KR100764106B1

KR100764106B1 - 메탈태그

Info

Publication number: KR100764106B1
Application number: KR1020060031506A
Authority: KR
Inventors: 이동진
Original assignee: 주식회사 손텍
Priority date: 2006-04-06
Filing date: 2006-04-06
Publication date: 2007-10-09

Abstract

본 발명은 메탈태그에 관한 것으로, 일단에 결합공을 형성한 하부안테나; 일단에 결합홈을 형성한 상부안테나; 상기 하부안테나의 결합공과 동일한 크기의 결합공이 형성된 편안테나; 일단은 상기 상부편안테나의 단부와 결합되고, 타단은 상기 상부안테나의 결합홈이 구성된 단부에 체결되어 형성되며 단말기와 통신하는 관리 대상 물품의 정보를 담은 RFID 칩; 결합공이 수직방향으로 천공되어 구비되고, 상기 결합공의 내부의 벽면에 도전벽이 형성된 스페이서;로 구성되어, 상부에 RFID칩과 연결된 상부안테나와 하부연결안테나가 하부안테나의 결합공이 상기 결합공과 일치하도록 위치되어 구성되고, 하부에 하부안테나의 결합공이 결합공의 일치하도록 위치하여 구성되어, 상기 RFID칩이 상기 안테나를 통해 활성신호를 발산함으로 자신의 정보를 리더로 전송하여 리더가 상기 RFID칩의 정보를 인지할 수 있도록 한다.

무선주파수식별표지, 메탈태그, RFID.

Description

메탈태그{metal tag}

도 1은 본 발명에 따른 메탈태그의 분해사시도,

도 2는 본 발명의 사시도,

도 3은 도 2의 A-A선을 따른 단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예인 접착시트가 결합된 메탈태그의 분해사시도,

도 5는 도 4의 결합상태를 도시한 사시도,

도 6은 상기 도 4의 B-B 선을 따른 단면도.

<<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>>

10 : 메탈태그 20 : RFID칩

30 : 하부안테나 30a : 상부안테나

30b : 편안테나 31 : 결합공

31b : 결합공 32 : 결합홈

40 : 스페이서 41 : 결합공

42 : 결합벽 50 : 피복

본 발명은 메탈태그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안테나가 도전부재와 전기적으로 접속되는 것을 회피하기 위해서, 도전부재 표면에 절연막을 사이에 두고 고착시킬 수 있도록 하고, 체결공을 통해 상하부 안테나의 결합을 구성하여, 상부안테나와 하부안테나의 사이에 결합되는 RFID칩의 열결을 위해 안테나가 연장되어 스페이서의 측벽이나 외부로 노출되지 않아 외부의 충격으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있어, 두께를 최대한 얇은 박판으로 제조할 수 있으며, 제조공정이 간단하고 생산비가 저렴하면서도 금속성의 목표물품에 부착하여도 수신율이 떨어지지 않도록 하는 메탈태그에 관한 것이다.

RFID(radio frequency identificatio; RFID)란 바코드, 마그네틱, IC-card 등과 같은 자동인식의 한 분야로서 초단파나 장파를 이용하여 기록된 정보를 무선으로 인식하는 최첨단 방식이다. 이러한 RFID의 원리는 안테나를 통해 태그에 저장된 정보를 수신하여 이를 콘트롤러가 인식하고 분석하여 상기 태그가 장착된 물품의 고유정보를 취득할 수 있도록 하는 것으로서, 이는 주파수를 이용하기 때문에 눈· 비· 바람· 먼지· 자속 등 환경의 영향을 받지 않으며, 통과 속도가 빨라 이동 중에도 인식이 가능하고, 원거리에서도 인식이 가능하며 제조과정에서 유일한 ID를 부여하여 위조가 불가능하다는 특징이 있다.

원격으로 전원이 제공되는 전자 장치 및 관련 시스템은 공지되어 있다. 그러한 원격으로 전원이 제공되는 통신 장치는 일반적으로 무선 주파수식별('RFID') 태그라고 알려져 있다. 이전의 RFID 태그 및 시스템은 주로 원격 장치에 원격으로 전원을 제공하는 전자기 결합을 이용하고 원격 장치를 여자기(exciter) 시스템 및 수 신기 시스템과 결합한다. 여자기 시스템은 장치를 파워업하는데 이용되는 전자기 여기 신호를 발생시키고 장치가 저장된 정보를 포함하는 신호를 전송하도록 하고, 수신기는 원격 장치에 의해 생성되는 신호를 수신한다.

원격 장치와 여자기 또는 원격 장치와 수신기 사이에 전자기 결합을 이용하는 경우 문제는 코일 안테나를 이용하는 원격 장치의 제조에 관련된 복잡성(complexity)에 있다. 통상적인 코일 안테나의 나선형 레이아웃은 생산하기 어렵고비용과 원격 장치의 크기를 증가시킨다. 코일 안테나는 효과적인 성능의 엄격한 톨러런스를 요구한다. 부가적으로, 통상적인 코일 안테나는 특히 코일을 포함하는 플랫 태그를 작성하는 능력 또는 원격 장치에 영향을 미치는 바람직하지 않은 열적 압축 특성을 갖는다.

또한 종래의 무선주파수식별표지는 두께를 최대한 얇게 하기 위해서, 표면이 절연층으로 피복된 도선을 대략 정방형의 소용돌이 형상으로 감아 메인기판에 점착함으로써 형성된 것, 또는 메인기판에 적층된 알루미늄박이나 구리박 등의 도전층을 에칭법 또는 타발법 등으로 불필요 부분을 제거하여 소용돌 이 형상으로 형성된 것이 사용된다. 이와 같은 안테나를 구비한 무선주파수식별표지에서는, 관리대상 물품이 금속으로 형성된 경우, 금속제 물품의 영향을 받아 무선주파수식별표지의 수신율이 떨어지는 문제점이 있었다.

RFID 태그는 매우 얇고, 매우 평평하며 적응성이 있어서 다이 승화 인쇄(die-sublimation printiong), 잉크 젯 인쇄 및 플렉소그래픽 인쇄(flexographic printing)를 포함하는 현재의 인쇄 기술과 호환가능하여야 한다. 코일을 통합한 이 전의 RFID 태그는 관련 비용은 말할 필요도 없이 평평하고 얇고 적응력에서 한계가 있다. 따라서 얇고, 평평한 무선 주파수 식별 태그가 필요하다.

또한 종래의 무선주파수식별표지의 안테나는 두께를 최대한 얇게 하기 위해서, 표면이 절연층으로 피복된 도선을 대략 정방형의 소용돌이 형상으로 감아 메인기판에 점착함으로써 형성된 것, 또는 메인기판에 적층된 알루미늄박이나 구리박 등의 도전층을 에칭법 또는 타발법 등으로 불필요 부분을 제거하여 소용돌이 형상으로 형성된 것이 사용된다. 그러나 종래의 무선주파수식별표지의 양단에 형성되는 안테나는 얇은 박판(薄板)의 구리 등의 도전성 금속으로 형성하는 것이 대부분이었으며, 상기와 같은 종래의 점착, 에칭법, 타발법 등의 방법으로 형성된 안테나는 그 두께를 얇게 하는데 한계가 있었으며, RFID 칩의 정보의 송수신의 최대한의 효과를 내기 위한 안테나의 다양한 모양 형성이 대단히 어렵고 복잡하였고, 태그의 제조 공정, 특히 안테나를 제조하는 공정이 복잡하고 높은 비용이 발생 문제점이 있었다.

본 발명은 상기에서와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 상부안테나와 하부안테나의 사이에 결합되는 RFID칩의 열결을 위해 안테나가 연장되어 스페이서의 측벽이나 외부로 노출되지 않아 외부의 충격으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 간단하게 스페이서의 결합공의 형성으로 구성이 가능하여 메탈태그를 다양한 형태로 형성이 용이한 효과가 있고, 두께를 최대한 얇은 박판으로 제조할 수 있으며, 제조공정이 간단하고 생산비가 저렴하면서도 메탈태그의 수신율 이 떨어지지 않도록 하는 매우 유용한 메탈태그를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 메탈태그는 일단에 결합공을 형성한 하부안테나; 일단에 결합홈을 형성한 상부안테나; 상기 하부안테나의 결합공과 동일한 크기의 결합공이 형성된 편안테나; 일단은 상기 상부편안테나의 단부와 결합되고, 타단은 상기 상부안테나의 결합홈이 구성된 단부에 체결되어 형성되며 단말기와 통신하는 관리 대상 물품의 정보를 담은 RFID 칩; 결합공이 수직방향으로 천공되어 구비되고, 상기 결합공의 내부의 벽면에 도전벽이 형성된 스페이서;로 구성되어, 상부에 RFID칩과 연결된 상부안테나와 하부연결안테나가 하부안테나의 결합공이 상기 결합공과 일치하도록 위치되어 구성되고, 하부에 하부안테나의 결합공이 결합공의 일치하도록 위치하여 구성되어, 상기 RFID칩이 상기 안테나를 통해 활성신호를 발산함으로 자신의 정보를 리더로 전송하여 리더가 상기 RFID칩의 정보를 인지할 수 있도록 하는 메탈태그를 제공하고자 한다.

또한, 상기 안테나가 결합된 스페이서의 상부와 하부의 표면에 절연체의 피복이 추가로 구성되는 메탈태그를 제공하고자 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 특징적인 구성과 작용효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 메탈태그의 분해사시도이고, 도 2는 본 발명의 사시도이며, 도 3은 도 2의 A-A선을 따른 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예인 접착시트가 결합된 메탈태그의 분해사시도이며, 도 5는 도 4의 결합상태를 도시한 사시도이고, 도 6은 상기 도 4의 B-B 선을 따른 단면도이다.

본 발명은 일단에 결합공(31)을 형성한 하부안테나(30); 일단에 결합홈(32)을 형성한 상부안테나(30a); 상기 하부안테나(30)의 결합공(31)과 동일한 크기의 결합공(31b)이 형성된 편안테나(30b); 일단은 상기 상부편안테나(30)의 단부와 결합되고, 타단은 상기 상부안테나(30a)의 결합홈(32)이 구성된 단부에 체결되어 형성되며 단말기와 통신하는 관리 대상 물품의 정보를 담은 RFID 칩(20); 결합공(41)이 수직방향으로 천공되어 구비되고, 상기 결합공(41)의 내부의 벽면에 도전벽(42)이 형성된 스페이서(40);로 구성되어, 상부에 RFID칩(20)과 연결된 상부안테나(30a)와 하부연결안테나(30b)가 하부안테나(30b)의 결합공(31b)이 상기 결합공(41)과 일치하도록 위치되어 구성되고, 하부에 하부안테나(30)의 결합공(31)이 결합공(41)의 일치하도록 위치하여 구성되어, 상기 RFID칩(20)이 상기 안테나(30)(30a)를 통해 활성신호를 발산함으로 자신의 정보를 리더로 전송하여 리더가 상기 RFID칩(20)의 정보를 인지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 안테나(30)(30a)(30b)는 얇은 박판으로 구성되어 두께를 최소화 할 수 있도록 하고, 상기 안테나(30)(30a)(30b)를 통해 활성신호를 발산함으로 자신의 정보를 리더로 전송하여 리더가 상기 RFID칩(20)의 정보를 인지할 수 있도록 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 하부안테나(30)는 일단에 결합공(31)이 천공되어 구성된다. 상기 상부안테나(30a)는 일단에 결합홈(32)을 형성한다. 상기 편안테나(30b)는 상기 하부안테나(30)의 결합공(31)과 동일한 크기의 결합공(31b)이 천공되어 형성되고, 전체적인 크기는 상기 상부안테나(30a)의 결합홈(32)의 크기보다 다소 작도록 구성한다. 상기의 하부안테나(30)와 상부안테나(30a) 그리고 편안테나(30b)는 모두 동일한 재질로 이루어진다.

상기 RFID칩(20)은 관리대상 물품의 각종 정보가 기억되며 단말기(리더)와 통신하여 정보를 제공한다. 상기 RFID칩(20)은 관리 대상 물품의 정보를 담은 칩이 기판에 부착되어 형성된다.

상기 RFID칩(20)의 안테나와의 결합은, 도 1에서 도 3에 도시된 바와 같이, 일단은 상기 편안테나(30b)의 단부와 결합되고, 타단은 상기 상부안테나(30a)의 결합홈(32)에 결합되어 구성된다. 상기와 같이, 상부안테나(30a)와 편안테나(30b)를 결합시킨다.

상기 스페이서(40)는 안테나(30)(30a)(30b)가 관리 대상 물품과 전기적으로 접속되는 것을 회피하기 위해서, 관리 대상 물품과의 거리를 떨어뜨려 놓고 상기 안테나(30)(30a)(30b)가 서로 맞닿지 않도록 하기 위해 구비된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 스페이서(40)는 결합공(41)이 수직방향으로 천공되어 구비되고, 상기 결합공(41)의 내부의 벽면에 도전벽(42)이 형성된다. 상기 결합공(41)은 상기 하부안테나(30)의 결합공(31)과 동일한 크기로 구성된다.

상기 도전벽(42)은 상기 결합공(41)의 표면을 상기 안테나(30)(30a)(30b)와 동일한 재질로 구성하여 형성하며, 상기 하부안테나(30)와 상기 편안테나(30b)의 전기적 결합을 가능하게 하여, 스페이서(40)의 측벽으로의 결합을 위한 돌출부분을 제거할 수 있다.

상기 RFID칩(20) 및 안테나(30)(30a)(30b)와 스페이서(40)의 결합은, 먼저 스페이서(40)의 상부에 상기 RFID칩(20)과 상부안테나(30a)가 결합된 상태의 편안테나(30b)를 편안테나(30b)의 결합공(31b)이 상기 스페이서(40)의 결합공(41)의 위치에 겹쳐지도록 결합한다. 또한, 상기 스페이서(40)의 하부에 상기 하부안테나(30)의 결합공(31)이 상기 스페이서(40)의 결합공(41)의 위치에 겹쳐지도록 결합한다.

상기와 같이 결합된 메탈태그(10)는 상기 도전벽(42)의 상단부는 상기 편안테나(30b)의 결합공(31b)의 단부와 연결되고, 상기 도전벽(42)의 하단부는 상기 하부안테나(30)의 결합공(31)의 단부와 연결되어, 스페이서(40)의 도전벽(42)이 상부의 편안테나(30b)와 하부안테나(30)를 전기적으로 연결하여준다.

또한, 상기 안테나(30)(30a)(30b)가 결합된 스페이서(40)의 상부와 하부의 표면에 절연체의 피복(50)이 추가로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 피복(50)은 상기 안테나(30)(30a)(30b)가 관리대상 물품과 전기적으로 접속되는 것을 회피하고 내습, 내구성 증가를 위해서 형성되는 절연체로 구성된다. 안테나가 알루미늄박이나 구리박 등으로 이루어진 경우에는, 상기 안테나(30)(30a)(30b)가 도전부재와 전기적으로 접속되는 것을 회피하기 위해서, 도전부재 표면에 절연막을 사이에 두고 고착시킬 필요가 있기 때문이다.

상기 피복(50)은 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 스페이서(40)의 외부에 결합된 안테나(30)(30a)(30b)의 외부를 보호할 수 있도록, 상부와 하부의 표면에 접착하여 형성한다. 상기 피복(50)의 안테나(30)(30a)(30b) 및 스페이서(40)와 접촉하는 면은 접착제층을 구성하여 접착이 용이하도록 형성한다. 또한 상기 피 복(50)의 안테나(30)(30a)(30b) 및 스페이서(40)와 접촉하지 않는 면은 광고 및 홍보 내용 등이 인쇄되어 사용할 수 있다.

RFID태그의 보관, 운반 및 사용에 있어서, 외부로부터의 응력이나 충격등으로부터 보호하기 위하여 상기 피복(50)이 필요하며, 상기 피복(50)의 외부에서 읽기쓰기단말기등과 RFID태그가 통신을 수행하기 위해서는 용기의 재료로 통신 배리어로 이루어진 전도성부재는 사용하지 않고, 프라스틱 등의 비도전부재를 사용한다. 예를 들면, 다수의 강판에 각각 플라스틱용기에 수용된 RFID태그를 취부하여 개별관리를 수행하는 경우, 강판은 운반이나 보관으로 낙하 또는 도괴(倒壞), 임의의 붕괴 등을 일으키기 쉬워 RFID태그가 손상될 수 있기 때문에 이런 경우에 피복(50)을 사용한다. 또한, 설치된 RFID태그를 외부로부터의 응력이나 충격 등으로부터 보호하기 위해서 그 표면측을 보호체로 씌울 필요가 있지만, 보호체의 외부로부터 읽기쓰기(read write)단말기 등과 RFID태그가 통신을 수행하기 위해서는 보호체의 재료로 통신의 배리어로 이루어진 도전성재료는 사용할 수 없으며, 플라스틱칩등의 비도전성재료를 사용한다.

또한, 상기 안테나(30)(30a)(30b)는 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

금, 은, 구리는 각각 전기전도성이 다르고 비용도 차이나기 때문에 각각 안테나(30)(30a)(30b)에 사용하였을 경우 그 효과도 다르고 생산 단가가 차이나게 된다. 전기 전도성은 은(銀)은 1.5851.7uΩ.cm이며, 구리(銅)의 경우는 1.7uΩ.cm 이다. 그러므로 비용과 용도 효과에 맞춰 생산할 수 있다.

또한, 상기 스페이서(40)는 두께가 0.1∼10㎜인 것을 특징으로 한다.

상기 스페이서(40)의 크기가 두꺼워 지면 메탈태그(10)의 두께가 두꺼워지게 되기 때문에, 상기 메탈태그(10)가 관리 대상 물품에 부착되었을 경우 관리 대상 물품의 운반이나 이동시 또는 타 물건의 이동시에 상기 메탈태그(10)가 쉽게 관리 대상 물품에서 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 상기 스페이서(40)는 스펀지(sponge)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스페이서(40)는 세라믹(ceramics)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스페이서(40)는 테프론으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 스페이서(40)는 세라믹, 스폰지, 테프론 등의 재질로 구성하는 것이 바람직하다.

스폰지(sponge)는 천연고무나 합성수지로 만든 해면(海綿)으로서, 탄성이 있는 해면상의 다공질물질을 말한다. 대표적인 고분자는 폴리우레탄이며, 연질우레탄폼(연질발포폴리우레탄)으로서 제조 사용된다. 발포는 폴리우레탄 제조시에 발생하는 이산화탄소를 이용하여 만드는 경우가 많지만 플론가스 등의 발포제를 병용하기도 한다. 그 밖에 비스코스레이온으로 만드는 비스코스스펀지, 고무를 발포제로 발포시켜 만드는 스펀지고무 등도 있다.

테프론(폴리테트라플루오르에틸렌 ; PTFE)은 결정성수지로 260℃에서의 장기사용에 견디는 내열성이 있고 내약품성, 전기절연성, 고주파특성, 비접착성, 저마찰계수, 난연성 등이 특이한 플라스틱이다. PTFE는 용점 327℃의 결정성 폴리머 로 연속사용온도는 260℃이고 저온(-268℃)에서 고온까지 안정해서 사용할 수 있다. 내약품성은 유기 재료 중에서는 최고로 산, 알칼리, 각종 용제에는 전혀 침해되지 않고, 불소 가스, 용융 알칼리 금속, 3불호염소 등의 특수한 약품에 가혹한 조건에서만 침해되며 가스킷, 패킹, 각종 시일재 등에 이용되고 있다.

기계적 특성에서의 최대 특징은 마찰계수가 작은 것으로 각종 충전재로 보강되며 무급유 슬라이딩재의 베어링(Bearing)등에 사용되고 있다. 또 비접착성도 큰 특징으로 프라이팬이나 각종 강관의 코팅 등에 최적이다.

전기특성, 특히 유전특성은 가장 우수하며, 넓은 주파수도 온도범위에 걸쳐서 안정적이고, 낮은 유전율 및 유전정접을 나타낸다. 내코로나성은 떨어지나 다른 절연 특성도 우수하며 전기·전자부품으로서 통신 컴퓨터 전자기기 등의 부품으로 사용되고 있다.

상기와 같이 구성된 메탈태그는 크기가 가로길이는 8~12㎝, 세로길이는 1~5㎝ 정도가 바람직하며, 상기 안테나(30)(30a)(30b)의 두께는 0.05~1㎝ 정도의 크기가 바람직하다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 메탈태그는 상부안테나와 하부안테나의 사이에 결합되는 RFID칩의 열결을 위해 안테나가 연장되어 스페이서의 측벽이나 외부로 노출되지 않아 외부의 충격으로부터 파손되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 간단하게 스페이서의 결합공의 형성으로 구성이 가능하여 메탈태그를 다양한 형태로 형성이 용이한 효과가 있고, 두께를 최대한 얇은 박판으로 제조할 수 있 으며, 제조공정이 간단하고 생산비가 저렴하면서도 금속성의 목표물품에 부착하여도 수신율이 떨어지지 않도록 하는 매우 유용한 효과가 있다.

Claims

일단에 결합공(31)을 형성한 하부안테나(30);

일단에 결합홈(32)을 형성한 상부안테나(30a);

상기 하부안테나(30)의 결합공(31)과 동일한 크기의 결합공(31b)이 형성된 편안테나(30b);

일단은 상기 상부편안테나(30)의 단부와 결합되고, 타단은 상기 상부안테나(30a)의 결합홈(32)이 구성된 단부에 체결되어 형성되며 단말기와 통신하는 관리 대상 물품의 정보를 담은 RFID 칩(20);

결합공(41)이 수직방향으로 천공되어 구비되고, 상기 결합공(41)의 내부의 벽면에 도전벽(42)이 형성된 스페이서(40);로 구성되어, 상부에 RFID칩(20)과 연결된 상부안테나(30a)와 하부연결안테나(30b)가 하부안테나(30b)의 결합공(31b)이 상기 결합공(41)과 일치하도록 위치되어 구성되고, 하부에 하부안테나(30)의 결합공(31)이 결합공(41)의 일치하도록 위치하여 구성되어, 상기 RFID칩(20)이 상기 안테나(30)(30a)를 통해 활성신호를 발산함으로 자신의 정보를 리더로 전송하여 리더가 상기 RFID칩(20)의 정보를 인지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 메탈태그.
제 1항에 있어서, 상기 스페이서(40)에 상기 안테나(30)(30a)(30b)가 결합된 상태의 상부와 하부의 표면에 절연체의 피복(50)이 추가로 구성되는 것을 특징으로 하는 메탈태그.
제 1항에 있어서, 상기 안테나(30)(30a)(30b) 및 도전벽(42)은 구리(Cu)로 이루어진 것을 특징으로 하는 메탈태그.
제 1항에 있어서, 상기 안테나(30)(30a)(30b) 및 도전벽(42)은 금(Au)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 메탈태그.
제 1항에 있어서, 상기 안테나(30)(30a)(30b) 및 도전벽(42)은 은(Ag)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 메탈태그.
제 1항에 있어서, 상기 스페이서(40)는 두께가 0.1∼10㎜인 것을 특징으로 하는 메탈태그.
제 1항에 있어서, 상기 스페이서(40)는 스펀지(sponge)로 이루어진 것을 특징으로 하는 메탈태그.
제 1항에 있어서, 상기 스페이서(40)는 세라믹(ceramics)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 메탈태그.
제 1항에 있어서, 상기 스페이서(40)는 테프론으로 이루어진 것을 특징으로 하는 메탈태그.