KR20040021635A

KR20040021635A - 브리지 회로 조립체를 구비한 ｒｆｉｄ 태그 및 그 이용방법

Info

Publication number: KR20040021635A
Application number: KR10-2004-7000698A
Authority: KR
Inventors: 윌리암 씨. 에그버트
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2001-07-19
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2004-03-10
Also published as: JP2004536399A; AU2002305603A1; EP1410321B1; JP4142573B2; MY132096A; US20030016133A1; CN100489889C; WO2003009007A3; KR100881480B1; WO2003009007A2; ATE521044T1; CN1554071A; EP1410321A2; US6693541B2

Abstract

브리지 회로 조립체를 구비하는 무선 주파수 식별 태그 디바이스 및 대량의 저비용 생산을 위한 방법이 개시된다. 본 발명의 브리지 회로 조립체 및 방법은 일면 회로 설계를 제공함으로써 RFID 태그 디바이스의 복잡성을 감소시킬 수 있다. 디바이스 상에 형성된 회로의 공진 주파수는 축전기 구조의 일부를 형성하는 하나 이상의 튜닝 축전기판으로의 선택된 접속부를 절단함으로써 튜닝될 수 있다. 튜닝 축전기로의 접속부를 절단하는 것은 회로의 용량을 변경시키고, 이어서 회로의 용량이 회로의 공진 주파수를 변경시킨다. 또한, 본 발명의 디바이스 및 방법은 다이를 안테나 기판 또는 브리지 회로 조립체 중 어느 하나에 배치하는 선택을 허용한다.

Description

브리지 회로 조립체를 구비한 ＲＦＩＤ 태그 및 그 이용 방법{RFID TAG WITH BRIDGE CIRCUIT ASSEMBLY AND METHODS OF USE}

전형적인 RFID 태그의 설계는 반도체 및 인쇄 회로 기판 산업의 기원을 반영한다. 기능적이지만, 이러한 설계는 완성된 제품의 비용을 증가시키는 다수의 특징을 갖는다. 공진 RFID 태그에서, 이렇게 형성된 회로의 공진 주파수가 규정된 값으로 튜닝되도록 안테나의 전기 인덕턴스가 축전기와 병렬로 접속된다. 더 진보된 형태에서, RFID 태그의 회로는 기판 상의 안테나에 전기적 및 기계적으로 접합되는 집적 회로 다이를 포함할 수 있는데, 리더(reader) 신호에 의해 안테나 내부/상부에서 유도되는 전압이 전력을 제공하여 다이 상의 집적 회로를 동작시킨다.

안테나는 통상 기판의 일측 상의 금속 코일 패턴과; 안테나를 가로지르도록, 즉 다중 회선 안테나 코일의 외부 접속부를 다이가 통상적으로 위치되어 접합된 중앙의 개방된 패터닝되지 않은 영역으로 다시 오도록 하는 기판의 제2측 상의 금속 배선을 포함한다. 비아(via), 즉 기판을 통한 전기적 접속부들은 제1측 금속 배선을 제2측 금속 배선에 접속시킨다. 통상적으로, 하나의 접속부는 안테나의 외부주변부에서 제2측 금속 배선에 대해 이루어지고, 안테나 코일 내부의 제2 접속부는 제2측 금속 배선이 제1(코일)측 금속 배선 상의 다이 접합 패드와 접촉하게 된다.

다이는 안테나와 제2측 금속 배선 사이에서 접합되어, 안테나 단부들 간의 회로를 완성한다. 안테나 중심 주파수는 종종 제1 표면과 제2 표면 금속 배선 사이에 형성되는 축전기의 영역을 레이저-트리밍(trimming)함으로써 튜닝된다.

RFID 태그를 제조하는 현재의 방법에 있어서 수 개의 문제들이 존재한다. 예를 들면, 금속 배선이 기판의 정면 및 배면 양쪽에 형성되므로, 양측간의 정렬이 중요하다. 양측의 정렬은 극복하기 어려우며 고비용의 문제들을 발생시킨다. 또한, 정면 대 배면 정렬이 정확하지 않은 경우, 제조 수율이 감소될 수 있다.

또한, 안테나 및 교차 금속 배선 설계 규정들은 큰 특징부(feature) 및 넓은 허용 오차에 의해 완화될 수 있지만, 다이-부착 영역은 다이 상의 비교적 작은 패드와 정합하도록 물리적 치수들에 대해 엄격한 허용오차를 요구한다. 그러므로, 안테나 설계 규정, 예를 들면 라인 폭, 라인 형태, 패드 크기 및 배치, 특징부들 사이의 공간 등은 작은 접합 패드 특징부들을 갖는 다이 접합 영역에 대해 더 엄격한 요구사항을 충족시켜야 하므로, 하나의 작은 접합 영역에서의 특별 요건으로 인해 전체 제조 비용을 증가시킨다. 대안으로는, 보다 큰 안테나를 위한 설계 규정 및 허용오차를 만족시키기 위해 다이를 매우 크게(이에 따라 고비용이 됨) 제작할 수도 있다.

또한, 다이 접합 프로세스의 재료 요건은 안테나 기판 선택을 다이 접합 프로세스와 친화적인 재료들로 제한한다. 이 때문에, 다이 접합 프로세스가 적당한양의 열, 압력 및/또는 프로세스 화합물을 견딜 수 있는 기판을 필요로 한다는 점을 제외하고는, 안테나가 저렴하지만 "성능이 낮은" 기판 상에 만들어지므로, 비용을 증가시키는 결과를 초래한다.

본 발명은 일반적으로는 브리지 회로 조립체를 구비한 무선 주파수 식별(RFID) 태그 및 이러한 태그를 생성하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 브리지 회로 조립체의 부착 이전의, 본 발명에 따른 하나의 디바이스의 평면도이다.

도 2는 브리지 회로 조립체가 RFID 베이스에 배치되어 있는 도 1의 디바이스의 평면도이다.

도 2a는 RFID 베이스를 대면하는 브리지 회로 조립체의 표면의 평면도이다.

도 2b는 도 2a의 선 2-2에 따른 도 2a의 브리지 회로 조립체의 하나의 실시예의 단면도이다.

도 2c는 도 2의 선 3-3에 따른 도 2의 브리지 회로 조립체의 다른 실시예의 단면도이다.

도 3은 도 2의 선 3-3에 따른 도 2의 디바이스의 단면도이다.

도 4a는 본 발명에 따른 디바이스의 다른 실시예의 평면도이다.

도 4b는 본 발명에 따른 디바이스의 다른 실시예의 평면도이다.

도 5는 기판 웨브 상에 분산된 회로 패턴의 평면도이다.

도 6은 브리지 회로 조립체가 회로 패턴 상에 배치된, 도 5의 기판 웨브의 평면도이다.

도 6a는 브리지 회로 조립체가 본 발명에 이용되기 위해 제작되는 웨브의 평면도이다.

도 6b는 도 6a의 선 6b-6b에 따른 도 6a의 브리지 회로 조립체의 단면도이다.

도 7a는 기판 웨브 상에 분산된 회로 패턴의 평면도이다.

도 7b는 브리지 회로 조립체가 회로 패턴 상에 배치된, 도 7a의 기판 웨브의 평면도이다.

도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 브리지 회로 조립체의 다른 실시예의 평면도이다.

도 9는 본 발명에 따른 디바이스의 다른 실시예의 단면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 디바이스에서 접속 패드들을 전기적으로 접속하기 위한 하나의 기술의 단면도이다.

도 11은 본 발명에 따른 디바이스의 다른 실시예의 단면도이다.

도 12는 본 발명에 따른 디바이스의 다른 실시예의 단면도이다.

본 발명은 브리지 회로 조립체를 구비하는 무선 주파수 식별(RFID) 태그 디바이스 및 대량 저비용 생산을 위한 방법을 제공한다. 본 발명의 디바이스의 제조 및 방법은 종래 기술에 비해 다양한 장점들을 제공한다. 예를 들면, 본 발명은 일면(one-sided) 회로 설계를 제공함으로써 기판-관통 비아 접속부를 가지는 전형적인 양면(two-sided) RFID 태그의 복잡도를 감소시킨다. 이것은 패터닝된 기판-관통 비아 접속부에 대한 필요성을 완화시키고, 동시에 정면 대 배면 정렬 문제를 해결한다.

본 발명의 디바이스 및 방법의 장점은 본 발명의 RFID 태그 디바이스 상에 형성된 회로의 공진 주파수가 축전기 구조의 일부를 형성하는 하나 이상의 튜닝 축전기판으로의 선택된 접속부들을 절단함으로써 튜닝된다는 점이다. 튜닝 축전기판으로의 접속부를 절단하는 것은 회로의 용량(capacitance)을 변경시키고 이어서 회로의 공진 주파수를 변경시킨다.

본 발명은 RFID 태그의 접속부 개수를 감소시킨다. 감소된 접속부 개수는 초기 신뢰도 및 제조 프로세스 수율을 개선한다. 뿐만 아니라, 더 적은 접속부는 장기간 에이징 조건으로 인한 잠재적 오류 영역을 제한할 수도 있다.

본 발명의 디바이스 및 방법은 전자 제품 감독(EAS; Electronic ArticleSurveillance) 디바이스로서 이용하기 위한 집적 회로를 포함하지 않는 RFID 태그 디바이스를 제조하는데 이용될 수 있다. 그러한 디바이스는 디바이스를 공진 주파수에서 고밀도 전자기장에 노출시키는 것과 같은, 본 기술 분야의 주지의 방법에 의해 비활성화될 수 있다. 디바이스 상의 회로에 유도된 큰 전압은 필요한 전기적 상호접속을 파괴할 만큼 충분히 큰 접속 패드에서 회로를 결합하는데 이용되는 임의의 도전성 매체를 통해 전류를 구동한다. 대안으로는, 회로에 유도된 큰 전압은 도전성 채널이 축전기의 유전체층에 형성되도록 유발하고 따라서 회로의 용량을 파괴하거나 변경시킨다. 비활성화 후에, 디바이스는 조회 시스템(inquiring system) 의 동작 주파수에서 전자기장과 더 이상 크게 상호작용하지 않는다. 반대로, 디바이스가 비활성화되지 않으면, 감지장(sensing field)과 상호작용하여, 제품이 제어 영역에서 벗어나고 있음을 나타낸다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 집적 회로 다이는 회로의 일부를 형성하는 다이 접속 구역에 부착되어, 추가적인 기능이나 특징부, 예를 들면 메모리 등을 포함하는 RFID 태그 디바이스를 형성한다. 다이 접속 구역은 안테나 기판 또는 브리지 회로 조립체 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 다이 접속 구역은 다이를 부착하기 전에 집적된 다이 접속 패드를 분리함으로써 만들어지는 다이 접속 단자들을 포함한다. 원한다면, 상기 설명한 비활성화 방법은 집적 회로 다이를 통합하는 RFID 태그 디바이스를 비활성화하는데 이용된다.

다이가 안테나 기판 상에 배치되는 경우, 고밀도 설계 규정, 즉 허용가능한 선의 형태 및 크기, 특징부들 및 인접하는 특징부들 사이의 간격이 안테나에 대해요구되어 다이 상에 작은 특징부들을 수용하도록 될 수 있지만, 브리지는 추가 패터닝이 없는 금속 호일 조각이나 금속화된 필름 기판처럼 단순하게 될 수 있다. 이러한 접근법의 장점은 브리지 설계의 단순함이고, 브리지 상의 다이(die-on-bridge)와 안테나 기판 상의 다이(die on antenna) 사이의 선택은 전체 제품 비용에 의해 결정될 수 있다. 본 발명은 사용자가 다이를 전체 시스템 비용에 대해 가장 저렴한 곳에 배치시키고 최소의 설계 제한을 갖고 전체 시스템 비용에 기초하여 설계를 최적화할 수 있게 하는 유연성을 갖는다.

회로 패턴은 다수의 개별적인 RFID 태그 디바이스를 제공하도록 분리될 수 있는 연속적인 웨브(web) 상에 형성될 수 있다. 회로 패턴은 웨브의 분리 이전에 완성되거나, 부분적으로 형성된 후 웨브로부터 분리되고 나서 완성될 수 있다. 다르게는, 다이는 웨브가 개별적인 RFID 태그 디바이스에 분리되기 이전 또는 이후에 다이 접속 구역에 부착될 수 있다.

또한, 안테나 기판의 모듈식 구성 및 개별 브리지 회로는 각 서브 시스템의 서브-최적화를 개별적으로 허용한다. 예를 들면, 안테나 기판은 저렴한 프로세스 및 재료들을 이용하여, 높은 프로세스 수율을 위한 느슨한 설계 규정을 이용하여 제조될 수 있다. 개별적으로 구성된 브리지는 고밀도 설계 규정을 이용하여 제조될 수 있으므로, 부착된 RFID 다이의 크기를 상당히 줄일 수 있게 한다. 브리지는 보다 엄격한 허용오차 이에 따른 고비용의 제조를 이용하여 제조될 수 있지만, 브리지 회로는 완성된 RFID 태그의 전체 면적의 작은 일부이고, 브리지의 절대 가격은 비교적 낮다. 고밀도 설계 규정에 의해 소형 브리지를 만드는 비용은 고밀도설계 규정을 이용하여 전체 안테나를 만드는 비용보다 더 낮을 수 있다. 예를 들면, 기판 및 각 요소, 브리지 및 안테나에 대한 금속 배선은 수용가능한 처리량 및/또는 신뢰성을 제공하면서도 비용을 줄이도록 독립적으로 최적화될 수 있다.

브리지 회로 조립체는 축전기를 형성하는데 필요한 2개의 플레이트들 중 하나를 제공함으로써 튜닝 축전기를 만드는 용이한 방법을 제공한다. 안테나 기판은 제2 축전기판을 제공한다. 복수개의 튜닝 축전기판은 하나 이상의 축전기판 접속부의 절단에 의한 선택적 튜닝이 디바이스의 전기적 성능을 최적화할 수 있게 한다.

하나의 태양에서, 본 발명은 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 베이스 기판을 제공하는 단계; 상기 베이스 기판의 제1 주 표면 상에 회로 패턴을 제공하는 단계 [여기서, 상기 회로 패턴은 제1 및 제2 단부와 복수개의 코일을 포함하는 안테나 패턴(상기 제1 단부는 상기 복수개의 코일에 의해 한정되는 내부 공간에 배치되고 상기 제2 단부는 복수개의 코일의 외부에 배치됨), 상기 안테나 패턴의 상기 제1 단부와 전기적으로 통신하는 제1 접속 패드 및 상기 안테나 패턴의 상기 제2 단부와 전기적으로 통신하는 제2 접속 패드, 및 각각의 튜닝 축전기판이 튜닝 축전기판 접속부를 통해 상기 안테나 패턴과 전기적으로 통신하는 복수개의 튜닝 축전기판을 포함함]; 도전층을 포함하는 브리지 회로 조립체를 제공하는 단계; 상기 브리지 회로 조립체의 도전층을 통해 상기 제1 접속 패드를 상기 제2 접속 패드에 전기적으로 접속시키는 단계; 및 상기 복수개의 튜닝 축전기판 및 공통 축전기판을 포함하는 축전기를 형성하는 단계(상기 브리지 회로 조립체의 도전층은 상기 공통 축전기판을 형성함)를 포함하는 무선 주파수 식별 태그 디바이스를 제조하는 방법을 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은 제1 및 제2 주 표면을 구비하는 베이스 기판과 상기 베이스 기판의 제1 주 표면 상의 회로 패턴을 포함하는 무선 주파수 식별 태그 베이스를 제공하는 단계[상기 회로 패턴은 제1 및 제2 단부와 복수개의 코일을 포함하는 안테나 패턴(여기서, 상기 제1 단부는 상기 복수개의 코일에 의해 한정되는 내부 공간에 배치되고 상기 제2 단부는 복수개의 코일의 외부에 배치됨), 상기 안테나 패턴의 상기 제1 단부와 전기적으로 통신하는 제1 접속 패드 및 상기 안테나 패턴의 상기 제2 단부와 전기적으로 통신하는 제2 접속 패드, 및 각각의 튜닝 축전기판이 튜닝 축전기판 접속부를 통해 상기 안테나 패턴과 전기적으로 통신하는 복수개의 튜닝 축전기판을 포함함]; 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 브리지 기판 및 상기 브리지 기판의 제1 주 표면 상의 도전층을 포함하는 브리지 회로 조립체를 제공하는 단계; 무선 주파수 식별 태크 베이스와 브리지 회로 조립체 사이에 유전체층을 제공하는 단계(여기서, 전도층 및 복수개의 튜닝 축전기판은 유전체층에 의해 분리됨); 상기 브리지 회로 조립체의 도전층을 통해 상기 제1 접속 패드를 상기 제2 접속 패드에 전기적으로 접속시키는 단계; 상기 복수개의 튜닝 축전기판, 유전체층 및 공통 축전기판을 포함하는 축전기를 형성하는 단계(여기서, 상기 브리지 회로 조립체의 도전층은 상기 공통 축전기판을 형성함); 디바이스의 공진 주파수를 측정하는 단계 및 튜닝 축전기 접속부들 중 적어도 하나를 선택적으로 절단하는 단계를 포함하는 무선 주파수 식별 태그 디바이스를 제조하는 방법을 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 베이스 기판, 제1 및 제2 단부와 복수개의 코일을 포함하는 안테나 패턴(여기서, 상기 제1 단부는 상기 복수개의 코일에 의해 한정되는 내부 공간에 배치되고 상기 제2 단부는 복수개의 코일의 외부에 배치됨), 상기 안테나 패턴의 상기 제1 단부와 전기적으로 통신하는 1 접속 패드 및 상기 안테나 패턴의 상기 제2 단부와 전기적으로 통신하는 제2 접속 패드, 및 각각의 튜닝 축전기판이 튜닝 축전기판 접속부를 통해 상기 안테나 패턴과 전기적으로 통신하는 복수개의 튜닝 축전기판을 포함하는 무선 주파수 식별 태그 베이스; 도전층을 포함하는 브리지 회로 조립체; 및 상기 복수개의 튜닝 축전기판 및 공통 축전기판을 포함하는 축전기(여기서, 상기 브리지 회로 조립체의 도전층은 상기 공통 축전기판을 형성하고, 상기 제1 접속 패드는 상기 브리지 회로 조립체의 상기 도전층을 통해 상기 제2 접속 패드에 전기적으로 접속됨 )를 포함하는 무선 주파수 식별 태그 디바이스를 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 베이스 기판, 제1 및 제2 단부와 복수개의 코일을 포함하는 안테나 패턴(여기서, 상기 제1 단부는 상기 복수개의 코일에 의해 한정되는 내부 공간에 배치되고 상기 제2 단부는 복수개의 코일의 외부에 배치됨), 상기 안테나 패턴의 상기 제1 단부와 전기적으로 통신하는 제1 접속 패드 및 상기 안테나 패턴의 상기 제2 단부와 전기적으로 통신하는 제2 접속 패드, 및 각각의 튜닝 축전기판이 튜닝 축전기판 접속부를 통해 상기 안테나 패턴과 전기적으로 통신하는 복수개의 튜닝 축전기판을 포함하는 무선 주파수 식별 태그 베이스; 도전층을 포함하는 브리지 회로 조립체; 및 상기 복수개의 튜닝축전기판, 유전체층 및 공통 축전기판을 포함하는 축전기(여기서, 상기 브리지 회로 조립체의 도전층은 상기 공통 축전기판을 형성하고, 상기 제1 접속 패드는 상기 브리지 회로 조립체의 상기 도전층을 통해 상기 제2 접속 패드에 전기적으로 접속됨)를 포함하는 무선 주파수 식별 태그 디바이스를 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은 제1 및 제2 주 표면을 구비하는 베이스 기판과 상기 베이스 기판의 제1 주 표면 상의 회로 패턴을 포함하는 무선 주파수 식별 태그 베이스를 제공하는 단계[여기서, 상기 회로 패턴은 제1 및 제2 단부와 복수개의 코일을 포함하는 안테나 패턴(여기서, 상기 제1 단부는 상기 복수개의 코일에 의해 한정되는 내부 공간에 배치되고 상기 제2 단부는 복수개의 코일의 외부에 배치됨), 상기 안테나 패턴의 상기 제1 단부와 전기적으로 통신하는 제1 접속 패드 및 상기 안테나 패턴의 상기 제2 단부와 전기적으로 통신하는 제2 접속 패드(여기서, 제1 및 제2 접속 패드는 제1 및 제2 접속 패드 모두와 교차하는 제1 축을 한정함), 및 각각의 튜닝 축전기판이 튜닝 축전기판 접속부를 통해 상기 안테나 패턴과 전기적으로 통신하는 복수개의 튜닝 축전기판을 포함함]; 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 브리지 기판 및 상기 브리지 기판의 제1 주 표면 상의 도전층을 포함하고 종축을 갖는 브리지 회로 조립체를 제공하는 단계; 무선 주파수 식별 태크 베이스와 브리지 회로 조립체 사이에 유전체층을 제공하는 단계(여기서, 전도층 및 복수개의 튜닝 축전기판은 유전체층에 의해 분리됨); 상기 브리지 회로 조립체의 도전층을 통해 상기 제1 접속 패드를 상기 제2 접속 패드에 전기적으로 접속시키는 단계; 상기 복수개의 튜닝 축전기판, 유전체층 및 공통 축전기판을 포함하는 축전기를 형성하는 단계(여기서, 상기 브리지 회로 조립체의 도전층은 상기 공통 축전기판을 형성하고, 복수개의 튜닝 축전기판들 중 각각은 공통 축전기와 직접 대향하는 대향부를 포함함) 및 각각의 튜닝 축전기판의 대향부의 면적을 선택적으로 한정하도록 브리지 회로 조립체를 배치시킴으로써 축전기의 용량을 한정하는 단계를 포함하는 무선 주파수 식별 태그 디바이스를 제조하는 방법을 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은 제1 및 제2 주 표면을 포함하는 베이스 기판, 제1 및 제2 단부와 복수개의 코일을 포함하는 안테나 패턴(여기서, 상기 제1 단부는 상기 복수개의 코일에 의해 한정되는 내부 공간에 배치되고 상기 제2 단부는 복수개의 코일의 외부에 배치됨), 상기 안테나 패턴의 상기 제1 단부와 전기적으로 통신하는 제1 접속 패드 및 상기 안테나 패턴의 상기 제2 단부와 전기적으로 통신하는 제2 접속 패드, 및 각각의 튜닝 축전기판이 튜닝 축전기판 접속부를 통해 상기 안테나 패턴과 전기적으로 통신하는 복수개의 튜닝 축전기판을 포함하는 무선 주파수 식별 태그 베이스; 도전층을 포함하는 브리지 회로 조립체; 및 상기 복수개의 튜닝 축전기판 및 공통 축전기판을 포함하고 용량을 갖는 축전기(여기서, 상기 브리지 회로 조립체의 도전층은 상기 공통 축전기판을 형성하고, 상기 제1 접속 패드는 상기 브리지 회로 조립체의 상기 도전층을 통해 상기 제2 접속 패드에 전기적으로 접속되고, 복수개의 튜닝 축전기판들 중 적어도 하나의 튜닝 축전기판은 공통 축전기와 직접 대향하는 대향부 및 공통 축전기와 직접 대향하지 않는 비대향부를 포함함)를 포함하는 무선 주파수 식별 태그 디바이스를 제공한다.

본 발명의 디바이스 및 방법의 상기 및 다른 특징 및 장점들은 본 발명의 다양한 예시적 실시예와 관련하여 이하에 더 상세하게 설명될 것이다.

본 발명에 따른 브리지 회로 조립체를 포함하는 하나의 RFID 태그 디바이스 및 본 발명에 따른 디바이스 제조 방법이 설명된다. 예시된 디바이스가 공진 무선 주파수 식별 태그인 것이 바람직하지만, 본 발명은 본 명세서에 설명되는 바와 같이 안테나 및 축전기를 포함하는 임의의 무선 주파수 식별 태그를 제조하는데 이용될 수 있음이 이해될 것이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 디바이스(10)는 RFID 태그 베이스(12) 및 RFID 태그 베이스(12) 상에 배치된 브리지 회로 조립체(70)를 포함한다. RFID 태그 베이스(12)는 베이스 기판(14)의 제1 주 표면 상에 회로 패턴을 포함한다. 회로 패턴은 제1 단부(22), 제2 단부(24) 및 복수개의 코일(26)을 구비하는 안테나(20)를 포함한다. 안테나(20)의 제1 단부(22)는 복수개의 코일(26)의 외측에 배치되고, 안테나(24)의 제2 단부는 복수개의 코일(26)에 의해 한정된 내부 공간(28) 내에 배치된다.

RFID 태그 베이스(12)의 회로 패턴은 안테나(20)의 제1 단부(22)와 전기적으로 통신하는 제1 접속 패드(30), 안테나(20)의 제2 단부(24)와 전기적으로 통신하는 선택적 다이 접속 구역(50), 및 다이 접속 구역(50)과 전기적으로 통신하는 제2 접속 패드(32)(다이 접속 구역은 이하에 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 집적 회로 다이가 다이 접속 구역(50)에 제공될 때 제2 접속 패드(32)가 안테나(20)의 제2 단부(24)와 전기적 접속 상태에 놓여지게 함)를 포함한다. 회로 패턴이 선택적 다이 접속 구역(50)을 포함하지 않는다면, 제2 접속 패드(32)는 안테나(20)의 제2 단부(24)와 직접적인 전기적 통신 상태에 있다.

뿐만 아니라, 회로 패턴은 튜닝 축전기판 접속부(42)를 통해 안테나(20)와 전기적으로 통신하는 한 세트의 튜닝 축전기판(40)를 포함한다.

회로 패턴의 모든 구성요소들은 베이스 기판(14)의 동일한 주 표면 상에 배치된다. 결과적으로, 베이스 기판(14)을 통해 형성된 비아(via)는 회로 패턴의 다른 구성요소들 간의 필요한 전기적 접속을 수행하도록 요구되지 않는다. 오히려, 패턴을 회로로 변환하는데 필요한 접속부들은 제1 접속 패드(30)를 브리지 회로 조립체(70)를 통해 제2 접속 패드(32)에 전기적으로 접속함으로써 만들어진다.

베이스 기판(14)은 임의의 적절한 재료(들)로 제조될 수 있다. 베이스기판(14)에 대한 적절한 재료들은 양호하게는 특정 특성들을 나타낸다. 예를 들면, 베이스 기판(14)은 회로 패턴의 다양한 구성요소들간의 단락을 방지하기 위해 이들 사이에서 비도전성인 것이 바람직하다. 적절한 기판 재료들의 예들은 종이, 중합체 재료(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르(예를 들면, PEN, PET, 등), 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리스틸렌, 등) 등을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다. 또한, 베이스 기판(14)이 동종 구조물(도 3 참조)로서 도시되었지만, 베이스 기판(14)은 상이한 층들 또는 이와 다른 형태로 제공되는 2개 이상의 재료들로 구성될 수 있음이 이해될 것이다.

RFID 태그 베이스(12) 상의 회로 패턴은 전기적으로 도전성인 패턴을 형성하기 위한 다양한 기술들을 이용하여 제조될 수 있다. 회로 패턴은, 예를 들면 표준 인쇄 회로 방법을 이용하여 형성될 수 있는데, 원본의 스텐실 패턴(stencil pattern)이 금속층 상에 에칭 저항성 잉크로 스크린 인쇄되고, 잉크 코팅되지 않은 부분들이 순차적으로 에칭 제거된다. 전기적으로 도전성인 패턴을 제공하기에 적합한 다른 기술들은 포토-레지스트/에칭 기술, 레이저 제거 등에 의해 패터닝되는 금속 호일과 같이, 유사하게 이용될 수 있다. 다른 적합한 기술들은, 예를 들면, 베이스 기판(14) 상의 도전성 잉크의 스텐실 또는 인쇄를 포함한다. 또 다른 기술에서, 회로 패턴은 예를 들면 금속 호일, 시드(seed) 층, 도전성 잉크 층 등으로의 패턴 방식 도금에 의해 형성될 수 있다.

또한, 회로 패턴의 다른 구성요소들은 하나의 기술에 의해 모두 제조되거나, 다르게는 2개 이상의 다른 제조 기술들이 단일 회로 패턴을 완성하는데 이용될 수있으며, 기술들은 예를 들면 결과적인 전기적 특성, 분해능(resolution) 등에 기초하여 선택된다.

안테나(20)는 베이스 기판(14)의 제1 주 표면 상에 배치된 회로 패턴의 한 구성요소이고, 제1 및 제2 단부(22, 24) 및 복수개의 코일(26)을 포함한다. 안테나(20)의 특정 설계가 본 발명의 주된 내용이 아니다. 예를 들면, 안테나(20)에 형성되는 코일(26)의 권수, 코일(26)간 간격, 코일(26)의 두께/폭, 및 다른 설계 변수들은 원하는 전기적 특성을 얻는데 필요한 것에 따라 가변될 수 있다.

안테나(20)와 전기적 통신을 하는 것은 다이 접속 단자(50a, 50b)를 포함하는 선택적 다이 접속 구역(50)이다. 집적 회로 다이가 사용될 이들 디바이스(10)들만이 회로 패턴의 일부로서의 다이 접속 구역(50)을 포함할 필요가 있음을 알아야 한다. 또한, 더 상세하게 이하에 설명되는 바와 같이, 다이 접속 구역(50)은 브리지 회로 조립체(70) 상에 배치될 수도 있다.

다이 접속 구역(50)의 접속 단자(50a, 50b)는 디바이스(10)와의 접속에 이용되는 집적 회로 다이 상의 단자들과 접촉할 정도로 충분히 크고 적절한 위치에 있는 것이 바람직하다. 도시된 다이 접속 구역(50)이 2개의 단자들을 포함하고 있지만, 다이 접속 구역(50)은 다이 접속 구역(50)에 부착되는 집적 회로 다이에 의해 요구되는 대로 임의의 원하는 개수의 단자들을 포함할 수 있음이 이해될 것이다.

도 2에서, 집적 회로 다이(60)는 다이 접속 구역(50)에 부착된다. 다이(60)를 다이 접속 구역(50)에 부착하는 것은 임의의 적합한 기술을 이용하여 달성될 수 있다. 예를 들면, 집적 회로 다이(60)는 집적 회로 다이(60) 및 그 하부의 다이접속 구역(50) 상의 접속부들 사이에서 수직 접속부를 형성하는 이방성 도전성 접착제를 이용하여 접속된다. 다른 대안으로는, 집적 회로 다이(60)는 도전성 범프들이 공급되어 비도전성 접착제를 관통하고 하부의 다이 접속 구역(50)과 전기적으로 접촉할 수 있다. 접착제는 다이(60)와 기판(14) 사이에서 기계적 접속을 제공한다. 또 다른 대안으로는, 다이(60)는 그 패드 상에 땜납 범프가 공급될 수 있다. 전기적 및 기계적 접속은 땜납을 재유동시켜 다이(60)를 다이 접속 구역(50)에 결합함으로써 이루어진다.

튜닝 축전기판(40)은 베이스 기판(14)의 동일한 주 표면 상에 배치되고, 튜닝 축전기판 접속부(42)를 통해 안테나(20)와 전기적으로 통신한다. 복수개의 튜닝 축전기판(40)은, 발명의 명칭이 "RFID 태그 디바이스 및 제조 방법"이고 2001년 2월 2일자로 출원되어 계류중인 미국 특허출원 제09/776,245호에 기재된 바와 같이, 튜닝 축전기판 접속부(42)의 선택적 절단에 의해 디바이스(10)의 공진 주파수의 튜닝을 허용한다.

회로 패턴은 안테나(20)의 제1 단부(22)와 전기적으로 통신하는 제1 접속 패드(30), 및 다이 접속 구역(50)을 통해 안테나(20)의 제2 단부(24)와 전기적으로 통신하는 제2 접속 패드(32)를 포함한다. 제1 접속 패드(30)는 브리지 회로 조립체(70)를 통해 제2 접속 패드(32)와 전기적으로 통신한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 브리지 회로 조립체(70)는 RFID 태그 베이스(12) 상에 배치된다. 브리지 회로 조립체(70)는 RFID 태그 베이스(12)와 분리된 별개의 것이다. 환언하면, 브리지 회로 조립체(70) 및 RFID 태그 베이스(12)는 별도로 제조되어, 예를 들면 이하에 더 설명되는 방법들 또는 임의의 다른 적절한 방법들을 이용하여 함께 결합될 수 있다.

도 2a는 회로 패턴에 대면하는 도 2의 브리지 회로 조립체(70)의 표면의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 선 2-2에 따른 브리지 회로 조립체(70)의 단면도이다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 브리지 회로 조립체(70)는 제1 주 표면(74) 및 제2 주 표면(76)을 구비하는 브리지 기판(72)을 포함한다. 브리지 기판(72)은 도전층(80)을 포함한다. 유전체층(90)은 브리지 기판(72)의 제1 주 표면(74) 상에 배치되고, 브리지 조립체가 RFID 태그 베이스 상에 놓여질 때 복수개의 튜닝 축전기판(40) 상에 위치하도록 배치된다. 유전체층(90)은 또한 도전층(80)의 부분(84)들이 어떤 배열로 노출되어, 브리지 조립체(70)가 베이스(12) 상에 위치될 때 이 부분들이 RFID 태그 베이스(12)의 제1 접속 패드(30) 및 제2 접속 패드(32)에 대응하도록 되도록 브리지 기판(72) 상에 배치된다.

본 발명의 본 실시예에 도시된 바와 같이, 브리지 회로 조립체(70)는 베이스 기판(14)의 제1 주 표면(즉, 회로 패턴이 배치되는 표면)이 브리지 회로 조립체(70)의 브리지 기판(72)의 제1 주 표면(74)과 대면하도록 RFID 태그 베이스(12) 상에 놓여진다. 브리지 회로 조립체(70)의 유전체층(90)은 RFID 태그 베이스(12)의 복수개의 튜닝 축전기판(40)을 브리지 회로 조립체(70)의 도전층(80)으로부터 전기적으로 절연시킨다.

도 2a 및 도 2b의 브리지 회로 조립체(70)는 브리지 기판(72) 및 도전층(80)이 동일한 부품인, 즉 브리지 기판(72) 자체가 도전층(80)으로서 역할하는 실시예이다. 본 실시예에서, 브리지 기판(72)은 충분한 구조적 완전성 및 도전율을 제공하는 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 브리지 회로 조립체 기판/도전층(80)은 도전 재료, 예를 들면 금속 호일 등으로 제조될 수 있다.

브리지 회로 조립체 기판/도전층(80)의 노출된 부분(84)은 임의의 적합한 기술, 예를 들면 납땜, 도전성 접착제, 스테이킹(staking) 등에 의해 제1 접속 패드(30) 및 제2 접속 패드(32)에 부착될 수 있다. 다양한 접속 기술들이 이하에 더 상세하게 설명된다.

도 2c는 본 발명의 다른 실시예의 브리지 회로 조립체(170)의 단면도이다. 여기에서, 브리지 회로 조립체(170)는 비도전성 브리지 기판(172)을 포함한다. 도전층(180)은 브리지 기판(172)의 제1 주 표면(174) 상에 배치되고, 유전체층(190)은 도전층(180) 상에 배치된다.

브리지 회로 조립체(170)는 도전층(180)의 노출부(184) 상에 배치된 도전성 접착제(186)의 2개 부분을 포함한다. 도전성 접착제(186)는 도전층(180)을 베이스(12)의 제1 접속 패드(30) 및 제2 접속 패드(32)에 부착하고 전기적으로 접속하는데 이용될 수 있다.

도 2c에 도시된 바와 같이, 비도전성 기판(172) 상의 도전층(180)이 이용된다면, 도전층은 적층된 호일 또는 피착된 필름일 수 있다. 기판(172)에 대한 적절한 기판 재료들의 예는 종이, 중합체 재료(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르(예를 들면, PEN, PET 등), 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 등) 등을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다. 브리지 기판(172)이 동종 구조물(도 2b 참조)로서 도시되어 있지만, 기판(172)이 상이한 층들 또는 이와는 다른 형태로 제공되는 2개 이상의 다른 재료들로 구성될 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 브리지 기판(172)은 베이스 기판(14)을 제조하는데 이용되는 동일하거나 다른 재료를 이용하여 제조될 수 있다.

브리지 회로 조립체(70/170)가 RFID 태그 베이스(12) 상에 놓여진 때, 브리지 회로 조립체(70/170)의 도전층(80/180)이 제1 접속 패드(30)를 제2 접속 패드(32)에 전기적으로 접속시킴으로써, 회로 패턴을 폐쇄한다. 도전층(80/180)은 또한 공통 축전기판으로서 작용하고, 복수개의 튜닝 축전기판(40) 및 유전체층(90)과 함께 축전기를 형성한다.

도 3은 도 2b에 도시된 브리지 회로 조립체(70)의 실시예에서의 선 3-3에 따라 취해진 도 2의 디바이스(10)의 단면도이다. 본 도면에서, 유전체층(90)은 브리지 회로 조립체(70)의 도전층(80)과 각각의 튜닝 축전기판(40) 사이에 배치된다. 유전체층(90)은 RFID 태그 베이스(12)의 안테나(20)를 도전층(80)으로부터 절연시켜, 브리지 회로 조립체(70)에 의한 안테나(20)의 단락을 방지한다. 유전체층(90)은 연속적인 것으로 도시되어 있지만(도전층(80)을 통한 단락을 방지하기 위하여), 복수개의 튜닝 축전기판(40) 및 안테나(20)가 브리지 회로 조립체(70)의 도전층(80)에 대향하여 배치되는 영역들에만 유전체층(90)이 제공될 수 있음이 이해될 것이다. 또한, 유전체층(90)이 동종 구조물로서 도시되어 있지만, 유전체층(90)은 상이한 층 또는 이와 다른 형태로 제공되는 2개 이상의 재료로 구성될 수 있음이 이해될 것이다.

유전체층(90)은 예를 들면 비도전성 접착 필름, 유전체 배킹(backing) 상의 양면 접착 테이프, 코팅(예를 들면, 페인트, 에폭시, 땜납 마스크 등) 등을 포함할 수 있는데, 이들로 제한되지는 않는다. 양호하게는, 유전체층(90)은 회로를 위한 요구 용량을 얻기 위해 바람직한 유전 상수를 가지고 있다. 유전체층(90)은 접속된 위치에서 브리지 회로 조립체(70)를 유지하는 충분한 접착력을 나타낼 수도 있다.

브리지 회로 조립체(70)가 베이스 기판(14)에 부착되기 전에 유전체층(90)을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 브리지 기판(72) 및 유전체층(90)이 개별적으로 제공될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들면, 유전체층(90)이 베이스 기판(14)에만 부착된 후 이어서 브리지 기판(72)이 부착될 수 있다. 이러한 변형은 본 명세서에 설명된 브리지 회로 조립체의 모두는 아니지만 많은 부분과 관련하여 이용될 수도 있다.

브리지 회로 조립체(70)를 RFID 태그 베이스(12) 상에 놓은 후, 제1 접속 패드(30) 및 제2 접속 패드(32)는 브리지 회로 조립체(70)의 도전층(80)과 전기적으로 통신한다. 도시된 실시예에서, 제1 및 제2 접속 패드(30, 32)와 도전층(80) 간의 전기적 접속은 예를 들면 서로간의 직접 접촉에 의해 달성되고, 예를 들면 초음파 또는 서머소닉 프로브(thermosonic probe)로 에너지-보조 기계적 접합에 의해 전기적으로 그리고 기계적으로 결합된다. 대안으로는, 제1 및 제2 접속 패드(30, 32)는 본 기술분야에서 주지된 임의의 적절한 기술, 예를 들면 도전성 접착제(예를 들면, 미국 메사추세츠주 빌러리카 소재의 에폭시 테크놀로지, 인크.(EpoxyTechnology, Inc.)의 EPOTEK E3116, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M 캄파니의 3M 5303R Z-Axis 접착 필름), 도전성 접착 테이프(예를 들면, 3M 캄파니의 3M 9703 도전성 테이프), 납땜, 스테이킹 등에 의해 도전층(80)과 전기적으로 접속된다.

본 발명의 브리지 회로 조립체는 RFID 태그 베이스 상에 다양한 방향으로 놓여져, 완성된 RFID 태그의 최대 용량을 제어한다. RFID 태그 베이스 상의 브리지 회로 조립체의 배치를 가변시킴으로써, 브리지 회로 조립체의 도전층 및 복수개의 튜닝 축전기판에 의해 형성되는 축전기의 유효 면적이 변경될 수 있으므로, RFID 태그의 최대 용량을 변경시킨다. 이어서, 최대 용량을 변경하는 것은 RFID 태그의 공진 주파수의 더 많은 제어를 제공할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 최대 용량이 축전기의 유효 면적의 함수로서 제어되는, 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 브리지 회로 조립체(270)는 브리지 회로 조립체(270)의 종축(202)이 RFID 태그 베이스(212)의 제1 축(204)과 정렬되도록 배치된다. 제1 축(204)은 제1 접속 패드(230) 및 제2 접속 패드(232) 모두와 교차하는 선으로서 정의된다. 2개의 축(202, 204)들은 이들이 평행이 되도록 도 4a에 정렬된 대로 도시되어 있지만, 2개의 축들이 평행일 필요는 없으며 2개의 접속 패드(230, 232) 사이에서 교차하도록 비스듬할 수도 있음이 이해될 것이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 브리지 회로 조립체(270)는 복수개의 튜닝 축전기판(240)들 중 적어도 하나의 일부분과 대향하고, 복수개의 튜닝 축전기판(240)들중 적어도 하나의 일부분과는 대향하지 않을 수 있다. 대향부는 브리지 회로 조립체(270)의 공통 축전기판과 직접 대향되는 복수개의 튜닝 축전기판(240)들 중 적어도 하나의 부분로서 정의된다. 도 4a는 복수개의 튜닝 축전기판(240)의 각각의 적어도 일부분이 대향된 것으로 도시하고 있지만, 튜닝 축전기판(240)의 모두 또는 단지 일부분이 공통 축전기판과 직접 대향될 수 있음이 이해될 것이다.

복수개의 튜닝 축전기판(240)의 대향부의 양을 가변시킴으로써, 완성된 RFID 태그 디바이스(200)의 최대 용량이 가변될 수 있다. 위에서 논의한 바와 같이, 하나 이상의 튜닝 축전기판 접속부(260)들을 선택적으로 절단하는 것과 조합하여, 각 튜닝 축전기판(240)의 대향부의 면적을 선택적으로 한정하도록 브리지 회로 조립체를 배치시키는 것에 의해 대향부의 면적을 제어하는 것은 0(예를 들면, 대향부가 전혀 없고 모든 튜닝 축전기판 접속이 절단됨)으로부터 최대 설계 용량(예를 들면, 비대향부가 전혀 없고 절단되는 접속이 전혀 없음)의 범위에 걸쳐, 회로 용량의 전체 범위가 선택될 수 있도록 허용한다.

RFID 태그 디바이스의 최대 용량을 제어하기 위한 기술을 설명하기 위한 다른 실시예가 도 4b에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 브리지 회로 조립체(370)는 복수개의 튜닝 축전기판(340)들 중 적어도 하나의 튜닝 축전기판의 폭보다 더 작을 수 있다(그 폭은 제1 접속 패드(330) 및 제2 접속 패드(332) 사이에서 연장하는 제1 축(304)에 대해 횡방향으로 측정된다).

복수개의 튜닝 축전기판(340)들 중 적어도 하나의 튜닝 축전기판의 적어도 일부분과 중첩하도록 브리지 회로 조립체(370)가 배치되고(복수개의 튜닝 축전기판의 대향부를 생성함) 제1 접속 패드(330)를 제2 접속 패드(332)에 전기적으로 접속하는 한, 브리지 회로 조립체(370)의 종축(302) 및 RFID 태그 베이스(312)의 제1 축(304)이 정렬될 필요는 없다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 브리지 회로 조립체(370)는 튜닝 축전기판(340)의 폭보다 작은 폭(종축(302)에 대해 횡방향으로 측정됨)을 가지고 있다. 더 좁은 브리지 회로 조립체(370)는 브리지 회로 조립체(370) 및 복수개의 튜닝 축전기판(340)에 의해 형성된 축전기의 유효 표면적을 감소시킴으로써 디바이스(300)의 최대 용량을 감소시킨다. 예를 들면, 브리지 회로 조립체(370)의 폭을 동일한 방향으로 튜닝 축전기판(340)의 치수 이하로 감소시키는 것은 튜닝 축전기판(340)의 대향부의 면적을 감소시킴으로, 형성된 축전기의 유효 표면적을 감소시킨다. 역으로, 브리지 회로 조립체(370)의 폭을 증가시키는 것은, 대향부의 크기를 증가시키므로, 유효 표면적을 증가시킨다. 그러므로, 상기 설명한 바와 같이 하나 이상의 튜닝 축전기판 접속을 선택적으로 절단하는 것과 조합하여, 브리지 회로 조립체(370)의 폭을 선택하여 각 튜닝 축전기판(340)의 대향부의 면적을 정의함으로써 대향부의 면적에 대한 제어는 0에서 최대 설계 용량까지의 범위에 걸쳐, 회로 용량의 전체 범위가 선택될 수 있도록 한다. 조립체(370)의 폭이 복수개의 튜닝 축전기판(340) 각각의 최대 폭보다 크거나 같고 조립체가 복수개의 튜닝 축전기판(340) 각각과 완전히 중첩하여 복수개의 튜닝 축전기판(340)에서의 임의의 비대향부를 제거한 때 RFID 태그 디바이스(300)의 최대 용량이 달성될 수 있다.

브리지 회로 조립체(370)는 그 종축(302)이 RFID 태그 베이스(312)의 제1축(304)과 거의 평행하도록 방향이 설정되어 도시되어 있지만, 조립체(370)는 종축(302)이 제1 축(304)에 대해 회전되어 2개의 축들 사이에 각도를 형성하도록 배치될 수도 있다. 브리지 회로 조립체(370)를 회전시킴으로써, 복수개의 튜닝 축전기판(340)의 대향부의 크기가 감소되고, 형성된 축전기의 유효 표면적을 감소시키며, 따라서 디바이스(300)의 최대 용량을 감소시킨다.

도 5 및 도 6은 본 발명의 RFID 태그 디바이스를 제조하기 위한 하나의 방법의 일부를 예시하고 있다. 여기에서, 기판 웨브(400)는 2열 배열(two-up configuration)로 웨브(400)의 길이를 따라 이격된 복수개의 회로 패턴(410a 내지 410f, 전반적으로 회로 패턴(410)이라 함)을 포함한다. 양호하게는, 회로 패턴(410)은 상기 설명된 개별적인 회로 패턴과 동일한 구성요소를 포함한다. 웨브(400)는 인접하는 회로 패턴(410)들 사이에 분리되어, 개별적인 무선 주파수 식별 태그 디바이스를 제공한다. 각 회로 패턴(410)은 웨브(400)로부터 분리 이전에 완전히 형성될 수 있다. 다르게는, 회로 패턴(410)은 웨브(400)로부터의 분리 이전에 단지 부분적으로만 형성될 수 있다(이어서, 웨브(400)로부터의 분리 이후에 회로 패턴(410)이 완성된다). 예를 들면, 웨브(400)로부터 회로 패턴(410)의 분리 이전 또는 이후에 임의의 집적 다이 접속 패드를 다이 접속 단자들로 분리하는 것이 바람직하다. 또한, 웨브(400)로부터의 분리 이전에 각 회로 패턴(410) 상에 집적 회로 다이를 배치시키고 부착하는 것이 바람직하다.

기판 웨브(400) 상의 회로 패턴(410) 간의 방향 및 간격은 단지 예로 든 것이다. 예를 들면, 회로 패턴(410)은 도 5에 도시된 배향으로부터 회전되거나(웨브형성 동안에 롤 절단(roll cutting)을 용이하게 할 수 있음), 이들은 기판 웨브(400) 상에서 일렬 배열(one-up), 3열 배열(three-up) 등으로 제공될 수 있다.

도 6은 브리지 회로 조립체(420a 내지 420c, 이하에서는 브리지 회로 조립체(420)라 함)가 회로 패턴(410) 상에 놓여진 후의 도 5의 기판 웨브(400)를 예시하고 있다. 도시된 브리지 회로 조립체(420)의 각각은 충분히 길고 2개의 회로 패턴(410)으로의 부착을 위한 적절한 특징부를 포함한다.

브리지 회로 조립체(420)는 양호하게는 상기 설명된 브리지 회로 조립체와 동일한 구성요소를 포함한다. 여기에서, 브리지 회로 조립체(420)는 도 6a에 도시된 바와 같이, 브리지 회로 조립체 웨브(422)로부터 분리되었다. 브리지 회로 조립체(420)는 양호하게는 복수개의 축전기판(예를 들면, 도 1의 복수개의 축전기판(40))을 덮도록 충분한 크기를 가지고 있고, 제1 및 제2 접속 패드(예를 들면, 도 1의 30 및 32)에 전기적으로 접속된다.

도 6b는 선 6b-6b에 따른 도 6a의 브리지 회로 조립체 웨브(422)의 단면도이다. 브리지 회로 조립체 웨브(422)는, 도시된 실시예에서, 도 2b의 브리지 회로 조립체(70)와 관련하여 설명된 바와 같이, 원하는 도전층을 자체적으로 제공하는 공통 브리지 기판(424) 상에 제공되는 2개의 브리지 회로 조립체(470)를 제공한다. 그 실시예와는 달리, 각 브리지 회로 조립체(470)는 유전체층(490)의 각 측면에서 도전성 접착제(486)의 층을 포함한다. 브리지 회로 조립체 웨브(422)는 RFID 태그(410)가 기판 웨브(400)로부터 분리된 때, 선 6a-6a를 따라 분리된 2개의 브리지 회로 조립체(470)를 포함한다(도 6 참조). 임의의 브리지 회로 조립체웨브(422)의 폭을 따라 제공되는 브리지 회로 조립체(470)의 개수는 기판 웨브(400)의 폭에 따라 배열되는 회로 패턴의 개수와 부합하도록 선택될 수 있다.

상기 언급된 바와 같이, 기판 웨브(400) 상의 회로 패턴(410) 간의 방향 및 간격은 단지 예로 든 것이다. 예를 들면, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 회로 패턴(410)은 도 5에 도시된 배향으로부터 회전될 수 있다. 도시된 바와 같이, 회로 패턴(510a 내지 510f)은 도 5의 그 배향에서 대략 90도 회전되었다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 실시예들에서, 브리지 회로 조립체 웨브의 종축의 중심선(도시되지 않음)은 웨브 중심선과 평행하다. 브리지 회로 조립체(520a, 520b)는 연속적인 웨브 상에 제공되거나, 더 작은 길이로 절단되어 조립체(500) 상의 제위치에 한 번에 한 개 이상이 배치될 수도 있다.

도 8a 내지 도 8e는 본 발명에 따른 브리지 회로 조립체(600)의 다른 실시예들을 도시하고 있다. 브리지 회로 조립체(600)는 금속 호일(도 8a 참조) 또는 기판(620) 상의 도전층(630, 도 8b의 단면도 참조)일 수 있다. 도전층(630)은 적층된 호일 또는 피착된 필름일 수 있다. 마찬가지로, 기판(620)은 임의의 적절한 재료(들)로 제조될 수 있다. 적합한 기판 재료들의 예는 종이, 중합체 재료(예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르(예를 들면, PEN, PET 등), 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌 등) 등을 포함하고, 이들로 제한되지는 않는다.

도 8c에 도시된 브리지 회로 조립체(600)의 다른 대안적인 실시예에서, 조립체(600)는 기판(620)의 제1 주 표면의 외주에 에지 구역(622)을 포함한다. 에지 구역(622)에는, 개별적인 브리지 회로 조립체(600)가 그 웨브로부터 분할될 때 아래에 놓이는 안테나 또는 축전기 구조물(예를 들면 도 1의 안테나(20) 및 복수개의 튜닝 축전기판(40) 참조)에 단락되는 노출 금속 에지, 셰이빙(shaving), 스레드(thread) 또는 "스트링어(stringer)"들이 전혀 없도록 도전층(630)이 실질적으로 존재하지 않는다.

또한, 브리지 회로 조립체(600)는 도 8d에 도시된 바와 같이 제1 비아 접속 패드(640) 및 제2 비아 접속 패드(642)로 패터닝될 수 있다. 도 8d는 또한 공통 축전기판(650)을 포함한다. 도 8d의 도전층(630)은 전기 도전성 패턴을 형성하기 위한 다양한 기술들을 이용하여 제조될 수 있다.

도 8e에서, 본 발명의 브리지 회로 조립체(600)의 다른 실시예가 도시된다. 브리지 회로 조립체(600)는 기판(620) 및 도전층(630)을 포함한다. 도전층(630)은 제1 비아 접속 패드(640), 제2 비아 접속 패드(642), 공통 축전기판(650), 및 다이 접속 패드(660)를 포함한다. 제1 및 제2 비아 접속 패드(640, 642)는 다이 접속 패드(660) 및 공통 축전기판(650)과 전기적으로 통신한다. 또한, 다이 접속 패드(660)는 제1 및 제2 다이 접속 단자(660a, 660b)를 각각 가지고 있는 것으로서 도 8e에 도시되어 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 여기에서, 브리지 회로 조립체 디바이스(700)를 구비하는 RFID 태그는 RFID 태그 베이스(710) 및 브리지 회로 조립체(750)를 포함한다. RFID 태그 베이스(710)는 베이스 기판(712)을 포함한다. 베이스 기판(712) 상에 패터닝되는 것은, 안테나(720), 제1 및 제2 비아 접속 패드(730, 732), 및 복수개의 튜닝 축전기판(740)이다. 브리지 회로 조립체(750)는 브리지 기판(752) 및 도전층(754)을 포함한다.

RFID 태그 베이스(710)의 제1 접속 패드(730)는 브리지 회로 조립체(750)의 도전층(754)을 통해 제2 접속 패드(732)에 전기적으로 접속된다. 이러한 전기적 접속을 촉진하기 위해, 제1 비아 접속부(760) 및 제2 비아 접속부(762)가 제1 및 제2 접속 패드(730, 732)를 브리지 회로 조립체(750)의 도전층(754)에 전기적으로 접속시킨다. 제1 및 제2 비아 접속부(760, 762)는 본 기술분야에 주지된 임의의 적합한 수단, 예를 들면 도전성 접착제, 도전성 접착 테이프, 땜납, 직접 접촉 등에 의해 도전층(754)에 전기적으로 접속된다.

브리지 회로 조립체(750)의 도전층(754)이 복수개의 튜닝 축전기판(740) 및 RFID 태그 베이스(710)의 안테나(720)와 접촉하는 것을 방지하기 위해, 유전체층(770)이 브리지 회로 조립체(750)의 도전층(754)과 RFID 태그 베이스(710)의 회로 패턴 사이에 제공된다. 유전체층(770)은 본 기술분야에 주지된 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 유전체층(770)은 유전체 배킹(774), 및 백킹(774) 양측의 유전체 접착제(772)를 포함한다.

도 9에 도시된 디바이스의 다른 실시예로서, 도 10은 브리지 회로 조립체 디바이스(800)를 구비하는 RFID 태그를 도시하고 있다. 도 9에 도시된 디바이스와는 달리, 도 10의 디바이스(800)는 RFID 태그 베이스(810)로부터 브리지 기판(852)의 반대측 상에 브리지 회로 조립체(850)의 도전층(854)을 포함한다. 또한, 도 10의 디바이스(800)에는 도 9의 조합된 양측 유전체 접착제(772) 및 유전체 배킹(774) 대신에, 동종 유전체층(870)이 나타나 있다.

RFID 태그 베이스(810)의 제1 및 제2 접속 패드(830, 832)와 브리지 회로 조립체(850)의 도전층(854)의 접속은 도전층(854) 및 유전체층(870)의 기계적 변형에 의해 이루어진다. 이러한 접속은 브리지 회로 조립체(850)를 접속 패드(830, 832)에 스테이킹하는 스테이킹 공구(staking tool)(880)를 이용하여 달성된다. 스테이킹 공구(880)의 인열 전단 작용(tearing shearing action)은 브리지 회로 조립체(850)의 도전층(854)의 금속을 스테이킹된 구멍(882)으로 형성한다. 형성된 금속은 제1 및 제2 접속 패드(830, 832)와 전기적 접촉부를 형성한다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 11에서, 브리지 회로 조립체 디바이스(900)를 구비하는 RFID 태그는 RFID 태그 베이스(910) 및 브리지 회로 조립체(950)를 포함하는 것으로 도시되어 있다. RFID 태그 베이스(910)는 상기 설명한 실시예와 유사한 구조를 포함한다. 예를 들면, RFID 태그 베이스(910)는 베이스 기판(912), 제1 및 제2 접속 패드(930, 932), 안테나(920), 및 복수개의 튜닝 축전기판(940)을 포함한다.

제1 접속 패드(930)를 제2 접속 패드(932)에 전기적으로 접속하기 위해, 브리지 회로 조립체(950)는 RFID 태그 베이스(910)의 상부에 배치된다. 브리지 회로 조립체(950)는 브리지 기판(952), 도전층(954), 공통 축전기판(도시되지 않음), 및 도전층(954)에 전기적으로 접속되는 다이 조립체(980)를 포함한다. 다이 조립체(980)는 다이(982), 및 다이(982)의 단자들을 브리지 회로 조립체(950)의 도전층(954)에 전기적으로 접속시키는 도전성 매체(984)를 포함한다. 도전성 매체(984)는 기판에 다이를 부착하기 위한 주지된 임의의 적합한 재료, 예를 들면도전성 접착제, 금속, 재유동된 땜납 범프 등이 될 수 있다. 브리지 회로 조립체(950)의 도전층(954)은 본 기술분야에서 주지된 임의의 적절한 회로 패턴으로 패터닝될 필요가 있고, 브리지 회로 조립체(950)를 위한 회로 패턴은 예를 들면 도 8e에 도시된 회로 패턴을 포함할 수 있다.

브리지 회로 조립체(950)의 도전층(954)이 복수개의 튜닝 축전기판(940) 및 안테나(920)와 전기적으로 접속하는 것을 방지하기 위해, 유전체층(970)이 브리지 회로 조립체(950)와 RFID 태그 베이스(910) 사이에 놓여진다. 본 기술분야에 주지된 임의의 적합한 재료로부터 제조될 수 있는 유전체층(970)은 복수개의 튜닝 축전기판(940) 및 안테나(920)를 덮어 단락이 발생하는 것을 방지하고, 축전기에 대해 일정한 간격을 제공하며, 튜닝 축전기판(940) 및 브리지 회로 조립체(950) 상의 도전층(954)이 형성될 수 있다.

브리지 회로 조립체(950)의 도전층(954)이 RFID 태그 베이스(910)에 대해 브리지 기판(952)의 반대쪽 주 표면 상에 있으므로, 제1 비아 접속부(960) 및 제2 비아 접속부(962)는 브리지 회로 조립체(950)의 브리지 기판(952)을 관통하게 된다. 환언하면, 제1 및 제2 비아 접속부(960, 962)는 브리지 기판(952)의 비아 구멍을 통해 브리지 회로 조립체(950)의 도전층(954)으로 연장되고, 전기적 접속이 이루어진다. 제1 및 제2 비아 접속부(960, 962)는 본 기술분야에 주지된 임의의 적합한 재료, 예를 들면 금속, 땜납, 도전성 접착제 등을 이용하여 제조된다.

일단 제자리에 놓여지면, 공통 축전기판(예를 들면, 도 8e의 공통 축전기판(350) 참조)는 복수개의 튜닝 축전기판(940) 및 유전체층(970)와 함께 축전기를 형성한다. 디바이스(900)의 공진 주파수는 상기 설명된 바와 같이 복수개의 튜닝 축전기판(940)으로의 접속부를 선택적으로 절단함으로써 튜닝될 수 있다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 12에 도시된 브리지 회로 조립체 디바이스(1000)를 구비하는 RFID 태그는 도 11의 디바이스와 설계가 유사하다. 예를 들면, 다이 조립체(1080)는 브리지 회로 조립체(1050)의 도전층(1054)에 전기적으로 접속된다. 도 11에 도시된 디바이스와는 달리, 도 12의 디바이스(1000)는 RFID 태그 베이스(1010)에 대향하여 브리지 회로 조립체(1050)의 도전층(1054)을 배치한다. 이러한 배열로 인해, 브리지 회로 조립체(1050)의 도전층(1054)을 RFID 태그 베이스(1010)의 제1 및 제2 접속 패드(1030, 1032)에 전기적으로 접속하도록 브리지 기판(1052)을 통해 비아 구멍을 만들 필요가 없다. 대신에, 제1 및 제2 비아 접속부(1060, 1062)는 브리지 기판(1052)을 통과하지 않고 브리지 회로 조립체(1050)의 도전층(1054)을 통해 함께 제1 및 제2 접속 패드(1030, 1032)를 전기적으로 접속시킨다. 이러한 배열의 추가적인 장점은 RFID 다이 조립체(1080)가 브리지 회로 조립체(1050) 및 RFID 태그 베이스(1010) 사이의 내부 영역에 유지되기 때문에 RFID 다이 조립체(1080)에 물리적 보호가 제공된다는 점이다.

유전체층(1070)은 브리지 회로 조립체(1050) 및 RFID 태그 베이스(1010) 사이에 배치된다. 유전체층(1070)은 RFID 태그 기판(1012) 및 안테나(1020)와의 접촉으로부터 다이 조립체(1080)를 보호할 뿐만 아니라, 브리지 회로 조립체(1050)의 도전층(1054) 및 복수개의 튜닝 축전기판(1040)과 함께 축전기를 형성한다.

본 명세서에 인용된 모든 특허 문서, 참조문헌 및 공보들은 온전히 본 명세서에 참고문헌으로 명백히 혼입된다. 본 발명의 예시된 실시예들이 설명되었고 본 발명의 범주의 가능한 변형들이 참조되었다. 본 발명에서 이들 및 다른 변형 및 변경들은 될 발명의 범주를 벗어나지 않고 본 기술분야의 숙련자들에게는 명백하고, 본 발명은 여기에 제공된 예시된 실시예들로 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 이하에 제공된 청구의 범위에 의해서만 한정된다.

Claims

제1 및 제2 주 표면을 포함하는 베이스 기판을 제공하는 단계;

상기 베이스 기판의 제1 주 표면 상에 회로 패턴을 제공하는 단계(여기서, 상기 회로 패턴은

제1 및 제2 단부와 복수개의 코일을 포함하고, 상기 제1 단부가 상기 복수개의 코일에 의해 한정되는 내부 공간에 배치되고 상기 제2 단부가 복수개의 코일의 외부에 배치되는 것인 안테나 패턴,

상기 안테나 패턴의 상기 제1 단부와 전기적으로 통신하는 제1 접속 패드 및 상기 안테나 패턴의 상기 제2 단부와 전기적으로 통신하는 제2 접속 패드 및

각각의 튜닝 축전기판이 튜닝 축전기판 접속부를 통해 상기 안테나 패턴과 전기적으로 통신하는 복수개의 튜닝 축전기판을 포함함);

도전층을 포함하는 브리지 회로 조립체를 제공하는 단계;

상기 제1 접속 패드를 상기 브리지 회로 조립체의 도전층을 통해 상기 제2 접속 패드에 전기적으로 접속시키는 단계 및

상기 복수개의 튜닝 축전기판 및 공통 축전기판을 포함하는 축전기를 형성하는 단계(여기서, 상기 브리지 회로 조립체의 도전층은 상기 공통 축전기판을 형성함)

를 포함하는 무선 주파수 식별 태그 디바이스를 제조하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 디바이스의 공진 주파수를 측정하는 단계; 및

상기 튜닝 축전기판 접속부들 중 적어도 하나를 선택적으로 절단하는 단계

를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 복수개의 튜닝 축전기판의 각 튜닝 축전기판이 상기 공통 축전기와 직접 대향되는 대향부를 포함하고, 상기 방법이 상기 각 튜닝 축전기판의 대향부의 면적을 선택적으로 한정하도록 브리지 회로 조립체를 배치시킴으로써 상기 축전기에 대한 용량을 한정하는 단계를 더 포함하는 것인 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 브리지 회로 조립체가 상기 베이스 기판의 제1 주 표면 위에서 상기 안테나의 상기 제1 및 제2 단부 사이에서 상기 복수개의 코일을 가로지르는 것인 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 브리지 회로 조립체가 제1 주 표면과 제2 주 표면을 구비한 브리지 기판을 더 포함하고, 상기 도전층은 상기 브리지 기판의 상기 제1 주 표면 상에 배치되며, 상기 방법은

상기 브리지 기판의 상기 제2 주 표면이 상기 베이스 기판의 상기 제1 주 표면과 대면하도록 상기 브리지 회로 조립체를 배치하는 단계 및

상기 브리지 기판을 통해 제1 및 제2 비아 접속부를 제공하는 단계

를 더 포함하고,

상기 제1 및 제2 비아 접속부는 상기 제1 접속 패드 및 상기 제2 접속 패드를 상기 브리지 회로 조립체의 상기 도전층에 전기적으로 접속시키는 것인 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공통 축전기판과 상기 각 튜닝 축전기판 사이에 접착제를 포함하는 유전체층을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1 및 제2 주 표면을 포함하는 베이스 기판,

제1 및 제2 단부와 복수개의 코일을 포함하고, 상기 제1 단부가 상기 복수개의 코일에 의해 한정되는 내부 공간에 배치되고 상기 제2 단부가 복수개의 코일의 외부에 배치되는 것인 안테나 패턴,

상기 안테나 패턴의 상기 제1 단부와 전기적으로 통신하는 제1 접속 패드 및 상기 안테나 패턴의 상기 제2 단부와 전기적으로 통신하는 제2 접속 패드 및

각각의 튜닝 축전기판이 튜닝 축전기판 접속부를 통해 상기 안테나 패턴과 전기적으로 통신하는 복수개의 튜닝 축전기판

을 포함하는 무선 주파수 식별 태그 베이스;

도전층을 포함하는 브리지 회로 조립체; 및

상기 복수개의 튜닝 축전기판 및 공통 축전기판을 포함하는 축전기(여기서,상기 브리지 회로 조립체의 도전층은 상기 공통 축전기판을 형성하고, 상기 제1 접속 패드는 상기 브리지 회로 조립체의 상기 도전층을 통해 상기 제2 접속 패드에 전기적으로 접속됨)

를 포함하는 무선 주파수 식별 태그 디바이스.
제7항에 있어서, 상기 공통 축전기판의 반대측에 배치되어 유전체층에 의해 상기 공통 축전기판과 분리되는 하나 이상의 비접속 튜닝 축전기판(여기서, 비접속 튜닝 축전기판은 상기 안테나와 전기적으로 통신하지 않음)을 더 포함하는 디바이스.
제7항에 있어서, 상기 복수개의 튜닝 축전기판들 중 하나 이상의 튜닝 축전기판이 상기 공통 축전기와 직접 대향되는 대향부, 및 상기 공통 축전기와 직접 대향하지 않는 비대향부를 포함하는 디바이스.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공통 축전기판과 상기 각 튜닝 축전기판 사이에 배치된 접착제를 더 포함하는 디바이스.