KR100659273B1 - Ｒｆｉｄ 태그 및 이를 갖는 ｒｆｉｄ 시스템 - Google Patents

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Abstract

RFID 리더기의 인식 범위를 확장시킬 수 있는 RFID 태그 및 이를 갖는 RFID 시스템을 개시한다. RFID 태그는 태그 안테나부, 태그 소자 및 태그 안테나부 및 태그 소자를 전기적으로 연결하는 본딩부를 구비한다. 태그 안테나들의 임피던스의 복소 켤레는 태그 소자의 임피던스와 본딩부의 임피던스를 더한 값이다. 따라서, RFID 태그는 태그 안테나부 및 본딩부간의 임피던스 매칭을 정확하게 이룰 수 있으므로, RFID 리더기와의 데이터 통신을 원활하게 할 수 있고, RFID 시스템은 RFID 리더기의 인식 범위를 확장시킬 수 있다.
RFID, 임피던스 매칭

Description

ＲＦＩＤ 태그 및 이를 갖는 ＲＦＩＤ 시스템{Radio frequency identification tag and RFID system having the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 RFID 태그를 나타낸 부분 평면도이다.
도 3은 도 2의 절단선 I-I'에 따른 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 RFID 태그를 나타낸 회로도이다.
도 5는 도 3에 도시된 칩/본딩부를 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RFID 태그를 나타낸 부분 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 RFID 태그의 칩/본딩부를 나타낸 회로도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RFID 태그를 나타낸 회로도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : RFID 리더기 200, 300, 400 : RFID 태그
210 : 베이스 기판 220 : 태그 안테나
230 : 태그 소자 240, 420 : 본딩 범프
310, 410 : 와이어 1000 : RFID 시스템
본 발명은 RFID(Radio frequency identification) 태그에 관한 것으로, 보다 상세하게는, RFID 태그와 RFID 리더기 간의 정확한 임피던스 매칭을 위한 RFID 태그에 관한 것이다.
RFID는 무선 주파수를 이용한 자동인식 기술로서, 바코드와 마그네틱 카드를 대체할 비접촉식 IC 카드(Contactless integrated circuit Card)의 대표격이라 할 수 있는 신기술이다.
이러한 RFID 시스템은 RFID 리더기(Reader), 호스트 컴퓨터(Host Computer) 및 트랜스폰더(Transponder), 즉, RFID 태그(tag) 를 구비한다. RFID 리더기는 전파를 송출하는 안테나를 구비한다. RFID 태그는 각 RFID 태그들을 식별하기 위해 각 RFID 태그별로 부여된 식별자(identifier : 이하, ID) 및 소정의 데이터를 저장한다. RFID 태그는 RFID 리더기의 자기장(Magnetic field) 또는 전자장(electrical field) 내에 위치하면, RFID 태그의 ID 및 저장된 데이터를 RFID 리더기로 송출한다. RFID 리더기는 RFID 태그로부터 수신된 ID 및 데이터를 호스트 컴퓨터에 전송하고, 호스트 컴퓨터는 이를 저장한다.
이러한 RFID 시스템은 기존의 바코드 및 자기인식 장치의 결함을 제거하고, 사용상의 편리성, 생산 방식의 변화, 소비자의 의식 변화, 문화 및 기술의 진보에 따라 활용 범위가 비약적으로 증가하고 있으며, 최근, 유통 및 물류시스템에 적용되고 있는 추세이다.
RFID 태그 제작시 가장 고려해야 할 사항은 RFID 리더기 및 RFID 태그의 임 피던스 매칭(Impedance matching)이다. RFID 리더기 및 RFID 태그의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어지지 않으면 반사 신호가 많아지기 때문에, RFID 리더기 및 RFID 태그 간의 데이터 송수신이 원활하게 이루어지지 않을 뿐만 아니라, RFID 태그를 동작하기 위한 최소 전력을 받기 위한 인식 범위가 축소된다.
이와 같이, RFID 리더기 및 RFID 태그 간의 원활한 데이터 송수신을 위해서는 RFID 태그에 구비된 안테나 및 태그 소자(integrated circuit : IC) 간의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어져야 한다. 따라서, RFID 태그 설계시, 태그 소자의 임피던스를 고려하여 RFID 태그의 안테나 임피던스를 산출하고, 이를 이용하여 RFID 태그의 안테나를 설계한다.
그러나, RFID 태그에서 발생하는 임피던스는 안테나 및 태그 소자가 갖는 고유 임피던스 이외에도 안테나 및 태그 소자가 서로 결합하여 발생하는 본딩 임피던스가 있다. 본딩 임피던스는 RFID 태그 설계시 고려하지 않은 일종의 기생 임피던스(Parastic impedance)이다. 이러한, 본딩 임피던스는 RFID 태그의 임피던스를 증가시키는 요인이며, 이에 따라, RFID 태그의 임피던스는 RFID 태그 설계시 예상했던 임피던스와 다르게 된다. 이로 인해, RFID 리더기 및 RFID 태그의 임피던스매칭이 정확하게 이루어지지 않으므로, RFID 시스템은 RFID 리더기에서 RFID 태그를 인식할 수 있는 범위가 축소되고, 원활한 데이터 송수신이 이루어지지 않는다.
본 발명의 목적은 RFID 리더기의 인식 범위를 확장시킬 수 있는 RFID 태그를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기한 RFID 태그를 구비하는 RFID 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 RFID 태그는, 태그 안테나부, 태그 소자 및 본딩부로 이루어진다.
태그 안테나부는 RFID 리더기로부터 신호를 송수신하는 적어도 하나 이상의 태그 안테나를 갖는다. 태그 소자는 태그 안테나부와 전기적으로 연결되어 태그 안테나부로부터 신호를 송수신한다. 본딩부는 태그 안테나부 및 태그 소자를 전기적으로 연결한다.
여기서, 태그 안테나부의 임피던스의 복소 켤레(complex conjugate)는 본딩부의 임피던스와 상기 태그 소자의 임피던스를 합한 임피던스다.
바람직하게는, 상기 본딩부는 상기 태그 안테나부 및 상기 태그 소자를 본딩하는 적어도 하나 이상의 본딩 범프로 이루어진다. 이때, 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스의 합은 다음 수식을 만족한다.
Figure 112005073533257-pat00001
Figure 112005073533257-pat00002
Figure 112005073533257-pat00003
Figure 112005073533257-pat00004
여기서, Z2는 상기 태그 소자의 임피던스, Z3은 본딩부의 임피던스, 상기 (R-jX1)은 상기 태그 소자의 임피던스, 상기 (-jX2)는 상기 본딩부의 임피던스, 상기 RZ는 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스를 합한 임피던스에서 실수 임피던스(Real impedance), ImZ는 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스를 합한 임피던스에서 허수 임피던스(Imaginary impedance)이다.
한편, 상기 본딩부는 상기 태그 안테나부 및 상기 태그 소자를 연결하는 적어도 하나 이상의 와이어로 이루어진다. 이때, 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스의 합은 다음 수식을 만족한다.
Figure 112005073533257-pat00005
Figure 112005073533257-pat00006
Figure 112005073533257-pat00007
여기서, 상기 (R1-jX1)는 상기 태그 소자의 임피던스, 상기 (R2+jX2)는 상기 본딩부의 임피던스이다.
한편, 상기 본딩부는 적어도 하나 이상의 본딩 범프로 이루어진 본딩 범프 부, 및 적어도 하나 이상의 와이어로 이루어진 와이어부를 포함한다. 이때, 상기 태그 소자의 임피던스 및 상기 본딩부의 임피던스의 합은 다음 수식을 만족한다.
Figure 112005073533257-pat00008
Figure 112005073533257-pat00009
Figure 112005073533257-pat00010
여기서, 상기 (R1-jX1)은 상기 태그 소자의 임피던스, (R3-jX3)는 상기 와이어부의 임피던스, 상기 (-jX4)은 본딩 범프부의 임피던스이다.
또한, 상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 하나의 특징에 따른 RFID 시스템은, RFID 리더기 및 RFID 태그로 이루어진다.
RFID 리더기는 특정 주파수 대역을 이용하여 무선으로 신호를 송출한다. RFID 태그는 상기 RFID 리더기로부터 상기 신호를 송수신하는 적어도 하나 이상의 태그 안테나를 갖는 태그 안테나부, 상기 태그 안테나부와 전기적으로 연결되어 상기 태그 안테나부로부터 상기 신호를 송수신하는 태그 소자, 및 상기 태그 안테나부 및 상기 태그 소자를 전기적으로 연결하는 본딩부를 포함한다.
바람직하게는, 태그 안테나부의 임피던스의 복소 켤레(complex conjugate)는 상기 본딩부 및 상기 태그 소자의 임피던스를 합한 임피던스이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 시스템을 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 RFID(Radio frequency identification) 시스템(1000)은 RFID 리더기(Reader)(100) 및 RFID 태그(200)를 포함한다.
구체적으로, RFID 리더기(100)는 전파를 송출하는 안테나(미도시)를 구비하고, 무선 주파수를 이용하여 RFID 태그(100)로부터 데이터를 송수신한다.
RFID 태그(200)는 각 RFID 태그들을 식별하기 위해 각 RFID 태그별로 부여된 식별자(identifier : 이하, ID) 및 소정의 데이터를 저장한다. RFID 태그(200)는 RFID 리더기(100)의 자기장(Magnetic field) 즉, RFID 리더기(100)가 RFID 태그(200)를 인식할 수 있는 인식 범위(read range) 내에 위치하면, RFID 리더기(100)로부터 송출된 전파를 수신한다. RFID 태그(200)는 RFID 리더기(100)로부터 전파가 수신되면, ID 및 저장된 데이터를 RFID 리더기(100)로 송출한다. RFID 리더기(100)는 RFID 태그(200)로부터 수신된 ID 및 데이터를 호스트 컴퓨터(미도시)에 전송하고, 호스트 컴퓨터는 이를 저장한다.
도 2는 도 1에 도시된 RFID 태그를 나타낸 부분 평면도이고, 도 3은 도 2의 절단선 I-I'에 따른 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, RFID 태그(200)는 베이스 기판(210), 태그 안테나들(220), 태그 소자(230) 및 본딩 범프들(Bumps)(240)을 구비한다.
구체적으로, 베이스 기판(210)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Poly Ethylene Terephthalate : PET)와 같은 절연 재질로 이루어진 기판이다.
태그 안테나들(220)은 베이스 기판(210) 상에 구비되고, RFID 리더기(100)(도 1 참조)로부터 전파, 즉, 전압을 수신하여 태그 소자(240)에 제공하고, 태그 소자(240)로부터 ID 및 데이터를 수신하여 RFID 리더기(100)로 전송한다.
태그 안테나들(220)은 제1 및 제2 태그 안테나(221, 223)로 이루어진다. 이 실시예에 있어서, RFID 태그(200)는 두 개의 태그 안테나(221, 223)를 구비하나, 태그 안테나의 개수는 RFID 태그(200)의 설계 의도에 따라 증가하거나 감소될 수도 있다.
제1 및 제2 태그 안테나(221, 223)는 각각 태그 소자(230)와 전기적으로 연결되는 안테나 전극들(221a, 223b)을 구비한다.
태그 소자(230)는 베이스 기판(210) 상에 실장되며, ID 및 소정의 데이터를 저장한다. 태그 소자(230)는 제1 및 제2 태그 안테나(221, 223)와 전기적으로 연결되는 리드들을 구비한다. 리드들은 태그 소자(230)의 배면에 구비된다.
본딩 범프들(240)은 태그 소자(230)와 태그 안테나들(220)과의 사이에 게재되어 태그 소자(230)를 태그 안테나들(220)에 고정한다. 여기서, 본딩 범프들(240)은 두 개의 본딩 범프(241, 242)로 이루어지나, 본딩 범프의 개수는 리드들(231)의 개수에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다.
이 실시예에 있어서, 태그 안테나들(220), 태그 소자(230), 및 제1 및 제2 본딩 범프(241, 242)와의 결합관계가 동일하다. 따라서, 이하, 태그 안테나들(220), 태그 소자(230), 및 제1 및 제2 본딩 범프(241, 242)의 결합관계에 대한 구체적인 설명에 있어서, 제1 태그 안테나(221), 태그 소자(230) 및 제1 본딩 범프 (241)의 결합관계를 일례로 하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 본딩 범프(241)는 제1 안테나 태그(221)의 전극(221a)과 태그 소자(230)의 제1 리드(231)와의 사이에 개재된다. 제1 본딩 범프(241)는 태그 소자(230)의 제1 리드(231)를 제1 안테나 태그(221)에 결합하여 태그 소자(230)를 제1 태그 안테나(211)에 고정하고, 태그 소자(230)의 제1 리드(231) 및 제1 안테나 태그(221)의 전극(221a)을 전기적으로 연결한다.
여기서, 제1 본딩 범프(241)는 도전성 금속 재질로 이루어질 수도 있다. 제1 본딩 범프(241)가 도전성 금속 재질로 이루어질 경우, 제1 본딩 범프(241)는 본딩 방법에 의해 태그 소자(230)를 제1 태그 안테나(221)에 패키징하여 태그 소자(230)와 제1 태그 안테나(221)를 전기적으로 연결할 수도 있다. 또한, 제1 본딩 범프(241)는 이방성 도전 필름(Anisotropic Conductive Film : ACF)과 같이 접착성이 있는 도전 물질로 이루어질 수도 있다. 제1 본딩 범프(241)가 접착성 도전 물질로 이루어질 경우, 제1 본딩 범프(241)는 태그 소자(230)를 제1 태그 안테나(221)에 부착시켜 태그 소자(230)와 제1 태그 안테나(221)를 전기적으로 연결할 수도 있다.
이와 같이, 본딩 범프들(240)은 태그 소자(230)의 위치를 고정하고, 태그 안테나들(220) 및 태그 소자(230)를 서로 전기적으로 연결한다. 이에 따라, 태그 소자(230)는 태그 안테나들(220)을 통해 RFID 리더기(100)로부터 데이터를 송수신할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 RFID 태그를 나타낸 회로도이고, 도 5는 도 3에 도시된 칩/본딩부를 구체적으로 나타낸 회로도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, RFID 태그(200)의 회로부는 태그 안테나들(220)로 이루어진 안테나 영역(AA) 및 안테나 영역(AA)를 제외한 칩 영역(CA)으로 구획된다.
칩 영역(CA)에는 태그 안테나들(220)과 전기적으로 연결되고, 태그 안테나들(220)로부터 전원을 수신하는 칩/본딩부(CB1)가 구비된다. 칩/본딩부(CB1)는 태그 소자(230) 및 본딩 범프들(240)로 이루어진다. 여기서, 본딩 범프들(240)은 테그 안테나들(220) 및 태그 소자(230)와 전기적으로 연결되기 때문에, 일종의 캐패시터(Capacitor) 역할을 한다.
RFID 태그(200)의 임피던스는 태그 안테나들(220)의 임피던스와 칩 본딩부(CB1)의 임피던스를 더한 임피던스이다. RFID 태그(200)에서 태그 안테나들(220)은 일종의 인덕터(inductor) 기능을 하고, 칩/본딩부(CB1)는 일종의 캐패시터 기능을 한다. 따라서, 태그 안테나들(220)의 임피던스가 칩/본딩부(CB1)의 임피던스의 복소 켤레(Complex conjugate)가 될 때, 태그 안테나들(220)과 칩/본딩부(CB1) 간의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어질 수 있으며, 태그 안테나들(220)의 임피던스 및 칩/본딩부(CB1)의 임피던스의 관계는 하기하는 수학식 1과 같다.
Figure 112005073533257-pat00011
수학식 1에서, Z는 태그 안테나들(220)의 임피던스이다.
수학식 1을 참조하면, 태그 안테나들(220)의 임피던스(Z)의 복소 켤레는 칩/본딩부(CB1)의 임피던스일 때, 태그 안테나들(220)의 허수 임피던스 및 칩/본딩부 (CB1)의 허수 임피던스가 서로 상쇄된다. 이에 따라, 태그 안테나들(220)과 칩/본딩부(CB1) 간의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어지므로, RFID 태그(200)의 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
칩/본딩부(CB1)의 임피던스는 태그 소자(230)의 임피던스와 본딩 범프들(240)의 임피던스를 더한 임피던스이다. 태그 소자(230)는 본딩 범프들(240)과 병렬 연결되므로, 칩/본딩부(CB1)의 임피던스를 산출하는 과정은 하기하는 수학식 2와 같다.
Figure 112005073533257-pat00012
Figure 112005073533257-pat00013
Figure 112005073533257-pat00014
Figure 112005073533257-pat00015
Figure 112005073533257-pat00016
Figure 112005073533257-pat00017
Figure 112005073533257-pat00018
Figure 112005073533257-pat00019
Figure 112005073533257-pat00020
수학식 2에서, (R1-jX1)는 태그 소자(230)의 임피던스이고, (-jX2)는 본딩 범프들(240)의 임피던스이다.
수학식 2에 의해 산출된 칩/본딩부(CB1)의 실수 임피던스(Real impedance) 및 허수 임피던스(Imaginary impedance)는 하기하는 수학식 3과 같다.
Figure 112005073533257-pat00021
Figure 112005073533257-pat00022
상술한 바와 같이, 태그 안테나(220)의 임피던스(Z)는 태그 소자(230)의 임피던스뿐만 아니라 본딩 범프(240)에 의해 발생된 기생 임피던스, 즉, 본딩 범프(240)의 임피던스까지 고려하여 결정된다. 즉, 본 발명에 따른 태그 안테나들(220)은 칩/본딩부(CB1)와의 정확한 임피던스 매칭을 위해 칩/본딩부(CB1)의 임피던스를 고려하여 설계된다. RFID 태그(200)는 이러한 과정을 통해 설계된 태그 안테나들 (220)을 구비하므로, RFID 안테나들(220)과 칩/본딩부(CB1) 간의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어질 수 있다. 따라서, RFID 태그(200)와 RFID 리더기(100) 간의 반사 신호를 감소시킬 수 있고, 이에 따라, RFID 리더기(100)의 인식 범위를 확장시킬 수 있다.
이하, 수학식을 참조하여서 RFID 리더기(100)와 RFID 태그(200) 간의 임피던스 매칭 및 RFID 리더기(100)의 인식 범위 간의 관계를 구체적으로 설명한다.
RFID 리더기(100)의 인식 범위를 산출하는 식은 하기하는 수학식 4와 같다.
Figure 112005073533257-pat00023
수학식 4에서, Pt는 RFID 리더기(100)로부터 RFID 태그(200)로 수신된 입력 전력이고, Gt는 RFID 리더기(100)의 안테네의 이득이며, Gr은 태그 안테나들(220)의 이득이고, Pth는 RFID 리더기(100)로부터 제공되는 입력 전력 이외에 태그 소자(230)에서 RFID 태그를 동작하기 위한 최소 동작 전력이다.
수학식 4를 참조하면, RFID 리더기(100)의 인식 범위는 태그 소자(230)의 최소 동작 전력(Pth)이 작을수록 그 범위가 확대된다. 태그 소자(230)의 최소 동작 전력(Pth)을 최소화하려면, RFID 리더기(100)와 RFID 태그(200)의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어져야 한다.
즉, RFID 리더기(100)와 RFID 태그(200)의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어지면, RFID 리더기(100)와 RFID 태그(200) 간의 반사 신호가 감소하고, 이에 따라, RFID 시스템(1000)의 소비 전력의 이용 효율이 향상된다. 따라서, RFID 시스템(1000)은 RFID 태그(200)의 태그 소자(230)를 최소 전력으로 구동할 수 있으므로, 태그 소자(230)의 최소 동작 전력(Pth)을 감소시킬 수 있고, 이에 따라, RFID 리더기(100)의 인식 범위를 확장시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 RFID 태그(200)는 본딩 범프들(240)의 임피던스와 같은 기생 임피던스까지 고려하여 설계된 태그 안테나들(220)을 구비함으로써, RFID 리더기(100)와의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어질 수 있다. 이에 따라, RFID 시스템(1000)은 소비 전력의 이용 효율을 향상시킬 수 있으므로, RFID 리더기(100)의 인식 범위를 확장시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RFID 태그를 나타낸 부분 평면도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 RFID 태그(300)는 와이어들(310)을 제외하고는 도 2에 도시된 RFID 태그(200)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, RFID 태그(300)에 대한 설명에 있어서, 도 2에 도시된 RFID 태그(200)의 구성 요소와 동일한 기능을 하는 구성 요소는 참조 번호를 병기하고, 그 중복된 설명은 생략한다.
여기서, 도 6은 RFID 태그(300)의 배면을 나타낸 도면이다. 도 6은 태그 안테나들(220), 태그 소자(230) 및 와이어들(310)의 결합 관계를 보다 명확하게 도시하기 위해 베이스 기판(210)(도 2 참조)을 생략하여 도시하였다.
RFID 태그(300)는 태그 안테나들(220), 태그 소자(230) 및 와이어들(310)을 구비한다.
와이어들(310)은 제1 단부가 태그 안테나들(220)과 전기적으로 연결되고, 제 1 단부와 대향하는 제2 단부가 태그 소자(230)와 전기적으로 연결된다. 이로써, 태그 소자(230)는 테그 안테나들(220)과 전기적으로 연결된다.
구체적으로, 와이어들(310)은 제1 및 제2 와이어(311, 313)로 이루어진다. 제1 와이어(311)는 제1 태그 안테나(221)의 전극(221a) 및 태그 소자(230)의 제1 리드(231)와 전기적으로 연결된다. 제2 와이어(313)는 제2 태그 안테나(223)의 전극(223a) 및 태그 소자(230)의 제2 리드(233)와 전기적으로 연결된다.
도 7은 도 6에 도시된 RFID 태그의 칩/본딩부를 나타낸 회로도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, RFID 태그(300)의 칩/본딩부(CB2)는 태그 소자(230) 및 와이어들(310)로 이루어진다. 태그 소자(230)는 와이어들(310)과 직렬 연결되기 때문에, 칩/본딩부(CB2)의 임피던스는 하기하는 수학식 5에 의해 산출된다.
Figure 112005073533257-pat00024
수학식 5에서, (R1-jX1)은 태그 소자(230)의 임피던스이고, (R2+jX2)는 와이어들(310)의 임피던스이다.
수학식 5를 참조하면, 칩/본딩부(CB2)의 임피던스는 태그 소자(230)의 임피던스(R1-jX1) 및 와이어들(310)의 임피던스(R2+jX2)를 더한 임피던스이다. 즉, 와이어들(310)은 태그 안테나들(220)과 태그 소자(230) 간의 전기적인 신호를 송수신하는 연결 통로이기 때문에, 와이어들(310) 또한 태그 안테나들(220) 및 태그 소자(230)와 마찬가지로 소정의 임피던스를 갖는다. 와이어들(310)의 임피던스(R2+jX2) 는 RFID 태그(300)의 전체 임피던스에 포함되기 때문에, 태그 안테나들(220) 설계시, 고려되어야할 임피던스이다.
이에 따라, 칩/본딩부(CB2)의 임피던스는 태그 소자(230)의 임피던스(R1-jX1) 및 와이어들(310)의 임피던스(R2+jX2)를 합하여 산출된다.
수학식 5에 의해 산출된 칩/본딩부(CB2)의 임피던스를 실수 임피던스 및 허수 임피던스로 분리하면 하기하는 수학식 6과 같다.
Figure 112005073533257-pat00025
Figure 112005073533257-pat00026
이러한 칩/본딩부(CB2)의 임피던스는 태그 안테나들(220)의 임피던스와 복소 켤레 관계일 때, 태그 안테나들(220) 및 칩/본딩부(CB2)의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 태그 안테나(220)의 임피던스는 태그 소자(230)의 임피던스(R1-jX1) 뿐만 아니라 와이어들(310)에 의해 발생된 기생 임피던스, 즉 와이어들(310)의 임피던스(R2+jX2)까지 고려하여 결정된다. 즉, 본 발명에 따른 태그 안테나들(220)은 칩/본딩부(CB2)와의 정확한 임피던스 매칭을 위해 칩/본딩부(CB2)의 임피던스를 고려하여 설계된다. RFID 태그(300)는 이러한 과정을 통해 설계된 태그 안테나들(220)을 구비하므로, RFID 안테나들(220)과 칩/본딩부(CB2) 간의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어질 수 있다. 따라서, RFID 태그(300)는 RFID 리더기(100)와 의 데이터 송수신을 원활하게 할 수 있고, 이에 따라, RFID 리더기(100)의 인식 범위를 확장시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RFID 태그를 나타낸 회로도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 RFID 태그(400)는 와이어들(410) 및 본딩 범프들(420)을 제외하고는 도 2에 도시된 RFID 태그(200)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, RFID 태그(400)의 설명에 있어서, 도 2에 도시된 RFID 태그(200)의 구성 요소와 동일한 기능을 하는 구성 요소에 대하여 참조 번호를 병기하고, 그에 대한 중복된 설명을 생략한다.
RFID 태그(400)는 태그 안테나들(220) 및 태그 안테나들(220)과 전기적으로 연결되는 칩/본딩부(CB3)를 구비한다. 도 8에는 도시하지 않았으나, RFID 태그(400)는 태그 안테나들(220) 및 칩/본딩부(CB3)을 실장하는 베이스 기판(210)(도 2 참조)을 더 구비한다.
칩/본딩부(CB3)는 태그 소자(230), 적어도 하나 이상의 와이어로 이루어진 와이어부(410) 및 적어도 하나 이상의 본딩 범프로 이루어진 본딩 범프부(420)을 구비한다. 와이어부(410) 및 본딩 범프부(420)은 태그 안테나들(220) 및 태그 소자(230) 간을 전기적으로 연결한다.
이 실시예에 있어서, 와이어부(410)의 와이어는 도 6에 도시된 와이어(311, 313)과 동일한 기능 및 동일한 형상을 갖고, 본딩 범프부(420)의 본딩 범프는 도 3에 도시된 본딩 범프(241, 243)(도 3 참조)와 동일한 기능 및 동일한 형상을 가지므로, 와이어부(410) 및 본딩 범프부(420)에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
태그 안테나들(220)의 임피던스는 칩/본딩부(CB3)의 임피던스와 복소 켤레 관계일 때, 태그 안테들(220)과 태그 소자(230)간의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어질어 수 있다. 여기서, 칩/본딩부(CB3)의 임피던스는 하기하는 수학식 7과 같다.
Figure 112005073533257-pat00027
Figure 112005073533257-pat00028
Figure 112005073533257-pat00029
수학식 7에서, (R1-jX1)은 태그 소자(230)의 임피던스이고, (R3-jX3)는 와이어부(410)의 임피던스이며, (-jX4)은 본딩 범프부(420)의 임피던스이다.
수학식 7을 참조하면, 칩/본딩부(CB3)의 임피던스는 태그 소자(230)의 임피던스(R1-jX1), 와이어부(410)의 임피던스(R3-jX3) 및 본딩 범프부(420)의 임피던스(-jX4)를 합한 임피던스이다.
따라서, 칩/본딩부(CB4)의 임피던스를 실수 임피던스 및 허수 임피던스로 분리하면 하기하는 수학식 8과 같다.
Figure 112005073533257-pat00030
Figure 112005073533257-pat00031
태그 안테나들(230)의 임피던스가 이와 같은 과정을 통해 산출된 칩/본딩부(CB4)의 임피던스와의 관계가 복소 켤레가 되도록 설정될 때, 태그 안테나들(220) 및 칩/본딩부(CB4) 간의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 태그 안테나(220)의 임피던스는 태그 소자(230)의 임피던스(R1-jX1) 뿐만 아니라 와이어부(410) 및 본딩 범프부(420)에 의해 발생된 기생 임피던스, 즉 와이어부(410)의 임피던스(R3+jX3) 및 본딩 범프부(420)의 임피던스(-jX4)까지 고려하여 결정된다.
즉, 본 발명에 따른 태그 안테나들(220)은 칩/본딩부(CB3)와의 정확한 임피던스 매칭을 위해 칩/본딩부(CB3)의 임피던스를 고려하여 설계된다. RFID 태그(400)는 이러한 과정을 통해 설계된 태그 안테나들(220)을 구비하므로, RFID 안테나들(220)과 칩/본딩부(CB3) 간의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어질 수 있다. 따라서, RFID 태그(400)는 RFID 리더기(100)와의 데이터 송수신을 원활하게 할 수 있고, RFID 리더기(100)의 인식 범위를 확장시킬 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면, RFID 태그는 태그 안테나들의 임피던스가 태그 소자의 임피던스 및 태그 소자와 태그 안테나들이 본딩되어서 발생하는 기생 임피던스를 합한 임피던스에 대해 복소 켤레가 되는 태그 안테나를 구비한다. 이와 같이, 태그 안테나의 임피던스는 태그 소자의 임피던스뿐만 아니라 태그 소자 및 태그 안 테나들의 본딩에 의해 발생되는 임피던스도 고려하여 산출된다. 이에 따라, RFID 태그는 태그 안테나들 및 태그 소자의 본딩에 의해 발생된 임피던스 때문에 태그 안테나들 및 칩/본딩부 간의 임피던스 매칭이 정확하게 이루어지지 않는 것을 방지할 수 있다.
따라서, RFID 시스템은 RFID 리더기와 RFID 태그 간의 반사 신호를 감소시킬 수 있고, RFID 리더기와 RFID 태그간의 데이터 송수신을 원활하게 이루어질 수 있다. 이에 따라, RFID 시스템은 소비 전력의 이용 효율을 향상시킬 수 있으므로, RFID 리더기의 인식 범위를 확장시킬 수 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 특정 주파수 대역을 이용하여 RFID(Radio Frequency Identification) 리더기와 무선으로 신호를 송수신하는 RFID 태그(Tag)에 있어서,
    상기 RFID 리더기로부터 상기 신호를 송수신하는 적어도 하나 이상의 태그 안테나를 갖는 태그 안테나부;
    상기 태그 안테나부와 전기적으로 연결되어 상기 태그 안테나부로부터 상기 신호를 송수신하는 태그 소자; 및
    상기 태그 안테나부 및 상기 태그 소자를 전기적으로 연결하는 본딩부를 포함하고,
    상기 태그 안테나부의 임피던스의 복소 켤레(complex conjugate)는 상기 태그 소자의 임피던스와 상기 본딩부의 임피던스를 합한 임피던스인 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본딩부는 상기 태그 안테나부 및 상기 태그 소자를 본딩하는 적어도 하나 이상의 본딩 범프로 이루어진 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  3. 제2항에 있어서, 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스의 합은 다음 수식을 만족하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그:
    Figure 112005073533257-pat00032
    Figure 112005073533257-pat00033
    Figure 112005073533257-pat00034
    Figure 112005073533257-pat00035
    여기서, 상기 Z2는 상기 태그 소자의 임피던스, Z3은 본딩부의 임피던스, 상기 (R-jX1)은 상기 태그 소자의 임피던스, 상기 (-jX2)는 상기 본딩부의 임피던스, 상기 RZ는 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스를 합한 임피던스에서 실수 임피던스(Real impedance), ImZ는 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스를 합한 임피던스에서 허수 임피던스(Imaginary impedance).
  4. 제1항에 있어서, 상기 본딩부는 상기 태그 안테나부 및 상기 태그 소자를 연결하는 적어도 하나 이상의 와이어로 이루어진 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  5. 제4항에 있어서, 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스의 합은 다음 수식을 만족하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그:
    Figure 112005073533257-pat00036
    Figure 112005073533257-pat00037
    Figure 112005073533257-pat00038
    여기서, 상기 Z2는 상기 태그 소자의 임피던스, 상기 Z3은 본딩부의 임피던스, 상기 (R1-jX1)는 상기 태그 소자의 임피던스, 상기 (R2+jX2)는 상기 본딩부의 임피던스, 상기 RZ는 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스를 합한 임피던스에서 실수 임피던스, ImZ는 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스를 합한 임피던스에서 허수 임피던스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 본딩부는,
    적어도 하나 이상의 본딩 범프로 이루어진 본딩 범프부; 및
    적어도 하나 이상의 와이어로 이루어진 와이어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  7. 제6항에 있어서, 상기 태그 소자의 임피던스 및 상기 본딩부의 임피던스의 합은 다음 수식을 만족하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그:
    Figure 112005073533257-pat00039
    Figure 112005073533257-pat00040
    Figure 112005073533257-pat00041
    여기서, 상기 Z2는 상기 태그 소자의 임피던스, 상기 Z3은 본딩부의 임피던스, 상기 (R1-jX1)은 상기 태그 소자의 임피던스, (R3-jX3)는 상기 와이어부의 임피던스, 상기 (-jX4)은 본딩 범프부의 임피던스, 상기 RZ는 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스를 합한 임피던스에서 실수 임피던스, ImZ는 상기 태그 소자 및 상기 본딩부의 임피던스를 합한 임피던스에서 허수 임피던스.
  8. 특정 주파수 대역을 이용하여 무선으로 신호를 송출하는 RFID(Radio Frequency Identification) 리더기; 및
    상기 RFID 리더기로부터 상기 신호를 송수신하는 적어도 하나 이상의 태그 안테나를 갖는 태그 안테나부, 상기 태그 안테나부와 전기적으로 연결되어 상기 태그 안테나부로부터 상기 신호를 송수신하는 태그 소자, 및 상기 태그 안테나부 및 상기 태그 소자를 전기적으로 연결하는 본딩부를 갖는 RFID 태그를 포함하고,
    상기 태그 안테나부의 임피던스의 복소 켤레(complex conjugate)는 상기 태그 소자의 임피던스와 상기 본딩부의 임피던스를 합한 임피던스인 것을 특징으로 하는 RFID 시스템.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8674888B2 (en) * 2006-06-21 2014-03-18 Broadcom Corporation Integrated circuit with power supply line antenna structure and methods for use therewith
CN101578616A (zh) * 2007-07-17 2009-11-11 株式会社村田制作所 无线ic器件及电子设备
US8314702B2 (en) * 2009-01-13 2012-11-20 Mastercard International, Inc. Methods and systems for activating a proximity information device
CN106203607A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 上海仪电智能电子有限公司 一种轮胎植入式电子标签及组装工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11174148A (ja) 1997-08-27 1999-07-02 Supersensor Pty Ltd 電子式識別システム
JP2002280927A (ja) 2000-11-30 2002-09-27 Supersensor Pty Ltd Ｒｆトランスポンダ用入力インピーダンス構成
KR20040019295A (ko) * 2001-05-24 2004-03-05 알에프웨이브즈 엘티디. 입력 인피던스에 매치된 소형 안테나 제작방법 및 그방법에 따라 제작된 소형 안테나
WO2004095350A2 (en) 2003-04-21 2004-11-04 Symbol Technologies, Inc. Method for optimizing the design and implementation of rfid tags
JP2005301443A (ja) 2004-04-07 2005-10-27 Bridgestone Corp Ｒｆｉｄタグ及びｒｆｉｄタグの回路定数調整方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060261950A1 (en) * 2005-03-29 2006-11-23 Symbol Technologies, Inc. Smart radio frequency identification (RFID) items

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11174148A (ja) 1997-08-27 1999-07-02 Supersensor Pty Ltd 電子式識別システム
JP2002280927A (ja) 2000-11-30 2002-09-27 Supersensor Pty Ltd Ｒｆトランスポンダ用入力インピーダンス構成
KR20040019295A (ko) * 2001-05-24 2004-03-05 알에프웨이브즈 엘티디. 입력 인피던스에 매치된 소형 안테나 제작방법 및 그방법에 따라 제작된 소형 안테나
WO2004095350A2 (en) 2003-04-21 2004-11-04 Symbol Technologies, Inc. Method for optimizing the design and implementation of rfid tags
JP2005301443A (ja) 2004-04-07 2005-10-27 Bridgestone Corp Ｒｆｉｄタグ及びｒｆｉｄタグの回路定数調整方法

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