KR20010053113A - 프린트 안테나를 갖춘 무선 주파수 식별 태그 및 그 방법 - Google Patents

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KR20010053113A
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노엘 에이치. 에버하드트
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비센트 비.인그라시아, 알크 엠 아헨
모토로라 인코포레이티드
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Abstract

무선 주파수 식별 태그(radio frequency identification tag; 14)는 기판 (16) 상에 프린트된 전도성 패턴(conductive pattern; 22)을 포함하는 안테나(10)에 연결된 무선 주파수 식별 태그 회로칩(12)을 포함한다. 기판은 물품, 패키지, 패키지 콘테이너, 티켓, 운송장, 라벨, 및/또는 식별 배지의 일부분을 형성할 수 있다. 전도성 패턴은 무선 주파수 식별 태그 회로칩에 연결되도록 배열된 제1 결합 영역(28) 및 제2 결합 영역(30)을 포함한다. 제1 결합 영역 및 제2 결합 영역은 기판에 형성된 개구(aperture; 31)를 통해 서로 정확하게 연결되어 분리된다.

Description

프린트 안테나를 갖춘 무선 주파수 식별 태그 및 그 방법{RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG HAVING A PRINTED ANTENNA AND METHOD}
무선 주파수 식별 태그 및 무선 주파수 식별 태그 시스템은 공지되어 있고, 다양하게 사용되고 있다. 예를 들면, 무선 주파수 식별 태그는 보안된 빌딩이나 영역을 보호하는 자동문 보초 응용(automated gate sentry applications)에서 개인 식별에 자주 사용된다. 무선 주파수 식별 태그에 저장된 정보는 보안된 빌딩으로 액세스하는 사람을 식별한다. 무선 주파수 식별 태그 시스템은 무선 주파수(radio frequency, RF) 데이터 전송 기술을 사용하여 가까운 거리에서 무선 주파수 식별 태그로부터 정보를 판독하기에 편리하게 제공된다. 가장 전형적으로, 사용자는 단순히 무선 주파수 식별 태그에 포함된 무선 주파수 식별 태그 전력 회로에 여기 신호를 전송하는 기지국 가까이에 무선 주파수 식별 태그를 배치하거나 유지시킨다. 그 여기 신호에 응답하여, 회로는 저장된 정보를 무선 주파수 식별 태그에서 기지국으로 통신하고, 기지국은 그 정보를 수신하여 복호화한다. 일반적으로, 무선 주파수 식별 태그는 적절한 양의 정보 - 개인, 패키지, 목록 등을 유일하게 식별하기에 충분한 정보 - 를 보유하고 동작시 전송한다.
무선 주파수 식별 태그에 전력을 공급하고 판독하기 위한 전형적인 기술은 유도 결합 또는 유도 전력 결합과 전기용량 데이터 결합의 조합이다. 유도 결합은 무선 주파수 식별 태그에서 코일 소자를 사용한다. 코일 소자는 무선 주파수 식별 태그 회로에 전력을 제공하도록 기지국으로부터의 여기 신호에 의해 여기된다(또는 "전력 공급된다"). 무선 주파수 식별 태그 코일 또는 제2 태그 코일은 무선 주파수 식별 태그와 기지국 사이에서 저장된 정보를 전송 및 수신하는데 사용될 수 있다. 유도 결합에 의존하는 무선 주파수 식별 태그는 여기 신호에 의해 생성되는 필드가 유효 결합에 대해 실질적으로 직각에서 코일 소자와 교차하여야 하므로 기지국에 대한 무선 주파수 식별 태그의 방향에 민감하다. 유도적으로 결합된 디바이스에 대한 판독 범위는 일반적으로 수 센티미터 정도이다. 더 긴 판독 거리가 바람직하고, 전자 동물 식별, 수하물 추적, 소포 추적, 및 목록 관리 응용과 같은 특정한 응용에서는 이것이 필수적이다.
무선 주파수 식별 태그에 전력을 공급하여 이를 판독하는 또 다른 기술은 상기 참고로 주어진 출원에서 설명되는 무선 주파수 식별 태그 시스템 및 무선 주파수 식별 태그에서 사용되는 것과 같은 정전 결합이다. 이들 시스템은 유리하게 종래 기술에서 이용 가능한 것 보다 실질적으로 증가된 판독/기록 거리를 제공한다. 설명된 시스템 및 태그에서 사용되는 것으로부터 유도되는 또 다른 이점은 사용자가 기지국에 대해 실질적으로 태그의 방향을 정하거나 기지국 부근으로 무선 주파수 식별 태그를 가져올 필요가 없다는 점이다. 그러므로, 예를 들어, 출입구나 현관, 패키지 운반대, 또는 물품 분류 시스템에 기지국의 안테나 소자를 포함시키고, 태그에 전력을 공급하여 더 먼 거리에서 태그 정보를 판독하는 것이 가능하다.
기지국과 무선 주파수 식별 태그 사이에 유도 또는 정전 신호를 연결시키기 위해, 태그는 반드시 적어도 하나, 통상적으로 2개의 안테나 소자를 갖는 안테나를 포함한다. 전형적으로, 태그 회로 칩과 그 소자는 전기적으로 연결되고 태그 기판에 접착된다. 태그 기판 차원에 의해 정해지는 태그 차원은 전형적으로 매우 작게 유지된다. 그러므로, 안테나는 일반적으로 그 크기가 제한되지 않는다. 그러나, 더 작은 안테나는 판독 범위에 악영향을 준다. 또한, 안테나는 잠재적으로 태그 지향성을 민감하게 만들도록 태그 기판과 공통 평면에 반드시 형성된다. 무선 주파수 식별 태그를 더 크게 만드는 것은 바람직하지 못하고 일반적으로 비실용적이므로, 유효 안테나 크기는 제한된다. 또한, 전형적인 평면 태그 설계는 안테나를 평평하고 방향에 민감한 구성으로 제한한다.
"물품 집적 안테나를 갖춘 무선 주파수 식별 태그(Radio Frequency Identification Tag Having an Article Integrated Antenna)"라는 제목의 상술된 미국 특허 출원에서 설명되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 한 물품에 집적된 안테나를 형성하는 것이 제안된다. 예를 들면, 바람직한 실시에서는 카드보드(cardboard)나 종이 패키지에 전도성 잉크를 사용하여 프린트된 안테나를 볼 수 있다. 무선 주파수 식별 태그 회로 칩은 물품에 고정되어 안테나에 전기적으로 연결된다. 부가하여, 무선 주파수 식별 태그 칩 어셈블리를 제공하는 것이 제안된다. 칩 어셈블리는 전도성 패턴(conductive pattern)을 포함하도록 형성된 기판에 무선 주파수 식별 태그 회로 칩을 접착시키도록 제공된다. 설명된 바와 같이, 바람직한 전도성 패턴은 전도성 잉크를 사용하여 종이 기판에 패턴을 프린트함으로서 형성된다. 칩 어셈블리는 물품에 고정되고, 전도성 패턴을 통해 안테나에 전기적으로 연결된다.
생각될 수 있는 바와 같이, 물품에 프린트된 안테나로 또는 기판에 프린트된 전도성 패턴으로 회로 칩을 정렬하는 것은 회로 칩의 적절한 동작에 매우 중요하다. 특별히, 회로 칩은 회로 칩 상의 전도성 패드(pad)를 안테나 및/또는 전도성 패턴에 적절히 맞추기 위해 약 +/- 0.125 mm내에 위치되어야 한다. 그러나, 안테나 및/또는 전도성 패턴을 종이나 종이와 유사한 물질에 프린트하는 전형적인 기술은 +/- 1.5 mm 정도의 에지 허용공차(edge tolerance)를 산출하게 된다. 이 에지 허용공차 차원은 전형적인 회로 칩 보다 더 크다. 부정확한 에지 허용공차의 원인으로는 프린트된 패턴의 에지 브리드(edge bleed) 및 기판에 대한 프린트 패턴의 변화를 포함하여 몇 가지 요소가 있다.
그래서, 개선된 무선 주파수 식별 태그가 요구된다.
본 발명은 이전 출원이 여기서 참고로 포함되고 이러한 설명을 통한 것과 똑같은 효과로 여기서 전체적으로 설명된 Noel H. Eberhardt의 "물품 집적 안테나를 갖춘 무선 주파수 식별 태그(Radio frequency identification tag having an article integrated antenna)"로서, 일련 번호 , 1998년 6월 9일 출원, 참고번호 IND10149인 미국 특허 출원의 연속 출원이다.
본 출원은 이전 출원이 여기서 참고로 포함되고 이러한 설명을 통한 것과 똑같은 효과로 여기서 전체적으로 설명된 다음에 주어지는 앞서 공통으로 인수된 미국 특허 출원에 관련된다: Ted Geiszler 등의 "원격 전력제공 전자 태그 및 연관된 여진기/판독기와 그에 관련된 방법(Remotely powered electronic tag and associated exciter/reader and related method)"으로서, 일련 번호 08/540,813, 1995년 10월 11일 출원, 참고번호 IND00701; Victor Allen Vega 등의 "접지에 연결되도록 배열된 태그를 사용하는 무선 주파수 식별 태그 시스템(Radio frequency identification tag system using tags arranged for coupling for ground)"으로서, 일련 번호 09/031,848, 1998년 2월 27일 출원, 참고번호 IND10153; Victor Allen Vega 등의 "태그 상태 정보를 자기적으로 저장하도록 배열된 무선 주파수 식별 태그(Radio frequency identification tag arranged for magnetically storing tag state information)"로서, 일련 번호 09/041,480, 1998년 3월 12일 출원, 참고번호 IND10146; 및 Victor Allen Vega의 "프로그램 가능한 회로 상태를 갖춘 무선 주파수 식별 태그(Radio frequency identification tag with a programmable circuit state)"로서, 일련 번호 09/045,357, 1998년 3월 20일 출원, 참고번호 IND10174.
본 발명은 일반적으로, 이에 제한되지는 않지만, 프린트 안테나(printed antenna)를 갖춘 무선 주파수 식별 태그(radio frequency identification tag)를 포함하는 무선주파수 식별 태그의 분야에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 전형적인 실시예가 첨부된 도면에서 기술되는데, 전체적으로 같은 참조 번호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 주파수 식별 태그의 분해 조립도.
도 2는 도 1의 선 2-2를 따라 취해진 단면도.
도 3은 기판에 인쇄된 안테나 및/또는 전도성 패턴의 평면도.
도 4는 원 "A"의 영역에서 도 3에 도시된 안테나의 확대 부분의 평면도.
도 5는 도 4에 도시되고 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 또한 형성된 안테나 및/또한 전도성 패턴의 평면도.
도 6은 도 5의 선 6-6을 따라 취해지고 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 안테나를 구성하는 장치를 또한 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 설명하는 도 6과 유사한 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 설명하는 도 6과 유사한 단면도.
도 9는 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 설명하는 도 2와 유사한 단면도.
도 10은 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 설명하는 도 6과 유사한 단면도.
도 11은 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 설명하는 도 2와 유사한 단면도.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 주파수 식별 태그(radio frequency identification tag)는 기판 상에 형성된 프린트 안테나(printed antenna)를 사용한다. 기판은 물품, 패키지, 패키지 콘테이너, 티켓, 운송장, 라벨, 및/또는 식별 배지(badge)의 일부를 형성한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 결합 영역은 프린트 피착 전도성 잉크로 기판 상에 전도성 패턴(conductive pattern)을 형성하고 이어서 기판에 관련된 전도성 패턴에 결합 영역을 정확하게 형성함으로서 프린트 기판 내에 형성된다.
분해 조립도로 도시된 도 1을 참고로, 무선 주파수 식별 태그(14)는 안테나 (10)에 고정된 무선 주파수 식별 태그 회로 칩("회로칩")(12)을 포함한다. 안테나 (10)는 개인 식별 배지, 티켓, 운송장, 패키지 콘테이너(상자나 봉투와 같은) 또는 그 일부 등에 대한 근거를 형성할 수 있다. 생각될 수 있는 바와 같이, 안테나(10)는 또한 본 발명의 공정한 범위로부터 벗어나지 않고 상술된 미국 특허 출원 "물품 집적 안테나를 갖춘 무선 주파수 식별 태그"에서 설명된 바와 같이 무선 주파수 식별 태그 회로 칩 어셈블리(즉, 기판 및 전도성 패턴)에 대한 근거를 형성할 수 있다. 볼 수 있는 바와 같이, 안테나(10)는 기판(16)상에 배치된 전도성 패턴(22)을 포함한다.
계속하여 도 1을 참고로, 기판(16)은 특정한 응용에 선택된 종이, 플라스틱(폴리에스테르(polyester) 및 금속화 폴리에스테르 물질을 포함하는), 합성 종이, 강화 종이, 카드보드(carboard), 합성 종이 코팅 카드보드 등 일 수 있다. 기판 (16)은 제1 표면(18) 및 제2 표면(20)을 포함한다. 제1 기판(18)에는 제1 안테나 소자(24) 및 제2 안테나 소자(26)를 포함하는 전도성 패턴(22)이 형성된다. 제1 안테나 소자(24) 및 제2 안테나 소자(26)는 각각 기판(16) 상에 접착되거나 다른 방법으로 형성된 전도성 물질로 형성된다. 가장 바람직하게, 제1 안테나 소자(24) 및 제2 안테나 소자(26)는 각각 적절하게 프린트가능한 전도성 매체를 사용하여 프린트함으로서 형성된다. 예를 들면, 탄소/흑연 기초의 전도성 잉크가 종이 및/또는 카드보드에 프린트될 때 유효한 전도성 패턴(22)을 형성한다. 다른 방법으로, 합성 종이 및 코팅 종이가 사용될 수 있지만, 가격이 부가된다. 은 및 다른 귀금속 잉크는 특별히 플라스틱 물질에 프린트하는데 사용될 수 있지만, 더 높은 비용으로 인해 덜 바람직하다. 전도성 패턴(22)은 정전 응용에서 사용하기에 적절하도록 "H"형을 갖는 것으로 도시된다. 본 발명의 공정한 범위에서 벗어나지 않고 예를 들면, 유도 결합에 보다 적절한 다른 패턴이 프린트될 수 있는 것으로 생각된다. 제1 안테나 소자(24)는 제1 결합 영역(28)으로 형성되고, 제2 안테나 소자는 제2 결합 영역(30)으로 형성된다. 제1 결합 영역(28) 및 제2 결합 영역(30)은 일반적으로 H자형의 중심에서 기판(16)에 형성된 개구(aperture)(31) 쪽으로 확장되어 그에 의해 분리된다.
도 1 및 도 2를 참고로, 회로칩(12)은 전도성 패턴(22)에 연결되도록 배열된 전도성 패드 38 및 전도성 패드 40으로 형성된다. 도시된 바와 같이, 전도성 패드 38 및 전도성 패드 40은 "범프된(bumped)" 패드이다. 즉, 이들은 회로칩(12)의 하단 표면(32)으로부터 외부쪽으로 투사된다. 이는 회로칩의 하단 표면(32)과 실질적으로 공통 평면에 형성되는 "표면(surface)" 패드와 대조적이다. 안테나(10)에 고정될 때, 전도성 패드(38)는 제1 결합 영역(28)에 전기적으로 연결되고, 전도성 패드(40)는 제2 결합 영역(30)에 전기적으로 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전도성 접착층 34 및 전도성 접착층 36은 각각 전도성 패드(38)와 제1 결합 영역(28) 사이 및 전도성 패드(40)와 제2 결합 영역(30) 사이에 배치되어, 전기적인 연결을 제공하고 회로칩(12)을 안테나(10)에 접착시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 등방성 접착제(isotropic adhesive)가 사용되어 회로칩(12) 및 안테나(10) 중 하나 또는 둘 모두에 정확히 적용된다. 다른 방법으로, 이방성 접착제 (anisotropic adhesive)가 사용될 수 있지만, 비용적인 면에서 불리하다. 또한, 범프된 패드를 사용하는데 특정한 우선 순위가 존재하지 않고, 범프된 패드, 표면 패드, 또는 오목하게 들어간 패드(즉, 회로칩(12)의 외부 표면으로 오목하게 들어가 형성된 전도성 패드) 중 임의의 것이 비용 및 특정한 응용을 근거로 선택되어 사용될 수 있음을 주목하여야 한다. 판독/기록 실시예에서, 회로칩(12)은 유리하게 TEMIC e5550 회로칩(Temic North America, Inc., Basking Ridge, New Jersey로부터 이용 가능한)으로 구성될 수 있다. 판독 전용 실시예에서는 Indala 1341 회로칩(Motorola Indala Corporation, San Jose, California로부터 이용 가능한)이 사용될 수 있다.
바람직한 이방성 접착제는 3M 사로부터 이용 가능한 3M 9703 접착제이다. 바람직한 접착제는 "z" 또는 수직 방향으로만 전류가 통한다는 점에서 이방성이다(도 2). 접착제는 접착층의 상단 표면으로부터 하단 표면으로 전기적 접촉을 이루는 접착 기판에 금속 코팅된 초소형 펠릿(pellet)을 포함하도록 제작된다. "x" 또는 "y" 방향 중 어느 한 방향, 즉 접착층의 평면에서는 전기적 접촉이 이루어지지 않는다. 그래서, 접착제는 인접한 도체에 걸쳐 단락 없이 완전한 층으로 적용될 수 있다. 바람직한 등방성 접착제는 Adhesives Research 사로부터 이용 가능한 #8103이다.
본 발명의 이해를 돕기 위해, 도 3을 참고로, 안테나(10')는 중간 처리 단계로 도시된다. 안테나(10')는 안테나(10)의 중간 제작 단계를 나타낸다. 명확하게, 참고번호는 이 중간 단계에서 완전히 형성되지 않은 소자를 식별하는데 사용된다. 도 3을 참고로, 안테나(10')는 먼저 기판(16')에 전도성 패턴(22')을 형성함으로서, 바람직하게 프린트함으로서 형성된다. 볼 수 있는 바와 같이, 개구(31)는 아직 형성되지 않았고, 제1 결합 영역(28')은 전도성 패턴(22')의 중심에서 제2 결합 영역(30')과 연결된다.
도 3은 또한 기판(16')에 전도성 패턴(22')을 형성하는 것과 연관된 제작 허용공차(tolerance)를 나타낸다. 완전한 안테나(10)에서 갖는 효과 및 이러한 허용공차에 대한 논의는 본 발명의 이점에 대해 추가 식견을 제공하게 된다. 도 3을 참고로, 매우 정확한 프린팅 처리를 하더라도 전도성 패턴(22')은 기판(16')의 에지(42) 및 에지(44)에 대해 각각 "x" 및 "y" 방향으로 모두 변하게 된다. 전형적으로, +/- x 및 +/- y로 각각 나타내지는 변화는 각 방향에서 약 +/- 0.5 mm 정도이다. 부가하여, 도 4를 참고로, 전도성 패턴(22')의 주변(45)은 예리한 선이 아니고, 그 대신에 균일하지 않은 건조의 결과인 전도성 잉크의 "브리딩(bleeding)"으로 인해 주변(46)이 거친(rough) 프로파일을 갖게 한다. 도 4에서 +/- e로 나타내지는 주변(46)의 변화는 +/- 0.125 정도가 될 수 있다. 패턴 위치 변화 및 브리딩으로 인한 총 변화는 +/- 1.5 mm 정도의 범위가 될 수 있다. 이 수치는 회로칩 (12)이 1 mm2이라는 점에서 의미를 갖는다. 그래서, 전도성 패턴의 변화는 회로칩 (12) 보다 더 클 수 있다. 그 결과로, 에지(42) 및 에지(44)를 참고하여 전도성 패턴(22)에 대해 회로칩(12)의 위치를 정하는 것이 불가능하다. 그러므로, 회로칩 (12)의 자동 부착은 기판(16)에 전도성 패턴(22)의 위치를 정확하게 정하기 위해 복잡하고 값비싼 비전 기술을 요구한다. 값비싼 비전 자동화에 대한 다른 방법은 수동 부착이다. 수동 부착은 시간이 소모되어 자동화의 처리 반복성을 제시하지 못한다. 어떠한 경우에서든, 비용, 질, 및 처리 효율성에 막대한 손해를 끼친다.
도 5를 참고로, 완전한 단계의 안테나(10)는 기판(16)에 형성된 개구(31)를 포함하여, 제1 결합 영역(28) 및 제2 결합 영역(30)을 분리한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 개구(31)는 기판 기준에 대해 전도성 패턴(22)의 중심에서 기판(16) 일부를 구멍 뚫음으로서 형성된다.
계속하여 도 5 및 도 6을 참고로, 안테나(10')는 설치물(fixture; 100)에 위치한다. 설치물(100)은 베이스(106) 위로 확장된 코너 위치자 블록(corner locator block; 102) 및 에지 위치자 블록(104)을 포함한다. 다른 방법의 위치 배열은 기판(16)에 형성된 위치자 홀/슬롯과 맞물리는 핀을 사용할 수 있다. 코너 위치자 블록(102)은 에지 42 및 에지 44와 모두 맞물리도록 배열되고, 에지 42 및 에지 44는 기판 기준을 제공한다. 에지 위치자 블록(104)은 에지(44)와 맞물리도록 배열된다. 이 방식으로, 에지 42 및 에지 44에 대해 개구(31)를 형성하도록 일관되고 반복 가능한 기준이 설정된다. 펀치(108)는 또한 설치물(100)에 대해 고정되어 도 6에 도시된다. 동작시, 안테나(10')는 베이스(106) 위에서 코너 위치자 블록(102) 및 에지 위치자 블록(104)에 대해 위치가 정해진다. 펀치(108)는 전도성 패턴(22') 및 기판(16')을 통과하여 버튼 개구(120)에 전해지므로 전도성 패턴(22') 및 기판(16')과 맞물려 플러그(112)를 전단 변형시킨다. 그래서, 개구(31)는 제1 결합 영역(28) 및 제2 결합 영역(30)을 정확하게 분리한다. 또한, 제1 결합 영역(28) 및 제2 결합 영역 (30)은 에지 42 및 에지 44에 대해 정확하게 위치가 정해지므로, 회로칩(12)의 간략화된 자동 부착을 가능하게 만든다. 제1 결합 영역(28)의 에지(46) 및 제2 결합 영역(30)의 에지는 에지 42 및 에지 44로부터 각각 +/- 0.025 mm 내에 형성될 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 주파수 식별 태그(14)를 완성할 때, 회로칩 선택-및-배치(pick-and-place) 자동화기(도시되지 않은)는 기준 에지(42) 및 에지(44)로 배열될 수 있다. 이 기준으로부터 회로칩(12)은 제1 결합 영역(28) 및 제2 결합 영역(30)에 대해 정확하게 위치가 정해질 수 있다. 또한, 단일 제작/어셈블리 셀이 구성될 수 있는 것으로 생각되어야 한다. 이러한 어셈블리 셀은 기판(16')의 자동화 배치에 제공되어, 적절한 프린트 헤드 전도성 패턴(22')을 사용하여 프린트하고, 개구(31)를 형성하고, 또한 회로칩(12)의 위치를 정한다. 그러나, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 각 동작은 예를 들면, 제작선 형태 (production line fashion)로 배열되는 분리 제작/어셈블리 셀에서 완료될 수 있다. 기판(16)에 대한 제1 결합 영역(28) 및 제2 결합 영역(30)의 정확한 형성 및 이들 부분에 대한 회로칩(12)의 정확한 배치는 처리 과정 내내 유지된다. 그래서, 본 발명은 유리하게 실질적인 제작 탄력성을 제공한다.
도 7을 참고로, 본 발명의 다른 바람직한 실시예가 도시된다. 다시, 안테나 (10')는 안테나(10)의 중간 제작 단계를 나타낸다. 명확하게, 참고번호는 이 중간 단계에서 완전히 형성되지 않은 소자를 칭하는데 사용된다(도 3에 도시된 바와 같이). 도 7에 도시된 바와 같이, 펀치(208)는 전도성 패턴(22')과 표면(18)을 제공하도록 배열되고, 기판(16')에 관통 개구를 형성하지 않고 기판(16')의 일부를 압축하도록 배열된다. 설치물(100)은 이전과 같이 구성되고, 코너 위치자 블록(102) 및 에지 위치자 블록(104)을 포함한다. 버튼 개구(120)는 생략된다. 펀치(208)는 제1 결합 영역(28') 및 제2 결합 영역(30')의 인터페이스에서 전도성 패턴(22') 및 표면(18)과 맞물리고, 맞물린 지점에서 전도성 패턴(22') 및 표면(18)을 제공한다. 펀치(208)는 또한 오목부(indentation; 231)가 생성되어 제1 결합 영역(28)을 제2 결합 영역(30)으로부터 분리하도록 기판(16') 일부를 압축한다. 다시, 에지 42 및 에지 44에 대해 매우 정확한 위치의 제1 결합 영역(28) 및 제2 결합 영역(30)이 구해지고, 그에 의해 회로칩(12)의 자동 배치를 허용한다. 도 8에서, 펀치(308)는 기판(16)에 오목부(331)를 형성하기 위해 전도성 패턴(22') 및 표면(18)을 더 잘 관통하도록 날카로운 에지(330)로 배열된다.
도 9를 참고로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 주파수 식별 태그(114)를 완성할 때, 회로칩 선택-및-배치 자동화기(도시되지 않은)는 기판(16)의 기준 에지(42) 및 에지(44)로 배열될 수 있다(도 9에 도시된 에지 42). 이 기준으로부터, 회로칩(12)은 제1 결합 영역(28)에 접착물(34)을 통해 전기적으로 연결된 전도성 패드(38) 및 제2 결합 영역(30)에 접착물(36)을 통해 전기적으로 연결된 전도성 패드(40)로 정확하게 위치가 정해질 수 있다. 제1 결합 영역(28) 및 제2 결합 영역(30)은 정확하게 위치하고, 전도성 패턴(22) 및 표면(18)을 통해 기판(16)으로 확장된 오목부(231)를 통해 전기적으로 분리된다.
도 10은 안테나 10'으로부터 안테나 110을 형성하는 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예를 설명한다. 다시, 안테나 10'은 안테나 110의 중간 제작 단계를 나타내고, 간략하게, 참고번호는 이 중간 단계에서 완전히 형성되지 않은 소자를 식별하는데 사용된다(도 3에 도시된 바와 같이). 설치물(400)은 베이스(406) 위로 확장된 코너 위치자 블록(402) 및 에지 위치자 블록(도시되지 않은)을 포함한다. 다른 방법의 위치 배정은 기판(16')에 형성된 홀/슬롯과 맞물리는 위치자 핀을 사용할 수 있다. 코너 위치자 블록(402)은 기판(116)의 두 에지와 맞물리도록 배열되고(도 10에 도시된 에지 142), 에지 위치자 블록은 설명된 바와 같이 기판(116)의 한 에지와 맞물리도록 배열된다. 또한, 형성/펀치(408)가 설치물(400)에 대해 고정된다. 펀치(408)는 전도성 패턴(22') 및 기판(16')을 통과하여 버튼 개구 (420)에 전해지므로 전도성 패턴(22') 및 기판(16')과 맞물려 플러그(412)를 전단 변형시키도록 배열된 펀치 부분(410)을 포함한다. 이 방식으로, 개구(431)가 기판(116)에 형성되어 결합 영역(128) 및 결합 영역(130)을 분리한다. 또한, 제1 결합 영역(128) 및 제2 결합 영역(130)은 기판(116)의 에지에 대해 정확하게 위치가 정해지므로, 회로칩(112)의 간략화된 자동 부착을 가능하게 만든다.
펀치(408)는 또한 숄더(shoulder) 또는 형성영역(424)과 배열된다. 펀치(408)가 기판(16')과 맞물릴 때, 기판(16')의 국부영역(418)은 압축되어 숄더(424)의 형상에 실질적으로 대응하도록 형성된다. 이 방식으로, 기판(116)에는 개구(431)에 인접하게 리세스(recess; 416)가 형성되고, 이 부분으로 제1 결합 영역(128) 및 제2 결합 영역(130)이 확장된다.
도 11을 참고로, 무선 주파수 식별 태그(414)는 안테나(110)를 사용하여 조립된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 회로칩 선택-및-배치 자동화기(도시되지 않은)는 기판(116)의 에지를 참고하도록 배열될 수 있다(도 11에 도시된 에지 142). 이 기준으로부터, 회로칩(112)은 제1 결합 영역(128)에 접착물(134)을 통해 전기적으로 연결된 전도성 패드(138) 및 제2 결합 영역(130)에 접착물(136)을 통해 전기적으로 연결된 전도성 패드(140)로 정확하게 위치가 정해질 수 있다. 제1 결합 영역(128) 및 제2 결합 영역(130)은 정확하게 위치하고, 전도성 패턴(122) 및 기판(116) 통과하여 확장된 개구(431)를 통해 서로 분리된다. 이 방식으로, 회로칩(112)은 기판(116)의 표면(118) 상에 배치되는 제1 안테나 소자(124) 및 제2 안테나 소자(126) 각각에 연결된다. 부가하여, 회로칩(112)은 표면(118) 아래에 유지되고, 그에 의해 무선 주파수 식별 태그(414)를 사용하는 동안 기판(116)으로부터 그에 대한 전위를 감소시켜 제거하게 된다. 또한, 회로칩(12) 위에는 포장 물질 및/또는 커버를 배치하여 더 보호할 수 있는 것으로 생각되어야 한다.
요약하여, 도 1을 다시 참고로, 무선 주파수 식별 태그(14)는 안테나(10)에 고정된 무선 주파수 식별 태그 회로칩(12)을 포함한다. 안테나는 기판(16)의 표면(18) 상에 형성된 제1 안테나 소자(24) 및 제2 안테나 소자(26)를 포함한다. 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자는 기판에 형성된 개구(31)에 의해 분리되어 정확하게 위치한다.
도 7 및 도 8을 참고로, 안테나(10)의 다른 바람직한 실시예는 기판(16)의 표면(18) 상에 형성된 제1 안테나 소자(24) 및 제2 안테나 소자(26)를 포함한다. 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자는 도 7 및 도 8에 각각 도시된 바와 같이 표면을 통과하여 부분적으로 기판까지 확장되어 형성된 오목부(231, 331)에 의해 분리되어 정확하게 위치한다.
도 9를 참고로, 무선 주파수 식별 태그(214)는 안테나(10)에 고정된 무선 주파수 식별 태그 회로칩(12)을 포함한다. 안테나는 기판(16)의 표면(18) 상에 형성된 제1 안테나 소자(24) 및 제2 안테나 소자(26)를 포함하고, 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자는 기판에 형성된 오목부(31)에 의해 분리되어 정확하게 위치한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 도 10을 참고로, 안테나(110)는 기판(116)의 표면(118) 상에 형성된 제1 안테나 소자(124) 및 제2 안테나 소자(126)를 포함한다. 기판은 기판에 형성된 리세스(416)를 포함하도록 형성된다. 제1 안테나 소자는 제1 결합 영역(128)을 포함하고, 제2 안테나 소자는 제2 결합 영역(130)을 포함한다. 제1 결합 영역 및 제2 결합 영역은 리세스로 확장되고, 리세스에 형성된 개구(431)에 의해 분리되어 정확하게 위치한다.
도 11을 참고로, 무선 주파수 식별 태그(414)는 안테나(110)에 고정된 무선 주파수 식별 태그 회로칩(112)을 포함한다. 안테나는 기판(116)의 표면(118) 상에 형성된 제1 안테나 소자(124) 및 제2 안테나 소자(126)를 포함한다. 안테나(110)는 또한 기판(116)에 형성된 리세스(416)와, 그 리세스로 확장되고 리세스에 형성된 개구(431)에 의해 분리되어 정확하게 위치하는 제1 결합 영역(128) 및 제2 결합 영역(130)을 포함한다. 무선 주파수 식별 태그 회로칩은 리세스에 고정되고, 제1 결합 영역 및 제2 결합 영역에 연결된다. 그에 의해, 제1 결합 영역 및 제2 결합 영역은 무선 주파수 식별 태그 회로칩을 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자에 연결한다.
무선 주파수 식별 태그를 만드는 바람직한 방법에 따라, 표면을 갖는 기판이 제공된다. 표면 상에는 전도성 패턴이 프린트되고, 기판 기준에 대해 기판에 개구가 형성되어, 그 개구는 전도성 패턴을 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자로 분리한다. 이어서, 무선 주파수 식별 태그 회로칩은 기판에 고정되고 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자에 전기적으로 연결된다. 그 방법은 다른 방법으로 기판에 오목부 및/또는 리세스를 형성하도록 제공될 수 있다.
이제는 본 발명의 일부 이점이 논의된다.
프린트 안테나의 차원 및 위치 허용공차를 제어하는 기능에 있어서의 제한은 무선 주파수 식별 태그에서 효과적인 비용 및 성능 증진 기술을 제한한다. 본 발명은 이러한 허용공차 제한을 극복함으로서 프린트 안테나기술의 사용을 용이하게 한다.
무선 주파수 식별 태그 회로칩에 쉽게 맞추어질 수 있는 프린트 안테나를 사용함으로서, 성능이 개선되면서 무선 주파수 식별 태그 비용이 감소된다.
무선 주파수 식별 태그 회로칩이 무선 주파수 식별 태그 안테나에 신속하고 정확하게 고정되어 연결된다는 점에서 본 발명에 의해 제작 효율성이 개선된다.
본 발명은 또한 공통적으로 이용 가능한 선택-및-배치(pick-and-place) 자동화를 사용하여 단일 셀 또는 다중 셀의 제작 배열로 무선 주파수 식별 태그의 경제적인 제작을 허용한다.
본 발명에는 그 공정한 범위 및 의도에서 벗어나지 않고 다수의 추가 변화 및 수정이 이루어질 수 있다. 일부 변화의 범위는 상기에서 논의된다. 다른 범위는 첨부된 청구항으로부터 명백해진다.

Claims (12)

  1. 무선 주파수 식별 태그에 있어서,
    기판의 표면 상에 형성된 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자를 포함하는 안테나에 고정되는(secured) 무선 주파수 식별 태그(radio frequency identification tag) 회로칩을 포함하고, 상기 제1 안테나 소자는 상기 기판에 형성된 개구에 의해 상기 제2 안테나 소자로부터 분리되는
    무선 주파수 식별 태그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 소자는 제1 결합 영역을 포함하고, 상기 제2 안테나 소자는 제2 결합 영역을 포함하며, 상기 개구는 상기 제1 결합 영역 및 상기 제2 결합 영역을 분리시키는 무선 주파수 식별 태그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 결합 영역 및 상기 제2 결합 영역은 상기 무선 주파수 식별 태그 회로칩에 연결되도록 배열되는 무선 주파수 식별 태그.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 개구는 기판 기준에 대하여 형성되는 무선 주파수 식별 태그.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안테나는 상기 기판의 표면 상에 프린트된 전도성 패턴인 무선 주파수 식별 태그.
  6. 제1항에 있어서,
    전도성 접착물(conductive adhesive)이 상기 무선 주파수 식별 태그 회로칩을 상기 안테나에 연결시키는 무선 주파수 식별 태그.
  7. 무선 주파수 식별 태그용 안테나에 있어서,
    기판의 표면 상에 프린트된 전도성 패턴과, 상기 전도성 패턴을 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자로 분리하도록 상기 기판 상에 형성된 개구
    를 포함하는 안테나.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 안테나 소자는 제1 결합 영역을 포함하고, 상기 제2 안테나 소자는 제2 결합 영역을 포함하고, 상기 제1 결합 영역 및 상기 제2 결합 영역은 상기 개구에 의해 정의되는 안테나.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 안테나는 물품, 패키지, 패키지 콘테이너, 봉투, 티켓, 운송장, 라벨, 및 식별 배지 중 하나의 일부를 형성하는 안테나.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 개구는 기판 기준에 대하여 형성되는 안테나.
  11. 무선 주파수 식별 태그를 제조하는 방법에 있어서,
    표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;
    상기 표면에 전도성 패턴을 프린트하는 단계;
    상기 전도성 패턴을 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자로 분리하는 개구를 기판 기준에 대하여 상기 기판에 형성하는 단계; 및
    무선 주파수 식별 태그 회로칩을 상기 제1 안테나 소자 및 상기 제2 안테나 소자에 전기적으로 연결하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    전도성 패턴을 프린트하는 상기 단계는 제1 결합 영역 및 제2 결합 영역에 의해 연결되는 제1 안테나 소자 및 제2 안테나 소자를 프린트하는 단계를 포함하고, 개구를 형성하는 상기 단계는 상기 제1 결합 영역 및 상기 제2 결합 영역을 분리하는 개구를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
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