KR100567842B1 - 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그에 관한 것으로서, 안테나 패턴 및 트랜스폰더 칩이 부착되는 무선주파수 인식 태그; 내부에 상기 무선주파수 인식 태그가 수납되는 PPS 소재의 케이스; 상기 케이스에 착탈 가능하게 끼워지는 PPS 소재의 커버; 상기 커버의 저면에 부착되는 금속차폐층; 및 상기 금속차폐층에 저면에 형성되는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그를 제공한다.

본 발명에 의하면, 비교적 간단한 구조를 통해서 고온환경에서도 무선주파수 인식 태그를 안정적으로 사용할 수 있게 된다. 또한, 무선주파수 인식 태그에서 트랜스폰더 칩과 안테나 패턴의 접속부를 내열에폭시로 도포하여 접속부가 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 무선주파수 인식 태그를 케이스 내부에 수납하므로 제조과정에서 파손될 우려를 현저히 감소시킬 수 있다.

무선주파수 인식 태그, 케이스, PPS, 내열성.

Description

내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그{Radio frequency identification tag for the metal product with high thermal resistance}

도 1은 종래의 일반적인 무선주파수 인식 태그의 일 예를 도시한 평면도이다.

도 2는 종래의 일반적인 무선주파수 인식 태그의 단면을 도시한 단면도이다.

도 3은 본 발명에 의한 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그의 일 실시예를 도시한 분해 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 실시예를 도시한 단면도이다.

<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 케이스,

102 : 커버,

110 : 시트,

112 : 안테나 패턴,

114 : 칩 보호부,

120 : 금속차폐층,

130 : 접착층,

140 : 이형지.

본 발명은 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 강판 등의 금속 제품에 부착하여 고온 환경에서도 안전하게 사용할 수 있는 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그에 관한 것이다.

최근 무선주파수 인식 기술을 활용한 비접촉식 카드의 사용이 점차 증가하고 있다. 여기서, 무선주파수 인식 기술(RFID : Radio Frequency Identification)이란 반도체 칩으로 제작된 트랜스폰더 칩과 안테나로 구성된 무선주파수 인식 태그를 특정한 주파수의 전파를 발산하는 리더기 주변에 접근시키면 상기 안테나가 전파 내에서 움직이면서 발생된 전류를 활용해 트랜스폰더 칩을 작동시켜 칩 내부에 저장된 정보를 리더기로 전송하면서 통신이 이루어지도록 한 것을 말한다.

이러한 무선주파수 인식 기술을 활용하면 바코드처럼 직접 접촉하거나 가시대역 내에서 스캐닝할 필요가 없기 때문에 사용이 편리할 뿐만 아니라 수명도 반영구적인 장점이 있어 최근 그 활용이 점차 늘고 있는 추세이다.

도 1에는 무선주파수 인식 태그의 일 예가 나타나 있다. 도시된 바와 같이, 필름(10)상에 얇은 구리선을 타원형 형태로 수회에 걸쳐서 감아서 안테나(12)를 형성하고, 상기 안테나(12)의 내부에 트랜스폰더 칩(14)이 위치하게 된다. 여기서, 상기 트랜스폰더 칩(14)은 COB(Chip on Board) 형태로 이루어져 있으며, 상기 트랜스폰더 칩(14)의 양측면에는 안테나(12)의 양끝단이 상기 트랜스폰더 칩(14)과 연결되는 접속부(16)가 위치한다.

이러한 무선주파수 인식 태그는 그 형태에 따라서 크게 두 가지 타입으로 분류할 수 있는 데, 하드 태그(hard tag)는 플라스틱 재질의 케이스에 코일형의 감지 태그를 내장한 것으로서 의류나 팬시용품 등의 보안 등에 통상적으로 사용되며 구조상 크기와 두께의 축소에 한계가 있어 부피가 커지므로 부착할 수 있는 물품의 종류에 한계가 있고 부착수단으로서 별도의 고정핀을 구비하여야 하는 반면에 단단한 강도가 있어 훼손우려가 적고 감지장치에 반응하는 감지도가 뛰어난 장점이 있다.

반면에, 소프트 태그(soft tag)는 종이나 합성수지재 비닐팩에 태그를 내장하고 접착수단으로서 박리되는 스티커를 부착한 것으로서 소형화와 슬림화가 용이하고 제작이 편리하며 그 두께가 얇고 가벼워 다양한 물품에 삽입되거나 부착될 수 있어서 취급이 용이하며 식품, 잡화, 도서, 음반 등 적용범위가 넓은 장점을 갖는다.

도 2에는 이러한 접착식 무선주파수 인식 태그의 단면이 도시되어 있다. 우선, 최하층에는 접착시에 제거되는 이형 필름(20)이 위치하며, 그 상부에는 안테나(24)와 PET 재질의 코팅층(26)이 위치한다. 상기 안테나(24)는 PET 재질로 이루어진 시트 위에 구리 또는 알루미늄으로 이루어진 코일 형태의 안테나 권선이 감긴 형태가 주로 사용되며, 안테나(24)의 상부에 위치하는 코팅층(26)은 안테나(24)를 보호하고 각종 도안이 위치하게 된다. 한편, 상기 각각의 층 사이에는 상기 태그의 형태를 유지하기 위한 접착층(22)이 존재하게 된다.

최근에는 상기 하드 태그와 유사한 형태를 가지되, 저면에 접착제를 도포하여 고정핀 등을 필요로 하지 않고, 관리대상 물품에 직접 부착할 수 있는 형태의 태그도 사용되고 있다. 일 예로서, PET 재질로 이루어진 무선주파수 인식 태그를 ABS재질로 이루어지는 케이스 내부에 수납한 형태의 것들이 있다.

그러나, 이러한 무선주파수 인식 태그는 PET 고유의 특성 및 ABS의 특성으로 인해서 내열성 및 내화학성이 부족하여 고온 환경에는 사용될 수 없는 문제점이 있다.

구체적으로는, PET의 열변형 온도가 약 240℃여서, 그 이상의 고온 환경에서는 사용될 수 없으며, 실제로는 약 140℃ 이상의 온도에서 PET를 사용한 상기 무선주파수 인식 태그의 외형이 변형되는 현상이 확인되고 있으며, ABS 재질의 경우 100℃ 이하의 온도에서도 외형이 변형되는 현상이 확인된 바 있다.

따라서, 제조 과정 중에서 에이징 공정과 같이 관리 대상 물품 주위의 환경이 고온인 경우나, 관리 대상 물품의 표면 자체가 고온인 경우에는 사용이 불가능하므로 이러한 고온 환경에서도 이상 없이 장착하여 사용될 수 있는 무선주파수 인식 태그의 개발이 요청되고 있는 실정이다.

이를 위해, 안테나 패턴과 트랜스폰더 칩의 상부층에 다수의 내열층을 부착하여 내열성을 갖도록 한 금속용 태그가 개발된 바 있으며, 이는 내열성의 측면에서는 우수한 장점을 가지나, 트랜스폰더 칩의 상부에 두꺼운 내열층이 부착되므로 금속제품 가공과정에서 트랜스폰더 칩으로 전달된 열이 추후 상온 공정으로 이동되어도 쉽게 방열되지 못하여 트랜스폰더 칩을 손상시킬 우려가 있다. 또한, 내열층을 트랜스폰더 칩의 상부에 적층하는 추가적인 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 이러한 과정에서 트랜스폰더 칩이나 안테나 패턴에 손상을 줄 우려도 존재한다.

특히, 트랜스폰더 칩과 안테나 패턴의 접속부는 일반적으로 와이어 본딩이나 플립칩 방식 등에 의해 연결되는데, 상술한 내열층을 적층하는 과정에서 이러한 접속부가 종종 손상되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 우수한 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 안테나 패턴 및 트랜스폰더 칩이 부착되는 무선주파수 인식 태그; 내부에 상기 무선주파수 인식 태그가 수납되는 PPS 소재의 케이스; 상기 케이스에 착탈 가능하게 끼워지는 PPS 소재의 커버; 상기 커버의 저면에 부착되는 금속차폐층; 및 상기 금속차폐층에 저면에 형성되는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그를 제공한다.

여기서, PPS(Polyphenylene Sulfide)는 화학적으로 매우 안정한 구조를 갖는 고결정성 수지로서 내열성, 내약품성 및 치수 안전성, 강성 등이 매우 우수한 고기 능성 엔지니어링 플라스틱이다. PPS는 기존의 범용 엔지니어링 플라스틱으로 대체하지 못한 금속 및 열경화성 수지를 대체할 수 있는 소재이며, 주요 용도로는 스위치, 커넥터, 소켓 등의 전기, 전자 용품과 배기가스순환밸브 등의 자동차 부품, 카메라, 시계 등 각종 측정기 부품, 기타 산업용품 등에 사용되고 있다. 이러한, PPS는 종래의 ABS 수지에 비해서 높은 내열성 및 내화학성을 가지고 있어, 250℃에 달하는 고온환경에서도 외형을 유지할 수 있게 되는 것이다.

바람직하게는, 상기 케이스 내부 공간의 높이가 상기 무선주파수 인식 태그의 두께보다 큰 것이 좋다. 이를 통해서, 무선주파수 인식 태그와 케이스의 내면이 직접 닿지 않게 되므로 전도에 의한 열전달을 막을 수 있다.

바람직하게는, 상기 무선주파수 인식 태그 중 상기 트랜스폰더 칩의 상부에 내열 에폭시 재질로 이루어지는 트랜스폰더 칩 보호부가 추가적으로 형성되는 것이 좋다. 이를 통해, 상대적으로 열에 취약한 트랜스폰더 칩을 보다 안정적으로 보호할 수 있다.

바람직하게는, 상기 접착층의 저면에 이형지를 추가적으로 포함하는 것이 좋다.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 내열성을 갖는 무선주파수 인식 태그의 실시예에 대해서 상세하게 설명하도록 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 케이스(100)는 PPS 재질로 이루어지며, 폭이 좁고 길이 방향으로 연장된 직사각형의 박스 형태를 가지며, 일면은 개방되어 있 다. 상기 개방면에는 상기 케이스(100)와 동일한 재질로 이루어지는 커버(102)가 착탈 가능하게 끼워지며, 상기 케이스(100)에 커버(102)가 삽입된 상태에서, 상기 케이스 내부에 공간이 형성되게 된다.

상기 공간 내에 무선주파수 인식 태그를 구성하는 PET 재질의 시트(110)가 내장된다. 상기 시트(110)의 상부에는 소정의 안테나 패턴(112)과 트랜스폰더 칩(미도시)이 부착되어 있으며, 상기 트랜스폰더 칩의 상부에는 내열에폭시 재질로 이루어지는 볼록 렌즈 형상의 트랜스폰더 칩 보호부(114)가 형성된다. 상기 내열에폭시의 경우 내열온도가 250℃에 달하여, 외부로부터 전달된 열로 인해서 트랜스폰더 칩이 손상되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 트랜스폰더 칩과 안테나 패턴(112)의 접속부가 분리되는 것을 방지하는 역할도 겸하게 된다.

한편, 상기 커버(102)의 배면에는 금속차폐층(120)이 부착된다. 상기 금속차폐층(120)은 구리로 이루어져 있다. 일반적으로 무선주파수 인식 태그에 내장된 안테나 패턴과 인접하여 금속이 위치하는 경우 태그의 임피던스에 영향을 주어 태그가 의도된 주파수에서 제대로 공진하지 못하게 되고, 산란된 전자기파가 리더와 태그 간의 통신을 방해하는 현상이 발생하게 된다. 상기 실시예의 경우 금속 제품에 부착되어 사용되는 것을 염두하여 개발된 것이어서, 이러한 문제가 발생될 확률이 높다. 따라서, 상기 커버(102)의 하부에 태그와 금속 제품 사이의 와류발생을 방지할 수 있도록 금속차폐층(110)을 부착하여 이러한 문제를 예방하도록 한 것이다.

상기 금속차폐층(110)의 하부에는 접착층(130)이 도포되어, 관리대상 물품으로부터 이탈되지 않도록 고정하게 되며, 상기 접착층(130)에는 이형지(140)가 부착 되어, 운반 및 보관 상태에서 접착층(130)의 접착력을 보존할 수 있도록 한다.

상기 실시예를 대상으로 하여, 고온 환경(250℃, 1시간)에서 열충격에 의한 케이스, 무선주파수 인식 태그 및 접착층의 파손여부를 테스트한 결과 이상이 없음을 확인하였다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 비교적 간단한 구조를 통해서 고온환경에서도 무선주파수 인식 태그를 안정적으로 사용할 수 있게 된다. 또한, 무선주파수 인식 태그에서 트랜스폰더 칩과 안테나 패턴의 접속부를 내열에폭시로 도포하여 접속부가 분리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 무선주파수 인식 태그를 케이스 내부에 수납하므로 제조과정에서 파손될 우려를 현저히 감소시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 안테나 패턴 및 트랜스폰더 칩이 부착되는 무선주파수 인식 태그;

   내부에 상기 무선주파수 인식 태그가 수납되는 PPS 소재의 케이스;

   상기 케이스에 착탈 가능하게 끼워지는 PPS 소재의 커버;

   상기 커버의 저면에 부착되는 금속차폐층; 및

   상기 금속차폐층에 저면에 형성되는 접착층을 포함하는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그.
2. 제1항에 있어서,

   상기 케이스 내부 공간의 높이가 상기 무선주파수 인식 태그의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그.
3. 제1항에 있어서,

   상기 무선주파수 인식 태그 중 상기 트랜스폰더 칩의 상부에 내열 에폭시 재질로 이루어지는 트랜스폰더 칩 보호부가 추가적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 내열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그.
4. 제1항에 있어서,

   상기 접착층의 저면에 이형지를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 내 열성을 갖는 금속용 무선주파수 인식 태그.

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