KR101617459B1 - 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그에 관한 것이다.
즉, 본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그는 베이스 필름과; 상기 베이스 필름 상부에 형성된 박막 배터리 적층막과; 상기 박막 배터리 적층막 상부에 형성된 안테나용 도전성 페이스트막과; 상기 박막 배터리 적층막 및 안테나용 도전성 페이스트막 각각과 연결된 RFID(Radio-Frequency IDentification) IC 칩을 포함한다.
태그, 배터리, 안테나, 페이스트, 적층, 인쇄, RFID

Description

박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그 { Semi-passive tag with thin film battery }
본 발명은 공간 효율성을 증대시킬 수 있는 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그(Semi-passive tag)에 관한 것이다.
무선 데이터 인식기술인 RFID(Radio Frequency IDentification)는 물체나 동물 또는 사람 등을 식별하기 위해서 전자기 스펙트럼 부분의 무선 주파수 내에 전자기 또는 정전기 커플링 사용을 통합시킨 기술이다.
RFID는 바코드를 대체할 기술로서 산업계에서의 사용이 점차 늘고 있다. RFID의 장점은 직접 접촉을 하거나 가시대역 상에 스캐닝을 할 필요가 없다는 점이다.
RFID 시스템은 안테나, 리더기 및 트랜스폰더(transponder)라고도 불리는 태그(tag)로 이루어진다.
안테나는 태그를 활성화시키기 위한 신호를 전달하기 위해 무선 주파수 전파 를 사용한다.
태그가 활성화되면, 태그가 가지고 있던 데이터를 안테나로 전송한다.
그 후, 안테나는 리더기에 연결되어 태그로부터 데이터를 수신함으로써 RFID를 이용한 데이터 전송이 이루어진다.
여기서 태그는 능동형(active)과 수동형(passive)으로 구분되며 능동형 태그는 리더기로부터 수십m의 거리를 초과하는 범위에서도 데이터 전송이 가능하고 수동형 태그는 수m의 가까운 거리에서만 데이터 전송이 가능하다.
본 발명은 공간 효율성을 증대시킬 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명은,
베이스 필름과;
상기 베이스 필름 상부에 형성된 박막 배터리 적층막과;
상기 박막 배터리 적층막 상부에 형성된 안테나용 도전성 페이스트막과;
상기 박막 배터리 적층막 및 안테나용 도전성 페이스트막 각각과 연결된 RFID(Radio-Frequency IDentification) IC 칩을 포함하는 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그가 제공된다.
또한, 본 발명은,
베이스 필름과;
상기 베이스 필름 상부에 형성된 제 1 박막 배터리와;
상기 제 1 박막 배터리 상부에 형성된 제 1 안테나와;
상기 제 1 박막 배터리와 이격되어 상기 베이스 필름 상부에 형성된 제 2 박막 배터리와;
상기 제 2 박막 배터리 상부에 형성된 제 2 안테나와;
상기 제 1과 2 박막 배터리 및 상기 제 1과 2 안테나와 전기적으로 연결된 RFID IC 칩을 포함하는 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그가 제공된다.
본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그는 박막 배터리 적층막 상부에 안테나용 도전성 페이스트막이 형성되어 있어 배터리와 안테나의 공간 효율성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명은 베이스 필름 상부에 박막 배터리와 안테나를 인쇄 공정을 수행하여 간단하게 적층함으로써, 배터리와 안테나를 하나의 공정으로 구현하여 제조 공정의 단순화를 달성할 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그(Semi-passive tag)의 개략적인 단면도이다.
박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그는 베이스 필름(100)과; 상기 베이스 필름(100) 상부에 형성된 박막 배터리 적층막(200)과; 상기 박막 배터리 적층막(200) 상부에 형성된 안테나용 도전성 페이스트막(320)과; 상기 박막 배터리 적층막(200) 및 안테나용 도전성 페이스트막(320) 각각과 연결된 RFID(Radio-Frequency IDentification) IC 칩을 포함하여 구성된다.
상기 도전성 페이스트막(320)은 Ag가 함유된 페이스트막으로 구현할 수 있다.
여기서, 상기 박막 배터리 적층막(200)과 상기 안테나용 도전성 페이스트막(320) 사이에는 절연층(310)이 개재된다.
즉, 상기 박막 배터리 적층막(200)과 상기 안테나용 도전성 페이스트막(320)가 전기적으로 쇼트(Short)되는 것을 방지하기 위해 절연층(310)이 개재된다.
상기 도전성 페이스트막(320)은 세미 패시브 태그의 안테나이며, 도 1에는 본 발명의 기술적인 특징을 부곽시키기 위해 RFID IC 칩은 도시되어 있지 않다.
그리고, 도 1은 도전성 페이스트막(320)이 분할되어 있지 않고 단일막으로 이루어져 있으므로, 모노폴(Monopole)안테나를 구비한 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그로 활용될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그는 상기 박막 배 터리 적층막(200) 상부에 안테나용 도전성 페이스트막(320)이 형성되어 있어 배터리와 안테나의 공간 효율성을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 적용된 박막 배터리의 일례를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명에서 박막 배터리는 다양한 구조로 적용될 수 있으며, 그 일례의 박막 배터리 적층막으로 제 1 도전층(210)과; 상기 제 1 도전층(210) 상부에 형성된 전해질(230)과; 상기 전해질(230) 상부에 형성된 제 2 도전층(250)을 포함하여 구현할 수 있다.
상기 제 1 도전층(210)과 제 2 도전층(250)은 다른 극성을 갖는 전극이며, 예컨대, 상기 제 1 도전층(210)이 양극 전극이면, 상기 제 2 도전층(250)은 음극 전극이다.
그리고, 상기 전해질(230)은 폴리머 전해질(Polymer electrolyte)이고, 고상(固相) 또는 겔(Gel) 상태이므로, 액체 전해질의 단점인 누수 발생 가능성이 없다.
도 3은 본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그의 다른 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그는 베이스 필름(100)과; 상기 베이스 필름(100) 상부에 제 1 도전층(210), 금속 산화막(220), 전해질(230), 금속 산화막(240), 제 2 도전층(250), 절연층(310)과 도전성 페이스트막(320)을 순차적으로 인쇄하여 구현할 수 있다.
즉, 상기 제 1 도전층(210), 금속 산화막(220), 전해질(230), 금속 산화막(240)과 제 2 도전층(250)은 박막 배터리 적층막(200)이고, 상기 도전성 페이스트막(320)은 안테나이다.
그리고, 상기 박막 배터리 적층막(200) 및 안테나용 도전성 페이스트막(320) 각각과 RFID IC 칩을 전기적으로 연결한다.
이와 같이, 본 발명은 베이스 필름 상부에 박막 배터리와 안테나를 인쇄 공정을 수행하여 간단하게 적층함으로써, 배터리와 안테나를 하나의 공정으로 구현하여 제조 공정의 단순화를 달성할 수 있는 장점이 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다이폴(Dipole) 안테나를 구비한 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
이 실시예는 안테나가 2개인 다이폴 안테나를 갖는 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그로, 베이스 필름(100)과; 상기 베이스 필름(100) 상부에 형성된 제 1 박막 배터리(201)와; 상기 제 1 박막 배터리(201) 상부에 형성된 제 1 안테나(300a)와; 상기 제 1 박막 배터리(201)와 이격되어 상기 베이스 필름(100) 상부에 형성된 제 2 박막 배터리(202)와; 상기 제 2 박막 배터리(202) 상부에 형성된 제 2 안테나(300b)와; 상기 제 1과 2 박막 배터리(201,202) 및 상기 제 1과 2 안테나(300a,300b)와 전기적으로 연결된 RFID IC 칩(500)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 1 박막 배터리(201)와 제 1 안테나(300a)는 상기 베이스 필름(100) 상부에서 순차적인 인쇄공정으로 형성되며, 상기 제 2 박막 배터리(202)와 제 2 안테나(300b)는 상기 제 1 박막 배터리(201)가 형성된 영역에서 이격된 베이스 필름(100) 영역에서 순차적인 인쇄공정으로 형성된다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 제 1 안테나(300a)와 제 2 안테나(300b)는 이격되어 있으며, 제 1 안테나(300a) 및 제 2 안테나(300b) 각각의 하부에는 제 1과 2 박막 배터리(201,202)가 형성되어 있어, 배터리와 안테나를 별도의 영역에서 형성하는 태그보다 공간 활용성을 증가시킬 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그의 RFID IC 칩 및 다이폴 안테나를 전기적으로 연결된 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
RFID IC 칩(500)에는 배터리들과 연결된 제 2와 3 전극 패드들(502,503)이 형성되어 있고, 제 1과 2 안테나(300a,300b)와 연결된 제 1과 4 전극 패드들(501,504)이 형성되어 있다.
이런, 상기 RFID IC 칩(500)의 제 1 내지 4 전극 패드들(501,502,503,504)을 상기 배터리들과 제 1과 2 안테나(300a,300b)에 전기적으로 연결시키는 방법은 다양하게 수행할 수 있다.
그 일례의 방법으로, 베이스 필름에 상기 배터리들과 제 1과 2 안테나(300a,300b)를 형성하는 공정을 수행한 다음, 상기 RFID IC 칩(500)을 상기 베이스 필름 상부에 실장하면서 상기 RFID IC 칩(500)의 제 1 내지 4 전극 패드 들(501,502,503,504)을 상기 배터리들과 제 1과 2 안테나(300a,300b)에 전기적으로 연결시키는 공정을 수행하는 방법이 있다
다른 일례의 방법으로, 베이스 필름에 상기 배터리들과 제 1과 2 안테나(300a,300b)를 형성하는 공정을 수행한 다음, 상기 RFID IC 칩(500)을 상기 베이스 필름 상부에 실장한 후, 상기 RFID IC 칩(500)의 제 1 내지 4 전극 패드들(501,502,503,504)을 상기 배터리들과 제 1과 2 안테나(300a,300b)에 전기적으로 연결시키는 공정을 수행한다.
도 7은 본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그의 RFID IC 칩을 배터리 및 안테나에 전기적으로 연결된 상태의 일례를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
이 RFID IC 칩을 배터리 및 안테나에 전기적으로 연결하는 기술은 모노폴(Monople)안테나 또는 다이폴(Dipole) 안테나를 구비한 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그 모두에 적용될 수 있다.
먼저, 도 7에는 하나의 안테나(300c) 및 그 안테나(300c) 하부에 형성된 배터리 구조가 도시되어 있다.
그러므로, RFID IC 칩(500)의 '501' 전극 패드에는 안테나(300c)를 전기적으로 연결하고, '502' 및 '503' 전극 패드 각각에는 배터리의 제 1과 2 도전층들(210,250)이 전기적으로 연결된다.
이때, 상기 배터리의 제 1과 2 도전층들(210,250)과 '502' 및 '503' 전극 패 드 각각과 전기적으로 연결하기 위한 전극 라인들(601,602)이 마련될 수 있다.
그리고, 상기 안테나(300c)는 상기 RFID IC 칩(500)의 '501' 전극 패드에 접촉되는 연장부가 마련되어 있어, 이 연장부를 상기 RFID IC 칩(500)의 '501' 전극 패드에 범프(Bump)로 플립칩(Flip chip) 본딩되도록 구성할 수 있다.
또, 상기 제 1과 2 도전층들(210,250)의 일부 영역은 노출시키고, 그 노출된 영역에 패드들(252,271)을 마련하여 상기 전극 라인들(601,602)과 전기적으로 연결시키도록 구성할 수 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그(Semi-passive tag)의 개략적인 단면도
도 2는 본 발명의 실시예에 적용된 박막 배터리의 일례를 개략적으로 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그의 다른 구조를 개략적으로 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다이폴(Dipole) 안테나를 구비한 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그를 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 5는 본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그의 다이폴 안테나를 도시한 개략적인 사시도
도 6은 본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그의 RFID IC 칩 및 다이폴 안테나를 전기적으로 연결된 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면
도 7은 본 발명의 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그의 RFID IC 칩을 배터리 및 안테나에 전기적으로 연결된 상태의 일례를 설명하기 위한 개략적인 도면

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 베이스 필름과;
    상기 베이스 필름 상부에 형성된 제 1 박막 배터리와;
    상기 제 1 박막 배터리 상부에 형성된 제 1 안테나와;
    상기 제 1 박막 배터리와 이격되어 상기 베이스 필름 상부에 형성된 제 2 박막 배터리와;
    상기 제 2 박막 배터리 상부에 형성된 제 2 안테나와;
    상기 제 1과 2 박막 배터리 및 상기 제 1과 2 안테나와 전기적으로 연결된 RFID IC 칩을 포함하되,
    상기 제 1과 2 박막 배터리 각각은,
    상기 베이스 필름 상부에 제 1 도전층, 금속 산화막, 전해질, 금속 산화막과, 제 2 도전층으로 이루어진 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그.
  5. 삭제
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제 2 도전층 상부에는 절연층이 형성되어 있으며,
    상기 제 1과 제 2 안테나는,
    상기 절연층 상부에 형성된 도전성 페이스트막인 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 전해질은,
    폴리머 전해질(Polymer electrolyte)인 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 전해질은,
    고상(固相) 또는 겔(Gel) 상태인 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 도전층, 금속 산화막, 전해질, 금속 산화막, 제 2 도전층, 절연층과 도전성 페이스트막 각각은,
    상기 베이스 필름 상부에 순차적으로 인쇄된 층인 박막 배터리 일체형 세미 패시브 태그.
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