KR200370649Y1 - Ｒｆｉｄ 태그 - Google Patents

Abstract

비접촉식 식별 기능을 수행할 수 있는 RFID 태그가 개시된다. RFID 태그는 태그플레이트에 밀착하는 림 및 바렐부를 포함하며 도전성 물질로 구성된 아일렛 베이스, 및 아일렛 베이스에 장착되어 아일렛 베이스를 안테나로 사용하는 RFID 회로모듈을 포함하며, 아일렛 베이스에는 슬릿이 형성되고, 슬릿을 중심으로 아일렛 베이스를 종단하는 고저항부가 형성되며, RFID 회로모듈은 슬릿에 의해서 분리된 부분에 각각 전기적으로 연결되어 아일렛 베이스를 안테나로 사용한다. 본 고안에서는 도전성 물질을 안테나 연장부로 사용함으로써 원거리간 원활한 송수신을 가능하게 하며, 종래의 아일렛 구조를 이용함으로써 생산량 증대, RFID 태그 비용의 절감, 안정된 결합 등 다양한 장점을 채용할 수가 있다.

Description

ＲＦＩＤ 태그{RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG}

본 고안은 RFID(Radio Frequency IDentification) 기술을 이용한 태그에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 자동 인식(Auto-Identification)이 필요한 대상물에 적용될 수 있으며, 특히 공항용 태그, 프라이스(Price) 태그, 재고 태그 등으로 사용될 수 있는 RFID 태그에 관한 것이다.

일반적으로, RFID 태그는 IC 칩, 안테나 및 결착물(Adhesive Materials)로 이루어져 외부의 리더(Reader or Interrogator)와 소정의 데이터를 송수신하는 장치를 의미하며, 트랜스폰더(transponder)라고도 한다.

RFID 태그는 비접촉 방식으로 리더와 데이터를 송수신한다. 이용하는 주파수의 고저에 따라 유도성 결합(Inductive Coupling), 전자기 역산란 결합(Backscattering), 표면 음향파(SAW: Surface Acoustic Wave) 등을 이용할 수 있으며, 상기 전자파를 이용한 전이중 방식(FDX: Full Duplex), 반이중 방식(HDX: Half Duplex), 및 순차적 방식(SEQ: Sequential)으로 리더와 데이터를 송수신할 수가 있다.

일 예로, RFID 태그는 비접촉 방식이라는 특성상 물품의 관리 등에 사용되고 있으며, 통화 결제를 위한 IC 카드나 통행권 등의 용도로 다양하게 사용되고 있다. 주파수 대역으로 볼 때 종래에는 125KHz, 13.56MHz 등 저주파수 대역이 많이 활용되었으나, 최근의 물류 관리에 있어 900MHz 대의 UHF(Ultra High Frequency) 영역의 사용이 현저하게 증가하고 있다. 특히 큰 유통업체인Walmart나 미국 국방성 등에서 물류 관리용으로 RFID를 사용하는데, 이때 역산란 결합(Backscattering)을 이용한 UHF 대 영역의 주파수가 주로 사용되고 있으며, 별도의 내장 배터리 없이 외부 변화에 수동으로 작동하여 필요한 전류를 생성하는 Passive Tag가 일단 표준으로 인정되고 있다.

그리고, 종래의 RFID 기술을 이용한 인식 방법으로는 태그 자체를 사용하는 방법, 라미네이팅(Laminating)에 의해 제작된 카드에 일체화 시키는 방법, 스티커와 같은 접착 매개체을 이용한 방법 및 인젝션 몰딩(Injection Molding)을 통해 태그를 일체로 성형화하는 방법 등이 있다.

그러나, 상기와 같은 RFID 기술을 적용한 태그는 정보를 얻기 위한 대상물에 대한 결합정도가 약하고, 제품에 부착 체결하기가 용이하지 않으며, 재활용이 불가능하고 외부충격에 RFID 회로가 파손될 수 있는 문제점이 있었다.

이미 언급한 바와 같이, RFID 태그는 IC칩, 안테나 및 결착물질로 구성된다. 기본적으로 PVC, PCB, PE, PA, PET 등 각종 플라스틱 재질로 이루어진 필름(Film) 형상의 기판이 사용되며, 상기 기판은 대체로 약 100㎛ 이내의 두께로 형성되고, 그 상부에 안테나부(Antenna)가 형성된다. 안테나부의 도선은 칩과 함께 기판 상에 장착되거나 필름 외부의 IC 칩과 Direct Bonding 방식 또는 COB(Chip On Board) 방식 등에 의해서 연결될 수 있다.

그리고, 안테나의 크기는 주로 리더(Reader)에서 요구하는 인식 거리(Reading Range)가 클수록 커지며, 리더의 방사 전력이 클수록 작아질 수 있고, 사용되는 주파수가 높을수록 작아질 수 있다. 그 중 UHF 대 이상의 영역의 주파수를 이용하여 역산란(Backscattering)에 의한 데이터 송수신을 하는 경우, 역산란의 정도는 안테나의 크기, 모양, 지질, 표면구조 및 파장, 편파 등에 의존하며, 금속 재질의 안테나에서 더 좋은 효율을 가진다.

이를 종합하면, 보편으로 사용되고 있는 기존의 13.56MHz 이하 주파수 영역의 태그의 경우, 유도성 결합의 방식으로 안테나가 코일 방식으로 형성되어야 하고, 안테나의 크기도 수 미터 이상이어야 하며, 외부 하우징도 금속 재질을 사용할 수 없는 등 근본적인 제한이 있었다.

그러나, 약 900MHz 이상의 주파수 및 역산란을 이용하는 RFID 방식이 물류등의 영역에서 보편화됨에 따라 안테나의 크기 및 하우징 재질 등이 많이 완화되고 있다.

이미 언급한 바와 같이 종래의 RFID 태그의 형태는 1) 가혹한 환경에 서의 접착 견지력의 한계가 있고, 2) 가혹한 환경에서의 칩 안정성을 유지하기가 어렵고, 3) 태그의 제조 공정, 특히 안테나를 제조하는 공정이 복잡하고 높은 비용이 발생하는 등의 문제점 중 최소한 하나 이상을 갖고 있다.

그리하여, 본 고안의 일 목적은 기존의 아일렛 체결장치 또는 개선된 아일렛 체결장치를 활용하여 공항용 수하물 등에 태그를 용이하게 체결 또는 장착함으로써 종래RFID 태그에 비해 접착 견지력이나 칩의 안정성을 유지하기에 유리한 구조를 갖는 RFID 태그를 제공하는 것이다.

그리고, 본 고안의 다른 목적은 대략900MH대역을 이용한 RFID 회로모듈이 아일렛에 장착되었을 때, RFID모듈과 리더간의 송수신이 원활하게 이루어지도록 아일렛 자체에 연결되어 안테나 역할을 수행하는 다양한 형상의 안테나 연장부를 포함하는 RFID 태그를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안의 제1 실시예에 따른 RFID 태그의 분해 사시도이다.

도 2는 제1 실시예에 따른 RFID 태그의 X-X 단면도이다.

도 3 은 제1 실시예에 따른 RFID 태그의 평면도이다.

도 4는 제1 실시예에 따른 RFID 태그의 Y-Y 단면도이다.

도 5는 본 고안의 제 1 실시예에 따른 RFID 태그의 안테나 연장부를 나타낸 평면도이다.

도 6 내지 도 9는 본 고안의 다른 실시예에 따른 RFID 태그의 안테나 연장부를 나타낸 평면도이다.

도 10 은 본 고안의 제 1 실시예에 따른 안테나 연장부의 형성구조를 나타낸 사시도이다.

도 11은 본 고안의 제 2 실시예에 따른 RFID 태그의 태그플레이트에 결합되는 아일렛의 사시도이다.

도 12는 제 2 실시예에 따른 RFID 태그의 아일렛에 대한 단면도이다.

도 13은 본 고안의 제3 실시예에 따른 RFID태그의 분해 사시도이다.

도 14는 제3 실시예에 따른 RFID 태그의 X-X 단면도이다.

도 15는 제3 실시예에 따른 RFID 태그를 도시한 평면도이다.

도 16은 제3 실시예에 따른 RFID 태그를 도시한 Y-Y 단면도이다.

도 17은 제3실시예에 따른 RFID 태그에 아일렛 와셔가 더 포함됨을 나타낸 분해사시도이다.

도 18은 제3 실시예와 유사한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 RFID용 태그를 설명하기 위한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100：RFID 태그 110：아일렛 와셔

112：와셔홀 114：내부 마진

120：아일렛 베이스 125：림(rim)

130：바렐부(barrel) 140：RFID 칩

150：안테나 연장부 160：슬릿

상술한 본 고안의 목적들을 달성하기 위한 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, RFID 태그는 홀이 형성된 태그플레이트, 상기 태그플레이트에 포함되는 안테나 연장부, 상기 태그플레이트의 홀에 결합되는 아일렛 베이스(eyelet base), 아일렛 베이스에 형성된 슬릿에 장착되는 RFID 회로모듈을 포함한다. 슬릿 및 고저항부에 의해서 아일렛 베이스 내의 전류 흐름이 제한되어 일정한 경로를 통해서 흐르게 되고, RFID 회로모듈의 단자가 각각 분리된 부분에 연결됨으로써 아일렛 베이스 및 안테나 연장부를 각각 루프 (Loop) 안테나 및 다이폴 (di-pole)안테나로 사용하게 된다.

상기의 태그플레이트를 대상물에 고정시키는 아일렛은 이미 여러 분야에서 사용되고 있으며, 체결장치 및 제조방법 또한 널리 보급되어 대량 생산이 유리하다는 특성을 갖는다. 따라서, 고가의 종래 RFID 태그에 비해 제작 비용을 현저하게 낮출 수 있다는 장점을 갖는다. 다만, 도전성 물질로 구성된 아일렛의 구조를 사용함에 있어서, 슬릿 및 고저항부를 이용하여 아일렛 자체를 안테나로 사용하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상술한 본 고안의 목적들을 달성하기 위한 본 고안의 바람직한 다른 실시예에 따르면, RFID 태그는 홀이 형성된 태그플레이트, 상기 태그플레이트에 포함되는 안테나 연장부, 아일렛 베이스(eyelet base), 및 태그플레이트 사이에서 상호 전기적으로 연결되는 슬릿된 링 형태의 내장 안테나 및 RFID 회로모듈을 포함한다.

이때, 아일렛 와셔 및 아일렛 베이스는 폴리카보네이트(PC)와 같이 소성 변형이 용이한 플라스틱으로 구성되어 RFID 회로모듈 및 리더 간의 데이터 송수신을 방해하지 않는다.

그리고, 상기 아일렛 베이스는 일체로 형성된 림 및 바렐부를 포함하며, 아일렛 체결장치에 의해서 바렐부의 단부가 권취되어 RFID용 아일렛을 태그플레이트에 고정시킬 수가 있다. 종래의 아일렛과 같이, 대상물이 얇은 경우에 아일렛은 아일렛 베이스만으로 대상물에 고정될 수 있지만, 대상물이 비교적 두꺼운 경우에는 아일렛 베이스에 대응하는 아일렛 와셔를 사용함으로써 대상물에 안정되게 고정될 수가 있다.

상기 실시예들은 아일렛이나 내장안테나와는 별개로 안테나 기능을 수행하는 안테나 연장부를 포함하고 있다. 이는 약 2 GHz이상의 주파수 영역에서 종래의 아일렛이나 내장안테나로 충분히 안테나 기능을 수행할 수 있지만, 약 900 MHz 대의 주파수 영역에서는 아일렛이나 내장안테나가 안테나 기능을 충분히 수행할 수 없는 경우가 발생하기 때문이다.

예를 들어, 약 900MHz 대 이상의 주파수 영역에서 다이폴 안테나는 적어도 약 15~16cm 정도여야 원활한 통신이 가능하다. 하지만, 아일렛이 약 15cm 정도의 크기로 제작되면 아일렛으로서의 본래 기능이 퇴색될 수 있다. 이에, 본 고안에 따른 RFID 태그는 안테나 연장부를 아일렛 베이스에 전기적으로 연결함으로써 RFID 회로에 안테나의 크기를 필요한 만큼 확장한 것이다.

상기와 같은 안테나 연장부는 알루미늄 포일, 알루미늄 테이프, 전도 특성이 있는 도료, 도전성 간지 등으로 구성되어 태그플레이트에 부착될 수 있으며, 대상물 상에 도포함으로써 안테나 연장부의 크기를 필요한 만큼 확대시킬 수가 있다. 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 고안이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 1은 본 고안의 제1 실시예에 따른 RFID 태그의 분해 사시도이며, 도 2는 제1 실시예에 따른 RFID 태그의 X-X 단면도이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 RFID 태그의 평면도이고, 도 4는 제1 실시예에 따른 RFID 태그의 Y-Y 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 RFID 태그(100)는 태그플레이트(105), 아일렛 와셔(110), 아일렛 베이스(120), RFID 칩(140) 및 안테나 연장부(150)를 포함하며, RFID 칩은 림(125) 저면 또는 윗면에 부착되고, 아일렛 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)는 태그플레이트(105)의 양측에서 상호 체결되어 밀착 고정된다.

아일렛 와셔(110)는 원형으로 형성되며, 플라스틱과 같은 비도전성 물질로 구성된다. 아일렛 와셔(110)의 중앙에는 와셔홀(112)이 형성된다. 아일렛 와셔(110)에서 와셔홀(112)의 주변에는 내부 마진이 형성되며, 내부 마진을 통해 아일렛 베이스(120)와 아일렛 와셔(110)가 상호 고정된다.

아일렛 와셔(110)에 대향하여 아일렛 베이스(120)가 제공된다. 아일렛 베이스(120) 역시 아일렛 와셔(110)와 같이 도전성 물질로 구성되며, 원형 외곽을 갖는 림(125) 및 림(125)과 일체로 형성된 바렐부(130)를 포함한다. 바렐부(130)는 원통형으로 형성되며, 태그플레이트(105)의 홀(105a) 및 아일렛 와셔(110)의 와셔홀(112)을 통과한다. 아일렛 와셔(110)를 통과하여 외부로 돌출된 바렐부(130)는 아일렛 체결 장치인 펀치 프레스에 의해서 가압되고, 펀치 프레스의 환형 홈에 의해 바렐부(130)는 단부에서부터 권취되기 시작한다. 바렐부(130)가 단부부터 지속적으로 권취되어 아일렛 와셔(110)의 내부 마진(114)에 밀착함으로써, 아일렛 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)가 견고하게 고정된다. 본 실시예에서는 바렐부(130)의 단부를 권취하여 아일렛 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)를 체결하지만, 이 외에도 종래의 다른 아일렛 체결 방법을 사용될 수 있으며, 이러한 방법들에 의해서 체결된 RFID 태그 역시 본 고안에 포함될 것이다.

아일렛은 일반적으로 알루미늄, 황동, 철 등 전성 및 연성이 좋은 금속 재질로 구성되며, 이러한 재질들은 역시 역산란의 정도가 매우 높기 때문에 UHF 대의 안테나로서 좋은 특성을 지닌다.

도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이, 아일렛 베이스(120)의 림(125)에는 슬릿(160)이 형성되어 있다. 슬릿(160)의 일단은 외부로 개방되어 있으며, 슬릿(160)에 의해서 림(125) 상에는 상호 분리된 영역이 형성된다. 또한, 슬릿(160)을 기준으로 아일렛 베이스(120)를 종단하는 고저항부(165)가 형성되며, 슬릿(16) 주변으로 전류의 흐름이나 전자의 이동을 방해할 수가 있다. 슬릿(160) 및 고저항부(165)에 의해서 상호 분리된 영역에 각각 RFID 칩(140)의 단자가 전기적으로 연결되면서, 슬릿(160)에 인접하게 RFID 칩(140)이 장착된다. 슬릿(160)의 중간에 RFID 칩(140)이 장착되어 있으며, RFID 칩(140)은 에폭시(epoxy) 등으로 코팅되어 보호된다.

RFID 칩(140)은 별도의 안테나를 포함할 수도 있지만, 기본적으로는 아일렛 베이스(120)를 루프 안테나로 이용하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 아일렛 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)는 RFID 칩(140)을 보호하는 케이스이기도 하며, RFID 칩(140)와 리더(미도시) 간에 필요한 데이터 전달할 수 있는 매개체이기도 하다.

다만, 일반적으로 아일렛 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)의 크기는 작은 크기로 형성되기 때문에, 약 900MHz 대의 주파수를 사용하는 리더에 대해 데이터의 송수신이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 왜냐하면, 다이폴 안테나가 용이하게 송수신 할 수 있는 안테나의 크기는 파장의 절반 길이(λ/2)이기 하는데, 일 예로 이 길이는 약 900MHz 대의 주파수 영역에서 약 15cm의 길이에 해당하며, 약 15cm의 지름은 아일렛의 크기로 너무 크다는 단점을 갖는다. 따라서, RFID 태그(100)는 도전성 물질로 구성된 안테나 연장부(150)를 포함하며, 안테나 연장부(150)의 길이를 적절하게 조절하여 리더 및 RFID 태그(100) 간의 데이터 송수신을 용이하게 할 수가 있다.

본 실시예에서의 안테나 연장부는 알루미늄 포일 등을 톰슨 프레싱 (Thomson Pressing) 등의 방법을 활용하여 전단, 태그 플레이트에 용이하게 붙이는 방법으로 제공한다.

그리고, 본 실시예에서의 안테나 연장부(150)는 태그플레이트(105) 상에 프린트된 상태로 제공된다. 즉, 도전성 물질을 포함하는 도료를 준비하고, 태그플레이트(105)에 인쇄를 하는 과정이나 인쇄를 하기 전후에 준비된 도료를 라인 형상으로 도포하면서 제공된다. 도료가 도전성 물질을 포함하고 있기 때문에 안테나 연장부(150)는 안테나로서의 기능을 할 수 있으며, 아일렛 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)가 체결되는 과정에서, 안테나 연장부(150)가 아일렛 와셔(110) 또는 아일렛 베이스(120)와 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 본 실시예에 따른 안테나 연장부(150)는 여러 가지 형태로 인쇄되거나 아일렛을 장착하기 전에 아일렛이 장착되는 위치에 알루미늄 테이프를 도포함으로써 제공될 수가 있다.

도 5 내지 도 9는 다양한 형태로 태그플레이트(105)에 포함된 안테나 연장부(150)를 나타낸 것이다.

도 5에 도시된 안테나 연장부(150)는 상기 태그플레이트(105)의 홀(105a) 내측으로 연장되어 상기 아일렛 베이스의 바렐부가 접촉되기 위한 접촉부(150a)를 포함하고 있다.

상기 태그플레이트(105)의 홀(105a) 내측으로 형성된 접촉부(150a)는 후술될 한 쌍의 태그플레이트(105) 사이에 포함되는 다양한 형상의 안테나 연장부(150)로 연결될 수 있기 때문에, 아일렛 베이스가 안테나 연장부(150)와 전기적으로 단락되는 것을 방지한다.

그리고, 도 6에 도시된 안테나 연장부(150)는 상기 태그플레이트(105)의 홀(105a)에서 상기 태그플레이트(105)의 양측으로 연장되어 상기 태그플레이트(105)의 하단부로 절곡된 한 쌍의 지선(150b); 및 상기 각 지선(150b)에 연결되어 상기 태그플레이트(105)의 홀(105a)에서 양측으로 향하여 하단부로 절곡되고 상기 지선(150b) 사이에 배치되는 한 쌍의 간선(150c)으로 이루어진다.

그리고, 상기 지선(150b)과 간선(150c)은 홀(105a)의 주변부에 원형으로 형성되고 아일렛 베이스(120)의 림(125)과 같은 형상의 슬릿(160)이 형성된 접촉부(151a)를 통해 연결되고, 상기 원형의 접촉부(151a)는 아일렛 베이스(120)의 림(125) 하면에 전기적으로 접촉한다.

또한, 상기 접촉부(151a)의 내측지름은 6.2mm이고 외측지름은 11.2mm로서 너비가 2.5mm인 띠 형태를 이루게 되며, 상기 접촉부(151a)의 외측지름을 포함한 지선(150b)의 수평길이는 48mm이고, 일정지점에서 절곡된 지선(150b)의 태그플레이트(105) 하단부까지의 수직길이는 73.25mm이며, 상기 간선(150c)은 지선(150b)의 하단부 길이이상 연장되도록 한다.

이때, 상기 간선(150c) 사이의 간격은 2.5mm로 이루어지도록 하며, 상기 지선(150b)과 간선(150c)으로 이루어진 안테나 연장부(150)는 가로 54mm, 세로 85mm로 형성된 테그플레이트(105)에 배치한다.

또한, 도 7에 도시된 상기 안테나 연장부(150)는 상기 태그플레이트(105)의 홀(105a)에서 양측으로 연장되어 하단부로 향하도록 절곡되고, 그 하단부로 향하는 경로 상에서 반복된 굴곡을 이루는 한 쌍의 지선(150d); 및 상기 각 지선(150d)에 연결되어 상기 태그플레이트(105)의 하단부로 연장되고 상기 지선(150d) 사이에 배치되는 한 쌍의 간선(150e)으로 이루어진다.

또한, 상기 지선(150d) 및 간선(150e)은 원형으로 형성되고 슬릿으로 간선(150e) 사이가 단절된 원형 접촉부(151b)를 통해 림(125)의 하면에 전기적으로 연결된다.

그리고, 도 8에 도시된 상기 안테나 연장부(150)는 상기 태그플레이트(105)의 홀(105a)에서 상부로 서로 멀어지도록 형성되고, 일정지점에서 태그플레이트(105)의 양측으로 절곡되어 향하는 한 쌍의 상부지선(150f); 및 상기 상부지선(150f)에서 상기 홀(105a)을 중심으로 교차되도록 하여 상기 태그플레이트(105)의양측 하부로 연장되고, 일정지점에서 절곡되어 태그의 하단부로 향하도록 형성되며, 내측에는 상기 절곡지점과 그 단부를 연결하도록 하는 연결선(150g)을 가지는 하부지선(150h)으로 이루어진다.

또한, 도 9에 도시된 상기 안테나 연장부(150)는 상기 태그플레이트(105)의 홀(105a)에서 상부로 서로 멀어지도록 형성되고 그 단부는 태그플레이트(105)의 양측부로 향하는 한 쌍의 상부지선(150i); 상기 태그플레이트(105)의 홀(105a)에서 양측부로 향하고 일정지점에서 절곡되어 단부가 태그플레이트(105)의 하부로 향하도록 형성된 한 쌍의 지선(150j); 및 상기 각 지선(150j)에 연결되어 상기 태그플레이트(105)의 하부로 연장되며 상기 지선(150j) 사이에 배치되는 간선(150k)으로 이루어진다.

그리고, 상기 상부지선(150i), 지선(150j) 및 간선(150k)은 원형으로 형성되고 슬릿으로 간선(150k) 사이가 단절된 원형 접촉부(151c)를 통해 림(125)의 하면에 전기적으로 연결된다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 태그플레이트(105)는 한 쌍으로 이루어지고, 상기 태그플레이트(105) 사이에 상기 안테나 연장부(150)가 포함되는 구조를 이룰 수 있다.

상기와 같이, 한 쌍의 상기 태그플레이트(105) 사이에 안테나 연장부(150)가 포함되면 태그플레이트(105)의 외면에 형성될 때에 비해 안테나 연장부(150)가 외부물체가 긁히거나 눌리어 손상될 우려가 없는 이점을 가지며, 태그플레이트(105)의 외면에 문자 등을 인쇄하는 경우에도 방해 받을 우려가 없어 태그플레이트(105)자체는 미려한 외형을 가지게 된다.

한편, RFID 칩의 두께에 비해 바렐부(130)의 두께가 두껍기 때문에, 바렐부(130)에 엠보싱(embossing) 또는 코이닝(coining)를 하여 홈을 만들고, 그 홈에 RFID 칩을 장착함으로써 외형상 변형 없이 바렐부(130)에 RFID 칩을 장착할 수가 있다.

RFID 태그(100)가 리더-라이터장치(미도시)에 근접하게 통과하면서, 리더-라이터장치로부터 데이터 요청에 대한 신호를 받고, 안테나 연장부(150) 및 아일렛 베이스(120)로부터 수신된 신호에 대응하여 RFID 칩(140)은 신호를 생성하거나 내부적으로 저장된 데이터를 수정할 수가 있다. 이때 RFID 칩(140)은 금속으로 구성된 아일렛 와셔(110) 및 아일렛 베이스(120)에 의해서 물리적으로 보호된다.

또한, 아일렛베이스(120)와 태그플레이트(105) 사이에는 페라이트(Ferrite)와 같은 자성체 차단재가 개재될 수 있다. 자성체 차단재는 대상물과 RFID 칩(140) 사이에 개재될 수 있으며, 아일렛 와셔(110)와 RFID 칩(140) 사이에 개재될 수도 있다.

실시예 2

도 11은 본 고안의 제 2 실시예에 따른 RFID 태그의 태그플레이트에 결합되는 아일렛의 사시도이고, 도 12는 제 2 실시예에 따른 RFID 태그의 아일렛에 대한 단면도이다.

도 11, 12는, 인서트 사출성형에 의해서 림의 주변으로 합성수지로 구성된 보호층(370)을 형성하여, RFID 칩(340)을 장착한 후, 칩 영역과 RFID 칩(340)을 에폭시 수지층(375)으로 덮은 것이다. 수지층(375)은 에폭시 또는 보호층(370)과 동일한 재질로 구성될 수 있으며, 보호층(370)과 동일한 색을 갖도록 처리될 수 있다.

이때, 아일렛 베이스(320)는 그 자체만으로 대상물에 고정되어 RFID 아일렛으로 사용될 수 있으며, 아일렛 와셔와 결속되어 대상물에 고정될 수도 있다. 물론, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 아일렛 베이스(320)는 제1 실시예의 아일렛 베이스(120) 대신 사용되어 안테나 연장부(150)와 전기적으로 연결됨으로써 하나의 RFID 태그를 형성할 수도 있다. 이때 안테나 연장부(150)는 보호층(370)의 하부, 즉 바렐부(330)의 상단과 전기적으로 연결된다.

제2실시예에 따른 상기의 안테나 연장부(150)도 제1실시예에서 나타낸 바와 같은 다양한 형태의 안테나 연장부(150)를 포함할 수 있다.

실시예 3

도 13은 본 고안의 제3 실시예에 따른 RFID 태그의 분해 사시도이며, 도 14는 제3 실시예에 따른 RFID 태그의 X-X 단면도이고, 도 15는 제3 실시예에 따른 RFID태그를 도시한 평면도이고, 도 16은 제3 실시예에 따른 RFID를 도시한 Y-Y 단면도이고, 도 17은 제3실시예에 따른 RFID태그에 아일렛 와셔가 더 포함됨을 나타낸 분해사시도이다.

도 13 내지 도 17을 참조하면, 제3 실시예에 따른 RFID태그는 태그플레이트(505), 아일렛 베이스(520), RFID 칩(540), 내장 안테나(550) 안테나 연장부(560)를 포함한다. 내장 안테나(550) 및 안테나 연장부(560)가 전기적으로 연결되고,RFID 칩(540)은 내장 안테나(550) 및 안테나 연장부(560)를 안테나로 사용하는 RFID 회로를 형성한다. RFID 칩(540) 및 내장안테나(550)는 림(525) 및 태그플레이트(505) 사이에 개재되어 견고하게 고정되며, 동시에 안테나 연장부(560)는 내장 안테나(550)와 전기적으로 연결된다.

아일렛 베이스(520)는 폴리카보네이트(PC) 또는 나일론과 같은 플라스틱 재질로 구성되며, 원형 외곽을 갖는 림(525) 및 림(525)과 일체로 형성된 바렐부(530)를 포함한다. 바렐부(530)는 원통형으로 형성되며, 태그플레이트(505)의 홀(505a)을 통과하며, 후술하는 바와 같이 권취되어 RFID 태그(500)를 태그플레이트(505)에 고정시킨다.

태그플레이트(505)를 통해 외부로 돌출된 바렐부(530)는 아일렛 체결 장치인 펀치 프레스에 의해서 가압되고, 펀치 프레스의 환형 홈에 의해 바렐부(530)는 단부에서부터 권취되기 시작한다. 바렐부(530)가 단부부터 지속적으로 권취되어 태그플레이트(505)에 밀착 고정됨으로써 아일렛 베이스(520), 내장 안테나(550) 및 RFID 칩(540)이 태그플레이트(505)에 견고하게 고정된다(W).

내장 안테나(550)는 철, 구리, 알루미늄과 같은 도전성 물질로 구성되며, 링(ring) 형상의 원형으로 형성된다. 그리고, 내장 안테나(550)에는 링 형상을 깨는(break) 절개부(552)가 형성되며, 절개부(552)에 의해서 내장 안테나(550)의 내외를 연결하는 슬릿이 형성된다. 따라서, 절개부(552)를 기준으로 전류의 흐름이 차단되며, 절개부(552)에 의해서 분리된 부분은 RFID 칩(540)에 의해서 전기적으로 연결된다.

또한, 상기 내장안테나(550)는 도 10에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 태그플레이트(105) 사이에 안테나 연장부(150)가 내장되었을 때, 태그플레이트(105)의 홀(105)로 삽입되어, 그 홀(105)의 내주면으로 확장된 연장된 안테나에 접촉될 수 있도록 돌출부(553)를 포함하는 것이 바람직하다.

RFID 칩(540)의 단자는 절개부(552)의 양단에 전기적으로 연결된다. RFID 칩(540)은 절개부(552)의 사이 또는 상하부에 장착될 수 있으며, RFID 칩(540)은 에폭시(epoxy) 등으로 코팅되어 보호된다. RFID 칩(540)은 별도의 안테나를 포함하며, 기본적으로는 내장 안테나(550) 및 안테나 연장부(560)를 안테나로 이용하여 역산란 결합(backscattering)에 의한 신호를 송수신할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 RFID 태그(500)는 아일렛 와셔 없이 아일렛 베이스(520)만으로 RFID 칩(540) 및 내장 안테나(550)를 태그플레이트(505)에 고정 시킬 수 있으며, 이는 태그플레이트(505)가 얇은 경우에 해당한다. 하지만, 태그플레이트(505)의 두께가 두껍거나 보다 견고한 결속이 요구되는 경우에는 아일렛 와셔를 사용하여 아일렛과 태그플레이트(105) 간의 결합을 더욱 견고하게 유지할 수가 있다.

본 실시예에 따른 RFID 태그(500)는 도전성 물질로 구성된 안테나 연장부(560)를 포함하게 되며, 안테나 연장부(560)의 길이를 적절하게 조절하여 리더 및 RFID 태그(500) 간의 데이터 송수신을 용이하게 할 수가 있다.

그리고, 본 실시예에서의 안테나 연장부는 알루미늄 포일 등을 톰슨 프레싱 (Thomson Pressing) 등의 방법을 활용하여 전단, 태그 플레이트에 용이하게 붙이는방법으로 제공한다.

또한, 본 실시예에서의 안테나 연장부(560)도 태그플레이트(505)상에 프린트된 상태로 제공된다. 즉, 도전성 물질을 포함하는 도료를 준비하고, 태그플레이트(505)에 인쇄를 하는 과정이나 인쇄를 하기 전후에 준비된 도료를 라인 형상으로 도포하면서 제공된다. 도료가 도전성 물질을 포함하고 있기 때문에 안테나 연장부(560)는 안테나로서의 기능을 할 수 있으며, 아일렛 와셔(650) 및 아일렛 베이스(520)가 체결되는 과정에서, 안테나 연장부(560)가 내장 안테나(550)와 전기적으로 연결되고, RFID칩(540)과 하나의 RFID 회로를 형성하게 된다.

또한, 상기 안테나 연장부(560)도 상기 도6내지 도 9에 도시된 바와 같이 다양하게 연장된 형상을 취할 수 있으며, 이러한 다양한 형상의 안테나 연장부(560)가 내장안테나(650)와 전기적으로 연결됨으로써 고주파대역(대략900MHZ)에서 작동하는 RFID칩과 리더간의 송수신 거리를 연장시켜준다.

도 17을 참조하면, RFID 태그(500)는 아일렛 와셔(650)를 더 포함한다. 아일렛 와셔(650)는 원형으로 형성되며, 아일렛 베이스(520)와 마찬가지로 폴리카보네이트와 같은 플라스틱 재질로 구성된다. 아일렛 와셔(650)의 중앙에는 와셔홀(652)이 형성되며, 와셔홀(652)을 통해 아일렛 베이스(520)의 바렐부(530)가 통과한다. 그리고, 바렐부(530)의 단부가 펀치 프레스의 환형 홈을 따라 권취되면서 아일렛 와셔(550)의 내부 마진(654)에 밀착하게 된다.

RFID 태그(600)가 리더(미도시)에 근접하게 통과하면서, 리더-라이터장치로부터 데이터 요청에 대한 신호를 받고, 안테나 연장부(560) 및 내장 안테나(550)로부터 수신된 신호에 대응하여 RFID 칩(640)은 신호를 생성하거나 내부적으로 저장된 데이터를 수정할 수가 있다. 이때 RFID 칩 (540)은 플라스틱으로 구성된 아일렛 와셔(650) 및 아일렛 베이스(520)에 의해서 물리적으로 보호된다.

또한, 아일렛 와셔(650) 및 아일렛 베이스(520) 사이에는 페라이트(Ferrite)와 같은 자성체 차단재가 개재될 수 있다. 자성체 차단재는 태그플레이트(505)과 RFID 칩(540) 사이에 개재될 수 있으며, 아일렛 와셔(650)과 RFID 칩(540) 사이에 개재될 수도 있다.

도 18은 제3 실시예와 유사한 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 RFID 태그를 설명하기 위한 단면도이다.

도 18을 참조하면, 아일렛 베이스(520)의 림(525) 저면에 돌출부(527)가 형성된다. 돌출부(527)는 바렐부(530)의 주변을 따라 림(525)의 저면으로부터 돌출되며, 균일한 간격으로 형성되어 있다. 따라서 펀치 프레스에 의해서 아일렛 와셔(650)와 아일렛 베이스(520)가 태그플레이트(505)에 고정되면서, 돌출부(527)가 내장 안테나(550)를 가압하게 되고, 내장 안테나(550) 및 안테나 연장부(560)가 더 안정되게 전기적으로 연결된다.

본 고안에 따른 RFID 태그는 종래의 아일렛에 RFID 회로모듈을 포함시켜 태그플레이트와 함께 대상물에 체결시킴으로써 종래의 RFID 태그의 제조공정과 비교하여 현저히 공정을 단순화할 수 있고, 대상물에 대해 견고하게 고정시킬 수 있으며, 외부의 충격에 대한 칩의 안전성을 높이는 등 많은 장점을 갖는다.

그리고, 본 고안에 따른 RFID 태그는 다양한 형상의 안테나 연장부가 포함되어, 대략900MH대역을 이용한 RFID 회로모듈이 아일렛에 장착되었을 때, RFID모듈과 리더간의 송수신이 원활하게 이루어지는 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 본 고안에 따른 플라스틱 재질의 아일렛 와셔 및 아일렛 베이스는 RFID 칩과 리더 간의 데이터 송수신을 방해하지 않으며, 내장 안테나 및 RFID 칩을 안전하게 보호할 수가 있다.

Claims (18)

1. 대상물의 인식을 위한 태그에 있어서,

   상기 대상물에 설치되고 홀이 형성된 태그플레이트;

   상기 태그플레이트의 홀에서 연장되는 안테나 연장부;

   상기 태그플레이트에 접촉되는 림 및 상기 림에서 연장되어 상기 태그플레이트의 홀에 삽입되는 바렐부를 포함하고 도전성 물질로 이루어진 아일렛 베이스; 및

   상기 아일렛 베이스에는 슬릿이 형성되고, 상기 슬릿을 중심으로 상기 아일렛 베이스를 종단하는 고저항부가 형성되며,

   상기 아일렛 베이스의 슬릿에 의해서 분리된 부분에 각각 전기적으로 연결되어 상기 아일렛 베이스 및 상기 안테나 연장부를 안테나로 모두 사용하는 회로를 형성하는 RFID 회로모듈;을 구비하는 RFID 태그.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 안테나 연장부는 상기 태그플레이트의 홀 내측으로 연장되어 상기 아일렛 베이스의 바렐부가 접촉되기 위한 접촉부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 고저항부는 상기 슬릿으로부터 상기 아일렛 베이스를 종단하여 절개하는 절개부인 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
4. 제3 항에 있어서,

   상기 림 주변으로 합성수지재가 도포되어 상기 절개부가 상기 아일렛 베이스의 결합과정에서 상기 절개부가 벌어지는 것은 방지하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 고저항부는 상기 슬릿으로부터 상기 아일렛 베이스를 종단하여 형성되는 고저항 처리부인 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
6. 제1 항에 있어서,

   상기 슬릿의 일단은 외부로 연결되고, 상기 슬릿에 의해서 분리된 부분에 각각 상기 RFID 회로모듈의 단자가 연결되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
7. 제1 항에 있어서,

   상기 슬릿은 상기 림에 형성되며, 상기 슬릿의 양단은 외부로부터 폐쇄되고, 상기 슬릿에 의해서 분리된 부분에 각각 상기 RFID 회로모듈의 단자가 연결되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
8. 대상물의 인식을 위한 태그에 있어서,

   상기 대상물에 설치되고 홀이 형성된 태그플레이트;

   상기 태그플레이트의 홀에서 연장된 안테나 연장부; 상기 태그플레이트에 접촉되는 림 및 상기 림에서 연장되어 상기 태그플레이트의 홀에 삽입되는 바렐부를 포함하고 플라스틱으로 이루어진 아일렛 베이스;

   상기 아일렛 베이스의 림과 태그플레이트 사이에 개재되는 내장안테나; 및

   상기 링의 슬릿에 의해서 분리된 부분에 각각 전기적으로 연결되어 상기 슬릿 및 상기 안테나 연장부를 안테나로 모두 사용하는 회로를 형성하는 RFID 회로모듈;을 구비하며,

   상기 바렐부의 단부가 권취되는 소성 변형에 의해서 상기 아일렛 베이스를 상기 태그플레이트에 고정시키는 것을 특징으로 RFID 태그.
9. 제8 항에 있어서,

   상기 내장 안테나에는 절개부가 형성되며, 상기 RFID 회로모듈은 상기 절개부에 의해서 분리된 부분에 각각 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
10. 제1 항 또는 제8 항에 있어서,

    상기 안테나 연장부는 상기 태그플레이트의 홀에서 상기 태그플레이트의 양측으로 연장되어 상기 태그플레이트의 하단부로 절곡된 한 쌍의 지선; 및

    상기 각 지선에 연결되어 상기 태그플레이트의 홀에서 양측으로 향하여 하단부로 절곡되고 상기 지선 사이에 배치되는 한 쌍의 간선으로 이루어지는 것을 특징으로 RFID 태그.
11. 제1 항 또는 제8 항에 있어서,

    상기 안테나 연장부는 상기 태그플레이트의 홀에서 양측으로 연장되어 하단부로 향하도록 절곡되고, 그 하단부로 향하는 경로 상에서 반복적으로 굴곡을 이루는 한 쌍의 지선; 및

    상기 각 지선에 연결되어 상기 태그플레이트의 하단부로 연장되고 상기 지선 사이에 배치되는 한 쌍의 간선으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
12. 제1 항 또는 제8 항에 있어서,

    상기 안테나 연장부는 상기 태그플레이트의 홀에서 상부로 서로 멀어지도록 형성되고, 일정지점에서 태그플레이트의 양측으로 절곡되어 향하는 한 쌍의 상부지선; 및

    상기 상부지선에서 상기 홀을 중심으로 교차되도록 하여 상기 태그플레이트의 양측 하부로 연장되고, 일정지점에서 절곡되어 태그의 하단부로 향하도록 형성되며, 내측에는 상기 절곡지점과 그 단부를 연결하도록 하는 연결선을 가지는 하부지선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
13. 제1 항 또는 제8 항에 있어서,

    상기 안테나 연장부는 상기 태그플레이트의 홀에서 상부로 서로 멀어지도록 형성되고 그 단부는 태그플레이트의 양측부으로 향하는 한 쌍의 상부지선;

    상기 태그플레이트의 홀에서 양측부로 향하고 일정지점에서 절곡되어 단부가 태그플레이트의 하부로 향하도록 형성된 한 쌍의 지선; 및

    상기 각 지선에 연결되어 상기 태그플레이트의 하부로 연장되며 상기 지선 사이에 배치되는 간선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
14. 제1 항 또는 제8 항에 있어서,

    상기 태그플레이트는 복층의 구조를 가지며, 상기 안테나 연장부는 상기 태그플레이트의 복층 구조 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
15. 제1 항 또는 제8 항에 있어서,

    상기 안테나 연장부는 상기 태그플레이트 상에 도전성 물질을 포함하는 도료를 도포함으로써 상기 태그플레이트 상에 도포되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
16. 제1 항 또는 제8 항에 있어서,

    상기 아일렛 베이스에서 상기 RFID 회로모듈이 장착되는 부위는 엠보싱 또는 코이닝 처리되고, 상기 엠보싱 처리된 부위에 상기 RFID 회로모듈이 장착되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
17. 제1 항 또는 제8 항에 있어서,

    상기 RFID 회로모듈에 인접하게 자성체 차단재가 제공되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
18. 제1 항 또는 제8 항에 있어서,

    상기 대상물을 기준으로 상기 아일렛 베이스에 대향하게 제공되는 아일렛 와셔를 더 구비하며, 상기 아일렛 와셔는 와셔홀을 포함하고, 상기 와셔홀을 통해 상기 바렐부가 고정되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.