KR101624811B1 - Ｒｆｉｄ 태그 및 자동 인식 시스템 - Google Patents

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마사히꼬 오오따
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히타치가세이가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 소형일지라도, 통신 거리를 확보 가능하고, 내열성을 갖고, 게다가 종래의 온 칩 안테나나 패키지화한 것에 비해, 비용을 저감 가능한 RFID 태그 및 이를 이용한 자동 인식 시스템을 제공하는 것이다. 수지제의 기재와, 이 기재 상의 중앙부에 배치된 IC 칩과, 이 IC 칩의 외주부에 배치되고, 상기 IC 칩과 접속되어 전기적 폐회로를 형성하는 단층의 안테나와, 상기 IC 칩 및 안테나를 밀봉하는 밀봉재를 갖는 RFID 태그로서, 상기 안테나가, 코일 안테나 또는 루프 안테나이며, 상기 안테나의 공진 주파수 f0이, IC 칩의 동작 주파수 또는 그 부근이며, 상기 IC 칩의 동작 주파수가, 13.56㎒ 내지 2.45㎓, 또는 0.86 내지 0.96㎓이며, 상기 RFID 태그의 사이즈가, 세로 13㎜ 이하 × 가로 13㎜ 이하 × 높이 1.0㎜ 이하인 RFID 태그 및 이를 이용한 자동 인식 시스템이다.

Description

ＲＦＩＤ 태그 및 자동 인식 시스템{RFID TAG AND AUTOMATIC RECOGNITION SYSTEM}
본 발명은, 범용의 리더나 리더 라이터와 함께 사용하여 비접촉으로 정보의 송수신을 행할 수 있는 RFID(Radio Frequency Identification) 태그 및 이를 이용한 자동 인식 시스템에 관한 것이다.
제품의 정보나 식별, 관리, 위조 방지의 목적으로, 상품, 포장, 카드, 서류 등에는 IC 칩을 탑재한 비접촉식 RFID 태그(이하, 간단히 「RFID 태그」라고 함)가 다수 이용되고 있다. IC 칩에는 상품의 명칭, 가격 등의 정보가 기입되어 있고, 관리, 판매, 사용할 때에는, 리더나 리더 라이터(이하, 리더와 리더 라이터를 합쳐서 「리더 등」이라고 하는 경우가 있음)에 의해, 이들의 IC 칩의 정보를 무선으로 판독하여, 이용할 수 있다. 제조일이나 제조한 곳, 잔금 등의 정보를, 나중에 리더 라이터에 의해 기입할 수 있는 경우도 있다. 이와 같이 하여 RFID 태그는 상품 관리의 편리성 향상이나 안전성의 향상, 또한 인위적인 미스를 없애는 등 큰 메리트를 가져오고 있다.
RFID 태그는 상품에 부착하거나 카드에 내장하거나 한다고 하는 성격상, 소형 박형화의 요구도 강하다. 특히, 종래 로트 번호를 각인ㆍ기입하여 관리하거나 혹은 관리 그 자체가 되어 있지 않았던 것에의 이용으로서 최근에 착안되고 있다. 구체적으로는 안경이나 시계 혹은 의료용 샘플이나 반도체 등[이하, 이와 같은 복잡한 형상을 갖거나, 사이즈가 세로:수㎝ × 가로:수㎝ × 높이:수㎝(수㎝란, 2 내지 3㎝를 나타냄. 이하, 마찬가지임) 정도 이하의 작은 물품을 「소형 다품종 제품」이라고 함]의 관리이며, 상품(샘플)을 제조한 곳, 작업자, 제조일, 사용 재료, 치수, 특성, 재고수 관리 등에 도움이 되어, 관리 작업자의 수고를 줄이고 또한 미스를 막을 수 있다. 이들과 같은 편리성이 있는 관리 시스템 실현을 위해서는, RFID 태그의 소형화ㆍ박형화가 필요 불가결해진다.
비교적 소형이고 박형의 RFID 태그로서는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 필름 기재(1) 상에 안테나(20)를 형성하고, IC 칩(30)을 탑재한 RFID 태그(80)가 개시되어 있다(특허문헌 1, 2). 또한, 보다 소형의 RFID로서, 기판 상에 안테나 패턴과 IC 칩을 부착한 후, 밀봉하여 패키지화한 것(특허문헌 3)이나, 보다 얇고 평탄하게 하기 위해, 기판을 설치하지 않고, 독립된 안테나 패턴 상에 IC 칩을 부착한 후, 밀봉하여 패키지화한 것(특허문헌 4)이 개시되어 있다. 또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, IC 칩 사이즈까지 소형화된 RFID 태그로서, IC 칩(30) 상에 직접 안테나(20)를 형성한 것(온 칩 안테나)이 개시되어 있다(특허문헌 5, 6).
일본 특허 출원 공개 제2006-221211호 공보 일본 특허 출원 공개 제2011-103060호 공보 일본 특허 출원 공개 제2010-152449호 공보 일본 특허 출원 공개 제2001-052137호 공보 국제 공개 제2005/024949호 일본 특허 출원 공개 제2007-189499호 공보
인용문헌 1, 2의 RFID 태그는, 비교적 소형이고 박형이며, 범용의 리더 등에서도 200㎜ 이상의 통신 거리를 갖는다. 그러나, 필름 기재에 설치하는 안테나로서, 세로 또는 가로가, 수㎝ 정도의 크기가 필요하기 때문에, RFID 태그를 부착하는 대상이, 상술한 소형 다품종 제품인 경우에는 대응할 수 없어, 대상이 되는 제품이나 부착에 대한 제약이 크다.
인용문헌 3, 4의 RFID 태그는, 각변 수㎜(세로:수㎜ × 가로:수㎜를 나타냄. 또한, 수㎜란, 2 내지 3㎜를 나타냄, 이하, 마찬가지임) 정도로 소형이고, 소형 다품종 제품에도 대응할 수 있다. 그러나, 인용문헌 3의 RFID 태그는 안테나를 다층으로 설치하므로, 안테나를 설치하는 기재도 다층 구조가 필요해지고, 비용이 드는 동시에, 전체의 두께도 커지는 문제가 있다. 인용문헌 4의 RFID 태그는, 기재로 지지되지 않는 단체의 안테나를, 복수개 연결한 리드 프레임 형상의 부재를 이용하므로, 밀봉 후에 개개의 패키지에 절단하면, 안테나의 절단면이 패키지의 외부에 노출되어, 환경 열화 등에 의한 통신 특성이나 신뢰성에의 영향이 염려된다. 게다가, 인용문헌 3, 4와 같은, 각변 수㎜ 정도 사이즈의 RFID 태그는, 일반적으로, 통신 거리가 1 내지 2㎜ 이하 정도이며, 실용적으로는 충분하다고는 말할 수 없다. 리더 등의 측에서 대응함으로써, 통신 거리를 늘리는 것은 가능하지만, 전용의 리더 등이 필요하게 되고, 범용의 리더 등을 사용할 수 없으므로, 사용 편리성이 악화되는 문제가 있다.
인용문헌 5, 6의 RFID는, 사이즈는 IC 칩과 동등(각변 100㎛ 정도)이며, 소형 다품종 제품에 충분히 대응할 수 있다. 그러나, 통신 거리가 1㎜ 이하 또는 접촉 레벨로는 짧아, 실제로 사용하는 현장에서는, 작업의 효율이나 자유도가 낮은 문제가 있다. 한편, 통신 거리를 길게 하고자 하면, IC 칩 자체의 사이즈를 확대할 필요가 있으므로, 비용이 많이 드는 문제가 있었다.
사이즈가 각변 10수㎜ 정도 이하이고, 또한 통신 거리가, 수㎜(2 내지 3㎜) 정도 이상인 RFID 태그이면, 소형 다품종 제품을 비롯해서, 적용 범위는 대폭 확대되고, 또한 범용의 리더 등에서도 대응 가능하므로, 산업상 이용 가치가 매우 높다. 그러나, 상술한 바와 같이, 사이즈가 각변 수㎜ 오더 이하인 RFID는, 통신 거리가 짧고, 실용상은, 사용 편리성이 악화된 것이었다. 또한, 적용 제품이, 반도체 패키지 등의 전자 부품이나 사출 성형품 등의 경우, 리플로우나 성형시의 가열, 혹은 사용시의 발열에 노출되므로, 250 내지 300℃에서 수초 정도의 내열성을 필요로 하지만, 이와 같은 내열성은 고려되어 있지 않은 문제가 있다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 소형(각변 1.7 내지 13㎜)일지라도, 통신 거리를 확보 가능하고, 내열성이나 내환경성을 갖고, 게다가 종래의 온 칩 안테나나 패키지화한 것에 비해, 비용을 저감 가능한 RFID 태그 및 이를 이용한 자동 인식 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이하의 것에 관한 것이다.
1. 수지제의 기재와, 이 기재 상의 중앙부에 배치된 IC 칩과, 이 IC 칩의 외주부에 배치되고, 상기 IC 칩과 접속되어 전기적 폐회로를 형성하는 단층의 안테나와, 상기 IC 칩 및 안테나를 밀봉하는 밀봉재를 갖는 RFID 태그로서, 상기 안테나가, 코일 안테나 또는 루프 안테나이며, 상기 안테나의 인덕턴스 L과 IC 칩의 정전 용량 C를 포함하여 형성되는 전기 회로의 공진 주파수 f0이, IC 칩의 동작 주파수 또는 그 부근이며, 상기 IC 칩의 동작 주파수가, 13.56㎒ 내지 2.45㎓, 또는 0.86 내지 0.96㎓이며, 상기 RFID 태그의 사이즈가, 세로 13㎜ 이하 × 가로 13㎜ 이하 × 높이 1.0㎜ 이하, 또는 세로 4㎜ 이하 × 가로 4㎜ 이하 × 높이 0.4㎜ 이하, 또는 세로 2.5㎜ 이하 × 가로 2.5㎜ 이하 × 높이 0.3㎜ 이하, 또는 세로 1.7㎜ 이하 × 가로 1.7㎜ 이하 × 높이 0.3㎜ 이하인 RFID 태그.
2. 제1항에 있어서, IC 칩의 동작 주파수가 0.86 내지 0.96㎓이며, 안테나의 인덕턴스 L과 IC 칩의 정전 용량 C를 포함하여 형성되는 전기 회로의 공진 주파수 f0이, 0.2 내지 2㎓이거나, 또는, IC 칩의 동작 주파수가 13.56㎒이며, 상기 공진 주파수 f0이 13.56 내지 29㎒이거나, 또는, IC 칩의 동작 주파수가 2.45㎓이며, 상기 공진 주파수 f0이 2 내지 2.45㎓인 RFID 태그.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 간극을 갖고 인접하는 안테나의 구성 부분이 정전 용량을 제공하고, IC 칩과 이 외주부에 배치되는 안테나를 갖는 구성 전체의 실질적인 정전 용량을, 상기 IC 칩 단체의 정전 용량보다도 증가시키는 RFID 태그.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서, IC 칩이, 안테나의 단부와, 와이어 본딩 접속 또는 플립 칩 접속으로, 직접 접속되어 있는 RFID 태그.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서, 안테나의 도선 폭/도선간 거리가, 0.2㎜/0.2㎜ 내지 0.05㎜/0.05㎜인 RFID 태그.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서, 밀봉재의 비유전율이 2.6 이상인 RFID 태그.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서, 기재의 비유전율이 3.5 이상인 RFID 태그.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 있어서, 기재에 폴리이미드 또는 유리 에폭시를 사용하고, 또한 에폭시와 탄소와 실리카를 주성분으로 한 밀봉재를 사용하는 RFID 태그.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서, 기재의 한쪽 면에만 안테나가 형성되어 있고, 상기 안테나와 IC 칩과 와이어 본딩한 와이어를, 밀봉재를 사용해서 일괄적으로 밀봉함으로써, 상기 안테나, IC 칩 및 와이어가, 상기 밀봉재의 표면에 노출되어 있지 않은 RFID 태그.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 RFID 태그와, 리더 또는 리더 라이터를 갖는 자동 인식 시스템.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 소형(각변 1.7 내지 13㎜)일지라도, 통신 거리를 확보 가능하고, 내열성이나 내환경성을 갖고, 게다가 종래의 온 칩 안테나나 패키지화한 것에 비해, 비용을 저감 가능한 RFID 태그 및 이를 이용한 자동 인식 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 RFID 태그의 개략도이다.
도 2는 종래의 RFID 태그의 개략도이다.
도 3은 본 실시 형태의 RFID 태그의 안테나의 형상을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 실시 형태의 RFID 태그의 개략도이다.
도 5는 IC 칩을 접속한 코일 안테나의 전기적 등가 회로를 도시하는 도면이다.
본 발명에 있어서의 기재는, 안테나나 IC 칩을 지지하는 것이다. 기재로서는, 수지제의 것을 사용한다. 수지제의 기재로서는, 리플로우나 성형시의 가열, 혹은 사용시의 발열에 노출될 때에 필요한, 250 내지 300℃에서 수초 정도의 내열성과 기계적 강도를 갖고, 열팽창 계수가 작은 재료가 바람직하고, 이와 같은 것으로서, 유리 에폭시, 페놀, 폴리이미드 등을 이용할 수 있다. 안테나를 저비용으로 변동없이 형성하기 위해서는, 기재의 한쪽 면에 금속박이 접합된 금속박 부착 기재를 사용하여, 에칭에 의해 안테나를 형성하는 것이 효과적이다. 또한 RFID 태그의 박형화를 위해서는 10 내지 50㎛ 정도의 얇은 기재를 이용하는 것이 유효하다. 상기 조건을 충족시키는 기재로서, 폴리이미드 기재의 한쪽 면에 구리박이 접합된 구리박 부착 폴리이미드 기재(예를 들어 히타치 가세이 고교가부시끼가이샤제 제품명:MCF-5000I, 폴리이미드 두께 25㎛, 구리박 두께 18㎛)를 이용할 수 있다. 또한, 비유전율은, 페이퍼 페놀이 4.6 내지 7.0 정도, 유리 에폭시가 4.4 내지 5.2 정도, 폴리이미드가 3.5 정도이며, 이들의 기재는 전부 이용할 수 있지만, 비유전율이 높으면, 인덕턴스가 증가하므로, 안테나를 소형화할 수 있다. 또한, 비유전율은, 페이퍼 페놀이나 유리 에폭시보다 작지만, 기재가 얇아 형성 가능하고, 내열성이 있고, 물리적 강도가 강하고, 안테나의 형성성도 양호한 점에서, 구리박 부착 폴리이미드 기재를 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 안테나는, 리더 등과 전자 결합하여 전력을 수취하고, IC 칩에 전달하여, IC 칩을 동작시키는 것이다. 안테나는 단층이어도 좋고, 다층화할 필요가 없으므로, 기재의 한쪽 면에 금속층으로서 구리박을 접합한, 구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 이용해서 형성하면, 저비용으로 변동없이 형성할 수 있는 점에서 바람직하다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 수지제의 기재(1) 상의 중앙부에 IC 칩(30)을 배치하고, 이 IC 칩(30)의 외주부의 기재(1)의 한쪽 면에 안테나(20)를 배치한다. 안테나(20)는, 기재(1)의 외주부의 길이를 취할 수 있는 영역에 배치되므로, 안테나 형상의 자유도가 확대되고, 안테나(20)의 인덕턴스 L과 IC 칩(30)의 정전 용량 C를 포함하여 형성되는 전기 회로(이하, 「LC 공진 회로」라고 하는 경우가 있다. 여기서, L은 인덕턴스, C는 정전 용량을 나타냄)의 공진 주파수의 조정이 용이하게 된다. 또한, 안테나(20)는 IC 칩(30)의 외주부에 설치되므로, 코일 안테나의 경우, 코일의 직경이 커지고, 인덕턴스가 증가하고, 통신 거리의 확보와 소형화에 유리해진다. 또한, 안테나(20)는 IC 칩(30)과 접속되어 전기적 폐회로를 형성하고, 개방 단부를 갖지 않도록 한다. IC 칩(30)과 접속되어 전기적 폐회로를 형성하고, 개방 단부를 갖지 않는 안테나의 구체예로서는, 도 3의 (4)의 루프 안테나 B나 도 3의 (5)의 코일 안테나를 들 수 있고, 이에 의해, RFID 태그의 사이즈가 소형일지라도, LC 회로로서 안테나(20)를 용이하게 설계할 수 있고, 또한 소면적에서 효율적으로 인덕턴스를 얻을 수 있으므로, 통신 거리를 확보하는 것이 유리해진다.
안테나의 형상의 대표적인 예를, 도 3의 (1) 내지 (5)에 도시한다. 안테나(20)의 형상은, 안테나(20)의 인덕턴스와 IC 칩(30)의 정전 용량을 포함하여 형성되는 전기 회로(LC 공진 회로)의 공진 주파수가, IC 칩(30)의 동작 주파수 또는 그 부근이 되도록 설계한다. 안테나(20)의 형상으로서는, 미앤더 라인 안테나[도 3의 (2)], 루프 안테나[도 3의 (1), (4)], 코일 안테나[도 3의 (5)], 소용돌이 안테나[도 3의 (3)] 등의 안테나로서 널리 사용되고 있는 것을 이용할 수 있다. 이들 중에서도, IC 칩(30)과 접속되어 전기적 폐회로를 형성하는 코일 안테나[도 3의 (5)]나 루프 안테나 B[도 3의 (4)]는, 전기 회로를 LC 공진 회로로서 용이하게 설계할 수 있고, 또한 소면적에서 효율적으로 인덕턴스를 얻을 수 있으므로, 소형화하는 것이 가능해지는 점에서 바람직하고, 특히 코일 안테나[도 3의 (5)]가 바람직하다. 안테나(20)의 설계 수법에 대해서는 후술한다. 또한 코일 안테나의 경우, 권선 코일을 접착제 등으로 탑재하는 것도 가능하지만, 권선 코일보다도 에칭으로 제조하는 코일의 쪽이 인덕턴스 등의 성능이 안정되어 있고, 또한, 도선 폭/도선간 거리가, 0.2㎜/0.2㎜ 내지 0.05㎜/0.05㎜ 정도의 미세한 배선을 형성할 수 있으므로 소형화에 유리하고, 양산성에도 우수하므로, 에칭 제조 방법의 쪽이 산업상 유효하다. 또한, 이와 같은 안테나(20)의 형상을 취하고, 또한 기재(1)와 밀봉재(10)의 비유전율이 기여함으로써, 간극을 갖고 인접하는 구성 부분을 포함하는 안테나(20)는, 인접하는 구성 부분이 용량적으로 결합하고, 이들의 사이에 정전 용량을 제공한다. 이에 의해, IC 칩(30)과 이 외주부에 배치되는 안테나를 갖는 구성 전체의 실질적인 정전 용량인 실효 정전 용량은, IC 칩(30) 단체의 정전 용량보다도 현저하게 증가하게 된다. 여기서, 실질적인 정전 용량이란, IC 칩(30)의 외주부에 안테나를 배치한 구성에 있어서의 IC 칩(30)이 제공하는 정전 용량이다.
또한, 도 3에는, IC 칩(30) 및 와이어 본딩한 와이어(40)도 도시하고 있다. 구리박 부착 폴리이미드의 구리박을 에칭하여 안테나(20)를 형성할 때, IC 칩(30)을 탑재하는 부분의 구리박도 남겨 두고, 다이 패드(도시하지 않음)를 형성해 둠으로써, IC 칩(30)의 와이어 본딩 등의 접속시에 강성을 유지하여 수율이 향상된다.
IC 칩(30)을 탑재하는 부분의 구리박 위에 다이본드 필름(도시하지 않음)을 배치하고, 그 위에 IC 칩(30)을 고정한다. IC 칩(30)은 판독 전용의 것이어도 좋지만, 정보를 기입하는 것의 쪽이, 작업 이력 등을 수시로 기입하므로 바람직하다. 그 후, 와이어 본딩에 의해 IC 칩(30)과 안테나(20)를 직접 접속한다. 도 3의 (5)의 코일 안테나(20)에서는, 2개소의 안테나 단부가, 안테나(20)를 사이에 두고 위치하지만, 이 사이에 위치하는 안테나(20)를, 와이어 본딩한 와이어(40)로 걸쳐, 안테나 단부와 IC 칩(30)을 직접 접속함으로써, 점퍼선을 설치하거나, 다층화하여 스루홀을 통하여 접속할 필요가 없으므로, 저코스트화를 도모할 수 있다.
거의 모든 안테나는 배선 장소를 조정함으로써 플립 칩 접속에 의해, 안테나와 IC 칩을 직접 접속하는 것도 가능하다. 양면 구리박 기재 등을 이용해서 다층 배선하면 모든 안테나에 있어서 플립 칩 접속이 가능하지만, 양산성 감소, 비용 상승 및 배선이 밀봉 후에 표면에 노출되어 버리는 등의 이유로부터 한쪽 면 구리박 기재를 이용하는 것이 바람직하다.
양면 구리박 기재 등을 이용해서 다층 배선함으로써, 특히 코일 안테나에서는 코일의 직경을 작게 할 수 있으므로 RFID 태그의 세로 및 가로의 치수를 줄이고, 소형화를 실현할 수 있다. 단, 이 경우는 높이의 치수가 약간 증가한다. 또한, 단점으로서는 양산성 감소, 비용 상승 및 배선이 밀봉 후에 표면에 노출되어 버리는 등이 있으므로, 역시 한쪽 면 구리박 기재를 사용하여, 단층의 코일 안테나를 형성하는 것이 바람직하다.
도 4는, 밀봉 후의 RFID 태그(80)를 도시하는 단면도이다. 기재(1) 상에서 다이 패드(90) 상에 탑재된 IC 칩(30), 안테나(20), 와이어(40)를, 밀봉재(10)를 이용해서 일괄적으로 밀봉함으로써, 이들을 보호한다. 기재(1)로서 얇은 것을 이용하고, 안테나(20)를 기재의 한쪽 면에만 단층으로 설치하고 있으므로, 밀봉 후의 두께는, 예를 들어 0.2 내지 1.0㎜ 정도로 할 수 있다. 밀봉 후, IC 칩(30)이나 안테나(20)나 와이어(40) 등의 금속 배선 부분은 전부 봉입되므로, 밀봉재(10)의 외부로부터는 전혀 접촉할 수 없는 구조로 되어, 환경 열화의 관점에서도 위조 방지의 관점에서도 안전성ㆍ신뢰성이 향상된다.
밀봉재로서는, 통상 반도체에서 사용되고 있는 밀봉재를 사용할 수 있고, 비유전율은 2.6 내지 4.5 정도이다. RDID 태그 자체의 성능을 높이기 위해서는, 밀봉재의 비유전율은 낮은 쪽이 바람직하지만, 비유전율이 높으면 인덕턴스가 증가하므로 안테나를 소형화할 수 있다.
이와 같이 하여 제조된 RFID 태그는, 기재가 내열성 180℃ 이상, 밀봉재가 내열성 150℃ 이상이며, 와이어 본딩을 사용하고 있으므로, 종래의 PET 등에 안테나를 형성하고 있는 RFID 태그에 비해 내열성이 높고, 고온에서도 정상으로 동작한다. 이로 인해, 적용 제품이, 반도체 패키지 등의 전자 부품이나 사출 성형품 등의 경우, 리플로우나 성형시의 가열, 혹은 사용시의 발열에 노출되므로, 250 내지 300℃에서 수초 정도의 내열성을 필요로 하지만, 이와 같은 용도에도 대응 가능하다.
이하, 안테나의 설계 수법에 대해서 설명한다. 안테나의 설계는, 안테나 선의 형상, 선의 굵기, 선의 길이 등에 의해 결정되는 공진 주파수를 지표로 한다. 이 공진 주파수를, 사용하는 IC 칩의 동작 주파수에 근접함으로써, 리더 라이터로부터의 전력을 안테나가 수취하고, IC 칩에 전달하여, IC 칩이 동작한다.
공진 주파수를 안테나의 도면으로부터 해석적으로 도출하는 것은 일반적으로 어렵다. 실제로는 안테나를 시작(試作)하여 실험적으로 측정하는 방법이 채용되는 경우가 많다. 그러나, 본 발명의 RFID 태그는 소형이므로, 안테나의 시작을 수작업으로 정확하게 행하는 것은 불가능하고, 한편 에칭 마스크 제조로부터 에칭까지 행하여 안테나를 제조하는 것은 시간이나 비용도 들게 된다. 이로 인해, 본 발명에서는, 전자계 시뮬레이터(앤시스ㆍ재팬 가부시끼가이샤제 시뮬레이터 소프트 제품명:HFSS)를 사용해서 안테나 설계를 행하지만, 이에 의해, 시간 및 비용을 삭감할 수 있다. 전자계 시뮬레이터에, 안테나의 형상, 재질 및 IC 칩의 정전 용량 등을 입력함으로써, 시뮬레이션 결과로부터 공진 주파수를 얻는다. 그리고, 전자계 시뮬레이터에 의해 구해지는, 안테나의 인덕턴스 L과 IC 칩의 정전 용량 C를 포함하여 형성되는 전기 회로의 공진 주파수 f0이, IC 칩의 동작 주파수 또는 그 부근이도록, 안테나를 설계한다. 또한, 이 경우의 공진 주파수란, 안테나의 양단부에 IC 칩을 접속한 경우의 전기적 폐회로의 임피던스의 허수부가 제로가 되는 주파수인 것이다.
설계의 원리를 이해하기 쉬운 것은 코일 안테나의 양단부에 IC 칩을 접속한 경우의 전기적 폐회로를 생각하는 것이며, 단순한 LC 공진 회로로 간주할 수 있다. 도 3의 (5)의 코일 안테나의 전기적 등가 회로를, 도 5에 도시한다. 이 경우의 공진 주파수 f0은, 코일 안테나의 등가 회로인 코일(50)의 인덕턴스 L, IC 칩(30)의 등가 회로인 컨덴서(60)의 정전 용량 C를 사용하여, 다음 식으로 표시된다.
Figure 112014031272352-pct00001
C는 사용하는 IC 칩(30)의 선정에 의해 바꿀 수 있고, L은 코일 안테나의 형상(특히 코일 안테나의 직경과 권취수)에 의해 조정할 수 있고, 그 결과, 원하는 공진 주파수 f0을 실현할 수 있다. 특히 L의 조정은 유효하고, 코일 안테나의 직경을 크게 하거나, 권취수를 늘림으로써 L이 증가하고, 그 결과 f0은 감소한다.
상기 식에 있어서, IC 칩(30)의 정전 용량 C로서는, IC 칩(30)의 외주부에 안테나(20)[코일(50)]를 배치한 구성에 있어서의 실효 정전 용량이 적용된다. 본 실시 형태에서는, 간극을 갖고 인접하는 안테나(20)의 구성 부분의 사이에 용량 성분이 발생하고, 또한 기재(1)와 밀봉재(10)의 비유전율이 기여함으로써, 이들의 사이에 정전 용량을 제공한다. 이에 의해, IC 칩(30)과 이 외주부에 배치되는 안테나를 갖는 구성 전체의 실질적인 정전 용량인 실효 정전 용량은, IC 칩(30) 단체의 정전 용량보다도 현저하게 증가하고 있다. 따라서, 상기 식으로부터 명백해지는 바와 같이, 원하는 공진 주파수 f0은, 보다 작은 인덕턴스 L에 의해 실현할 수 있게 된다. 이에 의해, 직경과 권취수를 저감하거나 하여 코일의 치수를 소형화하고, 나아가서는 RFID 태그 전체를 소형화하는 것이 가능해진다.
RFID 태그(IC 칩)의 공진 주파수(동작 주파수)는, 전파법상 특히 상업적으로 이용 가치가 높은 13.56㎒ 내지 2.45㎓의 범위로 하는 것이 바람직하다. UHF대(Ultra High Frequency Band)의 동작 주파수 0.86 내지 0.96㎓ 부근의 RFID의 경우, 전파의 파장은 30㎝ 정도이지만, 한편, UHF대용의 IC 칩의 크기는, 통상 각변 0.6㎜ 이하이므로, 온 칩 안테나 방식에서는, IC 칩이 정상으로 동작하는 안테나를, IC 칩 상에 형성하는 것은 곤란하다. 또한, 각변 수㎜ 정도 사이즈의 RFID 태그에 있어서도, 종래의 설계 수법을 이용한 안테나에서는, 수㎜ 정도의 통신 거리만 얻을 수 있었다. 그러나, 상기의 전자계 시뮬레이터를 이용한 설계 수법에 의한 본 발명의 RFID 태그에 따르면, 종래의 각변 수㎝의 안테나를 이용하지 않아도, 각변 수㎜의 단층의 안테나에서도, RFID 태그가 동작하기 위한 통신 거리를 대폭 확대할 수 있다고 하는 우수한 특징이 있다. 또한, 크기가 각변 수㎜이고, 도선 폭/도선간 폭이 수10㎛ 내지 수100㎛의 안테나이어도 좋기 때문에, 구리박 등의 금속층을 에칭하는 것 등에 의해 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 단층의 안테나이어도 좋기 때문에, 다층화할 필요가 없으므로, 기재의 한쪽 면에 금속층으로서 구리박을 접합한, 구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 이용해서 형성할 수 있다. 이로 인해, 저비용의 범용의 재료를 사용하고, 범용의 공정에서 형성할 수 있다.
본 발명의 RFID 태그는, 반도체 장치 내 등에 매립하여 사용할 수 있다. 또한, 양면 테이프 등으로 라벨과 같이 상품이나 샘플에 접착하여 관리 등에 이용할 수 있고, 상품을 판매할 때 등에 용이하게 제거하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 RFID 태그와, 리더 등을 조합함으로써, 안경이나 시계 혹은 의료용 샘플이나 반도체 등과 같은 소형 다품종 제품이라도, 통신 거리가 길고, 작업성이 좋은 자동 인식 시스템을 구성할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 RFID 태그이면, 통신 거리가 길므로, 범용의 리더 등과 조합하여 자동 인식 시스템을 구성하는 것도 가능하다.
<실시예>
(제1 실시예)
수지 기재로서, 폴리이미드 기재의 한쪽 면에 구리박을 접합한, 구리박 부착 폴리이미드 기재(히타치 가세이 고교가부시끼가이샤제 MCF-5000I, 폴리이미드 두께 25㎛, 구리박 두께 18㎛)를 준비하였다. 이 구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (5)에 도시하는 바와 같은 코일 안테나를, 각변 4㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.05㎜/0.05㎜, 0.1㎜/0.1㎜, 0.2㎜/0.2㎜로 형성하였다. 또한, 동시에 IC 칩을 탑재하는 다이 패드(도시하지 않음)를 형성하였다.
다음에, IC 칩으로서, 크기가 0.5㎜×0.5㎜×0.1㎜ 정도, 정전 용량이 0.77pF, 동작 주파수가 0.86 내지 0.96㎓ 부근인 것을 이용하였다. 이 IC 칩을, 다이 패드 상에 다이 본딩재를 이용해서 탑재하고, 와이어 본딩에 의해, 안테나와 IC 칩을 직접 접속하였다. 다음에, 기재의 한쪽 면 상의 안테나와 IC 칩, 와이어 본딩한 와이어를 포함하여, 밀봉재로 밀봉하였다. 마지막으로, 필요한 사이즈로 다이싱 가공하고, RFID 태그를 제조하였다.
(제2 실시예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (4)에 도시하는 바와 같은 루프 안테나 B를, 각변 4㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.05㎜/0.05㎜, 0.1㎜/0.1㎜, 0.2㎜/0.2㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제1 비교예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (2)에 도시하는 바와 같은 미앤더 라인 안테나를, 각변 4㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.05㎜/0.05㎜, 0.1㎜/0.1㎜, 0.2㎜/0.2㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제2 비교예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (1)에 도시하는 바와 같은 루프 안테나 A를, 각변 4㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.05㎜/0.05㎜, 0.1㎜/0.1㎜, 0.2㎜/0.2㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제3 비교예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (3)에 도시하는 바와 같은 소용돌이 안테나를, 각변 4㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.05㎜/0.05㎜, 0.1㎜/0.1㎜, 0.2㎜/0.2㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제3 실시예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (5)에 도시하는 바와 같은 코일 안테나를, 각변 2.5㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.1㎜/0.1㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제4 실시예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (4)에 도시하는 바와 같은 루프 안테나 B를, 각변 2.5㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.05㎜/0.05㎜, 0.1㎜/0.1㎜, 0.2㎜/0.2㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제4 비교예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (2)에 도시하는 바와 같은 미앤더 라인 안테나를, 각변 2.5㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.05㎜/0.05㎜, 0.1㎜/0.1㎜, 0.2㎜/0.2㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제5 비교예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (1)에 도시하는 바와 같은 루프 안테나 A를, 각변 2.5㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.05㎜/0.05㎜, 0.1㎜/0.1㎜, 0.2㎜/0.2㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제6 비교예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (3)에 도시하는 바와 같은 소용돌이 안테나를, 각변 2.5㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.05㎜/0.05㎜, 0.1㎜/0.1㎜, 0.2㎜/0.2㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제5 실시예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (5)에 도시하는 바와 같은 코일 안테나를, 각변 1.7㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.1㎜/0.1㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제6 실시예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (5)에 도시하는 바와 같은 코일 안테나를, 각변 9㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.1㎜/0.1㎜로 형성하였다. 또한, IC 칩으로서, 크기가 0.5㎜×0.5㎜×0.1㎜ 정도, 정전 용량이 17pF, 동작 주파수가 13.56㎓ 부근인 것을 이용하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제7 실시예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (5)에 도시하는 바와 같은 코일 안테나를, 각변 13㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.1㎜/0.1㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제6 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제8 실시예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (5)에 도시하는 바와 같은 코일 안테나를, 각변 2.5㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.2㎜/0.2㎜로 형성하였다. 또한, IC 칩으로서, 크기가 0.5㎜×0.5㎜×0.1㎜ 정도, 정전 용량이 0.7pF, 동작 주파수가 2.45㎓ 부근인 것을 이용하였다. 그 이외는, 제1 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
(제9 실시예)
구리박 부착 폴리이미드 기재의 구리박을 에칭함으로써, 도 3의 (5)에 도시하는 바와 같은 코일 안테나를, 각변 2.5㎜의 범위 내에, 도선 폭/도선간 폭이 0.1㎜/0.1㎜로 형성하였다. 그 이외는, 제8 실시예와 마찬가지로 하여 RFID 태그를 제조하였다.
이하, 판독 평가의 방법과 실험 결과에 대해서 설명한다. 리더 라이터는 LS산전 가부시끼가이샤제 제품명:UI-9061(출력 1W)을 이용하였다. 리더 라이터의 판독부를 중심으로 하여, 주위 25㎝ 사방에 장해물이 없는 상태에서, RFID 태그(80)의 판독 평가를 행하였다. 리더 라이터로 RFID를 판독할 때의, 리더 라이터 판독부로부터 RFID 태그(80)까지의 최대 거리를 측정하였다.
제1 내지 제5 실시예 및 제1 내지 제6 비교예에 관한, 시뮬레이션 결과 및 판독 평가의 결과를, 표 1에 나타낸다. 사용한 IC 칩의 크기는 0.5㎜ × 0.5㎜ × 0.1㎜ 정도, 정전 용량은 0.77pF, 동작 주파수는 0.86 내지 0.96㎓ 부근이다. 이 표 1로부터, IC 칩과 접속되어 전기적 폐회로를 형성하는, 코일 안테나 및 루프 안테나 B에서는, 전자계 시뮬레이터에 의한 공진 주파수가, 0.2 내지 2㎓이며, 대략, 다른 안테나에 비해, IC 칩의 동작 주파수 0.9㎓ 정도에 가깝다. 또한, 판독 거리도, 전기적 폐회로를 형성하지 않는, 미앤더 라인 안테나, 루프 안테나 A, 소용돌이 안테나에 비해, 판독 양호한 결과로 되어 있다. 또한, 전자계 시뮬레이터에 의한 공진 주파수가, 0.5 내지 1.5㎓로 된, 제1 실시예 a, 제1 실시예 b, 제2 실시예 a, 제2 실시예 b, 제3 실시예 b, 제4 실시예 c, 제5 실시예 b에서는, 5㎜ 이상의 통신 거리를 얻을 수 있다. 특히, IC 칩의 동작 주파수 0.9㎓ 정도에 가까운, 공진 주파수 1 내지 1.1㎓로 된, 제1 실시예 a, 제2 실시예 b, 제3 실시예 b에서는, 20㎜를 초과하는 통신 거리를 얻을 수 있었다.
Figure 112014031272352-pct00002
※ 표 1 중의 「판독 거리」란의 「×」는, RFID 태그를 리더 라이터에 접촉시켜도, 판독할 수 없었던 것을 나타낸다.
에칭에 의해 안테나를 형성할 때에, 도선 폭 및 도선간 거리는 굵은 쪽이 수율 좋게 안정적으로 양산하는 것이 가능하다. 따라서, 공정상의 제약으로부터 도선 폭/도선간 거리가 결정된 경우, 10㎜ 정도의 판독 거리를 확보하면서, 어느 만큼 소형화할 수 있는지를 고찰하였다. 그 결과, 도선 폭/도선간 거리가 0.2㎜/0.2㎜인 경우는, RFID 태그의 사이즈를 각변 4㎜ 정도까지 작게 할 수 있는 것이 판명되었다. 또한 도선 폭/도선간 거리가 0.1㎜/0.1㎜인 경우는, RFID 태그의 사이즈를 각변 2.5㎜ 정도까지 작게 할 수 있는 것이 판명되었다. 또한 도선 폭/도선간 거리가 0.05㎜/0.05㎜인 경우는 RFID 태그의 사이즈를 각변 1.7㎜ 정도까지 작게 할 수 있는 것이 판명되었다.
제6 및 제7 실시예의 시뮬레이션 결과 및 판독 평가 결과를, 표 2에 나타낸다. 사용한 IC 칩의 크기는 0.5㎜×0.5㎜×0.1㎜ 정도, 정전 용량 17pF 동작 주파수 13.56㎒이다. 전자계 시뮬레이터에 의한 공진 주파수가 29㎒로 된 제6 실시예에서는, 12㎜의 통신 거리를 얻을 수 있고, 특히, 전자계 시뮬레이터에 의한 공진 주파수가 14㎒로 된 제7 실시예에서는, 110㎜의 통신 거리를 얻을 수 있었다. 또한, HF대(High Frequency Band)의 동작 주파수 13.56㎒에서는, 주파수가 UHF대보다도 낮아지지만, 코일 안테나의 인덕턴스를 크게 함으로써, 도선 폭/도선간 거리가 0.1㎜/0.1㎜인 경우는, RFID 태그의 사이즈를 각변 13㎜ 정도까지 작게 할 수 있는 것이 판명되었다.
Figure 112014031272352-pct00003
제8 및 제9 실시예의 시뮬레이션 결과 및 판독 평가 결과를, 표 3에 나타낸다. 사용한 IC 칩의 크기는 0.5㎜×0.5㎜×0.1㎜ 정도, 정전 용량 0.7pF, 동작 주파수 2.45㎓이다. 전자계 시뮬레이터에 의한 공진 주파수가 2㎓로 된 제8 실시예 및 전자계 시뮬레이터에 의한 공진 주파수가 2.1㎓로 된 제9 실시예에서는, 4㎜의 통신 거리를 얻을 수 있었다. 또한, 도선 폭/도선간 거리가 0.1㎜/0.1㎜인 경우는 RFID 태그의 사이즈를 각변 1.7㎜ 정도까지 작게 할 수 있는 것이 판명되었다.
Figure 112014031272352-pct00004
본 발명의 RFID 태그는, 상품, 포장, 카드, 서류, 안경, 시계(특히 손목 시계 등 소형의 것), 반도체, 의료 용도(환자로부터 채취한 샘플 등) 등의 제품의 관리, 식별, 정보 제시, 정보 기입, 위조 방지가 목적으로 하여 사용할 수 있다.
1 : 기재
10 : 밀봉재
20 : 안테나
30 : IC 칩
40 : 와이어 본딩한 와이어
50 : 코일(안테나)
60 : 컨덴서(IC 칩)
70 : 시뮬레이션시에 입력하는 포트
80 : RFID 태그
90 : 다이 패드

Claims (10)

  1. 수지제의 기재와, 이 기재 상의 중앙부에 배치된 IC 칩과, 이 IC 칩의 외주부에 배치되고, 상기 IC 칩과 전기적으로 접속되어 전기적 폐회로를 형성하는 단층의 안테나와, 상기 IC 칩 및 안테나를 밀봉하는 밀봉재를 갖는 RFID 태그로서,
    상기 안테나가, 상기 IC 칩의 외주부의 기재 상에 볼록 형상으로 배치되고, 간극을 갖고 인접하는 구성 성분을 포함하는 단층의 코일 안테나 또는 루프 안테나이며, 상기 안테나의 간극에는 상기 밀봉재가 배치되어 있고,
    상기 안테나의 인덕턴스 L과 IC 칩의 정전 용량 C를 포함하여 형성되는 전기 회로의 전자계 시뮬레이터에 의한 공진 주파수 f0이, IC 칩의 동작 주파수 또는 그 부근이며,
    상기 간극을 갖고 인접하는 안테나의 구성 부분의 사이에 용량 성분이 발생하고, 또한 상기 안테나의 간극에 배치된 상기 밀봉재의 비유전율이 기여함으로써, 상기 간극을 갖고 인접하는 안테나의 구성 부분이 정전 용량을 제공하고, IC 칩과 이 IC 칩에 전기적으로 접속된 상기 IC 칩의 외주부에 배치되는 안테나를 갖는 구성 전체의 실질적인 정전 용량을, 상기 IC 칩 단체의 정전 용량보다도 증가시키고,
    상기 IC 칩의 동작 주파수가, 13.56㎒ 내지 2.45㎓, 또는 0.86 내지 0.96㎓인 RFID 태그.
  2. 제1항에 있어서,
    IC 칩의 동작 주파수가 0.86 내지 0.96㎓이며, 안테나의 인덕턴스 L과 IC 칩의 정전 용량 C를 포함하여 형성되는 전기 회로의 전자계 시뮬레이터에 의한 공진 주파수 f0이, 0.2 내지 2㎓이거나,
    또는, IC 칩의 동작 주파수가 13.56㎒이며, 상기 전자계 시뮬레이터에 의한 공진 주파수 f0이 13.56 내지 29㎒이거나,
    또는, IC 칩의 동작 주파수가 2.45㎓이며, 상기 전자계 시뮬레이터에 의한 공진 주파수 f0이 2 내지 2.45㎓인 RFID 태그.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    IC 칩이, 안테나의 단부와, 와이어 본딩 접속 또는 플립 칩 접속으로, 직접 접속되어 있는 RFID 태그.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    안테나의 도선 폭/도선간 거리가, 0.2㎜/0.2㎜ 내지 0.05㎜/0.05㎜인 RFID 태그.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    밀봉재의 비유전율이 2.6 이상인 RFID 태그.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    기재의 비유전율이 3.5 이상인 RFID 태그.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    기재에 폴리이미드 또는 유리 에폭시를 사용하고, 또한 에폭시와 탄소와 실리카를 포함하는 밀봉재를 사용하는 RFID 태그.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    기재의 한쪽 면에만 안테나가 형성되어 있고, 상기 안테나와 IC 칩과 와이어 본딩한 와이어를, 밀봉재를 사용해서 일괄적으로 밀봉함으로써, 상기 안테나, IC 칩 및 와이어가, 상기 밀봉재의 표면에 노출되어 있지 않은 RFID 태그.
  10. 제1항 또는 제2항에 기재된 RFID 태그와, 리더 또는 리더 라이터를 갖는 자동 인식 시스템.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014225720A1 (de) * 2014-12-12 2016-06-16 Bundesdruckerei Gmbh LED-Modul
WO2017096234A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 Power Fingerprinting Inc. Methods and apparatuses for identifying anomaly within sealed packages using power signature analysis counterfeits
GB2553093B (en) 2016-08-17 2019-05-15 Drayson Tech Europe Ltd RF energy harvesting dual loop antenna with gaps and bridges
GB2561917B (en) * 2017-04-28 2019-12-04 Drayson Tech Europe Ltd RF Meander Line Antenna
US11291919B2 (en) * 2017-05-07 2022-04-05 Interlake Research, Llc Development of virtual character in a learning game
US10282654B2 (en) * 2017-07-09 2019-05-07 Interlake Research, Llc Tag assembly methods
JP7060684B2 (ja) * 2018-05-18 2022-04-26 京セラ株式会社 Ｒｆｉｄタグ
CN109086841A (zh) * 2018-07-17 2018-12-25 成都普什信息自动化有限公司 基于rfid特征参数防伪技术
JP7157970B2 (ja) * 2019-07-19 2022-10-21 大王製紙株式会社 Ｒｆｉｄタグ及びアンテナ
CN110399965B (zh) * 2019-07-31 2023-05-30 永道射频技术股份有限公司 一种用于微波炉内加热或加工的rfid标签结构
CN112701444B (zh) * 2019-10-22 2022-06-28 华为技术有限公司 天线、天线封装方法及终端
US11907790B2 (en) * 2020-03-06 2024-02-20 Hutchinson Technology Incorporated Component identification
CN114680653A (zh) * 2020-12-31 2022-07-01 广东美的厨房电器制造有限公司 烹饪器具

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006024087A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Nec Corp 無線デバイス、その製造方法、その検査方法及び検査装置並びに無線装置及びその製造方法
JP2011159324A (ja) * 2011-05-09 2011-08-18 Dainippon Printing Co Ltd 接触非接触両用ｉｃモジュール及びｉｃカード

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6951596B2 (en) * 2002-01-18 2005-10-04 Avery Dennison Corporation RFID label technique
JP3979873B2 (ja) * 2001-12-28 2007-09-19 大日本印刷株式会社 非接触式データキャリアの製造方法
JPWO2009157081A1 (ja) * 2008-06-26 2011-12-01 富士通株式会社 Ｒｆｉｄタグ
US8794533B2 (en) * 2008-08-20 2014-08-05 Omni-Id Cayman Limited One and two-part printable EM tags
KR20100056159A (ko) * 2008-11-19 2010-05-27 삼성전자주식회사 복수의 전자 인식 방식이 적용된 전자 인식 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006024087A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Nec Corp 無線デバイス、その製造方法、その検査方法及び検査装置並びに無線装置及びその製造方法
JP2011159324A (ja) * 2011-05-09 2011-08-18 Dainippon Printing Co Ltd 接触非接触両用ｉｃモジュール及びｉｃカード

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Publication number Publication date
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