KR20080074088A - 알에프아이디 트랜스폰더에서 매개 부착 메커니즘 및그것의 사용 - Google Patents

알에프아이디 트랜스폰더에서 매개 부착 메커니즘 및그것의 사용 Download PDF

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KR20080074088A
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파워아이디 리미티드
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Abstract

본 발명은 집적 회로(14)에 연결되는 적어도 하나의 전원(16), 상기 전원에 의해 제공되는 에너지로 전원이 공급되고, 정보를 포함하는 코드를 저장하기 위해 배치되는 적어도 하나의 집적 회로, 상기 적어도 하나의 전원 및 상기 적어도 하나의 집적 회로가 상측에 배치되는 기판을 포함하는 파워포저(10)라고 불리는 매개 부착 매커니즘을 제공한다. 상기 기판은 애플리케이션 장치에 연결하기 위한 연결 수단(22)과 상기 애플리케이션 장치에 부착하기 위한 부착 수단을 포함한다. 또한, 본 발명은 트랜스폰더 기판, 상기 트랜스폰더 기판 위에 배치된 적어도 하나의 안테나, 상기 트랜스폰더 기판에 배치된 파워포저를 특징으로 하는 배터리 보조 또는 능동형 RFID 트랜스폰더를 제공한다. 또한, 본 발명은 파워포저와, 파워포저를 포함하는 능동형 또는 배터리 보조 RFID 트랜스폰더의 생산 방법들을 제공한다.

Description

알에프아이디 트랜스폰더에서 매개 부착 메커니즘 및 그것의 사용{INTERMEDIATE ATTACHMENT MECHANISM AND USE THEREOF IN RFID TRANSPONDER}
본 발명은 전체적으로 능동형(active) 및 배터리-보조(battery-assisted) RFID 트랜스폰더(transponder)들에 관한 것으로, 특히, 능동형 또는 배터리-보조 RFID에서 매개 부착 메커니즘(intermediate attachment mechanism) 및 그것의 사용에 관한 것이다.
전형적인 RFID 시스템은 RFID 트랜스폰더(태그(tag) 또는 라벨(label))와, 리더(reader) 및 컴퓨터와 같은 데이터 처리 설비(data processing equipment)를 포함한다. 상기 RFID 트랜스 폰더(태그 또는 라벨) 및 상기 처리 설비로부터/쪽으로(from/to)의 데이터 전송은 예를 들어 RF 횡전자기파(TEM(Transverse Electro-Magnetic) wave)를 사용하는 리더를 통해 유도성 커플링(inductive coupling)과 용량성 커플링(capacitive coupling)에 의해 상기 리더와 상기 RFID 트랜스폰더 사이에서 무선 인터페이스(air interface)를 통해 라우트(route)된다.
배터리 보조 또는 능동형 RFID(Radio frequency identification) 트랜스폰더들은 일반적으로 상측에 집적 회로(IC:integrated circuit), 안테나 및 전원(power source)이 배치된 기판 베이스 층(substrate base layer)을 포함한다.
그러한 트랜스폰더 라벨(label)을 생산하는 하나의 방법은 라벨 위에 안테나를 붙이는 것에 특징이 있다. 다음, 상기 IC와 배터리(battery)를 상기 안테나가 있는 라벨 위에 정확하게 배치시킨다. 상기 안테나, IC 및 배터리는 적당한 연결 수단을 통해 상호 연결될 수도 있다.
후방 산란 UHF 커플링(backscatter UHF coupling)에서, 상기 IC(칩(chip))의 정확한 배치는 필수적이다. 상기 칩은 상기 칩 연결 패드(chip connection pad)들의 축소된 크기 때문에 상기 트랜스폰더 기판(transponder substrate) 위에 정확하게 배치되어야 한다. 그러나, 공지된 대량 생산 방법에서, 컴포넌트들(components), 특히 상기 칩의 정확한 배치에 대한 요구는 작업(operation) 및 생산의 속도를 제한한다. 이러한 방법들의 더한 문제는 결함있게 조립되거나 결함이 있는 칩 및/또는 배터리 컴포넌트들을 가진 트랜스폰더들이 최종 제품 단계에서 식별되고 버려지는 것이다. 이것은 재정적으로 실용적이지 않다.
상기 칩의 더 빠르고 정확한 설치와 더 많은 라벨들의 더 빠른 생산을 용이하게 하는 보다 효율적인 트랜스폰더 조립 생산이 요구된다. 또한, 최종 제품 단계 이전에 고장난 컴포넌트들을 테스트하는 방법을 가지는 것은 유리하다. 본 발명은 그러한 방법 및 그것을 사용하기 위한 매커니즘을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 여기서 "파워포저(powerposer)"라고 지칭되는 매개 부착 매커니즘(intermediate attachment mechanism) 또는 장치를 제공한다. 여기서 사용되는 것과 같은 "파워포저"라는 단어는 매개 부착 매커니즘을 의미한다. 상기 파워포저는 정보를 포함하는 코드를 저장하기 위해 배치되고 적어도 하나의 전원에 의해 제공되는 에너지로 전원이 공급되는 적어도 하나의 IC가 일체로 형성되거나 연결되는 배터리와 같은 적어도 하나의 전원과, 상기 적어도 하나의 전원 및 적어도 하나의 IC가 상측에 배치되는 기판을 포함한다. 상기 기판은 애플리케이션(application) 장치에 연결하기 위한 연결 수단을 포함할 수도 있다. 상기 기판은 또한 애플리케이션 장치에 부착하기 위한 부착 수단을 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 능동형 및/또는 배터리 보조 RFID 트랜스폰더, 피부 패치(dermal patch), 또는 모든 다른 적당한 장치에서 매개 부착 매커니즘 또는 파워포저의 사용을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 트랜스폰더 기판, 상기 트랜스폰더 기판 상에 배치된 적어도 하나의 안테나 및 상기 트랜스폰더 기판 상에 배치된 파워포저를 특징으로 하는 능동형 및 배터리 보조 후방산란 UHF 유도성 커플링 RFID 트랜스폰더(active and battery assisted backscatter UHF inductive coupling RFID transponder)들을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 파워포저 기판 베이스 층을 제공하는 단계, 상기 파워포저 기판 베이스 층 상에 정밀하게 IC를 부착하고 배치하는 단계, 상기 파워포저 기판 베이스 층 상에 전원을 부착하는 단계, 상기 IC와 전원을 연결하는 단계를 포함하는 파워포저 또는 매개 부착 매커니즘의 생산 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 트랜스폰더 기판을 제공하는 단계, 상기 트랜스폰더 기판 상에 안테나를 증착하는 단계, 상기 트랜스폰더 기판 상에 파워포저를 부착하는 단계 및 상기 파워포저를 안테나에 연결하는 단계들을 포함하는 능동형 또는 배터리 보조 RFID 트랜스폰더 장치의 생산 방법을 제공한다.
본 발명은 상대적으로 작고 축소된 기판 상에 상기 IC를 배치하는 기술 분야의 공지된 방법들보다 더 빠르고 더 정확한 IC 배치 및 조립의 방법을 제공하고, 그것과 마찬가지로 기술분야에서 공지된 방법들보다 더 빠르고 더 정확한 능동형 또는 배터리 보조 RFID 트랜스폰더의 생산 방법을 제공한다. 상기 칩과 배터리를 조립하는데 더 짧은 시간이 소요되기 때문에 상기 트랜스폰더 조립 비용은 감소된다. 본 발명은 정확한 IC 배치는 유지하면서 생산성을 증가시키는데 성공적이며, 트랜스폰더 생산의 중간 단계에서 상기 배터리와 칩의 고장을 체크할 수 있는 수단을 제공한다. 따라서, 관계된 낭비와 비용이 감소된다. 또한, 본 발명은 트랜스폰더 기판에서 최종 조립 이전에 상기 IC의 작동, 조립체의 질 및 완전한 파워포저 조립체의 작동의 테스트 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 다른 애플리케이션들에 사용되고 저장될 수도 있는 배터리 전원을 절약하기 위한 배터리 분리 상태를 유지할 수 있는 매개 파워포저 제품을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파워포저(powerposer)의 개략도이다.
도 2는 본 밤령의 실시예에 따른 파워포저를 포함하는 트랜스폰더의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 파워포저를 생산하는 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 트랜스폰더를 생산하는 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파워포저 장치(powerposer device)(10)를 설명한다.
파워포저(10)는 기판(substrate)(12) 및 적어도 하나의 집적회로(IC:integrated circuit)(14), 모든 적당한 방법으로 상기 기판(12)위에 배치되는 적어도 하나의 전원(power source)(16) 및 파워포저 연결 수단(powerposer connection means)(18)을 포함한다.
기판(12)은 상기 파워포저 컴포넌트(component)들을 설치하기 위한 베이스 층 역할을 한다. 기판(12)은 전형적으로 모든 적당한 물질이 될 수 있다. 몇몇 실시예들에서 기판은 종이, 폴리에스터(polyester), 폴리카보네이트(polycarbonate), 또는 모든 적당한 비 전도성 얇은 물질(non-conductive thin material)로 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 IC(14)는 상기 적어도 하나의 전원(16)과 일체로 형성될 수도 있고, 상기 기판(12)은 상기 적어도 하나의 전원(16)의 상기 기판 베이스 층(12)으로 형성될 수도 있다. 그러나, 이것은 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 상기 적어도 하나의 전원의 다른 층들은 상기 전원 기판 베이스 층 위에 프린트되거나 부착될 수 있다. 그러한 실시예에서, 상기 전원 기판 층은 상기 기판 층의 노출된 구역을 용이하게 하고 상기 IC가 상기 노출된 전원 베이스 층 기판 영역에 부착될 수 있도록 다른 적어도 하나의 전원 층들 보다 더 크게 만들어질 수 있다.
전형적으로 ASIC(application-specific IC)인 집적 회로(IC)(14)는 상기 기판(12) 위에 배치된다. 상기 IC(14)는 정보를 포함하는 코드(code)를 저장하기 위해 준비된다. 상기 IC(14)는 전도성 접착제(conductive adhesive) 또는 비전도성 접착제(non-conductive adhesive) 또는 플립 칩 기술(flip chip technology)과 같은 모든 적당한 접착 수단(도 1에는 도시되지 않음)에 의해 상기 기판(12)에 연결된다.
파워포저(10)가 배터리 보조(battery assisted) 또는 능동형 후방산란(active backscatter) UHF RFID 트랜스폰더와 같은 애플리케이션(application)에서 사용될 때, 기판(10) 위의 IC(14)의 정확한 배치가 바람직하다. 다른 실시예들에서, 정확도는 바람직하지 않을 수도 있다. 여기서 사용되는 "transponder" 라는 단어는 태그들(tags), 라벨들(labels), 스티커들(stickers), 손목밴드들(wristbands), 스마트 카드들(smart cards), 디스크들(disks) 또는 동전들(coins), 유리 트랜스폰더들(glass transponders), 플라스틱 하우징 트랜스폰더들(plastic housing transponders), 와치 페이스 트랜스폰더들(watch face transponders) 및 그것들의 조합과 같은 트랜스폰더 형태들을 포함할 수 있다. 그러나, 이것에 제한되는 것은 아니다. 상기 단어는 트랜스폰더 장치의 모든 형태, 형상, 두께, 사이즈를 포함한다. 상기 단어는 물건의 패키지에 통합되거나 물건에 통합된 장치들 또는 제품 그 자체와 같은 통합된(integrated) 또는 통합되지 않은(non-integrated) 장치들을 포함한다. 그러나, 이것에 제한되는 것은 아니다. 상 기 단어는 프린팅 기술을 포함하는 모든 적당한 기술을 사용하여 만들어진 트랜스폰더들을 포함한다. 그러나 이것에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 배터리 보조 후방산란 UHF 트랜스폰더에서, IC(14)는 요구된 임피던스 매치(impedance match) 또는 미스매치(mismatch)를 유지하고 신호 손실들(signal losses)을 최소화하기 위하여 트랜스폰더 안테나(도 1에는 도시되지 않음)의 피드 포인트(feed point)에 가능한 가깝게 위치될 수 있도록 배치될 수도 있다. 기술분야의 트랜스폰더 생산의 공지된 방법들에서, 상기 IC(14)는 더 큰 최종 제품 트랜스폰더 기판(end product transponder substrate) 위에 정확하게 배치될 수도 있다. 그러나, 상기 IC 연결 패드들의 매우 작은 사이즈 때문에, 보다 바람직한 정확도를 달성하기 위해 상기 배치 기계(placement machine)은 상대적으로 느리게 움직인다. 반면에, 본 발명의 실시예들에서 IC(14)와 같은 작은 구성물을 작은 구역 기판(small area substrate) 위의 임의의 위치(certain position)에 정확하게 배치하는 것은 더 쉽다. 본 발명에서 그러한 것으로서, 공지된 방법들에서의 더 큰 트랜스폰더 기판 위에 상기 IC(14)의 정확하게 배치하는 것과 비교하여 파워포저 기판에 의해 제공되는 것과 같이 더 작은 표면 구역에 IC(14) 배치의 더 큰 정확도를 달성하는 것은 더 쉽다. 더더욱, 트랜스폰더 라벨과 비교하여 상기 파워포저 기판의 더 작은 표면 구역 때문에, 본 발명의 실시예에서는 더 적은 시간안에 매우 많은 IC 컴포넌트들의 배치가 달성될 수 있다.
전원(16)은 상기 파워포저 기판(12) 위에 배치된다. 상기 전원(16)은 상기 공급된 전압을 증가시키거나 제어하기 위해 형성된 회로를 선택적으로 포함할 수도 있다. 전원(16)은 배터리와 같은 모든 적당한 전원이 될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 배터리(16)은 Power Paper Ltd (Petah-Tikva, Israel)에 의해 생산된 배터리들과 같은 적어도 하나의 얇고 플렉시블한 배터리를 포함한다. 상기 전원(16)의 배치는 상기 배터리의 더 넓은 접촉 구역 때문에 상기 IC(14)의 배치만큼 정확하거나 정확하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 상기 파워포저(10)는 배터리 보조 UHF 후방산란 트랜스폰더에서 사용을 위한 것이고, 배터리(16)는 상기 파워포저가 상기 트랜스폰더에 부착될 때, 상기 트랜스폰더 안테나의 방사 패턴과 배터리(16)의 의한 간섭이 최소화되도록 배치될 수도 있다.
능동형 또는 배터리 보조 트랜스폰더에서 전형적으로, 전원(16)은 상기 IC(14)에 전원을 공급하기 위해 형성된다. 따라서, IC(14)는 전원(16)과 연결될 수도 있다. 전원(16)은 적어도 2 연결 포인트(20a,20b)를 가질 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 연결 포인트(20a,20b)의 오직 하나가 파워포저(10)에 있는 IC(14)에 연결될 수도 있다. 그 결과 오직 부분적인 연결이 된다. 그러한 방법으로, 상기 배터리(16)의 수명을 연장시키기 위하여 비활성화 상태(inactivated state)가 될 수 있는 파워포저(10) 및 전원(16)는 전류 소모가 없다. 예를 들어, 상기 파워포저(10)가 트랜스폰더에서 사용될 수 있는 경우에 장점이 있다. 안테나를 가진 트랜스폰더 라벨에 상기 파워포저(10)를 부착한 후, 전원(16)의 제2 연결 포인트(20a 또는 20b)는 IC(14)에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 배터리는 상기 메인 트랜스폰더 인레이(main transponder inlay)를 통해 상기 IC(14)와 연결될 수 있다. 이러한 연결은 최대한의 배터리 전류를 확보하고 파워 절약 스위치(power saving switch)를 용이하게 하기 위해 상기 최종 제품의 소비자 인수 시기에 근접하여 이루어질 수 있다.
파워포저(10)는 트랜스폰더 안테나와 파워포저 컴포넌트들의 쉬운 연결을 용이하게 하기 위한 연결 수단(22)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 파워포저(10)는 상기 트랜스폰더에 IC(14)의 쉬운 연결을 용이하게 하기 위해 상기 RFID 실리콘과 연결되는 인쇄 잉크 전극 스템(printed ink electrode stem)들을 포함할 수 있다.
파워포저 기판(12)은 트랜스폰더와 같은 최종 애플리케이션(application)에 파워포저의 부착을 용이하게 하기 위한 모든 적당한 부착 수단(attachment means)(18)를 포함할 수 있다. 부착 수단(18)의 예들은 접착제와 모든 적당한 기계적 수단(mechanical means)을 포함한다. 선택적으로, 상기 연결 수단(22)은 또한 부착 수단(18)으로서의 기능을 위해 형성될 수 있다.
파워포저(10)는 전원(16)과 칩(14)의 매개 부착 메커니즘(intermediate attachment mechanism)으로 형성될 수 있다. 파워포저(10)는 다양한 애플리케이션들을 위한 다양한 장치들과 시스템들에서 사용될 수 있다. 상기 최종 제품 또는 시스템은 배터리와 칩을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 파워포저(10)는 상기 칩(14)의 정확한 배치가 바람직한 장치에서의 사용을 위한 것일 수도 있다. 본 발명을 제한하지 않는 실시예에서 상기 파워포저는 배터리 보조 또는 능동형 후방산란 UHF 트랜스폰더 장치, 또는 배터리 보조 또는 능동형 유도결합(inductively coupled) RFID 트랜스폰더, 또는 배터리 보조 또는 능동형 용량결합(capacitive coupled) RFID 트랜스폰더에서 사용된다. 더더욱, 파워포저(10)은 상이한 안테나 패턴들과 사이즈들을 갖는 트랜스폰더의 생산을 용이하게 할 수 있다. 상기 동일한 파워포저(10)는 상기 상이한 안테나 패턴들을 갖는 상이한 트랜스폰더들에서 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 파워포저는 신체 구역(body area)에/속으로(onto/into) 능동형 물질(active substance)의 운반 및/또는 전기적 자극을 위한 전류 운반 치료 장치(current delivery treatment device)에 사용될 수 있다. 상기 장치는 전원 및 칩을 포함한다. 그러한 실시예에서, 상기 칩은 상기 전원 장치(power supply)의 공급되는 전기적 전류, 전압 및 지속 시간(time duration)의 위상을 규제하고, 증가시키고 제어하는 것 및/또는 변화시키는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 2는 파워포저(50)를 포함하는 트랜스폰더의 개략적인 도면이다. 일 실시예에서, 트랜스폰더(50)는 배터리 보조 또는 능동형 후방산란 UHF 결합 트랜스폰더(active backscatter UHF coupled transponder)이다. 트랜스폰더(50)는 상측에 안테나(54)와 파워포저(56)가 배치된 트랜스폰더 기판 베이스 층(transponder substrate base layer)(52)을 포함한다.
파워포저(56)은 접착제와 같은 모든 적당한 부착수단을 사용하여 기판(52) 위에 배치된다. 파워포저(56)는 도 1에 대한 이전의 설명에서와 같이 기판(58), 전원(도 2에 도시되지 않음, 도 1의 16에 상응함) 및 IC(도 2에 도시되지 않음, 도 1의 14에 상응함)을 특징으로 한다. 전원(16)은 IC(14)에 연결된다. 파워포저는 IC(14)(도 1에 도시됨)를 안테나(54)(도 2에 도시됨)에 연결하기 위한 연결 수단을 포함할 수 있다.
안테나(54)는 전기적-도전성 잉크(electrically-conductive ink)를 인쇄하고, 금속 박편(metallic foil)을 사용하고, 증발 방법(vaporization method)을 이용하고 또는 기술 분야에서 알려진 모든 다른 적당한 방법을 사용하는 것에 의한 두꺼운 필름 증착 방법(thick0film deposition method), 인쇄회로기판(PCB) 생산 방법, 에칭 프로세스(echting process)와 같은 모든 적당한 방법을 사용하여 트랜스폰더 기판(52)에 증착될 수도 있다.
트랜스폰더 기판(52)은 선택적으로 종이와 폴리에스터와 같은 모든 적당한 기판이 될 수 있다. 그러나 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파워포저의 생산 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
기판 제공 단계 100 에서 파워포저 기판이 제공된다. 상기 기판 베이스 층은 전형적으로 폴리에스터 또는 종이와 같은 재료로 만들어질 수 있다. 기판 재료의 다른 예는 직포 재료(woven materials), 부직 재료(non-woven materials), 폴리머들(polymers), 도전 재료(conducting materials), 비도전 재료(non-conducting materials), 판지(cardboard), 플라스틱(plastic), 합성 재료(synthetic materials), 천연 재료(natural materials), 직물(fabrics), 금속들(metals), 나무(wood), 유리(glass), 아크릴(perspex)과, 그것의 조합 또는 모든 다른 적당한 재료를 포함한다. 그러나, 이러한 예들에 한정되는 것은 아니다.
몇몇 실시예들에서, 파워포저 기판은 배터리 보조 또는 능동형 유도 결합 트 랜스폰더와 같은 상기 최종 애플리케이션 장치에 파워포저를 부착시키는 것을 쉽게 용이하게 할 수 있는 적당한 부착 수단을 포함할 수 있도록 구비될 수 있다. 상기 부착 수단은 접착제, 자기 접착 라벨(self adhesive label), 마그네틱 부착(magnetic attachment), 흡입 부착(suction attachment) 및 그것의 조합들을 포함할 수 있다. 그러나, 이러한 예들에 한정되는 것은 아니다.
IC는 IC 배치 단계 110에서 상기 기판 위에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 배치 단계는 바람직하게 정확하게 될 수도 있고, 따라서 배치 기계(placement machine)는 상기 배치가 기술분야에서 공지된 방법들에서 설명되는 것처럼 더 큰 표면 구역 트랜스폰더 라벨(larger surface area transponder label) 위에 상응하는 칩의 직접 배치 보다 더욱 더 빠름에도 불구하고 상기 바람직한 배치를 용이하게 하기 위해 이 단계에서 다소 더 느리게 움직일 수도 있다. 따라서, 더 많은 IC 컴포넌트들은 동일 시간 간격동안 트랜스폰더 라벨들보다 더 많은 파워포저 기판들 위에 배치될 수 있다. 더더욱, 상기 파워포저 기판의 더 작은 표면 구역은 상기 더 큰 트랜스폰더 라벨 위에 공지된 직접 배치 기술의 방법들 보다 더 큰 IC 배치 정확도를 용이하게 한다.
상기 IC는 납땜되거나 접착되거나 또는 그렇지 않으면 모든 다른 적당한 수단을 이용하여 상기 기판에 연결될 수 있다. 실시예에서, 상기 파워포저는 배터리 보조 후방산란 UHF 트랜스폰더에 부착될 수 있다. 전형적으로, 상기 IC의 위치는 상기 IC가 요구된 임피던스 매치(impedance match) 또는 미스매치(mismatch)를 유지하거나 신호 손실들을 최소화하기 위해서 안테나의 피드 포인트에 가능한 가깝게 선택될 수 있다.
다른 실시예에서, IC는 기술분야에서 공지된 바와 같이 유기 폴리머 전자 칩(organic polymer electronic chip)을 포함할 수 있다. 그러한 폴리머 칩은 인쇄 가능하고, 기판 위에 직접 인쇄될 수 있다.
배터리와 같은 상기 전원은 배터리 부착 단계 120에서 상기 기판에 부착된다. 상기 전지는 상기 기판에 아교를 통한 접착(gluing), 클림핑(crimping) 또는 납땜(soldering)과 같은 모든 적당한 부착 수단을 이용하여 모든 적당한 위치상에 기계적으로(mechanically) 부착될 수 있다. 실시예에서 상기 파워포저는 배터리 보조 후방산란 UHF 트랜스폰더와 같은 애플리케이션에 사용될 수 있고, 상기 배터리의 위치는 안테나의 방사 패턴과의 간섭을 최소화할 수 있도록 선택된다.
몇몇 실시예들에서, 상기 배터리는 미국특허번호 5,652,043, 5,811,204, 5,897,522, 6,855,441 및 7,022,431에서 설명된 바와 같은 파워 페이퍼 전지들(Power Paper batteries)과 같은 얇고 플렉시블한 배터리를 포함할 수 있다. 배터리의 다른 층들은 상기 기판 위에 증착되거나 인쇄될 수 있다.
배터리는 직접 납땜, PCB 도전체들의 이용 또는 모든 적당한 연결 수단을 이용하여 연결 단계 130 에서 상기 IC와 상호 연결될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 배터리는 적어도 두개의 연결 포인트를 가질 수 있고, 상기 배터리의 오직 하나의 연결 포인트는 상기 배터리의 전류 소모를 방지하기 위하여 상기 IC와 연결될 수도 있다. 상기 배터리의 상기 제2 연결 포인트는 상기 파워포저가 최종 애플리케이션 장치에 결합된 후 상기 IC와 연결될 수도 있다.
몇몇 실시예들에서, 상기 파워포저는 테스트 단계 140에서 상기 IC와 배터리가 상호 연결된 후에 테스트 될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 상기 배터리와 ASIC의 테스트는 인레이 전환(inlay conversion) 이전에 수행될 수도 있다. 테스트는 상기 배터리 기능, 상기 IC 동작 및 상기 IC의 전류를 체크하는 것을 포함한다. 일 예로, 상기 제2 배터리 연결 수단이 상기 IC에 연결되기 이전의 테스트는 상기 배터리와 병렬로 전류 계량기를 연결하고 상기 전류를 측정하는 것을 포함한다. 오작동으로 식별된 파워포저는 이 단계에서 버려질 수 있다. 따라서, 본 발명은 이러한 중간 단계에서 오작동 칩들 또는 배터리들의 감지하는 것과 그것의 사용 및 잘못된 더 비싼 최종 애플리케이션 제품의 수반되는 생산을 방지할 수 있는 장점이 있다.
상술한 단계들의 순서는 본 발명을 제한하는 것이 아니고, 상기 생산은 모든 적당한 다른 순서를 통해 수행될 수 있다.
몇몇의 실시예에서, 파워포저는 특히 연속적이고 완전히 자동화된 절차를 이용하여 생산하는데 적당하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 트랜스폰더를 생산하기 위한 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.
RFID 트랜스폰더 기판은 트랜스폰더 기판 제공 단계 200에서 제공된다. 상기 기판은 전형적으로 폴리에스터 또는 종이와 같은 물질로 만들어질 있다. 기판 재료의 다른 예들은 직포 재료(woven materials), 부직포 재료(non-woven materials), 폴리머들(polymers), 도전 재료(conducting materials), 비도전 재료(non- conducting materials), 판지(cardboard), 플라스틱(plastic), 합성 재료들(synthetic materials), 천연 재료(natural materials), 직물(fabrics), 금속들(metals), 나무(wood), 유리(glass), 아크릴(perspex)과, 그것의 조합 또는 모든 다른 적당한 물질을 포함한다.
상기 안테나는 안테나 증착 단계 210에서 상기 기판 위에 증착된다. 상기 안테나는 금속 박편(metallic foil) 또는 적절한 형태로 잘려진 템플릿(template)을 부착하거나, 적당한 전기적-도전성 잉크(electrically-conductive ink)를 인쇄하거나, 증발 방법(vaporization method)을 이용하고 또는 모든 다른 적당한 방법을 사용하는 것에 의한 두꺼운 필름 증착 방법(thick-film deposition method), 에칭 프로세스(echting process)를 사용하여 증착될 수도 있다. 몇몇 실시예들에서, 안테나는 적당한 PCB 제조 공정을 사용하여 상기 기판 위에 증착된다.
도 3에서 상술한 바와 같이 조립되었을 수 있는 상기 파워포저는 파워포저 제공 단계 220에서 제공된다.
상기 파워포저는 부착 단계 230에서 상기 트랜스폰더 기판에 부착된다. 파워포저의 부착은 상기 IC와 비교하여 상기 파워포저의 상대적으로 큰 표면 구역 때문에 바람직하지 않을 수 있는 정확한 배치 만큼 상대적으로 빠르다. 부착은 예를 들어 상기 파워포저 기판 상의 접착층에 의하는 것과 같은 모든 적당한 수단에 의해 용이하게 이루어질 수 있다.
상기 파워포저 컴포넌트들은 상기 안테나에 IC의 연결을 용이하게 하기 위하여 몇몇 실시예들에서 상기 안테나가 될 수도 있는 상기 트랜스폰더 기판 컴포넌트 들에 연결 단계 240에서 연결된다. 몇몇 실시예들에서, 상기 안테나에 대한 파워포저 외부의 연결들은 인쇄된 도전체를 통해 인쇄된 도전체 연결들이 용이하게 될 수 있다. 상기 파워포저와 상기 인쇄된 안테나 사이의 연결 정확도는 중대하지 않을 수 있고 따라서 간단하고, 빠르고 적은 비용이 소요될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도전성 접착제는 연결을 용이하게 하기 위해 사용될 수 있다.
선택적으로, 실시예에서, 상기 전원 연결 포인트들 중 오직 하나가 상기 IC와 연결되고, 제2 전원 연결 포인트가 상기 IC에 연결될 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 상기 파워포저를 포함하는 트랜스폰더는 테스트 단계 250에서 테스트된다.
상술한 단계들의 순서는 본 발명을 제한하는 것이 아니며, 다른 순서로 수행될 수 있다.
파워포저는 사용된 생산 방법 또는 설비에 따라 다양한 포맷들로 UHF 배터리 보조 트랜스폰더의 생산을 위하는 것과 같은 트랜스폰더의 생산에서 트랜스폰더에 제공되고 생산될 수 있다. 적당한 포맷들의 예들은 파워포저들의 스트립(strip)의 롤(a roll)을 특징으로 하는 폭이 좁은 웹(a narrow web) 또는 파워포저들의 스트립들(strips)의 다중 롤들(multiple rolls)을 특징으로 하는 폭이 넓은 웹(a wide web)에서 단일 파워포저들(single powerposers)의 분배를 위한 카세트(cassette)와 같은 분배 장치(dispensing device)에 저장되고 절단된 단일 파워포저들을 포함한다. 그러나, 이것에 제한되는 것은 아니다.
상기 트랜스폰더 생산 설비는 상기 상기 파워포저들을 상기 트랜스폰더/트랜 스폰더들에 조립하기 위한 다양한 기술들을 채용할 수도 있다. 예들은 "스타트-스톱-디스펜스(Start-Stop-Dispense)" 사이클(cycle)에서 동시에 하나의 파워포저의 직접 분배(direct dispensing); 파워포저들의 폭이 넓은 웹(a wide web of powerposers)으로부터 다중 트랜스폰더들의 폭이 넓은 웹(a wide web of multiple transponders)에 다중 파워포저들의 직접 분배; 파워포저들의 단일 또는 다중 스트립으로부터 파워포저들의 "픽-앤-플레이스(Pick-and-Place)"; 예들 들어, "롤-투-롤(Roll-to-Roll)" 기술을 이용하여 트랜스폰더 웹에 파워포저 웹의 연속적인 라미네이션(continuous lamination)을 사용하는 연속 기술(continuous technique); 및 예들 들어, "롤-투-롤(Roll-to-Roll)" 기술을 이용하여 트랜스폰더 웹에 파워포저 웹을 조립하는 "스타트-스톱-어드히어(Start-Stop-Adhere)" 사이클을 사용하는 비-연속 방법(non-continuous method)를 포함한다. 그러나, 이것에 제한되는 것은 아니다.
실시예에서, 상기 RFID 트랜스폰더 안테나들은 이동되는(to be tracked) 상기 제품의 패키지에 직접적으로 인쇄될 수 있고, 사용될 수 있는 적당한 방법은 상기 파워포저를 부착하는 연속 방법(continuous method), 직접 분배 기술(direct dispensing technique), 픽-앤-플레이스(Pick-and-Place) 기술을 포함할 수 있다. 그러나, 이것에 제한되는 것은 아니다.
이상에서 설명된 바와 같은 본 발명의 트랜스폰더 생산 방법은 기술 분야의 트랜스폰더 생산 방법과 비교할 때, 상기 트랜스폰더 라벨에 상기 파워포저의 부착하는 추가적인 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 상기 IC 배치 단계는 기 술 분야의 방법들보다 더 빠르고 전체적인 절차를 용이하게 하고, 기술 분야에서 설명된 유도성 트랜스폰더들(inductive transponders)의 생산 방법들 보다 더 빠르고 더 정확하다. 더더욱, 트랜스폰더 기판에 상기 파워포저의 부착은 상대적으로 덜 정확하고(non-accurate) 저렴한(inexpensive) 절차이고, 기술 분야의 방법들보다 저렴한 트랜스폰더의 생산 및 조립 방법을 용이하게 한다. 또한, 본 발명은 다양한 안테나 사이즈들 및 패턴들에 적용될 수도 있는 표준 트랜스포저(standard transposer)의 장점을 제공한다. 본 발명은 인레이 변환(inlay conversion) 이전에 상기 배터리와 IC의 전체 테스트를 용이하게 한다. 본 발명의 더한 잇점이 있는 특징은 상기 파워포저가 상기 인레이 변환 이전에 파워 절약 스위치(power saving switch)를 포함할 수 있다는 것이다.
상술한 실시예들은 예시를 위해 인용되고, 본 발명은 상기 설명되고 보여진 특별한 것들에 제한되지 않는다. 본 발명의 범위는 상기 설명된 다양한 특징들의 컴비네이션(combination) 및 서브-컴비네이션(sub-combination)을 모두 포함할 뿐만 아니라 종래의 기술에 개시되지 않은 상술한 기재로부터 당업자에 알 수 있는 그것의 변화(variations)와 변경(modification)을 포함한다.

Claims (32)

  1. 집적 회로(integrated circuit)와 연결되는 적어도 하나의 전원(power source);
    정보를 포함하는 코드(code)를 저장하기 위해 배치되고, 상기 적어도 하나의 전원에 의해 전원이 공급되는 적어도 하나의 집적 회로; 및
    상기 적어도 하나의 전원과 상기 적어도 하나의 집적 회로가 상측에 배치되는 기판(substrate)이 포함되고,
    상기 기판은 애플리케이션 장치(application device)에 연결을 위한 연결 수단(connection means); 및 상기 애플리케이션 장치에 쉽게 부착하기 위한 부착 수단(attachment means)이 포함되는 파워포저.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전원은 얇고 플렉시블(flexible)한 배터리인 파워포저.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 연결 수단은 안테나에 연결되기 위해 형성되는 연결 수단을 포함하는 파워포저.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 연결 수단은 적어도 두 개의 연결 포인트(connection point)들이 포함되는 파워포저.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 연결 수단과 상기 부착 수단은 동일한 것인 파워포저.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 부착 수단은 접착제를 포함하는 파워포저.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 애플리케이션 장치는 트랜스폰더(transponder)인 파워포저.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전원은 상기 적어도 하나의 집적 회로와 연결되거나, 상기 적어도 하나의 집적 회로와 부분적으로 연결되거나, 또는 상기 적어도 하나의 집적 회로로부터 분리되는 것 중 하나인 파워포저.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전원은 상기 애플리케이션 장치의 사용 전 전원 전류 소모를 방지하는 것을 용이하게 하기 위하여, 상기 애플리케이션 장치에 상기 파워포 저의 부착 이전에 상기 적어도 하나의 집적 회로와 부분적으로 연결되거나 상기 적어도 하나의 집적 회로와 분리되는 파워포저.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 애플리케이션 장치는 트랜스폰더인 파워포저.
  11. 능동형(active) 또는 배터리 보조(battery assisted) RFID 트랜스폰더에서 청구항 1항의 파워포저의 사용.
  12. (a) 트랜스폰더 기판(transponder substrate);
    (b) 상기 트랜스폰더 기판 상에 배치된 적어도 하나의 안테나;
    (c) 상기 트랜스폰더 기판 상에 배치된 파워포저(powerposer)가 포함되고,
    상기 파워포저는
    a, 집적 회로와 연결된 적어도 하나의 전원;
    b, 정보를 포함하는 코드(code)를 저장하기 위해 배치되고, 상기 적어도 하나의 전원에 의해 전원이 공급되는 적어도 하나의 집적 회로;
    c, 상기 적어도 하나의 전원과 상기 적어도 하나의 집적 회로가 상측에 배치되고, 상기 트랜스폰더 기판에 쉽게 부착하기 위한 부착 수단(attachment means)과 애플리케이션 장치(application device)에 연결을 위한 연결 수단(connection means)이 포함되는 파워포저 기판(powerposer substrate)이 포함되는 능동형 또는 배터리 보조 RFID 트랜스폰더.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 트랜스폰더는 후방산란 UHF 트랜스폰더(backscatter UHF transponder), 유도성 결합 트랜스폰더(inductively coupled transponder) 및 용량성 결합 트랜스폰더(capacitive coupled transponder)로 이루어지는 군 중에서 선택된 것인 RFID 트랜스폰더.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전원은 얇고 플렉시블한 배터리인 RFID 트랜스폰더.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 파워포저 연결 수단은 안테나에 연결을 용이하게 하기 위해 형성되는 RFID 트랜스폰더.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 파워포저 부착 수단은 접착제를 포함하는 RFID 트랜스폰더.
  17. 제 12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 집적 회로는 상기 적어도 하나의 안테나의 피드 포인 트(feed point)에 가깝게 접근되도록 상기 파워포저 기판 상에 배치되는 RFID 트랜스폰더.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전원은 상기 적어도 하나의 안테나의 방사 패턴(radiation pattern)과 상기 적어도 하나의 전원에 의한 간섭(interference)이 최소화되는 위치의 상기 파워포저 기판 상에 배치되는 RFID 트랜스폰더.
  19. 파워포저 기판 베이스 층(powerposer substrate base layer)을 제공하는 단계;
    상기 파워포저 기판 베이스 층 상에 집적 회로를 부착하고 배치하는 단계;
    상기 파워포저 기판 베이스 층 상에 전원을 부착하고 배치하는 단계; 및
    상기 집적 회로와 상기 전원을 연결하는 단계가 포함되는 파워포저 생산방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 파워포저는 트랜스폰더에서 사용하기 위한 것이고, 상기 집적 회로는 상기 트랜스폰더 안테나의 피드 포인트에 가깝게 접근되는 상기 파워포저 기판 베이스 층 상에 배치되는 파워포저 생산방법.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 파워포저는 트랜스폰더에서 사용하기 위한 것이고, 상기 전원은 트랜스폰더 안테나의 방사 패턴과 상기 전원에 의한 간섭(interference)이 최소화되는 위치의 상기 파워포저 기판 베이스 층 상에 배치되는 파워포저 생산방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 전원은 상기 집적 회로와 연결되거나, 상기 집적 회로와 부분적으로 연결되거나, 또는 상기 집적 회로로부터 분리되는 것 중 하나인 파워포저 생산방법.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 전원은 애플리케이션 장치의 사용 전 전원 전류 소모를 방지하는 것을 용이하게 하기 위하여, 상기 애플리케이션 장치에 상기 파워포저의 부착 이전에 상기 집적 회로와 부분적으로 연결되거나 상기 집적 회로와 분리되는 파워포저 생산방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 전원은 상기 애플리케이션 장치에 상기 파워포저를 부착한 후 상기 집적 회로의 전원 공급을 용이하게 하기 위해 상기 집적 회로와 연결되는 파워포저 생산방법.
  25. 제 23항에 있어서,
    상기 파워포저를 테스트 하는 단계가 더 포함되는 파워포저 생산방법.
  26. 제 23항에 있어서,
    파워포저 대량 생산을 위한 파워포저 생산방법.
  27. 제 23항에 있어서,
    전원 제어 요소(power source control element)를 추가하는 단계가 더 포함되는 파워포저 생산방법.
  28. 트랜스폰더 기판을 제공하는 단계;
    상기 트랜스폰더 기판 상에 안테나를 증착(deposition)하는 단계;
    상기 트랜스폰더 기판 상에 파워포저를 부착하는 단계가 포함되고,
    상기 파워포저는 집적 회로와 연결되는 적어도 하나의 전원; 정보를 포함하는 코드를 저장하기 위해 배치되고, 상기 적어도 하나의 전원에 의해 전원이 공급되는 적어도 하나의 집적 회로; 및 상기 적어도 하나의 전원과 상기 적어도 하나의 집적 회로가 상측에 배치되는 파워포저 기판이 포함되고, 상기 파워포저 기판은 상기 트랜스폰더 기판에 쉽게 부착하고 상기 안테나에 상기 파워포저를 연결하기 위한 부착 수단이 포함되는 능동형 또는 배터리 보조 트랜스폰더 장치의 생산을 위한 방법.
  29. 배터리 보조 또는 능동형 RFID 트랜스폰더의 생산을 위한 파워포저의 사용에 있어서,
    상기 파워포저는 전원 절약 수단을 용이하게 하고,
    상기 파워포저는 집적 회로와 연결되는 적어도 하나의 전원;
    정보를 포함하는 코드를 저장하기 위해 배치되고, 상기 적어도 하나의 전원에 의해 전원이 공급되는 적어도 하나의 집적 회로; 및
    상기 적어도 하나의 전원과 상기 적어도 하나의 집적 회로가 상측에 배치되는 기판이 포함되고, 상기 기판은 애플리케이션 장치에 연결하기 위한 연결 수단과 상기 애플리케이션 장치에 쉽게 부착하기 위한 부착 수단이 포함되고,
    상기 적어도 하나의 전원은 상기 트랜스폰더에 상기 파워포저의 부착 이전에 상기 적어도 하나의 집적 회로와 부분적으로 연결되거나 상기 적어도 하나의 집적 회로로부터 분리되는 배터리 보조 또는 능동형 RFID 트랜스폰더의 생산을 위한 파워포저의 사용.
  30. 매개 부착 메커니즘(intermediate attachment mechanism)으로서의 청구항 1항의 파워포저.
  31. 제 1항에 있어서,
    상기 기판은 상기 적어도 하나의 전원의 베이스 층 기판인 파워포저.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 집적 칩(intergrated chip)은 상기 적어도 하나의 전원과 일체로 형성되는 파워포저.
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