KR101091899B1

KR101091899B1 - Ｒｆｉｄ 태그

Info

Publication number: KR101091899B1
Application number: KR1020050014491A
Authority: KR
Inventors: 장영춘; 왕근호
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2011-12-08
Also published as: KR20060093763A

Abstract

본 발명은 집적회로 칩과 연결된 리드가 단락이 발생하지 않도록 기계적 강도를 높일 수 있는 구조 및 리드의 일부분이 단락이 발생하더라도 집적회로 칩과 안테나 사이를 전기적으로 안정적으로 연결되도록 하는 구조를 가진 RFID 태그를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 집적회로 칩; 내부에 집적회로 칩을 수용하고, 관통 홀이 형성된 PMF 본체와; 관통 홀을 통해 PMF 본체 내외측에 걸쳐 배치되고 집적회로 칩의 동일한 단자와 전기적으로 연결되는 각각의 일단부를 구비하는 적어도 2개의 지선(支線) 리드들을 구비한 내측 리드와, 내측 리드 타단부와 연결된 외측 리드를 포함하는 PMF 리드를 구비하는 RFID 태그를 제공한다.

Description

ＲＦＩＤ 태그{RFID tag}

도 1은 RFID 태그의 구성을 개략적으로 보여주는 평면도이다.

도 2는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도이다.

도 3은 도 2를 상측에서 도시한 평면도이다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 RFID 태그를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 5는 도 4를 상측에서 도시한 평면도이다.

도 6은 도 4에 도시한 PMF 리드의 평면도이다.

도 7a 및 도 7b는 각각 도 6의 변형예를 도시한 평면도들이다.

도 8은 도 4의 변형예를 도시한 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 RFID 태그를 개략적으로 도시한 단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

100, 200: RFID 태그 112, 212: 집적회로 칩

111, 216: 와이어 121: PMF 본체

123, 213: 몰딩재 124: PMF 덮개

130: PMF 리드 131, 231: 내측 리드

131a, 231a: 지선 리드 132, 232: 외측 리드

135: 제1연결부 136: 제2연결부

140, 240: 안테나 213: 코팅 물질

본 발명은 RFID 태그(Radio Frequency IDentification tag)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집적회로 칩과 연결된 리드가 단락이 발생하지 않고 전기적으로 안정적으로 연결되되록 하는 구조가 개선된 RFID 태그에 관한 것이다.

RFID 태그는, 단일 안테나 또는 적어도 하나의 단일 폐루프를 형성하는 안테나와, 적어도 하나의 안테나와 전기적으로 연결된 집적회로 칩을 포함하여 구성되고, 상기 안테나를 통하여 외부로부터의 정보가 집적회로 칩에 저장 및 갱신되거나 집적회로 칩에 저장된 정보가 외부로 송신되는 장치를 말한다.

RFID 태그는 집적회로 칩에 다양한 정보를 입력하여 물류 관리 표식, 전자 신분증, 전자 화폐, 신용 카드 등의 다양한 응용분야에 적용될 수 있다. 이러한 RFID 태그는 접촉식 또는 비접촉방식으로 초기 설정데이터가 입력된다. 즉, 전자 무선 인식 장치 상에 형성된 접촉기판이 단말기의 입력단자와 접촉함으로써 소정의 작동이 수행되어지거나, RFID 태그용 라이터기(writer) 등에 의하여 초기 정보가 기록이 된다. 일단 초기 정보가 기록이 된 후의 실제 사용에 있어서는 무선 주파수를 이용하여 RFID 태그와 단말기 사이의 통신에 의해 비접촉식으로 데이터의 송수신이 이루어진다.

도 1에는 RFID 태그의 구성을 개략적으로 보여주는 평면도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 II-II 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, RFID 태그(10)는 RFID 집적회로 칩(12) 및 안테나(40)를 포함한다. 상기 RFID 집적회로 칩(12)은 상기 안테나(40)와 연결되고, 상기 안테나(40)에 페러데이(Faraday)의 전자기 유도 법칙에 따라 유도되는 전자기장에 의해 발생하는 에너지에 의해 작동하여 소정의 정보를 저장하고 연산한 다. 상기 RFID 집적회로 칩(12)은 골드 와이어(16)를 통해 상기 안테나(40)의 단자(15)와 전기적으로 연결된다.

상기 안테나(40)는 RFID 태그의 테두리를 따라 코일 형상으로 폐회로를 이루도록 형성되고 상기 RFID 집적회로 칩(12)과 연결되어 있다. 이러한 안테나(10)는 소정의 공진주파수를 가지도록 설계되어 리더기(미도시)와의 무선통신을 통해 새로운 정보를 수신하여 상기 집적회로 칩(12)에 저장하거나, 저장된 정보를 리더기로 송신한다.

도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 안테나(40)가 폐회로를 이루도록 하기 위해서, 코일 형상으로 배치된 상기 안테나(40)의 양 단부(40a, 40b)는 알루미늄 포일(aluminum foil)(15)과 크림핑(crimping)연결부(14)를 통해 연결될 수 있다. 또한 송수신 모듈을 포함하는 집적회로 칩(12)과 안테나를 연결하는 구조를 보호하기 위해, 액상의 코팅 물질(13)을 사용한다.

그런데 도 3에 도시된 바와 같이, 집적회로 칩과 연결되는 안테나가 단선으로 이루어짐으로써, 외부적인 스트레스에 의하여 안테나의 한 선이 끊어져 단락(B)이 발생하는 경우에 집적회로 칩(12)과 안테나(40)가 연결되지 않게 되는데, 이러한 현상은 외측 리드의 길이가 길수록 그 기계적 강도가 감소함으로써 상기 집적회로 칩과 안테나를 연결하는 연결부에서 심하게 나타난다. 이로 인하여 집적회로 칩의 손상이 없음에도 불구하고 RFID 태그를 교체하여야 하여서 추가적인 비용 및 교체 작업이 필요하게 된다.

이와 더불어, 이러한 코팅 물질(13)을 사용하는 종래의 방법에서는 액상의 코팅 물질을 취급하기 때문에 각별한 주의를 요하기 때문에 작업 과정이 비효율적인 문제점이 있다. 또한, 보호 구조가 연결 부분의 전자기적인 특성을 해치지 않아야 하기 때문에 다양한 방법의 코팅이나 몰딩 방법을 적용하기 어려운 난점이 있어왔다. 이에 이를 개선할 수 있는 새로운 집적회로 칩의 보호 구조 및 이를 구비한 RFID 태그를 개발할 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 집적회로 칩과 연결된 리드가 단락이 발생하지 않도록 기계적 강도를 높일 수 있는 구조를 가진 RFID 태그를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 리드의 일부분이 단락이 발생하더라도 집적회로 칩과 안테나 사이를 전기적으로 안정적으로 연결도록 하는 구조를 가진 RFID 태그를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 더 다른 목적은, 별도의 코팅 물질이 필요하지 않거나, 액상의 코팅 물질을 사용하더라도 작업이 효율적으로 편리하게 이루어질 수 있는 집적회로 칩의 보호 구조를 구비한 RFID 태그를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1실시예에 따른 RFID 태그는: 집적회로 칩과; 내부에 상기 집적회로 칩을 수용하고, 관통 홀이 형성된 PMF 본체와; 상기 관통 홀을 통해 상기 PMF 본체 내외측에 걸쳐 배치되고 상기 집적회로 칩의 동일한 단자와 전기적으로 연결되는 각각의 일단부를 구비하는 적어도 2개 의 지선(支線) 리드들을 구비한 내측 리드와, 상기 내측 리드 타단부와 연결된 외측 리드를 포함하는 PMF 리드를 구비한다.

여기서, 상기 지선 리드들의 일단부들을 서로 연결하는 제1연결부를 더 구비하고, 상기 집적회로 칩의 단자는 상기 제1연결부와 전기적으로 연결될 수 있는데, 이 경우, 상기 제1연결부와 상기 집적회로 칩의 단자는 와이어 본딩되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 지선 리드들의 중앙부간을 서로 연결하는 적어도 하나의 제2연결부를 더 구비할 수도 있다.

상기 PMF 본체 내부에는 몰딩재가 채워지고 PMF 덮개에 의해 외부와 차단된 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 보다 상세히 설명한다. 이하에서 언급되는 부재 중 종래의 경우와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부재번호를 사용한다.

도 4에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 RFID 태그(100)를 개략적으로 보여주는 단면도가 도시되어 있다.

도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 RFID 태그(100)는 PMF(Pre-Molded Frame) 본체(121)와, PMF 리드(130)와, 집적회로 칩(112)을 포함한다. PMF 본체(121)는 집적회로 칩(112)을 내부에 수용하는 것으로, 관통 홀이 형성된다.

PMF 리드(130)는 내측 리드(131)와 외측 리드(132)를 구비하는데, 내측 리드(131)는 집적회로 칩(112)과 직접 연결된 것으로 PMF 본체(121)에 일부가 수용되고, 외측 리드(132)는 안테나와 연결된다.

상기 PMF 본체(121)에는 몰딩재(123)가 채워지고, PMF 덮개(124)에 의하여 외부와 차단될 수 있다. 이 경우 상기 PMF 본체(121)와, PMF 덮개(124)와, PMF 리드(130)들을 포함하여 하나의 PMF 케이스를 이룰 수 있다. 즉, 상기 PMF 케이스는, 상기 집적회로 칩(112)을 내부에 수용하는 PMF 본체(121), 상기 PMF 본체(121)의 내측과 외측에 걸쳐 배치되는 PMF 리드(130) 및 상기 PMF 본체(121)를 덮어 외부와 상기 집적회로 칩(112)이 수용된 공간을 차단하는 PMF 덮개(124)로 구성되어서, 상기 집적회로 칩(112)을 수용하여 외부와 차단함으로써 상기 집적회로 칩(112) 및 상기 집적회로 칩(112)이 전기적으로 외부와 연결되는 연결 부분을 보호하는 기능을 한다.

상기 PMF 본체(121), PMF 리드(130) 및 PMF 덮개(124)는 집적회로 칩(112)의 보호 구조의 전자기적 특성에 영향을 주지 않기 위해 고분자 재료로 만들어질 수 있고, 소형 금형을 이용하여 사출성형 등의 방식으로 제작될 수 있다.

상기 집적회로 칩(112)은 상기 PMF 본체(121) 내에서 상기 PMF 리드(130)와 와이어 본딩 등의 방법으로 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 집적회로 칩(112)과 상기 PMF 리드(130)와의 연결 부분은 상기 PMF 본체(121) 위에 덮이는 PMF 덮개(124)에 의해 외부와 차단되어 보호된다. 상기 PMF 케이스 내의 공간에는 단순히 공기가 채워진 상태로 유지되거나 또는 별도의 몰딩재(123) 등이 채워질 수 있다. 상기 몰딩재로는 실리콘이나 에폭시 계열의 겔 타입 물질이나 액상 코팅 물질이 사용될 수 있다.

상기와 같은 집적회로 칩의 보호 구조에서 외부로 돌출된 상기 PMF 리드(230)의 일부분이 안테나(140)와 전기적으로 연결되어 RFID 태그를 구성하게 된다. 여기에 사용되는 안테나는 상기 PMF 리드(130)와 동일하게 제작된 안테나, PET, Pi 또는 종이 위에 프린팅(printing)이나 에칭(etching)되어 만들어진 안테나가 모두 포함된다.

도 5를 참조하면, 내측 리드(131)는 적어도 2개의 지선(支線) 리드(131a)들을 구비한다. 이 경우 각각의 지선 리드(131a)들은 상기 관통 홀을 통해 상기 PMF 본체(121) 내외측에 걸쳐 배치되고, 그 일단부는 각각 상기 집적회로 칩(112)의 하나의 단자(115)와 전기적으로 연결된다. 상기 각각의 지선 리드(131a)들은 동일한 외측 리드(132)와 연결된다. 이 경우, 상기 집적회로 칩(112)과 내측 리드(131)들은 골드 와이어(111)에 의하여 와이어 본딩될 수 있다.

본 발명에 의하면, 지선 리드(131a) 각각이 하나의 집적회로 칩(112)에 구비된 하나의 단자(115)와 연결되어 있다. 따라서, 상기 지선 리드(131a) 중 하나가 기구적인 스트레스를 받아서 단락(B)이 되는 경우에도, 다른 지선 리드가 집적회로 칩(112)과 외측 리드(132)간을 연결하고 있음으로써, 전체 RFID 태그(130) 전체의 단락을 방지할 수 있다.

이와 더불어 상기 안테나(140)와 집적회로 칩(112)을 연결하는 부분으로서 기계적 강도가 다른 부분보다 떨어지는 부분을, 하나의 리드가 아닌 적어도 두 개 이상의 지선 리드(131a)로 연결시킴으로써, 그 부분의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

이 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 지선 리드(131a)들이 상기 집적회로 칩(112)과 인접한 일단부는, 제1연결부(135)에 의하여 서로 연결되는 것이 바람직하고, 이 경우 상기 제1연결부(135)가 각각의 지선 리드(131a)들과 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인하여 상기 지선 리드(131a) 중 적어도 일부가 파손 시에도 전기적 연결을 유지할 수 있을 뿐만 아니라 기계적 강도도 높일 수 있다.

본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 도 7a에 도시된 바와 같이 제1연결부(135)가 형성되지 않고, 각각의 지선 리드(131a)들이 각각 별도로 집적회로 칩의 하나의 단자(115)와 연결될 수도 있으며, 이 경우에도 기계적 강도가 증가하는 효과를 얻을 수 있다.

PMF 리드(130)의 기계적 강도 및 전기적 연결성을 더욱 더 향상시키기 위해서는 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 지선 리드(131a)들의 중앙부들을 서로 연결하는 제2연결부(136)가 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 지선 리드(136)들의 일단부들은 제1연결부(135)에 의하여 서로 연결될 수도 있다.

한편, 상기 PMF 리드(130)의 일부분이 안테나(140)와 전기적으로 연결되는 구조 외에도, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 외측 리드(132) 및 내측 리드(131)가 안테나(140)의 일부로서, 상기 안테나(140)가 직접 집적회로 칩(112)과 연결될 수 있다. 즉, 안테나(140)의 상기 집적회로 칩(112)과 인접하는 단부가 적어도 양갈래로 갈라지도록 하여서 각각 지선 리드(131a)가 되도록 형성시킬 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 구조와 동일한 구조로서 도 9에 도시된 바와 같이, 집적회로 칩(212)과 안테나(미도시)를 연결하는 구조를 보호하기 위해 PMF 케이스를 사용하지 않고, 액상의 코팅 물질(213)을 사용할 수도 있다. 즉, 상기 코팅 물질(213)이 집적회로 칩(212) 및 상기 집적회로 칩(212)과 연결된 안테나(240)의 일단에 형성된 내측 리드(231) 일부를 수용하고 있다. 이 경우, 상기 내부 리드(231) 타단부 각각은 외측 리드(232)와 연결되어 있다. 이 경우, 상기 내측 리드(231) 및 집적회로 칩(212)은 골드 와이어(216)에 의하여 와이어 본딩될 수 있다.

이 경우에도 상기 내측 리드(231)가 적어도 2개의 지선(支線) 리드(231a)들을 구비한다. 따라서, 하나의 내측 리드(231)의 지선 리드(231a) 일부분이 단락(B)시에도 다른 지선 리드(231a)가 연결됨으로써 본 발명의 제1실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

상기 지선 리드(231a)들의 일단부들을 서로 연결하며 도전성을 가진 제1연결부를 더 구비하고, 상기 집적회로 칩(212)의 단자는 상기 제1연결부(235)와 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 지선 리드(235)들의 중앙부간을 서로 연결하는 적어도 하나의 제2연결부(미도시)를 더 구비할 수도 있는데, 이는 본 발명의 제1실시예에 따른 PMF 리드와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 집적회로 칩과 연결된 리드들이 기계적 연결 강도가 커짐으로써, 리드 일부분이 단락될 가능성이 종래에 비하여 작다. 또한, 상기 리드 일부분이 단락되더라도 전기적 연결을 유지함으로써, RFID 태그 수명이 길어지게 되며 비용이 저감할 있다.

또한, 집적회로 칩과 안테나 또는 PMF 리드와의 전기적인 연결 부분을 보호하기 위해 별도의 코팅 물질이 필요하지 않거나, 액상의 코팅 물질을 사용하더라도 작업이 효율적으로 편리하게 이루어질 수 있는 RFID 태그를 구현할 수 있다.

이와 더불어, 집적회로 칩의 보호 구조 내에 구비되는 집적회로 칩과 그 전기적 연결 부분의 전자기적인 특성을 보호할 수 있는 RFID 태그를 제공할 수 있다.

한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 한다.

Claims

집적회로 칩;

내부에 상기 집적회로 칩을 수용하는 홀이 형성된 PMF 본체; 및

상기 홀을 관통하여 상기 PMF 본체 내외측에 걸쳐 배치되고 상기 집적회로 칩의 단자와 전기적으로 연결되는 각각의 일단부를 구비하고 각각은 적어도 2개의 지선(支線) 리드들을 구비한 내측 리드와, 상기 지선 리드들과 전기적으로 연결된 외측 리드를 포함하는 PMF 리드를 포함하는 RFID 태그.
제 1 항에 있어서,

상기 PMF 본체 내부에는 몰딩재가 채워지고 PMF 덮개에 의해 외부와 차단된 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
제 1 항에 있어서,

상기 내측 리드 및 상기 외측 리드는 안테나의 일부로서 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 RFID 태그.