KR20060103628A - Radio frequency identification tag for metal in the 900mhz band - Google Patents
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Abstract
본 발명은 900MHz 대역에서 동작하는 알에프아이디(RFID) 칩과 안테나가 내장되어 있는 태그(tag)에 관한 것으로, 상기 태그는 내장하는 케이스와; 상기 케이스 하부에 장착되는 금속 차폐제로 이루어져 있는데, 상기 금속차폐제는 태그와 이를 부착할 금속과의 사이에 발생하는 전자기파의 산란현상 등으로 인한 태그의 임피던스(impedance) 변화를 막아주어, 900Mhz 대역의 알에프아이디 태그를 금속소재의 물품에 적용할 수 있게 되어, 각종 정보를 전자적으로 기록할 수 있도록 하는데 본 발명의 특징으로 하고 있다.The present invention relates to a tag in which an RFID chip and an antenna which operate in a 900 MHz band are embedded. The metal shielding agent is mounted on the lower part of the case, and the metal shielding agent prevents a change in the impedance of the tag due to scattering phenomenon of electromagnetic waves generated between the tag and the metal to which the tag is attached, and thus, the RF of 900Mhz band. An ID tag can be applied to an article of metal material, so that various information can be recorded electronically.
알에프아이디(RFID), 금속용 태그(tag), 900Mhz, 차폐제 RFID, Metal Tag, 900Mhz, Shielding Agent
Description
도 1은 본 발명에 따른 900Mhz 대역의 금속용 알에프아이디 태그의 일 실시예에 대한 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of an embodiment of the RF ID tag for metal of the 900Mhz band according to the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 실시예에서 차폐제의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the shielding agent in the embodiment shown in FIG. 1.
본 발명은 900MHz 대역에서 동작하는 알에프아이디 태그에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알에프아이디 기술 즉, 무선인식 기술을 이용하여 금속으로 된 물품의 관리를 위한 알에프아이디 태그에 관한 것이다.The present invention relates to an RFID tag operating in the 900MHz band, and more particularly to an RFID tag for the management of metal articles using RFID technology, that is, wireless recognition technology.
최근 객체를 자동으로 인식하는 알에프아이디(RFID: Radio Frequency IDentification) 기술이 각광을 받고 있다. 즉 무선인식 기술이라고 하는데 이는 일정한 주파수 대역을 이용해 무선방식으로 각종 데이터를 주고 받을 수 있는 시스템을 말한다. Recently, RF (Radio Frequency IDentification) technology for automatically recognizing objects has been in the spotlight. In other words, it is called wireless recognition technology, which refers to a system that can transmit and receive various data in a wireless manner using a predetermined frequency band.
마그네틱이나 바코드의 경우에는 외부로 드러난 특정한 표시가 필요하며, 겉표면에 표시되기 때문에, 훼손이나 마모로 인해서 시간이 지날수록 인식률이 점차 떨어지는 반면에 알에프아이디 태그는 그러한 단점을 해소할 수 있다.In the case of magnetic or bar code, a specific mark that is exposed to the outside is required, and since it is displayed on the outer surface, RFID ID tag can solve such a disadvantage while the recognition rate gradually decreases over time due to damage or wear.
이러한 알에프아이디 태그는 각종 자동화 사업, 물류관리, 유통업 등에 사용되는 새로운 해결 방안으로 급부상하고 있으며, 예컨대 신용/직불카드를 비롯하여 선불식/후불식 버스, 지하철 카드, 주차출입카드, 우편송달 시스템, 동물의 이력표 등에 사용되어 지고 있다.These RFID tags are emerging as a new solution used in various automation business, logistics management, distribution, etc., for example, credit / debit card, prepaid / postpaid bus, subway card, parking card, mail delivery system, animal It is used for the history table of the.
일반적으로 알에프아이디 태그는 아이씨(IC) 칩, 안테나 및 이를 내장하는 케이스로 이루어져 있으며, 외부의 리더(reader or interrogator)와 데이터를 송수신할 수 있는 장치를 의미하며 흔히 트랜스 폰더(transponder)라고 한다.In general, the RFID tag consists of an IC chip, an antenna, and a case in which the RFID tag is embedded. The RFID tag refers to a device capable of transmitting and receiving data with an external reader or interrogator, and is commonly referred to as a transponder.
종래의 객체 인식을 위해 사용되던 마그네틱 시스템과는 달리 알에프아이디 태그는 비접촉 방식으로 리더와 데이터를 송수신하며, 이용하는 주파수의 고저에 따라 저주파, 고주파, UHF로 나누어지며, 배터리의 내장 유무에 따라 능동태그와 수동태그로 나뉜다.Unlike the magnetic system used for the conventional object recognition, RFID tag transmits and receives data to and from the reader in a non-contact manner, and is divided into low frequency, high frequency, and UHF according to the high and low frequency used, and active tag according to the built-in battery. And manual tag.
주파수 대역으로 볼 때 종래에는 125KHz 나 13.56Mhz 의 저주파수 대역이 많이 활용되었으나, 최근의 물류관리에 있어서는 900Mhz 대의 UHF(Ultra High Frequency) 영역의 사용이 현저하게 증가하는 추세이며, 별도의 내장 배터리 없이 외부 변화에 수동으로 작동하여 필요한 전류를 생성하는 수동태그(passive tag)가 사용되어 진다. In terms of frequency band, the low frequency band of 125KHz or 13.56Mhz has been widely used in the past, but in recent logistic management, the use of 900Mhz UHF (Ultra High Frequency) region is increasing significantly. Passive tags are used to generate the required current by manually operating on the change.
안테나의 크기는 주로 리더가 요구하는 인식거리가 클수록 커지며, 리더의 방사전력이 클수록 작아질 수 있고, 사용되는 주파수가 높을수록 작아질 수 있다. 900Mhz 이상의 주파수 대역에서의 알에프아이디 태그는 기존의 13.56Mhz 이하의 주 파수 대역의 태그에서보다 안테나의 크기 및 하우징 재질 등이 많이 완화될 수 있는 것이다. The size of the antenna is large, and the larger the recognition distance required by the reader, the larger the radiation power of the reader can be smaller, the smaller the higher the frequency used. RFID tag in the frequency band of 900Mhz or more can be alleviated more antenna size and housing material than in the tag of the frequency band of less than 13.56Mhz conventional.
그런데 상기 알에프아이디 태그는 금속이 알에프아이디 장치와 안테나의 사이에 존재하는 경우에 동작하지 못하는 문제점이 있다. 유도성 결합을 사용하는 시스템에서는 금속면을 통과하는 자기선속이 금속 내부에 와류전류를 유도하여 반발 필드가 생겨나서, 리더와 태그 사이의 통신이 더 이상 불가능할 정도로 금속면에서 자계를 저지하기 때문이다.However, the RFID tag does not operate when a metal exists between the RFID device and the antenna. This is because in systems using inductive coupling, the magnetic flux passing through the metal plane induces a eddy current inside the metal, creating a repulsion field, which blocks the magnetic field at the metal plane such that communication between the reader and the tag is no longer possible. .
이러한 문제점을 해결하기 위해, 종래에는 태그와 금속면 사이에 고투자율의 페라이트를 삽입함으로써, 에디 전류의 발생을 막을 수 있었다. 하지만, 페라이트를 붙이더라도 원래 성능의 60% 이하의 수준에 그칠 뿐이었다.In order to solve this problem, conventionally, by inserting a high permeability ferrite between the tag and the metal surface, it was possible to prevent the generation of eddy current. However, even with ferrite, it was only 60% or less of the original performance.
상기 문제점은 전자기파의 역산란 현상을 이용하는 900Mhz 대역의 알에프아이디 시스템에서도 비슷하게 발생하는데, 알에프아이디 태그에 내장된 안테나에 접한 금속은 태그의 임피던스에 영향을 주고, 태그가 900Mhz 대역의 주파수에 제대로 공진할 수 없도록 하며, 산란된 전자기파가 리더와 태그 간의 통신을 방해하는 현상이 발생한다.The above problem occurs similarly in RFM system of 900Mhz band which uses backscattering of electromagnetic waves. The metal contacting the antenna embedded in RFD tag affects the impedance of the tag and the tag does not resonate properly at the frequency of 900Mhz band. The scattered electromagnetic waves interfere with the communication between the reader and the tag.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 900MHz 대역의 알에프아이디 태그를 금속에 부착하였을 때에도 상기 문제점인 금속과의 사이에서 발생하는 전자기파의 산란을 막아서, 일정한 성능을 유지하는 금속용 알에프아이디 태그를 제공하는 것을 기술적 과제로 삼고 있다. The present invention has been made to overcome the disadvantages of the prior art as described above, even when the RFID tag of 900MHz band is attached to the metal to prevent the scattering of electromagnetic waves generated between the metal and the problem, maintaining a constant performance It is a technical problem to provide an RFID tag for metal.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 알에프아이디 칩과 이와 연결된 안테나가 내장되어 있는 태그와 상기 태그를 내장하는 케이스, 상기 케이스의 하부에는 상기 태그와 금속면 사이의 전자기파의 산란현상을 막아 주는 금속 차폐제를 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.In order to achieve the above technical problem, the present invention, an RFID chip and a tag in which an antenna connected thereto is embedded, a case in which the tag is embedded, and a scattering phenomenon of electromagnetic waves between the tag and a metal surface is provided at the bottom of the case. It is characterized by including a metal shielding agent which prevents it.
한편, 상기 알에프아이디 태그는 900Mhz 대역의 주파수에서 동작하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 케이스는 상부 케이스와 하부케이스로 나누어져 결합될 수도 있다. On the other hand, the RFID tag may be characterized in that it operates at a frequency of 900Mhz band, the case may be divided into an upper case and a lower case combined.
바람직하게는, 상기 차폐제는 양면 동박 기판으로 중심에 피씨비(PCB) 기판을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 양면 동박 기판의 양면은 접착력을 가질 수 있도록 양면 테이프가 붙여진 형태로 될 수가 있다.Preferably, the shielding agent is a double-sided copper foil substrate, characterized in that it comprises a PCB (PCB) substrate in the center, both sides of the double-sided copper foil substrate may be in the form of a double-sided tape is attached to have an adhesive force.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 900Mhz 대역의 금속용 알에프아이디 태그에 관한 실시예에 대해 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the RFID tag for metal of the 900Mhz band according to the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 900Mhz 대역의 금속용 알에프아이디 태그의 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 차폐제에 대한 단면도이다. 1 is an exploded perspective view of an RFID tag for metal of the 900Mhz band according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the shielding agent of FIG.
도 1을 참조하면, 상기 실시예는 크게 알에프아이디 칩(102)과 이에 연결된 안테나(104)가 내장된 태그(100), 상기 태그(100)를 내장하는 상부 케이스(106)와 하부 케이스(108) 그리고 금속 차폐제(110)로 이루어져 있다. Referring to FIG. 1, the embodiment largely includes a
상기 태그(100)은 150mm X 25mm X 4.5mm인 바(bar) 형태로 되어 있는데, 한 가운데에 상기 알에프아이디 칩(102)이 내장되어 있으며, 칩의 양끝으로부터 연결된 두 개의 안테나(104)는 각각 반 시계방향으로 상기 태그(100)의 테두리를 따라서 연장된 형태로 되어있다. 안테나(104)의 소재로는 알루미늄, 황동, 철 등 전성 및 연성이 좋은 금속 재질이 적합하며, 이러한 재질들은 역시 역산란의 정도가 매우 높기 때문에 UHF 대역의 안테나로서 좋은 특성을 지닌다.The
상기 금속용 알에프아이디 태그에서는 상기 태그(100)가 상기 케이스 안쪽에 내장되며, 상기 케이스의 안쪽에 이미 태그(100)가 들어갈 만한 공간이 자리하고 있기 때문에, 일반적인 스티커 형태의 태그와 달리 상기 금속용 태그에서는 전체 높이를 낮추거나, 외부의 압력이나 충격을 보강하기 위한 댐 몰딩(dam molding)과 같은 방식은 요구되지 않는다.In the RFID tag for the metal, the
상기 알에프 아이디 칩(102)과 상기 안테나(104)를 포함하는 태그(100)는 케이스 속에 내장되어 지는데, 상기 케이스는 상부 케이스(106)와 하부 케이스(108)의 결합으로 이루어진다.The tag ID including the
상기 케이스의 소재로 에이비에스(ABS)수지를 사용하는데, 이는 Acrylonitrile, Butadiene, Styrene의 3성분으로 되어 있는 일종의 내충격 열가소성 수지의 총칭으로 이를 구성하는 3성분의 특성 즉, Styrene이 갖는 광택과 성형성, Acrylonitrile이 갖는 강성, 내약품성 및 뛰어난 기계적 성질, Butadiene이 갖는 내충격성 등의 장점만을 가진 공업용 플라스틱이다. 이 이외에도 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 강도나 강성이 뛰어나며, 가벼운 플라스틱 소재를 사용할 수 있을 것이다. ABS material is used as the material of the case, which is a generic name of a shock-resistant thermoplastic resin composed of three components of Acrylonitrile, Butadiene, and Styrene. It is an industrial plastic with the advantages of Acrylonitrile's stiffness, chemical resistance and excellent mechanical properties, butadiene's impact resistance. In addition, it is possible to use a light plastic material with excellent strength and rigidity such as polyethylene terephthalate (PET).
그리고 상부 케이스(106)는 태그를 외부 충격으로 보호해 주는 역할을 하며, 하부 케이스(108)는 태그(100)의 충격 보호 이외에도 또 다른 역할을 하는데, 차폐제(110)와 알에프아이디 태그(100)와의 거리를 적정선에서 일정하게 유지시켜서 태그(100)가 동작할 수 있도록 하는데, 이러한 이유는 차폐제(110) 역시 금속이므로 알에프 아이디 태그(100)와 밀착되면 태그(100)가 동작하지 않기 때문이다.In addition, the
상기 알에프아이디 태그(100)를 내장하는 케이스 중 하부 케이스(108)에는 차폐제(110)를 접착시킨다.The
도 2를 참조하면, 상기 차폐제(110)의 단면이 도시되어 있으며, 상기 차폐제(110)은 모두 다섯 개의 층으로 구성되어 있다. 가장 가운데 층은 피씨비 기판(112)으로 되어 있으며, 그 상, 하면에 동박 기판(114)이 부착되어져 금속과 태그(100)사이에서 발생하는 전자기파의 산란현상을 막아주는 역할을 한다.Referring to Figure 2, a cross section of the
상기 양면 동박 기판(114)의 상, 하면에는 두 개의 테이프(116)가 부착되어 있으며, 이중 한 면은 상기 태그(100)가 내장된 케이스에 접착되며, 다른 한 면은 상기 알에프아이디 태그를 장착할 물품에 접착되어 진다.Two
상기 차폐제(110)는 상, 하면이 모두 동박 기판(114)으로 되어 있고, 내부에 피씨비 기판(112)이 추가된 구조인데, 이러한 구조는 부착되는 물품의 성질, 예를 들면 유전율 등에 따른 태그의 임피던스 변화로 인해, 상기 태그(100)의 성능이 악화 되는 것을 최소화 시킬 수 있다.The
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 종래 금속물품에 적용하기에는 문제점이 많았던 알아프아이디 태그의 사용을, 양면 동박 기판으로 이루어진 금속 차폐제를 사용함으로써, 태그와 금속 사이에 전자기파의 산란현상 등으로 인한 태그의 임피던스 변화를 막아주어, 900Mhz 대역의 알에프아이디 태그를 금속소재의 물품에 적용할 수 있게 되어, 각종 정보를 전자적으로 기록할 수 있도록 한다. According to the present invention having the above-described configuration, the use of an Alf ID tag, which has many problems to apply to a conventional metal article, by using a metal shield made of a double-sided copper foil substrate, can be used to scatter electromagnetic waves between the tag and the metal. By preventing the impedance change of the tag, it is possible to apply the RFID tag of 900Mhz band to the article of the metal material, it is possible to record various information electronically.
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