached within a certain distance).

외부 단말의 태깅에 따라 유연 NFC 온도 센서 태그의 유연 인쇄 회로 기판에 포함된 안테나를 통하여 무선 교류 주파수가 수신되며 직류 전압으로 변환되어 NFC 칩에 전원이 제공될 수 있다. NFC 칩은 외부 단말로부터의 요청에 응답하여 마이크로프로세서 칩에 저장된 온도 데이터를 외부 단말로 전송할 수 있다. According to the tagging of the external terminal, a wireless AC frequency is received through an antenna included in the flexible printed circuit board of the flexible NFC temperature sensor tag, and converted into a DC voltage to provide power to the NFC chip. The NFC chip may transmit temperature data stored in the microprocessor chip to the external terminal in response to a request from the external terminal.

도 13은 외부의 이동 단말이 유연 NFC 온도 센서 태그에 근접하여 온도 감지 데이터를 수신한 결과를 나타낸 것이다. 도 13에서는 디지털 정보로 표시될 수 있으나 이동 단말은 유연 NFC 온도 센서 태그를 통하여 전송받은 감지 데이터에 기초하여 감지 데이터를 사용자 그래픽 인터페이스를 통하여 보기 좋게 표시하거나, 물품의 정보를 함께 수신받아 물품의 종류에 따라 적절한 조건에 따라 신선도를 판단하여 사용자에게 출력할 수 있다.FIG. 13 illustrates a result of an external mobile terminal receiving temperature sensing data in proximity to a flexible NFC temperature sensor tag. Although it may be displayed as digital information in FIG. 13, the mobile terminal displays the sensing data in a nice view through a user graphic interface based on the sensing data transmitted through the flexible NFC temperature sensor tag, or receives the information of the article together. In accordance with the appropriate conditions to determine the freshness can be output to the user.

실시 예에 따라 유연 NFC 온도 센서 태그는 그것이 부착된 물품의 정보, 그리고 유통이 시작된 시점, 즉 유연 NFC 온도 센서 태그가 물품에 부착된 시점에 관련된 정보를 포함하여 이동 단말로 제공할 수 있다.According to an embodiment, the flexible NFC temperature sensor tag may provide information to the mobile terminal, including information about the article to which the flexible NFC temperature sensor tag is attached, and information related to the point in time at which distribution is started, that is, the time at which the flexible NFC temperature sensor tag is attached to the article.

냉동·냉장 식품 및 의약품은 유통과정과 보관 시에 제품의 신선도를 유지하기 위해 항상 정해진 온도 이하의 환경에 있도록 유지되어야 생산자가 제공하는 제품의 질과 신선도 그대로 소비자에게 제공될 수 있다. 그렇지만 냉장과 냉동을 요구하는 상품의 유통과정에서 종종 요구되는 온도보다 높은 온도에 장시간 노출되거나 아니면 짧은 시간동안 빈번하게 노출되어 생산자가 보증한 제품의 신선도와 질이 유지되지 않아 소비자들이 피해를 보는 경우가 있다. Frozen and refrigerated foods and medicines must be kept at or below a certain temperature in order to maintain product freshness during distribution and storage so that the quality and freshness of the product provided by the producer can be provided to the consumer as it is. However, in the case of distribution of products requiring refrigeration and freezing, consumers are affected by prolonged exposure to temperatures higher than the required temperature, or by frequent exposure for a short period of time, which prevents the freshness and quality of the products guaranteed by the producer from being maintained. There is.

따라서 냉장과 냉동을 요구하는 상품들은 요구되는 온도에 적합한 냉동차 또는 냉장차로 유통을 수행함에도 불구하고 이들 상품을 이동하는 과정에서 야적 또는 방치되어 신선도가 떨어지게 되지만 소비자가 이를 확인할 방법이 없다. Therefore, the products requiring refrigeration and refrigeration are unloaded or left unattended in the process of moving these products despite the distribution to the refrigerator or refrigeration car suitable for the required temperature, but there is no way for consumers to confirm this.

따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그를 제품에 부착함에 따라서 이동 단말을 통해 간단하게 제품의 유통 과정에서의 온도 변화 이력을 확인할 수 있으며, 온도 이력에 따라 상품의 신선도를 판단할 수 있다. Therefore, as the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention is attached to the product, the mobile terminal can easily check the temperature change history in the distribution process of the product, and determine the freshness of the product according to the temperature history. Can be.

실시 예에 따라, 물품의 종류에 따라 소비자가 구입해도 무방한 유통 경로가 상이해질 수 있다. 유제품과 같은 신선식품의 경우에는 유통 경로에 대한 기준이 엄격할 수 있으나, 가공식품의 경우에는 유통 경로에 대한 기준이 상대적으로 엄격하지 않을 수 있다. 이에 따라 이동 단말에서는 물품의 종류와 현재까지의 감지 데이터에 기초하여 해당 물품이 구매해도 좋은 제품인지, 즉 신선도가 유지되는 제품인지를 확인하여 사용자에게 알려줄 수 있다. According to an embodiment, distribution channels that may be purchased by a consumer may be different depending on the type of article. In the case of fresh foods such as dairy products, the distribution channel may be strict. However, in the case of processed food, the distribution channel may not be strict. Accordingly, the mobile terminal can determine whether the item is a product that can be purchased, that is, a product whose freshness is maintained, based on the type of the item and the detection data so far, and can inform the user.

신선도를 판단하는 방식은 다양한 방면에서 고려될 수 있다. 예를 들어 제품의 종류에 따라서 제품 내에서 번식 가능한 세균의 위험 수치를 통계화하거나 일반적으로 제품이 변질되는 통계 값을 유통 시간 및 온도 데이터의 빅 데이터를 이용하여 산출할 수 있다. 신선도의 판단은 외부 단말에서 이루어질 수 있으나 유연 NFC 온도 센서 태그 내부적으로 신선도의 판단까지 이루어질 수도 있다. The method of determining freshness can be considered in various ways. For example, depending on the type of product, the risk value of germs that can be propagated in the product may be statistically calculated, or statistically deteriorated products may be calculated using big data of distribution time and temperature data. Determination of the freshness may be made at an external terminal, but may also be made of the freshness inside the flexible NFC temperature sensor tag.

이러한 과정을 통해 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그를 사용하는 경우, 물품의 제조 당시부터 고정된 유통기한 또는 품질유지기한을 표시하지 않고도 유통 과정에서의 온도 변화만을 감지하여 신선도 유지 여부를 판단할 수 있다. 따라서 제조된 지 얼마 지나지 않은 제품이라고 하더라도 유통과정에서 변질된 제품을 확인할 수 있고 제조된 지 오래되었으나 아직 유통되어도 무방한 제품이 폐기되는 것을 방지할 수 있다. In the case of using the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention through this process, the freshness is maintained only by detecting the temperature change in the distribution process without displaying a fixed shelf life or quality maintenance period from the time of manufacture of the article It can be determined. Therefore, even if the product has been manufactured for a while, the deteriorated product can be identified in the distribution process, and the manufactured product can be prevented from being discarded even though it has been manufactured for a long time.

제품이 신선함에도 불구하고 고정된 유통기한이 넘어 폐기되는 제품을 고려하여 제품 가격이 실제 가격보다 40% 이상 책정되기도 하기 때문에, 폐기되는 제품을 줄이는 경우에 제품의 가격도 줄일 수 있어 간접적으로 소비자 물가 상승을 방지할 수 있다.Even though the product is fresh, the price of the product is set at 40% more than the actual price in consideration of the product that is disposed of beyond the fixed shelf life, and thus, the price of the product can be reduced when the product is discarded. The rise can be prevented.

이와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그는, 외부에서 제공되는 전원이 없이도 자체적으로 구비한 2차 배터리를 통하여 온도를 모니터링할 수 있으며, 이러한 온도 모니터링에 소요되는 2차 배터리의 전력을 최소화하기 위하여 기 설정된 조건을 만족하는 경우에만 2차 배터리의 전력을 소모하여 감지된 온도를 기록하도록 한다. 특히 감지된 온도를 디지털로 변환하여 마이크로프로세서 칩(MPU)에 기록하는 경우는 결국에는 이상 온도에 노출되었을 경우를 의미할 수 있다.As such, the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention can monitor the temperature through a secondary battery provided by itself without the power supplied from the outside, and the secondary battery required for such temperature monitoring may be In order to minimize the power, the secondary battery consumes power only when the preset condition is met to record the detected temperature. In particular, when the detected temperature is converted to digital and recorded on the microprocessor chip (MPU), it may mean that the sensor is exposed to abnormal temperature.

실시 예에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그는 내부에 물품 정보를 포함할 수 있다. 즉, 유연 NFC 온도 센서 태그가 부착되는 물품에 따라서 해당 물품에 대해 모니터링해야 하는 온도 조건이 상이해질 수 있기 때문에 유연 NFC 온도 센서 태그는 물품의 정보를 함께 관리할 수 있으며 필요에 따라 외부 단말로부터의 요청에 따라 감지 데이터를 전송하는 경우에 물품의 정보를 함께 전송할 수 있다.According to an embodiment, the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention may include article information therein. In other words, the flexible NFC temperature sensor tag can manage the information of the article together, depending on the article to which the flexible NFC temperature sensor tag is attached, so that the flexible NFC temperature sensor tag can be managed. In the case of transmitting the sensing data on request, information of the article may be transmitted together.

본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그는 다양하게 변형이 가능하여 무게도 가볍고 저렴한 가격으로 생산할 수 있음에 따라, 제품의 유통 과정에서 온도를 모니터링하는 데에 활용될 수 있다. 이러한 온도 모니터링을 통하여 제품의 신선도를 판단하는 감지 데이터를 제공할 수 있고 결과적으로 제품의 신선도를 정확하게 파악하여 소비자에게 제공할 수 있도록 한다. The flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention can be variously modified to produce a light weight and low price, and thus can be used to monitor the temperature in the distribution process of the product. Through such temperature monitoring, it is possible to provide sensing data to determine the freshness of the product, and as a result, to accurately understand the freshness of the product and provide it to the consumer.

이상에서 살펴본 것과 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그는 간단하게 제조가 가능한 한편으로 인쇄전자 기술로 구현하기 어려운 통신 및 제어 기능을 수행하는 실리콘 기술 기반의 칩을 부착함에 따라서 온도 센서를 통하여 감지된 데이터를 외부로 전송할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그는 외부의 전원 공급 없이도 일정한 기간 동안의 온도 이력을 저장하기 위하여 인쇄전자 방식으로 제조된 2차 배터리를 구비하되 2차 배터리의 전력 소모를 최소화하기 위하여 일정한 조건을 만족하는 경우에만 감지된 온도 정보를 저장한다. As described above, the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention can be easily manufactured and attached to a silicon technology-based chip that performs communication and control functions that are difficult to implement in printed electronic technology. Data sensed through the sensor can be transmitted to the outside. In addition, the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention is provided with a secondary battery manufactured by printed electronics to store the temperature history for a certain period without external power supply, but minimizes the power consumption of the secondary battery In order to store the detected temperature information only when certain conditions are satisfied.

또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법은 인쇄전자 방식으로 제조된 유연 인쇄 회로 기판과 온도 센서 및 2차 배터리, 그리고 실리콘 기반의 칩을 본딩하여 제조된 유연 NFC 온도 센서 태그를 통하여 온도를 감지하면서 2차 배터리를 통하여 기 설정된 조건을 만족하는 경우에만 온도 정보를 데이터화하여 기록함에 따라서 특정 물품에 부착된 이후 일정 기간 동안의 온도 변화 이력을 관리하고 외부에 NFC 통신을 통해 온도 변화 정보를 제공할 수 있다. 따라서 실리콘 기반의 칩을 롤투롤 연속 공정을 통하여 인쇄전자 방식으로 제조된 인쇄 회로 영역과 연결함에 따라서 인쇄전자의 장점과 실리콘 기반 기술 칩의 장점을 모두 갖는 유연 NFC 온도 센서 태그를 통하여 제품의 유통과정에서의 온도 변화를 감지하여 외부로 무선 전송할 수 있다. In addition, the method of operating the flexible NFC temperature sensor tag according to an embodiment of the present invention is a flexible NFC temperature sensor manufactured by bonding a flexible printed circuit board, a temperature sensor, a secondary battery, and a silicon-based chip manufactured by a printed electronic method. The temperature information is recorded and recorded only when the preset condition is satisfied through the secondary battery while sensing the temperature through the tag, thus managing the history of temperature change for a certain period of time after being attached to a specific article and through NFC communication to the outside. It can provide temperature change information. Therefore, as the silicon-based chip is connected to the printed circuit area manufactured by the printed electronic method through a roll-to-roll continuous process, the distribution process of the product through the flexible NFC temperature sensor tag having both the advantages of the printed electronics and the advantages of the silicon-based technology chip. It can detect the temperature change at and transmit wirelessly to the outside.

지금까지 본 발명에 대하여 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 중심으로 상세히 살펴보았다. 이러한 실시예들은 이 발명을 한정하려는 것이 아니라 예시적인 것에 불과하며, 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다. 비록 본 명세서에 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 개념을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 본 발명의 각 단계는 반드시 기재된 순서대로 수행되어야 할 필요는 없으며, 병렬적, 선택적 또는 개별적으로 수행될 수 있다.So far, the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments shown in the drawings. These examples are merely illustrative and not intended to limit the present invention, and should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims rather than the foregoing description. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of illustrating the concept of the invention and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the claims or the claims. Each step of the invention need not necessarily be performed in the order described, and may be performed in parallel, selectively or individually.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 본질적인 기술사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 형태 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 균등물은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 구성요소를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible without departing from the essential technical spirit of the invention as claimed in the claims. Equivalents are to be understood to include not only currently known equivalents but also equivalents to be developed in the future, ie all components invented to perform the same function regardless of structure.

Claims (14)

롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋, 스크린 인쇄 방식 중 적어도 하나의 방식으로 형성된 인쇄 회로 영역을 포함하는 유연 인쇄 회로 기판;
상기 인쇄 회로 영역과 연속 공정을 통해 본딩되며 실리콘 기술 기반으로 제조된 NFC(Near Field Communication) 칩;
상기 유연 인쇄 회로 기판에 도전성 점착제를 통해 탈부착되는 온도 센서;
상기 인쇄 회로 영역과 연속 공정을 통해 본딩되며 실리콘 기술 기반으로 제조되며, 2차 배터리의 전력 소모를 최소화하기 위하여 상기 온도 센서에서 감지된 온도가 기 설정된 온도보다 높은 경우에만 상기 2차 배터리로부터 전원을 공급받아 상기 감지된 온도를 감지 데이터로 저장하며 상기 감지된 온도가 측정된 시간을 상기 감지 데이터와 함께 동시에 저장하는 마이크로프로세서 칩; 및
도전성 박에 인쇄되어 형성된 전극을 포함하며, 상기 마이크로프로세서 칩에 전원을 제공하는 2차 배터리를 포함하고,
상기 온도 센서는 카본과 그라파이트의 혼합 잉크로 인쇄된 인터디지털 전극을 포함하고,
상기 2차 배터리는,
상기 도전성 박에 인쇄된 LMO를 포함하는 음극과 LTO를 포함하는 양극, 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 채워진 젤 형태의 전해액을 포함하며,
상기 음극과 양극은 각각 LMO와 LTO를 용매 NMP 및 고분자 수지 PVDF를 이용하여 제조된 인쇄용 잉크에 의해 인쇄된 유연 NFC 온도 센서 태그.A flexible printed circuit board including a printed circuit region formed by at least one of roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, and screen printing;
A Near Field Communication (NFC) chip bonded to the printed circuit area through a continuous process and manufactured based on silicon technology;
A temperature sensor detachable from the flexible printed circuit board through a conductive adhesive;
Bonded through a continuous process with the printed circuit area and manufactured on the basis of silicon technology, the power is supplied from the secondary battery only when the temperature sensed by the temperature sensor is higher than a preset temperature to minimize power consumption of the secondary battery. A microprocessor chip which is supplied to store the sensed temperature as sense data and simultaneously stores the time at which the sensed temperature is measured together with the sense data; And
An electrode formed by printing on the conductive foil, the secondary battery providing power to the microprocessor chip,
The temperature sensor includes an interdigital electrode printed with a mixed ink of carbon and graphite,
The secondary battery,
A cathode including LMO printed on the conductive foil and an anode including LTO, and a gel electrolyte filled between the cathode and the anode,
The negative electrode and the positive electrode is a flexible NFC temperature sensor tag is printed LMO and LTO by using a printing ink prepared using a solvent NMP and a polymer resin PVDF, respectively. 제1 항에 있어서,
상기 인쇄 회로 영역은,
외부의 무선 교류 신호를 유도 결합에 의해 내부에 전달하는 인쇄 안테나;
상기 인쇄 안테나를 통해 수신된 신호를 정류하는 인쇄 다이오드; 및
상기 인쇄 다이오드에서 반파 정류된 전압을 필터링하여 직류 전압으로 출력하는 인쇄 캐패시터를 포함하는 유연 NFC 온도 센서 태그.According to claim 1,
The printed circuit area,
A printed antenna for transmitting an external wireless AC signal therein by inductive coupling;
A print diode for rectifying the signal received through the print antenna; And
Flexible NFC temperature sensor tag comprising a printed capacitor for filtering the half-wave rectified voltage in the printed diode to output a DC voltage. 제2 항에 있어서,
상기 NFC 칩은 외부 단말로부터의 요청에 응답하여 상기 마이크로프로세서 칩에 저장된 온도 정보를 근거리 통신 기술로 외부 단말로 전송하는 유연 NFC 온도 센서 태그.The method of claim 2,
The NFC chip is a flexible NFC temperature sensor tag for transmitting the temperature information stored in the microprocessor chip to the external terminal in the short-range communication technology in response to a request from the external terminal. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제3 항에 있어서,
상기 마이크로프로세서 칩은,
기 설정된 시간 간격에 따라서 상기 감지된 온도를 파악하여 상기 감지된 온도를 상기 감지 데이터로 저장하는 유연 NFC 온도 센서 태그.The method of claim 3, wherein
The microprocessor chip,
Flexible NFC temperature sensor tag to identify the detected temperature at a predetermined time interval and to store the detected temperature as the detection data. 유연 기판에 롤투롤 그라비아, 옵셋, 그라비아-옵셋, 리버스 옵셋, 스크린 인쇄 방식 중 적어도 하나의 방식으로 형성된 유연 인쇄 회로 기판, 상기 유연 인쇄 회로 기판과 본딩된 실리콘 기술 기반의 근거리 통신(NFC) 칩 및 마이크로프로세서 칩, 상기 유연 인쇄 회로 기판에 도전성 점착제를 통해 탈부착되는 온도 센서, 및 2차 배터리를 포함하는 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법에 있어서,
상기 2차 배터리의 전력 소모를 최소화하기 위하여 상기 온도 센서를 통해 감지된 온도가 기 설정된 온도보다 높은 경우에만, 상기 마이크로프로세서 칩이 상기 2차 배터리를 통해 제공된 전원에 기초하여 기 설정된 시간 간격마다 상기 감지된 온도를 감지 데이터로 저장하며, 상기 감지된 온도가 측정된 시간을 상기 감지 데이터와 함께 동시에 저장하는 단계; 및
외부 단말로부터의 요청에 응답하여 상기 NFC 칩이 상기 외부 단말로부터 제공된 전원에 기초하여 상기 마이크로프로세서 칩에 저장된 감지 데이터를 상기 외부 단말로 전송하는 단계를 포함하고,
상기 온도 센서는 카본과 그라파이트의 혼합 잉크로 인쇄된 인터디지털 전극을 포함하고,
상기 2차 배터리는,
도전성 박에 인쇄된 LMO를 포함하는 음극과 LTO를 포함하는 양극, 및 상기 음극과 상기 양극 사이에 채워진 젤 형태의 전해액을 포함하며,
상기 음극과 양극은 각각 LMO와 LTO를 용매 NMP 및 고분자 수지 PVDF를 이용하여 제조된 인쇄용 잉크에 의해 인쇄된 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법.A flexible printed circuit board formed on at least one of a roll-to-roll gravure, offset, gravure-offset, reverse offset, and screen printing method on a flexible substrate, a near field communication (NFC) chip based on silicon technology bonded to the flexible printed circuit board, and In the method of operating a flexible NFC temperature sensor tag comprising a microprocessor chip, a temperature sensor detachable to the flexible printed circuit board via a conductive adhesive, and a secondary battery,
Only when the temperature sensed by the temperature sensor is higher than a preset temperature in order to minimize power consumption of the secondary battery, the microprocessor chip causes the microprocessor chip to be configured at predetermined time intervals based on a power provided through the secondary battery. Storing the sensed temperature as sense data and simultaneously storing the time at which the sensed temperature is measured together with the sense data; And
In response to a request from an external terminal, transmitting the sensed data stored in the microprocessor chip to the external terminal based on a power provided from the external terminal,
The temperature sensor includes an interdigital electrode printed with a mixed ink of carbon and graphite,
The secondary battery,
A cathode including LMO and LTO printed on the conductive foil, and a gel electrolyte filled between the cathode and the anode,
The negative electrode and the positive electrode is a method of operating a flexible NFC temperature sensor tag printed LMO and LTO by using a printing ink prepared using a solvent NMP and a polymer resin PVDF, respectively. 삭제delete 제9 항에 있어서,
상기 감지 데이터를 상기 외부 단말로 전송하는 단계는,
상기 NFC 칩이 상기 외부 단말로부터 무선 교류 신호를 수신하여 직류 전압으로 변환하는 단계를 포함하는 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법.The method of claim 9,
Transmitting the sensed data to the external terminal,
The NFC chip operating method of a flexible NFC temperature sensor tag comprising the step of receiving a wireless AC signal from the external terminal and converting it into a DC voltage. 제9 항에 있어서,
상기 마이크로프로세서 칩이, 상기 2차 배터리의 용량에 기초하여 상기 기 설정된 시간 간격을 1초 내지 10분 간격에서 설정하는 단계를 포함하는 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법.The method of claim 9,
And setting, by the microprocessor chip, the preset time interval at 1 second to 10 minute intervals based on the capacity of the secondary battery. 제9 항에 있어서,
상기 감지 데이터를 상기 외부 단말로 전송하는 단계는,
상기 마이크로프로세서 칩에 저장된 상기 유연 NFC 온도 센서 태그가 부착된 물품 정보를 전송하는 단계를 포함하는 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법. The method of claim 9,
Transmitting the sensed data to the external terminal,
Transmitting the article information with the flexible NFC temperature sensor tag attached to the microprocessor chip. 제13 항에 있어서,
상기 외부 단말이 상기 전송받은 감지 데이터와 상기 물품 정보에 기초하여 상기 물품의 신선도를 판단하는 단계를 더 포함하는 유연 NFC 온도 센서 태그의 동작 방법.The method of claim 13,
And determining, by the external terminal, the freshness of the article based on the received sensed data and the article information.
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