KR101091905B1 - Ｒｆｉｄ 태그 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, RFID 태그와 결합되는 외부 물질, 예를 들어 타이어의 내부 고무와의 사이에 우수한 접착력을 가지는 구조를 가진 RFID 태그를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은: 양면에 안테나 패턴이 형성된 절연성 박막필름과; 박막필름의 적어도 일측에 배치되고 안테나와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 RFID 칩과; 절연성 박막필름의 상하면의 안테나 패턴을 상호 연결하는 적어도 하나의 통전부를 구비하고, 박막필름과 안테나 패턴의 폭이 실질적으로 동일한 RFID 태그를 제공한다.

Description

ＲＦＩＤ 태그{RFID tag}
도 1은 종래의 RFID 태그를 상측에서 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 RFID 태그의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RFID 태그를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 RFID 태그의 상부로부터 도시한 평면도이다.
도 5는 도 3의 RFID 태그의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: RFID 태그 110: 전도성 와이어
130: 제1안테나 131: 제1상면부
132: 제1하면부 140: 제2안테나
141: 제2상면부 142: 제2하면부
150: RFID 칩 153: 제1전극
154: 제2전극 160: 박막필름
I: 인터메탈릭 컴파운드
본 발명은 타이어 장착용 RFID 태그(Radio Frequency IDentification tag)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어 등의 외부 물체에 접착되는 경우, 그 접착력이 우수한 구조를 가진 RFID 태그에 관한 것이다.
근래에는 무선 통신 기술이 유통 분야를 포함한 전 산업 분야에서 폭 넓게 사용되고 있으며, 무선 통신 기술의 일례로서, 스마트 카드 및 무선 인식(RFID, radio frequency identification) 등의 기술 분야가 있다.
이러한 무선 통신 기술은 상품에 대한 정보를 무선으로 얻기 위해 사용될 수 있는데, 이를 위해 무선 통신 시스템은 상품에 부착되는 트랜스폰더(transponder) 및 트랜스폰더와 무선 통신하는 리더기(reader)를 구비한다. 트랜스폰더에는 안테나 및 RFID 칩이 구비되어, 리더기로부터의 정보가 상기 안테나를 통하여 RFID 칩에 저장 및 갱신되고, RFID 칩에 저장된 정보가 안테나를 통하여 리더기로 송신된다.
무선 통신 기술이 적용될 수 있는 상품 중 타이어의 경우에는 타이어에 가해지는 압력이나 온도 등과 같은 작동환경이 적정하게 통제되지 않으면, 타이어의 제조과정이나 차량의 운행 중에 타이어의 파손 및 이에 따른 차량사고의 위험이 있는바, 타이어의 작동환경이 수시로 모니터링될 필요성이 크다.
도 1에는 종래기술에 의한 RFID 태그가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 RFID 태그의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 RFID 태그는 박막필름(11), 상기 박막필름(11) 상에 형성된 안테나(10), 안테나(10)에 본딩된 RFID 칩(50)을 포함한다. 상기 박막필름(11)은 PI(Polyimide) 등의 고분자 소재로 형성된다. 상기 안테나(10)는 박막필름(11) 상에 동박층이나 알루미늄 박층을 적층하고, 에칭함으로써, 형성될 수 있다.
도 2에서 볼 수 있듯이, 상기 안테나(10)의 단부에는 RFID 칩(50)이 와이어 본딩(wire bonding)될 수 있다. 보다 상세하게, RFID 칩(50) 및 안테나(10) 사이를 골드 와이어(20)로 연결하여서, 양자(50, 10)가 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 RFID 칩(50) 및 안테나(10)는 몰딩부(30)에 의해 매립된다. 이 몰딩부(30)는 통상 EMC(epoxy molding compound) 소재로 이루어지며 상기 RFID 칩 및 안테나의 상기 RFID 칩 연결부를 상측에서 매립한다.
이런 구조의 RFID 태그가 타이어 내부에 삽입되는 경우, 상기 박막필름이 타이어의 내부 고무와 계면 접착된다. 그런데, 이 박막필름은 타이어의 내부 고무와 잘 접착되지 않는다. 이로 인하여 주행 시에 타이어의 내부 고무와 RFID 태그 사이가 결합력이 상실되거나 물리적으로 분리되는 디라미네이션(delamination)이 발생하게 된다. 이는 결과적으로 RFID 태그의 파손을 야기시키고, 이와 더불어 상기 RFID 태그가 이물질로 작용함으로써 타이어 내부의 크랙으로 인하여 타이어가 터지는 현상이 발생한다.
특히, 상기 RFID 태그에 구비된 안테나의 길이는 주파수에 따라서 일정 이상의 길이를 유지하여야 하며, 이에 따라서 상기 안테나 하면에 위치한 박막필름 또한 상기 안테나를 지지하기 위해서 일정 이상의 면적을 유지하여야 하며, 이로 인하여 상기 박막필름이 타이어의 내부 고무와 접촉되는 면적이 커지게 됨으로써, 상기 디라미네이션 문제가 더욱 심각하여 진다.
본 발명은 이러한 문제점을 포함한 여러 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 사이즈가 최소화될 수 있는 구조를 가진 RFID 태그를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, RFID 태그와 결합되는 외부 물질, 예를 들어 타이어의 내부 고무와의 사이에 우수한 접착력을 가지는 구조를 가진 RFID 태그를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RFID 태그는: 양면에 안테나 패턴이 형성된 절연성 박막필름과; 상기 박막필름의 적어도 일측에 배치되고 상기 안테나와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 RFID 칩과; 상기 절연성 박막필름의 상하면의 안테나 패턴을 상호 연결하는 적어도 하나의 통전부를 구비하고, 상기 박막필름과 상기 안테나 패턴의 폭이 실질적으로 동일한 것을 특징으로 한다.
상기 안테나의 표면이 산화 처리된 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 통전부는 상기 박막필름을 관통하여 형성된 인터메탈릭 컴파운드에 의해 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
한편, 타이어 이력 관리용 태그인 것이 바람직하다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RFID 태그를 도시한 사 시도이고, 도 4는 도 3 RFID 태그 상면을 도시한 평면도이고, 도 5는 도 3의 RFID 태그의 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 RFID 태그(100)는 박막필름(160)과, 제1안테나(130)와, 제2안테나(140)와, RFID 칩(150)을 구비한다. 이 경우, RFID 태그(100)는 타이어의 이력 관리용 태그일 수 있다. 즉, 타이어는 이에 가해지는 압력이나 온도 등과 같은 작동환경이 적정하게 통제되지 않으면, 타이어의 제조과정이나 차량의 운행 중에 타이어의 파손 및 이에 따른 차량사고의 위험이 있는바, 타이어의 작동환경이 수시로 모니터링될 필요성이 크며, 이를 위하여 RFID 태그를 상기 타이어 내에 접착되도록 설치할 수 있다.
박막필름(160)은 PI(Polyimide), PET(Polyethylene Terephthalate), PVC(Polyvinyl chloride), PE(Polyethylene) 등의 고분자 소재로 형성될 수 있다.
상기 박막필름(160)의 적어도 일측에는 RFID 칩(150)이 배치된다. 이 RFID 칩(150)은 각각 서로 다른 단자인 제1전극(153) 및 제2전극(154)을 가진다. 이 경우, 상기 제1전극(153) 및 제2전극(154)은 각각 적어도 하나 이상일 수 있다.
상기 RFID 칩(150)의 제1전극(153)은 제1안테나(130)와 전기적으로 연결되고, 상기 RFID 칩(150)의 제2전극(154)은 제2안테나(140)와 연결된다. 상기 제1, 2안테나(130, 140)는 소정의 작동 주파수를 수신 또는 송신하는 기능을 하는데, 서로 도통하지 않는 투폴(two-pole) 타입의 안테나일 수 있다. 이러한 제1, 2안테나(130, 140)는 반도체 제조공정에서 사용되는 리드 프레임의 리드들로 형성될 수 있다.
상기 제1안테나(130) 및 제2안테나(140)는 각각 RFID 칩(150)의 제1전극(153) 및 제2전극(154)과 본딩되어서, RFID 칩(150)과 전기적으로 연결된다. 상기 본딩 결합의 하나의 예로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1, 2안테나(130, 140)와 RFID 칩(150)이 와이어 본딩(wire bonding) 결합될 수 있다. 즉, RFID 칩(150)에 형성된 제1전극(153)과 제1안테나(130)의 일단부에 형성된 은(Ag) 도금층이, 전도성 와이어(110)를 통해 서로 도통 되도록 할 수 있고, 이와 더불어 RFID 칩(150)에 형성된 제2전극(154)과, 제2안테나(140)의 일단부에 형성된 은(Ag) 도금층이, 전도성 와이어(110)를 통해 서로 도통 되도록 할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1안테나(130) 및 제2안테나(140)가 각각 RFID 칩(150)과 와이어 본딩되는 경우, 전도성 와이어(110)가 일정 수준의 유연성을 확보함으로써 약간의 이동이 있는 경우에도 우수한 본딩성을 유지할 수 있게 된다. 본 발명은 이와 달리 이방성 전도물질에 의하여도 안테나와 RFID 칩이 연결될 수도 있으며, 이와 더 다른 방법도 가능하다.
상기 제1안테나(130), 및 제2안테나(140)는 박막필름(160) 상면 및 하면에 동 박층이나 알루미늄 박층을 적층하여 형성되어질 수 있고, 그 후에 상기 동 박층이나 알루미늄 박층을 에칭함으로써 형성될 수도 있다.
이 경우, 상기 제1안테나(130)는 제1상면부(131)와 제1하면부(132)를 구비하는데, 제1상면부(131)는 상기 박막필름(160)의 일측 상면에 형성되고, 제1하면부(132)는 상기 박막필름(160)의 일측 하면에 형성된다. 이와 더불어, 상기 제2안테나(140)는 제2상면부(141)와 제2하면부(142)를 구비하는데, 상기 제2상면부(141)는 상기 박막필름(160)의 일측과 다른 방향인 타측의 상면에 형성되고, 상기 제2하면부(142)는 상기 박막필름(160)의 타측 하면에 형성된다. 이 경우, 상기 제1하면부(141)와 제2하면부(142)가 서로 전기가 통하지 않기 위해서는, 특히 도 5에 도시된 바와 같이, 제1하면부(141)와 제2하면부(142) 사이가 일정 거리 이상 유격(K)을 가지고 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1안테나(130) 및 제2안테나(140)는 박막필름(160) 상면뿐만 아니라 하면까지 형성된다. 따라서, 종래의 안테나에 비하여, 상기 제1안테나(130) 및 제2안테나(140)를 지지하는 박막필름(160)의 크기가 반으로 줄어들 수 있음으로써, RFID 태그(100)의 총 사이즈가 줄어들게 든다. RFID 태그(100)는 타이어 등의 외부 물체에 내장되며, 따라서 외부 물체와 다른 이물질로 작용하게 된다. 따라서 RFID 태그(100)의 총 사이즈가 줄어들게 됨으로써, 타이어가 이물질로 인하여 펑크난다는지 등의 오류가 줄어들게 된다.
또한, 통상 PI 등의 고분자 수지로 이루어진 박막필름(160)은 공지된 바와 같이 타이어 내부 고무와 접착력이 우수하지 못하다. 그런데 본 발명에 따른 RFID 태그(100)는, 타이어 내부에 설치되는 경우 내부 고무에 노출되는 박막필름(160)의 면적이 최소화될 수 있음으로써 타이어와의 접착력을 증가시킬 수 있다. 이는 결과적으로 RFID 태그와 내부 고무 사이에 디라미네이션 현상을 방지할 수 있다.
이 경우, 상기 박막필름(160) 상하면에 형성된 상기 제1안테나(130) 및 제2안테나(140)가 타이어 내부 고무와 직접 접촉된다. 통상, 금속을 산화 처리를 행함으로써 공지된 바와 같이 마찰력이 좋아지며 고무 재료와의 접착력이 우수하여진 다. 따라서 상기 금속 재질의 제1안테나(130) 및 제2안테나(140)와 내부 고무와의 접착력을 향상시키기 위하여는, 제1안테나(130) 및 제2안테나(140)를 산화(oxide) 처리 하는 것이 바람직하다. 본 발명은 산화 처리에 한정되는 것은 아니고, 상기 산화 처리와 동일한 효과를 내는 대체 공법을 사용할 수도 있으며 이의 하나의 예를 들면, 상기 제1안테나(130) 및 제2안테나(140)는 각각 황동(brass) 코팅 처리될 수 있다.
한편, 상기 제1안테나(130)의 제1상면부(131)는 상기 제1하면부(132)의 직 상부에 형성될 수 있다. 이로 인하여 상기 제1안테나(130)가 차지하는 면적이 최소한으로 할 수 있다. 이와 더불어, 상기 제2안테나(140)의 제2상면부(141)가 상기 제2하면부(142)의 직 상부에 형성되도록 함으로써 상기 제2안테나(140)가 차지하는 면적이 최소한으로 될 수 있다.
또한, 상기 제1상면부(131) 및 제2상면부(141)를 지지하는 박막필름(160)의 하면에 곧바로 제1하면부(132) 및 제2하면부(142)를 형성시킬 수 있음으로써, 상기 박막필름(160)의 크기도 감소하게 되어서 결과적으로 이물질로 인식되는 RFID 태그가 최소한으로 될 수 있다.
또한, 상기 제1안테나(130)의 제1상면부(131)가 상기 제1하면부(132)의 직 상부에 형성되고, 상기 제2안테나(140)의 제2상면부(141)가 상기 제2하면부(142)의 직 상부에 형성된다면, 상기 박막필름(160)의 폭을 제1안테나(130) 및 제2안테나(140)의 폭과 실질적으로 동일하게 형성시킬 수 있으며, 이로 인하여 타이어의 내부 고무와 결합력이 우수하지 않는 박막필름(160) 대신 상대적으로 타이어 내부 고 무와의 접촉력이 우수한 제1안테나(130) 및 제2안테나(140)가 타이어 내부 고무와 접촉되도록 함으로써, RFID 태그(100)와 타이어 간의 결합력이 우수하게 되므로, 상기 RFID 태그와 타이어가 물리적으로 분리되는 이런바 디라미네이션 현상이 일어나지 않게 된다.
한편, 상기 제1안테나(130)의 제1상면부(131)와 상기 제1하면부(132) 사이는 제1연결부에 의하여 연결되고(133), 상기 제2안테나(140)의 제2상면부(141) 및 상기 제2하면부(142) 사이는 제2연결부(143)에 의하여 전기적으로 연결된다.
이런 제1연결부(133) 및 제2연결부(143)는 각각 상기 박막필름(160)을 관통하여 형성된 인터메탈릭 컴파운드(I)인 것이 바람직하다. 즉, 제1안테나(130)의 제1상면부(131) 단부는 제1하면부(132) 단부와 상하면에 대응되는 위치에 형성되는데, 이렇게 형성된 제1상면부 단부와 제1하면부 단부는 크림핑(crimping)에 의해 전기적으로 연결된다. 이와 더불어, 상기 제2안테나(140)의 제2상면부(141) 단부는 제2하면부(142) 단부와 상하면에 대응되는 위치에 형성되는데, 이렇게 형성된 제2상면부(141) 단부와 제2하면부(142) 단부는 크림핑(crimping)에 의해 전기적으로 연결된다.
이 경우, 크림핑은 가압수단(미도시)에 초음파 진동을 부가함으로써, 상기 제1상면부(131)와 제1하면부(132) 사이, 및 제2상면부(141)와 제2하면부(142) 사이에 박막필름(160)을 통과하는 인터메탈릭 컴파운드(inter-metallic compound, I)를 형성하여, 제1안테나(130)의 제1상면부(131)와 제1하면부(132) 사이 및 제2상면부(141)와 제2하면부(142) 사이를 전기적으로 연결하는 공정이다.
이상 상기한 바와 같은 구조를 가진 본 발명에 의하면, 타이어의 이물질로 작용할 수 있는 RFID 태그의 총 사이즈가 감소하게 되어서, 외부의 외력에 따른 타이어의 파손을 방지할 수 있다.
또한, RFID 태그의 상기 타이어와 접촉되는 부위와 타이어 간의 접착력을 증가시킴으로써, 주행시 타이어 고무와 RFID 태그 사이에 디라미네이션이 발생하는 것을 방지한다. 따라서 타이어 내부에 정해진 위치에 RFID 태그가 위치하게 되어서, RFID 태그의 불량을 방지하고, 타이어 내부에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
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 (4)

  1. 양면에 안테나 패턴이 형성된 절연성 박막필름;
    상기 박막필름의 적어도 일측에 배치되고 상기 안테나와 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 RFID 칩; 및
    상기 절연성 박막필름의 상하면의 안테나 패턴을 상호 연결하는 적어도 하나의 통전부;를 구비하고,
    상기 통전부는 상기 RFID 칩과 이격되어 위치하며,
    상기 박막필름과 상기 안테나 패턴의 폭이 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나의 표면이 산화 처리된 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 통전부는 상기 박막필름을 관통하여 형성된 인터메탈릭 컴파운드에 의해 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    타이어 이력 관리용 태그인 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
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