KR20060025885A - Ｒｆｉｄ용 아일렛 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

비접촉식 식별 기능을 수행할 수 있는 RFID용 아일렛 및 그 제조방법이 개시된다. RFID용 아일렛 및 그 제조방법은 대상물에 밀착하는 링부 및 고정부를 포함하며 도전성 물질로 구성된 아일렛 베이스 및 아일렛 베이스에 장착되어 아일렛 베이스를 안테나로 사용하는 RFID 회로모듈을 포함하며, 아일렛 베이스에는 슬릿이 형성되고, RFID 회로모듈은 슬릿에 의해서 분리된 부분에 각각 전기적으로 연결되어 아일렛 베이스를 안테나로 사용한다. RFID 태그에서 도전성 물질은 원활한 데이터 송수신은 방해할 수가 있지만, 본 발명에서는 도전성 물질을 안테나로 사용함으로써 원활한 송수신을 가능하게 하며, 종래의 아일렛 구조를 이용함으로써 생산량 증대, RFID 태그 비용의 절감, 안정된 결합 등 다양한 장점을 채용할 수가 있다.

RFID, 아일렛, 캡

Description

ＲＦＩＤ용 아일렛 및 그 제조방법{EYELET FOR A RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION AND METHOD FOR MANUFACTURING THE EYELET}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛의 아이렛 베이스를 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A'단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 아일렛 베이스 및 캡을 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 아일렛 베이스의 링부에 캡이 장착된 것을 나타낸 단면도이다.

도 5A는 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛이 프레스 금형에 의해 대상물에 장착되는 것을 나타낸 정면도이다.

도 5B는 일실시예에 따른 RFID용 아일렛이 대상물에 장착된 것을 나타낸 정면도이다.

도 5C는 도 5B의 B-B'단면도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛에 RFID 회로모듈이 배치된 단면도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛이 대상물에 장착된 평면도 이다.

도 8A 내지 도 8H는 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛 제조방법에 따라 RFID용 아일렛이 제조되는 과정을 설명하기 위한 사시도 또는 정면도 또는 평면도 또는 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 235: 아일렛 100, 205: 아일렛 베이스

110, 210：링부 112: 홀

115, 215: 슬릿 117, 217: 돌출부

120, 220: 고정 120a, 120b, 120c: 다리

125, 225: RFID 회로 130, 230：캡

140, 240: 프레스블록 142, 242 : 홈

150, 250: 대상물 160, 260: 고정블럭

170, 270: 권취부 200: 아일렛 평판

226: 가압프레스 220a, 220b, 220c: 다리

222: 환형부 228: 고정프레스

본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 기술을 이용한 태그에 관한 것으로서, 보다 자세하게는, 자동 인식(Auto-Identification)이 필요한 대상물 의 종류 및 형상 등과 무관하게 적용될 수 있으며, 다양한 용도로 사용될 수 있는 RFID용 태그에 관한 것이다.

RFID 태그는 일반적으로 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 135KHz, 13.56MHz 등 저주파수 대역이 많이 활용되었으나, 최근의 물류 관리에 있어 900MHz 대의 UHF(Ultra High Frequency) 영역의 사용이 현저하게 증가하고 있다. 특히 큰 유통업체인 Walmart나 미국 국방성 등에서 물류 관리용으로 RFID를 사용하는데, 이때 역산란 결합(Backscattering)을 이용한 UHF대 영역의 주파수가 주로 사용되고 있으며, 별도의 내장 배터리 없이 외부 변화에 수동으로 작동하여 필요한 전류를 생성하는 Passive Tag가 일단 표준으로 인정되고 있다.

RFID 기술을 이용한 인식 방법으로는 태그 자체를 사용하는 방법, 라미네이 팅(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.

종래 일예로서, 소포나 의류 등에 별도의 접착 없이 태그 자체를 직접 삽입하여 사용하는 방법은 체결이 필요 없고 재사용이 가능하다는 장점이 있으나, 분실 또는 유실 등의 위험이 크며 외부 충격에 의해서 태그가 쉽게 손상될 수가 있다는 단점을 갖는다.

또한, 라미네이팅 카드의 형태는 외부의 환경 변화로부터 RFID 칩을 보호할 수 있으며 사용자가 지갑 등에 휴대하기 쉽다는 장점이 있으나, 제품에 부착 또는 체결하여 사용하기가 어렵기 대문에 활용 영역이 극히 제한된다는 단점을 지닌다. 또한, 스티커 형태의 겨우 전술한 방법에 비해 가장 많이 보급되고 보편적인 방법이 되리라고 예측되나 역시 가혹한 환경에서의 견지력 및 안정성에서 한계를 지닌다.

그리고, 몰딩을 통해 성형된 태그는 내부에 RFID 칩을 보호하기 때문에 가혹한 환경에서도 사용할 수 있다는 장점이 있으나, 일단 몰딩으로 제작된 태그는 RFID부품을 별도로 분리하여 다른 용도로 사용할 수 없는 등 재활용이 불가능하고 인젝션 몰딩 자체가 다른 사용 형태에 비해 가공 공정이 복잡하고 상대적으로 고가라는 단점을 가진다.

이미 언급한 바와 같이, RFID 태그는 IC칩, 안테나 및 결착물질로 구성된다. 기본적으로 PVC, PCB, PE, PA, PAT 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. RFID 태그는 IC 칩과 안테나 도선간의 연결 안정성을 위하여 에폭시(Epoxy) 수지 등으로 부분적으로 코팅될 수도 있다.

일반적으로, RFID 태그의 크기는 칩(Chip)의 사이즈, 안테나(Antenna)의 크기, 공정에 대한 기술 숙련도, 능동/수동 (Active/Passive) 방식에 따른 배터리의 장착 여부 등 다양한 특성(feature)에 의해서 결정되나, 최근 들어 칩의 사이즈 및 기술 숙련도에 대한 기술 수준이 현저하게 개선되어 RFID 태그의 크기는 주로 안테나의 크기에 의존하고 있다. 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 있었으나, 약 900MHz 이상의 주파수 및 역산란을 이용하는 RFID 방식이 물류 등의 영역에서 보편화됨에 따라 안테나의 크기 및 하우징 재질 등이 많이 완화되고 있다.

특히, 금속성 재질의 하우징을 사용할 수 있게 되었으며, 안테나 및 태그의 크기를 더욱 줄일 수 있게 되었다. 또한, 역산란 방식의 경우 유도성 결합(Inductive Coupling) 방식에 비해 리더와 RFID 태그 간의 방향성 문제가 크게 완화됨으로써 태그의 형태에 대한 제한도 많이 완화될 수 있을 것이다.

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.

본 발명의 일 목적은 기존의 아일렛 체결장치 또는 개선된 아일렛 체결장치를 활용하여 태그를 용이하게 체결 또는 장착할 수 있는 RFID 태그를 제공하는 것이며, 그와 동시에 기존 RFID 태그에 비해 접착 견지력이나 칩의 안정성을 유지하기에 유리한 구조를 갖는 RFID 태그를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 기존의 아일렛 베이스가 갖는 체결 및 대상물의 홀(Hole) 견지 기능 및 아일렛 와셔가 갖는 아일렛 베이스 또는 리벳(Rivet)류의 체결 보완 기능을 충족시키면서 RFID 태그 기능을 동시에 수행할 수 있는 RFID 태그를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 재활용이 이미 높은 수중에 도달하여 있는 알루미늄 등 금속성 아일렛 자체를 안테나로 사용함으로써 태그의 재활용을 보다 원활히 할 수 있는 RFID 태그를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 RFID 태그의 원자재 가격에서 우위를 차지하고, 안테나 제작 공정을 단순화하여 경제적이며, 체결을 위한 별도의 접착 물질을 사용하지 않기 때문에 제작비용 및 공정상의 이점을 갖는 RFID 태그를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 금속성 아일렛 자체를 안테나로 사용함으로써 태그 자체가 차지하는 공간 및 비율을 최소화시킬 수 있는 RFID 태그를 제공하는 것이다.

끝으로, 본 발명의 또 다른 목적은 다양한 형상, 모양 및 색상을 표현할 수 있는 구조를 가지며, 태그 이외의 목적으로도 유용하게 사용할 수 있는 구조의 RFID 태그를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, RFID용 아일렛은 아일렛 베이스(eyelet base) 및 아일렛 베이스에 형성된 슬릿에 장착되는 RFID 회로모듈을 포함하고, 상기 슬릿에 의해서 아일렛 베이스 내의 전류 흐름이 제한되어 일정한 경로를 통해서 흐르게 되어 RFID 회로모듈의 단자가 각각 분리된 부분에 연결됨으로써 아일렛 베이스를 다이폴(di-pole) 안테나로 사용하게 된다.

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

상기 아일렛 베이스의 상부는 슬릿이 포함된 링부이며, 하부는 대상물을 통과하여 고정되는 고정부이다. 상기 링부는 그 내주부 근방에서 상방으로 향하는 돌출부를 포함하며, 상기 돌출부가 형성된 지점부터 외주부까지는 평판으로 이루어진다. 그리고, 상기 링부는 상기 고정부가 대상물에 걸리도록 가공될 때 상기 링부를 감싸서 상기 링부의 변형을 방지하는 캡을 포함한다.

상기 캡은 상기 링부의 슬릿이 보이도록 투과성을 가지게 된다. 이는, 아일렛 베이스의 하면에 장착되는 RFID 회로모듈이 확인되어 아일렛 베이스의 용도를 나타내기 위함이다. 그리고, 상기 캡은 하부로 절곡된 단부가 링부로 권취되어 고정되고, 상기 캡의 두께는 0.5mm로 이루어지며, 상기 절곡된 단부의 길이는 3~4cm로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 고정부는 링부의 내주부에서 하부로 연장되어 소정간격으로 배치되는 복 수의 다리로 이루어지는데, 링부의 하부에서 일정간격으로 다리가 배치되는 삼발이 형태가 바람직하다.

또한, 상기 아일렛 베이스의 고정부가 대상물을 통과하여 아일렛 베이스 자체를 대상물에 고정시킬 때에는, 상기 고정부를 이루는 상기 복수의 다리가 대상물을 통과한 후, 오목하게 홈이 형성된 프레스 블록에 의해 다리 하단부가 압축되며, 상기 홈을 따라 다리가 대상물을 향해 권취되어 아일렛 베이스를 대상물에 고정시 킨다. 또한, 다르게는 고정부를 밖으로 꺾음으로써 아일렛 베이스를 대상물에 고정시킬 수도 있다.

이때, 상기 아일렛 베이스의 고정부를 가압하는 프레스 블록은 상부에서 아일렛 베이스의 링부를 고정하고 있는 고정블록과 짝을 이루어 아일렛 베이스를 대상물에 고정시킨다.

그리고, RFID 기능을 수행하기 위한 RFID 회로모듈이 IC 칩의 형태로 구성되어 캡이 씌워진 아일렛 베이스에 형성된 슬릿의 하부에 다이본딩으로 장착되며, 아일렛 베이스는 금속재질로 형성되어 RFID 회로모듈의 안테나로서 기능을 한다.

이때, 상기 아일렛 베이스는 RFID 회로모듈의 주파수 대역이 약 2 GHz이상일 경우, 종래의 아일렛 크기로도 충분히 안테나 기능을 수행할 수 있지만, 주파수 대역이 약 900 MHz 일 경우에 종래의 아일렛 크기로는 안테나 기능을 충분히 수행할 수 없는 경우를 가지게 된다.

예를 들어, 약 900MHz 이상의 주파수 영역에서 RFID 회로모듈의 다이폴 안테나는 적어도 약 15~16cm 정도로 되어야 RFID 회로모듈과 리더의 원활한 통신이 가능하지만, 안테나로서 RFID 회로모듈에 연결된 아일렛이 약 15cm 정도의 크기로 제작되는 경우 아일렛은 본래 기능이 퇴색될 수 있다.

이를 해결하기 위해 본 발명에 따른 RFID용 아일렛은 안테나 연장부를 아일렛 베이스에 전기적으로 연결함으로써 RFID 회로에 안테나의 크기를 필요한 만큼 확장할 수가 있다.

그리고, 상기 안테나 연장부는 대상물 상에 부착될 수 있는 알루미늄 테이 프, 전도 특성이 있는 도료, 도전성 간지 등으로 구성될 수 있으며, 대상물 상에 도포됨으로써 안테나의 크기를 필요한 만큼 확대시킬 수가 있다. 또한, 이렇게 안테나 연장부를 형성하는 과정은 간단하고 저렴하여 실제 상용화하기도 매우 용이하다.

이와 같이, 아일렛을 안테나로 이용함으로써, 종래의 RFID 태그의 제조 공정과 비교하여도 RFID 태그의 제조 공정을 현저하게 단순화시킬 수 있으며, RFID 회로모듈을 효과적으로 대상물에 고정시킬 수 있어 일상적으로 사용되고 있는 종래의 아일렛 기능을 유지 및 개선할 수가 있다. 또한, 종래의 아일렛 체결장치를 그대로 활용할 수 있어 여러 측면에서 경제적이기도 하다. 아일렛 와셔 및 아일렛 베이스는 안테나로 사용되는 동시에 RFID용 IC 칩을 효과적으로 보호할 수 있으며, 대상물에 밀착되어 견고하게 고정되는 아일렛의 구조를 이용하여 가혹한 외부환경에 대해서도 견지력을 효과적으로 유지할 수가 있다.

게다가, 아일렛은 실제 생활에서 정말로 많은 분야에서 많이 사용되고 있어 그 적용 분야 및 파급 효과도 엄청나게 성장할 수가 있으며, 그 제조 및 장착 과정 역시 간단한 동시에 아일렛의 생산 설비 시스템이 이미 많이 보급되어 있기 때문에 RFID의 태그 가격을 현저하게 낮출 수 있다는 장점을 갖는다.

예를 들어, 현재 항공 또는 기차 화물, 창고 등의 재고 화물, 각종 유통 매장에서의 판매 상품 등을 식별하기 위해서 사용되는 태그에 아일렛은 사용되고 있다. 이때 종래의 평범한 아일렛을 RFID용 아일렛으로 교체하여 사용한다면, 화물에 대한 정보를 일일이 확인하지 않아도 자동으로 파악할 수 있으며, 화물 또는 상품 이 분실되거나 잘못된 배송되는 경우를 미연에 방지할 수가 있다.

또한, RFID용 아일렛은 외부의 충격이나 기타 가혹한 환경에서도 잘 견디며 내부의 RFID 칩을 보호할 수가 있고, 고무줄 또는 와이어 등을 이용하여 RFID 태그를 화물 등에 결속시킨다면 태그를 분리하여 재사용을 할 수 있어 매우 경제적이다.

이 외에도 의류 및 신발, 차광용 천막, 건설자재용 천막 등과 같이 아일렛이 사용되고 있는 분야는 물론 현재 아일렛이 사용되고 있지 않는 분야라도 종래의 아일렛 체결 장치를 사용하여 다양한 대상물에 RFID용 아일렛을 간단하게 고정할 수 있으며, RFID용 아일렛을 통해 RFID를 이용한 비접촉식 식별 기술을 다양한 분야에 적용할 수가 있다.

그리고, 종래의 아일렛에서는 리더 및 RFID 태그 간의 송수신을 방해할 수 있기 때문에, 금속과 같은 도전성 물질이 RFID 태그의 하우징으로 사용되지 않았다. 하지만, 본 발명에서는 금속 재질의 하우징을 사용하며, 그 도전성 하우징을 안테나로 이용할 수 있기 때문에 제조, 사용 및 보호 등의 측면에서 많은 이점을 갖게 된다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛의 아이렛 베이스를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛 및 캡을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 아 일렛 베이스의 링부에 캡이 장착된 것을 나타낸 단면도이고, 도 5B는 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛이 대상물에 장착된 것을 나타낸 정면도이고, 도 5C는 도 5B의 B-B'단면도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛에 RFID 회로모듈이 배치된 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛이 대상물에 장착된 평면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예는 대상물(150)에 밀착되고 슬릿(115)이 형성된 링부(110) 및 상기 링부(110)와 일체로 형성되고 상기 대상물(150)을 통과하여 상기 대상물(150)에 걸리는 고정부(120)를 가지며, 도전성 물질로 구성된 아일렛 베이스(100) 및 상기 슬릿(115)에 의해서 분리된 부분에 각각 전기적으로 연결되어 상기 아일렛 베이스(100)를 안테나로 사용하는 회로를 형성하는 RFID 회로모듈(125)을 포함하여 이루어진다.

그리고, 도 2 내지 4에 도시된 바와 같이, 상기 링부(110)는 중앙에 형성된 홀(112)의 내주부 근방에서 상방으로 향하는 돌출부(117)를 포함하고, 상기 돌출부(117)가 형성된 지점에서 외주부까지 평판으로 이루어진다. 또한, 상기 링부(110)는 상기 고정부(120)가 대상물(150)에 걸리도록 가공될 때 상기 링부(110)를 감싸서 상기 링부(110)의 변형을 방지하는 캡(130)을 포함한다.

상기 캡(130)은 상기 링부(110)의 슬릿(115)이 보이도록 투과성을 가지게 된다. 이는, 아일렛 베이스(100)의 하면에 장착되는 RFID 회로모듈(125)이 외부에서 확인되어 아일렛이 RFID 태그로 사용되고 있다는 것을 알리기 위한 것이다. 그리고, 상기 캡(130)은 링부(110)의 하부로 절곡된 단부가 링부(110)의 하면으로 권취 되어 고정되고, 상기 캡(130)의 두께는 0.5mm로 이루어져 그 단부의 권취된 직경을 1mm정도로 형성하며, 상기 절곡된 단부의 길이는 3~4cm로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같이 캡(130)이 아일렛 베이스(100)의 링부(110)에 씌워진 후에는, 상기 RFID 회로모듈(125)이 링부(110)의 하면에 배치되어 상기 슬릿(115)에 다이본딩(Die bonding)으로 결합한다.

그리고, 상기 고정부(120)는 링부(110)의 내주부에서 하부로 연장되어 소정간격으로 배치되는 복 수의 다리(120a, 120b, 120c)로 이루어지는데, 링부(110)의 하부에서 일정간격으로 다리(120a, 120b, 120c)가 배치되는 삼발이 형태이다.

상기와 같이 고정부(120)가 삼발이 형태로 형성되면, 삼발이 사이로 RFID(125) 회로모듈을 운반하여 링부(110)에 형성된 슬릿(115)으로 RFID 회로모듈(125)을 다이본딩하기가 용이해진다.

이때, 상기 RFID 회로모듈(125)은 매우 작고 민감한 회로구성을 가지고 있기 때문에, 미세한 핀셋을 사용하여 다이본딩을 해야 한다. 그러나, 이러한 수작업은 RFID 회로모듈(125)용 아일렛의 대량생산에는 적합하지 않으며, 아일렛의 대량생산으로 이어지기 위해서는 자동화 작업이 가능해야 한다.

즉, 상기 RFID 회로모듈(125)은 RFID 회로모듈(125)의 운반 및 배치에 대한 자동화 작업을 수행하는 피커(Picker)에 고정되어 링부(110)의 슬릿(115)으로 배치되고, RFID 회로모듈(125)이 슬릿(115)에 배치된 상태에서 슬릿(115)의 양단으로 다이본딩된다.

상기와 같이 고정부(120)가 복수의 다리(120a, 120b, 120c)가 배치된 삼발이 형태로 이루어지면, 그 다리(120a, 120b, 120c)사이로 RFID 회로모듈(125)의 슬릿(115)에 대해 피커의 접근 및 다이본더(Die bonder)의 접근이 쉬워지고 그 만큼 작업효율이 향상되는 것이다.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 RFID 회로모듈(125)을 포함한 상기 아일렛 베이스(100)로 이루어진 아일렛(10)의 고정부(120)가 대상물(150)을 통과하여 상기 아일렛 베이스(100) 자체를 대상물(150)에 고정시킬 때에는, 상기 고정부(120)를 이루는 상기 복수의 다리(120a, 120b, 120c)가 대상물(150)을 통과한 후, 오목하게 홈(142)이 형성된 프레스 블록(140)에 의해 다리(120a, 120b, 120c) 하단부가 압축되며, 상기 홈(142)을 따라 다리(120a, 120b, 120c)가 대상물(150)을 향해 권취되어 권취부(170)를 형성하면서 상기 아일렛 베이스(100)를 대상물(150)에 고정시킨다.

상기 아일렛 베이스(100)의 고정부(120)를 가압하는 상기 프레스 블록(140)은 상부에서 상기 아일렛 베이스(100)의 링부(110)를 고정하고 있는 고정블록(160)과 짝을 이루어 아일렛 베이스(100)를 대상물(150)에 고정시킨다.

그리고, 상기 아일렛 베이스(100)는 RFID 회로모듈(125)의 주파수 대역이 약 2 GHz이상일 경우, 종래의 아일렛 크기로도 충분히 안테나 기능을 수행할 수 있지만, 주파수 대역이 약 900 MHz 일 경우에 종래의 아일렛 크기로는 안테나 기능을 충분히 수행할 수 없는 경우를 가지게 된다.

예를 들어, 약 900MHz 이상의 주파수 영역에서 RFID 회로모듈(125)의 다이폴 안테나는 적어도 약 15~16cm 정도로 되어야 RFID 회로모듈(125)과 리더의 원활한 통신이 가능하지만, 안테나로서 RFID 회로모듈(125)에 연결된 아일렛이 약 15cm 정도의 크기로 제작되는 경우 아일렛은 본래 기능이 퇴색될 수 있다.

이를 해결하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛(10)은 안테나 연장부(190)를 아일렛 베이스(100)에 전기적으로 연결함으로써 RFID 회로에 안테나의 크기를 필요한 만큼 확장할 수가 있다.

그리고, 상기 안테나 연장부(190)는 대상물(150) 상에 부착될 수 있는 알루미늄 테이프, 전도 특성이 있는 도료, 도전성 간지 등으로 구성될 수 있으며, 대상물(150) 상에 도포됨으로써 안테나의 크기를 필요한 만큼 확대시킬 수가 있다. 또한, 이렇게 안테나 연장부(190)를 형성하는 과정은 간단하고 저렴하여 실제 상용화하기도 매우 용이하다.

또한, 상기 안테나 연장부(190)는 핫스탬핑(hot stamping)방법에 의해서 인쇄된 형태로 제공될 수도 있다. 핫스탬핑 등의 방법에 의해서 단순한 테이프 형상이 아니라, 상표 및 상호 등을 나타내도록 표시할 수도 있다.

한편, 상기 아일렛 베이스(110)는 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.

상기와 같은 RFID용 아일렛(10)이 리더-라이터장치를 근접하여 통과하게 되면, 리더-라이터장치로부터 데이터 요청에 대한 신호를 받고, 안테나 연장부(190) 및 아일렛 베이스(100)로부터 수신된 신호에 대응하여 RFID 회로모듈(125)은 신호 를 생성하거나 내부적으로 저장된 데이터를 수정할 수가 있다. 이때 RFID 회로모듈(125)은 금속으로 구성된 아일렛 베이스(100)에 의해서 물리적으로 보호된다.

이때, 상기 대상물(OBJ)은 화물 등에 결속되어 화물의 도착지 및 출발지를 표시하는 태그가 될 수 있으며, 각종 우편물, 소포류, 물류 포장재, 의류용 태그, 화물 차량용 천막 등은 물론, 대형 유통 마트에서 판매되는 제품의 포장에도 사용될 수가 있다.

이하, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID용 아일렛의 제작방법을 설명한다.

도 8A 내지 도 8H는 본 발명의 일실시예에 따른 RFID용 아일렛 제조방법에 따라 RFID용 아일렛이 제조되는 과정을 설명하기 위한 사시도 또는 정면도 또는 평면도 또는 단면도이다.

도시된 바와 같이, RFID용 아일렛(235)의 제작방법은 소정의 도전성 물체를 가공하여 평판 형태의 링부(210)를 형성하고 상기 링부(210)의 내주부에서 내측으로 연장되어 복수의 다리(220a, 220b, 220c)로 이루어진 고정부(220)를 형성하는 아일렛 평판(200) 형성단계를 포함한다.

상기 아일렛 평판(200) 형성단계에서는 소정의 금속 평판을 전단하여 평판형상의 상기 링부(210)를 형성하고, 상기 링부(210)의 내측으로는 상기 고정부(220)를 이루게 되는 복수의 다리(220a, 220b, 220c) 형상의 평판이 소정간격으로 배치되도록 한다.

그리고, 상기 아일렛 평판(200) 형성단계 이후에는 상기 링부(210)의 내주부 근방에 돌출부(217)를 형성하는 돌출부 형성단계 및 상기 고정부(220)의 다리(220a, 220b, 220c)가 가압되어 링부(210)에 대해 하방으로 절곡되도록 하는 아일렛 베이스(205) 형성단계가 포함된다.

이때, 상기 돌출부 형성단계 및 아일렛 베이스 형성단계는 가압프레스(226)와 고정프레스(228)에 의해 동시에 완수될 수 있다.

다시 말해서, 상기 링부(210)에 대해 형성된 다리(220a, 220b, 220c)를 가압할 때에는, 상기 링부(210)의 중앙부를 통과하는 가압프레스(226)를 사용하며, 상기 링부(210)의 하부에는 상기 가압프레스(226)에 대향하는 고정프레스(228)를 배치한다.

이때, 상기 고정프레스(228)는 상기 링부(210)의 하면을 가압하여 돌출부(217)를 형성하는 환형부(222)를 포함하며, 가압프레스(226) 및 가압프레스(226)에 의해서 가압되어 하부로 절곡되는 복수의 다리(220a, 220b, 220c)가 통과하는 통로(228a)를 포함하고, 상기 고정프레스(228)는 상기 가압프레스(226)의 환형부(222)에 대응하여 짝을 이루면서 상기 링부(210)의 상면을 가압하는 환형홈을 포함한다.

그리고, 상기 아일렛 베이스(205) 형성단계 이후에는 링부(210)를 절단하여 슬릿(215)을 형성하는 슬릿(215) 형성단계가 포함되고, 상기 슬릿(215) 형성단계 이후에는 돌출부(217)를 포함하는 상기 링부(210)의 돌출부(217) 외측을 감싸도록 캡(230)을 씌우고, 동시에 상기 캡(230)의 단부가 링부(210)의 하면으로 말리어 상기 캡(230)이 고정되도록 하는 캡(230) 장착단계를 포함된다.

그리고, 상기 캡(230) 장착단계 이후에는 상기 링부(210)의 하면으로 RFID 회로모듈(225)을 배치하고 상기 슬릿(215)의 양단에 RFID 회로모듈(225)을 장착하는 다이본딩 단계가 포함되고, 상기 다이본딩 단계 이후에는 상기 RFID 회로모듈(225)이 장착된 아일렛 베이스(205)의 고정부(220)를 대상물(250)에 통과시킨 후 상기 고정부(220)를 말아 상기 링부(210)가 대상물(250)에 밀착되도록 하는 아일렛(235) 장착단계가 포함된다.

상기 아일렛(235) 장착단계는 상기 고정부(220)를 이루는 상기 복수의 다리(220a, 220b, 220c)가 대상물(250)을 통과한 후, 오목하게 홈(242)이 형성된 프레스 블록(240)에 의해 다리(220a, 220b, 220c) 하단부가 압축되며, 상기 홈(242)을 따라 다리(220a, 220b, 220c)가 대상물(250)을 향해 권취되어 권취부(270)를 형성하면서 상기 아일렛 베이스(205)를 대상물(250)에 고정시킨다.

이때, 상기 아일렛 베이스(205)의 고정부(220)를 가압하는 상기 프레스 블록(240)은 상부에서 상기 아일렛 베이스(205)의 링부(210)를 고정하고 있는 고정블록(260)과 짝을 이루어 상기 아일렛 베이스(205)를 대상물(250)에 고정시킨다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 RFID용 아일렛 및 그 제조방법은 아일렛 자체를 안테나로 사용함으로써 종래의 RFID 태그의 제조공정과 비교하여 현저히 공정을 단순화할 수 있고, RFID 회로모듈을 대상물에 효과적으로 고정시킬 수 있으며, 일상적으로 사용되고 있는 종래의 아일렛 기능을 유지 및 개선할 수 있는 등 많은 장점을 갖는다. 또한, 종래의 아일렛 체결장치를 그대로 활용할 수가 있어 여러 측면에서 경제적이며, 바로 양산 체계로 전환할 수가 있어 산업 발전에 유용하다고 할 수 있다. 아일렛의 종류가 다양한 만큼 아일렛은 생활의 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 그 제조 및 장착 과정 역시 간단한 동시에 생산 설비 역시 널리 보급되어 있기 때문에 RFID 태그 가격을 현저하게 낮출 수 있다는 장점을 갖는다.

그리고, 금속 재질의 아일렛 베이스는 RFID 회로모듈을 효과적으로 외부와 차단하여 보호할 수 있으며, 안테나로 활용할 수 있어 안테나 제작비용 등을 현저하게 줄일 수가 있어 유지 및 관리 비용이 저렴하다. 또한, 대상물에 밀착하여 RFID 회로모듈을 보호하기 때문에 가혹한 외부환경에서도 견지력을 훌륭하게 유지할 수 있다는 장점을 갖는다.

그리고, UHF 주파수 대 이상의 영역에서 금속성 재질의 아일렛이 가지는 역산란의 장점을 활용하여 아일렛 베이스와 결합된 단위 자체 또는 알루미늄 테이프 등을 추가로 활용한다. 따라서 종래의 RFID 태그의 제조공정을 현저하게 단순화하고, 제조비용을 절감할 수 있으며, 대량 생산에서도 상당한 이점을 가질 수 있다.

또한, RFID용 아일렛 및 그 제조방법은 구성 성분이 금속성 아일렛과 RFID 회로모듈의 2가지 요소가 대부분을 차지하는데 비해, 기존의 RFID 태그는 금속성 박막이 코팅된 플라스틱 재질의 필름과 나선형의 도선부, 그리고 RFID 회로모듈로 구성됨으로 인하여 재활용 측면에서도 본 발명의 RFID용 아일렛 및 그 제조방법은 큰 장점을 갖는다.

또한, 여러 형상 및 여러 디자인의 아일렛이 현재 사용되고 있는 만큼, RFID용 아일렛 및 그 제조방법 역시 다양한 형상 및 모양, 색상을 표현할 수 있으며, 상품 또는 장식적인 물품으로서의 가치도 매우 크다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (13)

1. 대상물에 밀착되고 슬릿이 형성된 링부 및 상기 링부와 일체로 형성되고 상기 대상물을 통과하여 상기 대상물에 걸리는 고정부를 가지며, 도전성 물질로 구성된 아일렛 베이스; 및

   상기 슬릿에 의해서 분리된 부분에 각각 전기적으로 연결되어 상기 아일렛 베이스를 안테나로 사용하는 회로를 형성하는 RFID 회로모듈;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 링부는 그 내주부 근방에서 상방으로 향하는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
3. 제1 항에 있어서,

   상기 링부는 그 내주부에서 외주부까지 평판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
4. 제1 항에 있어서,

   상기 링부는 상기 고정부가 대상물에 걸리도록 가공될 때 상기 링부를 감싸서 상기 링부의 변형을 방지하는 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID용 아 일렛.
5. 제4 항에 있어서,

   상기 캡은 상기 링부의 슬릿이 보이도록 투과성을 가지는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
6. 제1 항에 있어서,

   상기 고정부는 링부의 내주부에서 하부로 연장되어 소정간격으로 배치되는 복 수의 다리로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
7. 제1 항에 있어서,

   상기 아일렛 베이스의 고정부는 오목하게 홈이 형성된 프레스 블록에 의해 그 하단부가 압축되면서 권취되어 대상물에 상기 아일렛 베이스를 고정시키는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
8. 제1 항에 있어서,

   상기 아일렛 베이스와 전기적으로 연결되고, 상기 아일렛 베이스와 함께 상기 RFID 회로모듈의 안테나로 사용되는 안테나 연장부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛.
9. 슬릿이 형성된 링부 및 상기 링부의 배면에 일체로 형성되어 하방으로 연장된 고정부를 가지며, 도전성 물질로 구성된 아일렛 베이스를 제공하는 아일렛 베이스 제공단계;

   상기 아일렛 베이스 제공단계 이후 상기 링부를 감싸도록 캡을 씌우고, 동시에 상기 캡의 단부가 링부의 하면으로 말리어 상기 캡이 고정되도록 하는 캡 장착단계;

   상기 캡 장착단계 이후 형성된 상기 링부의 하면으로 RFID 회로모듈을 배치하고 상기 슬릿의 양단에 RFID 회로모듈을 장착하는 다이본딩 단계; 및

   상기 다이본딩 단계 이후 상기 RFID 회로모듈이 장착된 아일렛 베이스의 고정부를 대상물에 통과시킨 후 상기 고정부를 상기 대상물에 밀착되도록 하는 아일렛 장착단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛 제조방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 아일렛 베이스 제공단계는 소정의 도전성 물체를 가공하여 평판 형태의 링부를 형성하고 상기 링부의 내주부에서 내측으로 연장되어 복수의 다리로 이루어진 고정부를 형성하는 아일렛 평판 형성단계;

    상기 아일렛 평판 형성단계 이후 형성된 상기 고정부의 다리가 가압되어 링부에 대해 하방으로 절곡되도록 하는 아일렛 베이스 형성단계; 및

    상기 아일렛 베이스 형성단계 이후 링부를 절단하여 슬릿을 형성하는 슬릿 형성단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛 제조방법.
11. 제9 항에 있어서,

    상기 아일렛 장착단계는 상기 대상물에 밀착하도록 상기 고정부를 권취하는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛 제조방법.
12. 제9 항에 있어서,

    상기 아일렛 장착단계는 상기 고정부를 꺾어 상기 대상물에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛 제조방법.
13. 제9 항 또는 제10 항에 있어서,

    상기 아일렛 베이스 제공단계에는 상기 링부의 내주부 근방에 돌출부를 형성하는 돌출부 형성단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID용 아일렛 제조방법.

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