KR20060085452A - Thin rfid tag for radio frequency identification - Google Patents
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Abstract
금속 등의 도체에 부착되어 비접촉식 식별 기능을 수행할 수 있는 박막형 RFID 태그가 개시된다. RFID 태그는 제1 유전막, 제1 유전막 상에서 일부 영역에 형성된 제1 안테나 패턴, 제1 유전막의 하부에 형성되며 상기 제1 안테나 패턴이 생성된 영역에 대해 상하로 배타적인 영역에 형성되는 제2 안테나 패턴, 제1 및 제2 안테나 패턴에 각각 전기적으로 연결되는 RFID 칩, 제2 안테나 패턴의 하부에 형성되는 제2 유전막, 및 제2 유전막의 하부에 형성되어 제1 및 제2 안테나 패턴과 전기적으로 절연되는 그라운드 패턴을 포함한다. 일반적으로 다이폴 안테나는 금속체 표면에서 사용되기 위해서 1/4 파장 이상의 거리를 유지하여야 하나, 본 발명의 RFID 태그는 금속체 등의 도체 표면에 부착되어 사용될 수 있으며, 현저하게 얇은 두께로 형성될 수가 있다.Disclosed is a thin-film RFID tag that can be attached to a conductor such as metal to perform a contactless identification function. The RFID tag may include a first dielectric layer, a first antenna pattern formed in a partial region on the first dielectric layer, and a second antenna formed under the first dielectric layer and formed exclusively up and down with respect to the region where the first antenna pattern is generated. An RFID chip electrically connected to the pattern, the first and second antenna patterns, the second dielectric layer formed under the second antenna pattern, and the second dielectric layer formed under the second dielectric layer and electrically connected to the first and second antenna patterns. It includes a ground pattern that is insulated. In general, the dipole antenna has to maintain a distance of 1/4 wavelength or more in order to be used on the surface of the metal body, the RFID tag of the present invention can be attached to the surface of the conductor, such as metal body, can be formed to a significantly thin thickness have.
RFID, 금속, 다이폴 안테나 RFID, metal, dipole antenna
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 태그의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an RFID tag according to an embodiment of the present invention.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 태그의 사시도이다.2 is a perspective view of an RFID tag according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 RFID 태그의 평면도이다.3 is a plan view of the RFID tag of FIG.
도 4는 도 2의 RFID의 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view of the RFID of FIG. 2.
도 5는 도 2의 제1 유전막 및 제2 안테나부를 설명하기 위한 저면 사시도이다.FIG. 5 is a bottom perspective view illustrating the first dielectric layer and the second antenna unit of FIG. 2.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100, 200:RFID 태그 110, 210:제1 유전막100 and 200:
120, 220:제1 안테나 패턴 130, 230:제2 안테나 패턴120, 220:
232:리드부 234:연결 단자부232: Lead part 234: Connection terminal part
140,240:RFID 칩 150, 250:제2 유전막140,240 :
160, 260:그라운드 패턴160, 260: Ground pattern
본 발명은 RFID(Radio Frequency IDentification) 기술을 이용한 태그에 관 한 것으로서, 보다 자세하게는, 금속 등과 같은 도체를 포함하는 제품 상에서도 안정적으로 작동할 수 있는 RFID용 태그에 관한 것이다.The present invention relates to a tag using RFID (Radio Frequency IDentification) technology, and more particularly, to an RFID tag that can operate stably on a product including a conductor such as a metal.
RFID 태그는 일반적으로 IC 칩, 안테나 및 결착물(Adhesive Materials)로 이루어져 외부의 리더(Reader or Interrogator)와 소정의 데이터를 송수신하는 장치를 의미하며, 다르게는 트랜스폰더(transponder)라고도 한다. An RFID tag generally refers to a device that is composed of an IC chip, an antenna, and adhesive materials, and transmits and receives data with an external reader or interrogator. Alternatively, the RFID tag is also called a transponder.
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.The RFID tag transmits and receives data with the reader in a contactless manner. Inductive Coupling, Backscattering, Surface Acoustic Wave (SAW), etc. may be used depending on the height of the frequency used, and Full Duplex (FDX) using the electromagnetic wave. , Data can be transmitted and received to and from the reader in a half duplex (HDX: Half Duplex) and sequential (SEQ).
일 예로 RFID 태그는 비접촉 방식이라는 특성상 물품의 관리 등에 사용되고 있으며, 통화 결제를 위한 IC 카드나 통행권 등의 용도로 다양하게 사용되고 있다. For example, the RFID tag is used for the management of goods due to the nature of the contactless method, and is used in various ways such as an IC card or a pass for payment.
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 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.In view of the frequency band, a low frequency band such as 135 KHz and 13.56 MHz has been widely used in the related art, but in recent years, the use of the UHF (Ultra High Frequency) region of the 900 MHz band has increased significantly. In particular, large retailers such as Walmart and the US Department of Defense use RFID for logistics management. In this case, UHF vs. frequency using backscattering is mainly used. Passive tags that generate the required current are once accepted as standard.
그런데, 안테나 주변에 도체가 있는 경우에는 도체에 의해서 전자파의 전달이 영향을 받기 때문에, 안테나는 안정적인 안테나 기능을 수행할 수가 없다. 따라서, 일반적으로 다이폴(dipole) 안테나의 기본 구조는 반파장(0.5λ)의 길이를 가지며, 대상물의 표면으로부터 0.25λ의 높이를 자유공간을 유지하여야 한다. 하지만, 파장(λ)이 짧은 약 900MHz 대의 주파수 영역에서도 0.25λ는 약 7~8cm에 해당할 정도로 그 길이가 상당히 길다는 것을 알 수 있다. By the way, when there is a conductor around the antenna, since the transmission of electromagnetic waves is affected by the conductor, the antenna cannot perform a stable antenna function. Therefore, in general, the basic structure of a dipole antenna has a length of half wavelength (0.5 lambda) and should maintain a free space of 0.25 lambda height from the surface of the object. However, it can be seen that even in the frequency range of about 900 MHz with a short wavelength [lambda], the length of 0.25 [lambda] is considerably long, corresponding to about 7 to 8 cm.
즉, RFID가 도체의 표면에서 정상적인 작동을 하기 위해서는 그 두께가 두꺼워질 수 밖에 없다. RFID 태그는 얇은 두께를 유지하여야 좋은 활용성 및 상품성을 갖는데, 종래의 안테나 구조로서는 RFID 태그의 좋은 이점을 적용하기가 어렵다는 문제점이 있다.In other words, in order for RFID to operate normally on the surface of the conductor, its thickness must be thickened. RFID tag has a good usability and marketability to maintain a thin thickness, there is a problem that it is difficult to apply the good advantage of the RFID tag in the conventional antenna structure.
본 발명의 일 목적은 금속 등으로 구성된 제품에서도 사용할 수 있으며, 얇은 두께를 유지할 수 있는 안테나 구조를 가진 RFID 태그를 제공하는 것이다. One object of the present invention is to provide an RFID tag having an antenna structure that can be used in a product made of metal or the like and can maintain a thin thickness.
본 발명의 다른 목적은 제조 등이 용이하여 대량생산에 유리하고 제조 단가가 저렴하여 경제적인 RFID 태그를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an RFID tag that is easy to manufacture, which is advantageous for mass production, and inexpensive to manufacture.
상술한 본 발명의 목적들과 관련하여, 본 발명의 RFID 태그는 제1 유전막, 제1 유전막 상에서 일부 영역에 형성된 제1 안테나 패턴, 제1 유전막의 하부에 형성되며 제1 안테나 패턴에 대해 상하로 배타적인 영역에 형성되는 제2 안테나 패턴, 제1 및 제2 안테나 패턴에 각각 전기적으로 연결되는 RFID 칩, 제2 안테나 패 턴의 하부에 형성되는 제2 유전막 및 제2 유전막의 하부에 형성되어 제1 및 제2 안테나 패턴과 전기적으로 절연되는 그라운드 패턴을 포함한다. In relation to the above-described objects of the present invention, the RFID tag of the present invention is formed on a first dielectric layer, a first antenna pattern formed in a partial region on the first dielectric layer, a lower portion of the first dielectric layer, and is disposed up and down with respect to the first antenna pattern. A second antenna pattern formed in an exclusive area, an RFID chip electrically connected to each of the first and second antenna patterns, a second dielectric film formed under the second antenna pattern and a second dielectric film formed under the second antenna pattern And a ground pattern electrically isolated from the first and second antenna patterns.
제1 및 제2 안테나 패턴은 제1 유전막(dielectric layer)을 기준으로 서로 다른 면에 형성되며, 상호 배타적으로(exclusively) 형성됨으로써 상하로 겹치는 영역 없이 형성된다. 물론, 실제로 제작 및 실용화 되는 과정에서 양 패턴의 단부가 약간 중첩되거나 어느 하나의 패턴으로부터 리드선이 연장되어 겹치는 영역이 형성될 수가 있다. 하지만, 원칙적으로 제1 및 제2 안테나 패턴은 상하로 겹치지 않는 것을 원칙으로 하며, 바람직하게는 양 패턴의 단부가 거의 일치하도록 근접하게 형성될 수가 있다.The first and second antenna patterns are formed on different surfaces based on the first dielectric layer, and are formed exclusively with each other, so that the first and second antenna patterns are formed without overlapping regions. Of course, in the process of manufacturing and practical use, the end portions of both patterns may be slightly overlapped or the lead wires may extend from one of the patterns to form an overlapping region. In principle, however, the first and second antenna patterns do not overlap in a vertical direction. Preferably, the first and second antenna patterns may be formed in close proximity so that the ends of both patterns are substantially coincident with each other.
제1 및 제2 안테나 패턴은 다이폴 안테나로서 각각 0.25λ의 크기로 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 안테나 패턴은 RFID 칩을 통해 연결됨으로써 2개의 다이폴 안테나 기능을 상호 유기적으로 조합할 수도 있으며, 하나의 안테나로서도 동작할 수가 있다. 일 예로 판독기(Reader)로부터 발생된 신호를 제1 안테나 패턴이 수신하여 수신된 신호를 회로를 통하여 전원을 생성할 수 있으며, 제2 안테나 패턴은 제1 안테나 패턴에 의해서 생성된 전원을 이용하여 판독기와의 상호 통신으로 서로의 정보를 주고 받을 수 있다.The first and second antenna patterns may be formed as dipole antennas each having a size of 0.25λ. In addition, the first and second antenna patterns may be connected through an RFID chip to organically combine two dipole antenna functions, and may operate as one antenna. For example, the first antenna pattern may receive a signal generated from a reader to generate power through a circuit, and the second antenna pattern may be a reader using the power generated by the first antenna pattern. Intercommunication with each other can exchange information with each other.
제2 유전막 및 그라운드 패턴이 제2 안테나 패턴의 하부로 배치됨으로써, 하나의 RFID 태그를 형성할 수가 있다. 이렇게 제작된 RFID 태그는 약 0.8mm의 두께로도 생산될 수 있으며, 정상적인 RFID 태그 기능을 수행하면서도 더 얇은 두께로 제작될 수도 있다.By arranging the second dielectric layer and the ground pattern under the second antenna pattern, one RFID tag can be formed. The RFID tag thus manufactured may be produced with a thickness of about 0.8mm, and may be manufactured with a thinner thickness while performing a normal RFID tag function.
이하 첨부된 도면들을 참조하면 본 발명에 따른 실시예들을 설명하지만, 하기의 실시예들에 의해서 본 발명의 권리범위가 한정되거나 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the scope of the present invention is not limited or limited by the following embodiments.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 태그의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an RFID tag according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, RFID 태그(100)는 제1 유전막(100), 제1 안테나 패턴(120), 제2 안테나 패턴(130), RFID 칩(140), 제2 유전막(150) 및 그라운드 패턴(160)을 포함한다. 제1 및 제2 유전막(110, 150)은 합성수지 필름과 같은 절연 물질로 구성되며, 제1 안테나 패턴(120)과 제2 안테나 패턴(130)을 서로 절연시킬 수 있으며, 제2 안테나 패턴(130)과 그라운드 패턴(160)을 서로 절연시킬 수가 있다. 또한, 제1 안테나 패턴(120), 제2 안테나 패턴(130) 및 그라운드 패턴(160)은 구리 등의 금속으로 구성된다.Referring to FIG. 1, the RFID tag 100 may include a first dielectric layer 100, a
특히, 제1 안테나 패턴(120) 및 제2 안테나 패턴(130)은 제1 유전막(100)을 기준으로 상하로 형성되는 동시에, 상호 겹치지 않도록 배타적인 영역에 제공된다. In particular, the
따라서, 도 1의 단면도에 도시된 바와 같이, 제1 안테나 패턴(120)은 제1 유전막(100)의 상면 좌반부에 형성되어 있는 반면, 제2 안테나 패턴(130)은 제1 유전막(100)의 저면 우반부에 형성되어 있다.Therefore, as shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the
다만, 제1 안테나 패턴(120) 및 제2 안테나 패턴(130)의 상호 인접한 단부가 거의 상하로 일치하도록 근접하게 형성되어 있다. 일반적으로 제1 및 제2 안테나 패턴(120, 130)의 단부가 원칙적으로는 겹치지는 아니하되, 거의 일치하거나 약 0.1~0.5mm 정도 이격되거나 겹치도록 패턴들이 형성될 수가 있다.However, the adjacent ends of the
제1 안테나 패턴(120) 및 제2 안테나 패턴(130) 사이에는 RFID 칩(140)이 제 공되며, 각각의 단자는 각 패턴에 연결될 수가 있다. 일 예로, 제1 안테나 패턴(120)이 판독기(미도시)로부터 신호를 수신하여 수신된 신호를 회로를 통하여 전원을 생성할 수 있으며, 제2 안테나 패턴(130)은 제1 안테나 패턴(120)에 의해서 생성된 전원을 이용하여 판독기와의 상호 통신으로 서로의 정보를 주고 받을 수 있다.An
제2 안테나 패턴(130)의 하부로는 제2 유전막(150)이 제공되며, 제2 유전막(150)의 하부에는 그라운드 패턴(160)이 제공된다. 그라운드 패턴(160)은 일반적으로 도체의 표면에 인접하게 부착됨으로써 제1 및 제2 안테나 패턴(120, 130)이 정상적인 전자파 신호를 통신할 수 있도록 보조할 수 있다.A second
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 RFID 태그의 사시도이고, 도 3은 도 2의 RFID 태그의 평면도이며, 도 4는 도 2의 RFID의 분해 사시도이다.2 is a perspective view of an RFID tag according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan view of the RFID tag of FIG. 2, and FIG. 4 is an exploded perspective view of the RFID of FIG. 2.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 RFID 태그(200)는 제1 유전막(200), 제1 안테나 패턴(220)을 포함하는 제1 안테나부, 제2 안테나 패턴(230)을 포함하는 제2 안테나부, RFID 칩(240), 제2 유전막(250) 및 그라운드 패턴(260)을 포함한다. 제1 및 제2 유전막(210, 250)은 합성수지 필름과 같은 절연 물질로 구성되며, 제1 안테나부와 제2 안테나 패턴(230)을 서로 절연시킬 수 있으며, 제2 안테나부와 그라운드 패턴(260)을 서로 절연시킬 수가 있다. 또한, 제1 안테나부, 제2 안테나부 및 그라운드 패턴(260)은 구리 등의 금속으로 구성된다.2 to 4, the
제1 안테나부는 제1 안테나 패턴(220)를 포함하며, 제1 안테나 패턴(220)은 가로가 약 7~8cm 정도이고 세로가 약 3cm 정도인 직사각형 형상으로 형성되며, 제1 안테나 패턴(220)은 제1 유전막(210) 상에 형성된다.The first antenna unit includes a
제1 안테나부에 대응하여 제2 안테나부는 제1 유전막(210)의 저면에 형성되며, 제2 안테나 패턴(230), 리드부(232) 및 연결 단자부(234)를 포함한다. The second antenna unit is formed on the bottom surface of the
제2 안테나 패턴(230) 역시 제1 안테나 패턴(210)과 거의 동일한 크기로 형성되며 형상 역시 직사각형 형상으로 형성된다. 제1 안테나 패턴(220) 및 제2 안테나 패턴(230)은 제1 유전막(200)을 기준으로 상하로 형성되는 동시에, 상호 겹치지 않도록 배타적인 영역에 제공된다. 다만, 제1 안테나 패턴(220) 및 제2 안테나 패턴(230)의 상호 인접한 단부가 거의 상하로 일치하도록 근접하게 형성되어 있다. The
일반적으로 제1 및 제2 안테나 패턴(220, 230)의 단부가 원칙적으로는 겹치지는 아니하되, 거의 일치하거나 약 0.1~0.5mm 정도 이격되거나 겹치도록 패턴들이 형성될 수가 있다.Generally, the ends of the first and
또한, 제2 안테나 패턴(230)의 단부로부터 L-자 형상의 리드부(232)가 형성되며, 리드부(232)의 단부에는 연결 단자부(234)가 형성된다. 연결 단자부(234)는 리드부(232)와 소정의 간격을 두고 형성되어 있다. 또한, 연결 단자부(234)는 제1 안테나 패턴(220)과 전기적으로 연결되어 있다. 연결 단자부(234)와 제1 안테나 패턴(220)을 전기적으로 연결하기 위해서, 제1 안테나 패턴(220), 제1 유전막(210) 및 연결 단자부(234)를 관통하는 홀(미도시)이 형성되고, 홀을 통해서 제1 안테나 패턴(220) 및 연결 단자부(234)가 전기적으로 연결되어 있다. 여기서 홀은 하나 또는 복수개가 형성될 수 있으며, 홀을 도전체로 충진하거나 레이저 또는 초음파 등의 가공을 통해서 제1 안테나 패턴(220) 및 연결 단자부(234) 간의 도체를 상호 연 결함으로써 양자를 전기적으로 연결할 수가 있다.In addition, an L-shaped
도 5는 도 2의 제1 유전막 및 제2 안테나부를 설명하기 위한 저면 사시도이다.FIG. 5 is a bottom perspective view illustrating the first dielectric layer and the second antenna unit of FIG. 2.
도 5를 참조하면, 리드부(232) 및 연결 단자부(234) 사이에는 RFID 칩(240)이 제공되며, RFID 칩(240)의 단자는 각 패턴에 연결될 수가 있다. 그리고, RFID 칩(240)이 형성된 부분은 에폭시 등의 합성수지를 이용하여 보호 코팅을 형성할 수가 있다.Referring to FIG. 5, an
제2 안테나 패턴(230)의 하부로는 제2 유전막(250)이 제공되며, 제2 유전막(250)의 하부에는 그라운드 패턴(260)이 제공된다. 그라운드 패턴(260)은 일반적으로 도체의 표면에 인접하게 부착됨으로써 제1 및 제2 안테나 패턴(220, 230)이 정상적인 전자파 신호를 통신할 수 있도록 보조할 수 있다.The
본 발명 RFID 태그는 자동차, 자동차 엔진, 냉장고, 컴퓨터 본체 등과 같이 금속 등으로 구성된 제품에서도 사용할 수 있으며, 또한, 약 0.8mm 또는 그 이하의 두께를 실현할 수가 있어 활용성 및 상품성도 대단히 높다.The RFID tag of the present invention can be used in products made of metals such as automobiles, automobile engines, refrigerators, computer bodies, and the like, and can realize thicknesses of about 0.8 mm or less, and thus have high utility and commerciality.
또한, 제조 등이 용이하여 대량생산에 유리하고 제조 단가가 저렴하여 RFID 기술을 적용하기에도 매우 경제적이다.In addition, it is easy to manufacture, so it is advantageous for mass production, and the manufacturing cost is low, so it is very economical to apply RFID technology.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 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. As described above, although described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
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