KR100726776B1 - Ｒｆｉｄ 태그 제조방법 - Google Patents

Ｒｆｉｄ 태그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 안테나 제조 공정 시간이 단축되고, 그 제조 공정이 복잡하지 않으며, 안테나의 형태나 성능 및 구조 등에 따라 금형을 비롯한 다양한 제조설비가 상기 구조에 적합하도록 설계를 해야 할 필요가 없는 RFID 태그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하며, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 박막 필름을 제공하는 단계와, 박막 필름에 RFID 칩을 수용하는 수용 홀을 형성하는 단계와, 박막 필름의 적어도 일면 상에 수용 홀을 가로지르도록 안테나용 도전선을 배치하는 단계와, 안테나용 도전선을 상기 박막 필름의 일정한 깊이로 함입시키는 단계와, 수용 홀 내측 공간에서 안테나용 도전선을 분리하는 단계와, 분리된 안테나용 도전선들을 각각, RFID 칩의 전극과 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 RFID 태그 제조방법을 제공한다.

Description

ＲＦＩＤ 태그 제조방법{Method for manufacturing RFID tag}
도 1은 통상적인 RFID 태그를 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 RFID 태그의 제조방법의 각 단계를 도시한 흐름도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 RFID 태그의 제조방법의 각 단계를 도시한 도면으로서, 도 3은 박막 필름에 수용 홀을 형성하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 4는 박막 필름 일측면에 안테나용 도전선을 배치하는 단계를 도시한 단면도이다.
도 5a는 안테나용 도전선을 박막 필름 내로 함입하는 단계를 도시한 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이다.
도 6a는 안테나용 도전선을 분리하는 단계를 도시한 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 Ⅵ-Ⅵ선을 따라 취한 단면도이다.
도 7a 및 7b는 안테나 도전선과 RFID 칩을 본딩하는 단계를 순서대로 도시한 단면도들이다.
도 8은 RFID 칩 일측면에 외부 결합용 접착제를 도포하는 단계를 도시한 단 면도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 RFID 칩이 릴 형상으로 보관되는 상태를 도시한 단면도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100: RFID 태그 110: 박막 필름
115: 수용 홀 120: 안테나용 도전선
130: 칩고정용 접착제 140: RFID 칩
145; RFID 칩 전극 150: 외부 결합용 접착제
160: 표면 처리층
본 발명은 RFID 태그(Radio Frequency IDentification tag)의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안테나의 표면 품질이 균질하며, 릴투릴 공정을 지속적으로 진행할 수 있으며, 안테나가 다양한 패턴을 가질 수 있도록 개선된 RFID 태그의 제조방법에 관한 것이다.
RFID 태그는, 단일 안테나 또는 적어도 하나의 단일 폐 루프를 형성하는 안테나와, 적어도 하나의 안테나와 전기적으로 연결된 RFID 칩을 포함하여 구성되고, 상기 안테나를 통하여 외부로부터의 정보가 RFID 칩에 저장 및 갱신되거나 RFID 칩에 저장된 정보가 외부로 송신되는 장치를 말한다.
도 1에는 통상적인 RFID 태그(10)가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, RFID 태그(10)는 박막 필름(20), 상기 박막 필름(20) 상에 형성된 안테나(30), 안테나(30)에 본딩된 RFID 칩(40)을 포함한다. 상기 RFID 칩(40) 및 안테나(30)는 몰딩부(50)에 의해 매립될 수 있는데, 이 경우 상기 몰딩부(50)는 통상 EMC(epoxy molding compound) 소재로 이루어지며 상기 RFID 칩(40) 및 안테나(30)의 상기 RFID 칩 연결부를 상측에서 매립한다.
종래에는 이런 RFID 태그(10)를 제조하기 위하여, 박막 필름(20) 상에 동박층이나 알루미늄 박층을 적층한 다음 이를 에칭 함으로써 안테나(30)를 형성하고, 상기 안테나(30)와 RFID 칩(40)을 본딩하는 공정을 거친다.
특히 안테나(30)를 형성하기 위해서는, 박막 필름(20) 상부에 전도성 잉크로 인쇄하거나 소정 형상을 가진 인쇄기로 이른바 그라비아 인쇄방식으로 안테나를 형성하거나, 박막 필름 박막 상에 전도성 금속 박막을 부착시키고 소정의 패턴을 노광 현상하여 소정 패턴을 형성하거나 또는 잉크를 이용하여 소정 패턴을 형성한 다음 상기 금속 박막을 에칭하여 형성하거나, 금속 박판을 스템핑하여 안테나(30)를 형성시켰다.
그런데 이러한 안테나 형성 공정의 경우 제조 공정이 복잡하고 안테나의 형태나 성능 및 구조 등에 따라 금형을 비롯한 다양한 제조설비가 상기 구조에 적합하도록 설계를 해야 하는 문제점이 있고 각각의 단계를 거치는 공정시간이 길게 형성이 되어 전체적인 제조비용이 상승하는 문제점을 가지고 있다.
이와 더불어, 실질적으로 RFID 태그에 있어서 안테나의 인식거리에 영향을 주는 안테나 재질의 균질성과 표면 형태가 각각 RFID 태그 유니트마다 달라지게 됨으로써, 각각의 RFID 태그 유니트간의 인식률의 편차가 발생하고 인식거리도 상대적으로 줄어든다.
또한, 다양한 안테나 패턴을 형성하기에 용이한 에칭방법의 경우 상기 박막 필름상에 도포된 전도성 금속 박막 중 상당 부분이 패턴닝되어 제거됨으로써, 제조 원가가 많이 든다는 문제점이 있다.
또한, RFID 태그를 완성함에 있어서 부가적으로 RFID 태그 외측에 접착제를 이물질로부터 보호하는 보호 커버를 형성시키게 되는바, 추가적인 공정을 통하여 완성을 하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점들을 포함한 여러 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 안테나 제조 공정 시간이 단축되고, 그 제조 공정이 복잡하지 않은 RFID 태그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 안테나의 형태나 성능 및 구조 등에 따라 금형을 비롯한 다양한 제조설비가 상기 구조에 적합하도록 설계를 해야 할 필요가 없는 RFID 태그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 각각의 RFID 태그 유니트들마다, 안테나 재질이 균질하고 표면 형태가 일정한 RFID 태그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RFID 태그 제 조방법은:
박막 필름을 제공하는 단계와;
박막 필름에 RFID 칩을 수용하는 수용 홀을 형성하는 단계와;
상기 박막 필름의 적어도 일면 상에 상기 수용 홀을 가로지르도록 안테나용 도전선을 배치하는 단계와;
상기 안테나용 도전선을 상기 박막 필름의 일정한 깊이로 함입시키는 단계와;
상기 수용 홀 내측 공간에서 상기 안테나용 도전선을 분리하는 단계와;
상기 분리된 안테나용 도전선들을 각각, 상기 RFID 칩의 전극과 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.
상기 안테나 도전선을 함입시키는 단계는, 상기 안테나 도전선을 열 압착 및/또는 롤러로 압착함으로써 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 안테나용 도전선들을 상기 RFID 칩의 전극과 전기적으로 연결하는 단계는, 칩고정용 접착제를 사용하여 상기 수용홀과, RFID 칩의 전극과, 안테나용 도전선을 고정하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 안테나용 도전선을 분리하는 단계는, 상기 분리된 도전선의 단부 각각의 상기 RFID 칩과 접촉되는 면적을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 안테나용 도전선은 구리 소재로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 상기 박막 필름의 적어도 일면에 외부 결합용 접착제를 형성시키는 단 계를 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 박막 필름은 복수의 RFID 태그들에 대응하여 연속적으로 제공되며, 상기 박막 필름의 상기 외부 결합용 접착제가 형성되지 않은 면을, 상기 외부 결합용 접착제와 붙지 않도록 표면 처리하는 단계와, 상기 완성된 RFID 태그들을 릴 형태로 감는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RFID 태그 제조방법을 도시한 흐름도이고, 도 3 내지 도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RFID 태그 제조방법의 각 단계를 도시한 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RFID 태그의 제조방법은, 박막 필름을 제공하는 단계(S10)와, 박막 필름에 RFID 칩을 수용하는 수용 홀을 형성하는 단계(S20)와, 상기 박막 필름의 적어도 일면 상에 상기 수용 홀을 가로지르도록 안테나용 도전선을 배치하는 단계(S30)와, 상기 안테나용 도전선을 상기 박막 필름의 일정한 깊이로 함입시키는 단계(S40)와, 상기 수용 홀 내측 공간에서 상기 안테나용 도전선을 분리하는 단계(S50)와, 상기 분리된 안테나용 도전선들 각각을, 상기 RFID 칩의 전극과 전기적으로 연결하는 단계(S60)를 포함한다.
이상과 같은 각 단계를 도 3 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하면, 먼저 도 3에 도시된 바와 같이 박막 필름(110)에 RFID 칩을 수용할 수용 홀(115)을 형성시킨다. 이 경우, 박막 필름(110)은 PI(Polyimide), PET(Polyethylene Terephthalate), PVC(Polyvinyl chloride), PE(Polyethylene) 등의 고분자 소재로 형성될 수 있다. 또한, 상기 박막 필름(110)은 복수의 RFID 태그들이 연속적으로 형성될 수 있도록 길게 형성될 수 있으며, 이에 따라서 릴투릴 방식으로 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 박막 필름(110)은 수용 홀(115)을 형성한 상태로 제공될 수도 있고, 이와 달리 박막 필름(110)을 제공 후에 수용 홀(115)을 형성시킬 수도 있다.
그 후에 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 박막 필름(110)의 적어도 일면 상에 안테나용 도전선(120)을 배치하는 단계를 거친다. 상기 안테나용 도전선(120)은 상기 수용 홀(115)을 가로지르도록 배치되며, 특히 상기 수용 홀(115)에 수용되어질 RFID 칩의 전극에 대응되는 위치를 포함하여 배치된다. 이 경우 상기 안테나용 도전선(120)은 구리선일 수 있는데, 이 구리선은 전도성이 우수할 뿐만 아니라 재질이 균질하다는 장점을 가지고 있다. 상기 구리선은 릴 형태에서 풀리면서 소정의 형상으로 변형된 다음 상기 절연성 필름상에 위치할 수도 있으며 안테나의 형상에 따라서 연속적으로 상기 절연성 필름상에 위치할 수도 있다.
그 다음, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 안테나용 도전선(120)을 상기 박막 필름(110)의 일정한 깊이(D)로 함입시키는 단계를 거친다. 이 단계를 통하여, 안테나용 도전선(120)이 박막 필름(110) 내로 함입됨으로써, 상기 안테나용 도전선(120)이 박막 필름(110) 상으로 돌출되지 않거나, 최소한으로 돌출되도록 할 수 있다. 이로 인하여 후 안테나를 보호하기 위한 별도의 커버를 형성하는 공정을 생략할 수 있으며, 전체적인 RFID 태그의 두께를 감소시킬 수 있다. 또한, 완성된 RFID 태그가 릴 형태로 용이하게 보관이 가능하고 필요시 외부 물품에 부착하는 경우에도 릴에서 풀어서 용이하게 작업 가능하다는 장점이 있다.
이런 안테나용 도전선(120)을 함입시키기 위하여 여러 방법을 취할 수 있으 며, 그 예를 들어보면, 롤러(105)로 상기 안테나용 도전선(120)을 눌러서 박막 필름(110) 내로 함입되도록 할 수 있고, 이와 달리 상기 안테나용 도전선(120)을 가열한 후 또는 가열하면서 박막 필름(110)에 열 압착시킴으로써 함입시킬 수도 있다. 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니라, 롤러와 열 압착 공정을 동시에 행할 수도 있으며, 이와 더 다른 방법을 사용할 수도 있다.
그 후에 도 6a에 도시된 바와 같이, 상기 수용 홀(115) 내측 공간에서 상기 안테나용 도전선(120)을 분리하는 단계를 거치게 되고, 이로서, 분리된 안테나용 도전선(120) 사이는 일정 이격 거리(K)를 가지게 되어서, 안테나가 완성된다. 이는 RFID 칩의 전극과 안테나용 도전선 사이를 본딩하기 위한 것으로서, 이렇게 분리된 각각의 안테나용 도전선(120)은 소정의 작동 주파수를 수신 또는 송신하는 기능을 하며, 예를 들어 투폴(two-pole) 타입의 안테나로 형성된다. 이 경우, 분리된 안테나용 도전선(120)들 간의 이격 거리(K)는 RFID 칩의 전극들 간의 거리와 동일 또는 유사한 것이 바람직하다.
한편, 통상 도 6b에 도시된 바와 같이, 안테나용 도전선(120)은 단면이 원형 또는 타원형으로 배치된다. 따라서 RFID 칩(140)의 전극(145)과 접촉하는 면적이 크지 않고, 결과적으로 외부충격 등에 의하여 RFID 칩(140)과 안테나 간의 전기적 연결이 불량하게 되거나 떨어지게 될 수 있다. 따라서 상기 안테나용 도전선(120)을 분리 후에는, 그 분리된 안테나용 도전선(120) 단부들의 상기 RFID 칩과 접촉되는 면적을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 그 하나의 예로서, 상기 안테나용 도전선(120) 단부 중 상기 RFID 칩(140)이 접촉되는 부분(120a)을 눌 러줌으로써, 그 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 상기의 도전선의 분리와 도전선 단부를 부분적으로 상기 칩의 전극과의 접촉을 용이하게 하기 위한 처리는 동시에 금형에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다.
그 후에 상기 분리된 안테나용 도전선(120)들 각각을, 상기 RFID 칩(140)의 전극(145)들과 전기적으로 연결하는 단계를 거친다. 이를 위하여 와이어 본딩 방법 등을 포함한 통상 반도체 패키지에 채택된 본딩 공정을 사용할 수 있다.
그 중 하나의 예를 들면, 도 7a에 도시된 바와 같이 상기 분리된 안테나 도전선(120) 단부를 포함하는 수용 홀(115)에 NCP 등의 칩고정용 접착제(130)를 도포한다. 그 후에 도 7b에 도시된 바와 같이, RFID 칩(140)을, 상기 칩고정용 접착제(130) 내에 매립된 안테나용 도전선(120) 단부와 결합시킨다. 이로 인하여 안테나용 도전선(120), 박막 필름(110), RFID 칩(140)이 상기 칩고정용 접착제(130)에 의하여 고정될 수 있다.
그 후에, 도 8에 도시된 바와 같이 박막 필름(110)의 적어도 일면에 외부 결합용 접착제(150)를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 외부 결합용 접착제(150)가 형성하는 면은, 도8에 도시된 바와 같이 안테나용 도전선(120)이 접촉된 면일 수도 있고, 이와 달리 상기 안테나용 도전선(120)이 형성된 면의 반대면 일 수도 있다.
특히 안테나용 도전선(120)이 상기 박막 필름(110) 내부로 함입됨으로써, 종래와 달리 상기 안테나용 도전선(120)이 형성된 면에도 외부 결합용 접착제(150)가 형성될 수도 있다. 상기 외부 결합용 접착제를 형성하기 위하여 디핑(dipping), 스 프레잉(spraying), 디스펜싱(dispensing) 및 접착테이프 등을 사용할 수 있다.
한편, 상기 외부 결합용 접착제(150) 상에는, 상기 외부 결합용 접착제에 이물질이 부착되는 것을 방지하기 위하여 보호 커버를 부착하는 공정을 추가할 수 있다. 그러나 본 발명은 이와 달리, 외부 결합용 접착제(150) 상에 보호 커버를 부착시킬 필요가 없을 수도 있다. 즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 박막 필름(120)이 복수의 RFID 태그(100)들에 대응하여 연속적으로 공급되어 상기 작업들이 행하여지며, 복수의 RFID 태그(100)들이 릴(200) 형태로 완성될 수 있는데, 이 경우, 상기 박막 필름(110)의 상기 외부 결합용 접착제(150)가 형성되지 않은 면을, 상기 릴 형태로 접촉되는 다른 RFID 태그(100)의 외부 결합용 접착제와 잘 부착되지 않도록 표면 처리하여 표면 처리층(160)을 형성하는 단계를 더 거치게 함으로써, 외부 결합용 접착제 상에 보호 커버를 부착하는 공정을 생략할 수 있다.
본 발명에 의하면, 안테나를 제조하기 위하여, 안테나의 폭과 동일한 도전성 선을 사용하여 박막 필름 내부에 함입한다. 따라서, 상측 표면이 에칭 공정, 또는 프린트공정에 의하여 거칠어지거나, 측면에 에칭으로 인한 베벨 현상이 발생하지 않아서 에칭이나 프린팅 방법보다 균질하며, 각각 RFID 태그 유니트간의 성능 차이를 최소화할 수 있으며, 임피던스 성능이 좋아지게 된다.
또한, 릴투릴로 공정을 지속적으로 RFID 태그 제조 공정 진행을 할 수 있으며, NCP 등의 접착제의 도포와 경화의 경우 수초 내에 이루어짐으로써, 실질적으로 연속 공정을 진행함에 있어서 버퍼 구간 설정이 필요하지 않다.
또한, 안테나용 도전선을 박막 필름에 삽입시키는 경우 소정의 경로를 따라 위치시키면 다양한 패턴을 가지는 안테나를 제조할 수 있다.
또한, 제작된 RFID 태그가 릴 형상으로 보관이 가능하고, 외부 물품에 부착하는 경우 릴로부터 용이하게 풀어서 부착이 용이하게 되며, 외부 결합용 접착제 형성 후에 보호 커버를 붙일 필요가 없게 되어서 공정이 줄어들게 되고, 전체 두께가 감소하게 된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 박막 필름을 제공하는 단계;
    상기 박막 필름에 RFID 칩을 수용하는 수용 홀을 형성하는 단계;
    상기 박막 필름의 적어도 일면 상에 상기 수용 홀을 가로지르도록 안테나용 도전선을 배치하는 단계;
    상기 안테나용 도전선을 상기 박막 필름의 일정한 깊이로 함입시키는 단계;
    상기 수용 홀 내측 공간에서 상기 안테나용 도전선을 분리하는 단계; 및
    상기 분리된 안테나용 도전선들을 각각, 상기 RFID 칩의 전극과 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 RFID 태그 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 도전선을 함입시키는 단계는, 상기 안테나 도전선을 열 압착 및/또는 롤러로 압착함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나용 도전선들을 상기 RFID 칩의 전극과 전기적으로 연결하는 단계는,
    칩고정용 접착제를 사용하여 상기 수용홀과, RFID 칩의 전극과, 안테나용 도전선을 고정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 안테나용 도전선을 분리하는 단계는,
    상기 분리된 도전선의 단부 각각의 상기 RFID 칩의 전극과 접촉되는 면적을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 제조방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 박막 필름의 적어도 일면에 외부 결합용 접착제를 형성시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 박막 필름은 복수의 RFID 태그들에 대응하여 연속적으로 제공되며,
    상기 박막 필름의 상기 외부 결합용 접착제가 형성되지 않은 면을, 상기 외부 결합용 접착제와 붙지 않도록 표면 처리하는 단계; 및
    상기 완성된 RFID 태그들을 릴 형태로 감는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 제조방법.
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