KR20080040961A - 금속 부착형 태그 안테나 - Google Patents

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KR20080040961A
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Abstract

본 발명은 금속 부착형 태그 안테나로서, 무선 식별 기능을 수행하는 칩 패키징부를 구비하는 전자 회로 소자부와, 상기 전자 회로 소자부의 양단에 접속되는 금속 패턴 안테나부로서, 무선 신호를 송수신하여 공진에 의한 1차 방사를 수행하는 금속 패턴 안테나부와, 상기 금속 패턴 안테나부에서 1차 방사되어 유기되는 필드를 공진하여 2차 방사를 수행하는 2차 방사부를 포함하는 금속 부착형 태그 안테나에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 범용 주파수에서 사용 가능하면서도 금속체에 부착하더라도 광대역의 특성을 유지할 수 있으며 부착되는 금속체의 영향을 최소화시켜 태그 안테나의 방사 효율을 높일 수 있으며 구조가 간단하고 효율적이며 저렴한 방법으로 신호 전달의 효율을 최대화하여 RFID 시스템의 인식거리 및 인식률을 높일 수 있어서 RFID 태그에 적용 가능하다.
RFID, 금속 태그, 트랜스폰더, 안테나, 슬롯 구조, 슬릿 구조, 갭, 커플링 구조, 기생 소자

Description

금속 부착형 태그 안테나{TAG ANTENNA}
도 1은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 예시적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 부착되는 어댑터 블록의 예시적인 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 갭 또는 기생 소자가 구비되는 변형예의 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 방사성 금속 부 안쪽으로 형성되는 갭이 구비되는 변형예의 구성도.
도 5는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 방사성 금속 부 안쪽으로 형성되는 갭과 방사성 금속부 내에 형성되는 슬롯이 구비되는 변형예의 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 방사성 금속부와 이격되는 제2 방사성 금속부가 구비되는 변형예의 구성도.
도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 도 6의 제2 방사성 금속부 내에 슬롯 구조가 구비되는 변형예의 구성도.
도 9는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 도 6의 방사성 금속부 내에 금속 캡이 구비되는 변형예의 구성도.
도 10은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 양측에 스트립 금속 패턴이 접속되는 변형예의 구성도.
도 11은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 도 9의 양측의 스트립 금속 패턴을 구부린 구조가 구비되는 변형예의 구성도.
도 12는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 도 10의 양측의 스트립 금속 패턴의 형상이 다른 변형예의 구성도.
도 13은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 스트립 금속 패턴에 유도성 리액턴스 구조부가 형성되는 변형예의 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 전자 회로 소자부 11: 칩 패키징부
12: 방사성 금속부 13: 접지성 금속부
21: 제1 갭 22: 기생 소자
31: 제2 갭 41: 슬롯 구조
51: 방사성 금속부 52: 제2 방사성 금속부
53: 접지성 금속부 55: 지지부
61, 62: 슬롯 구조 71: 금속 캡
81, 101, 111: 스트립 금속 패턴 82: 구부려진 구조
91: 슬릿 구조 102, 113: 접지부
112: 유도성 리액턴스 구조부
310: 기판 320: 배선 패턴
330: RFID 태그 칩 340: 와이어 본딩 배선
350: 인캡슐레이션 물질 360: 도전 접합층
본 발명은 금속 부착형 태그 안테나에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 범용 주파수에서 사용 가능하면서도 금속체에 부착하더라도 광대역의 특성을 유지할 수 있으며 부착되는 금속체의 영향을 최소화시켜 태그 안테나의 방사 효율을 높일 수 있으며 구조가 간단하고 효율적이며 저렴한 방법으로 신호 전달의 효율을 최대화하여 RFID 시스템의 인식거리 및 인식률을 높일 수 있어서 RFID 태그에 적용 가능한 금속 부착형 태그 안테나에 관한 것이다.
무선 인식(Radio Frequency Identification, 이하 "RFID"라 지칭함) 시스템은 무선 신호를 통해 비접촉식으로 사물에 부착된 얇은 평면 형태의 태그를 식별하여 정보를 처리하는 시스템을 지칭한다.
이러한 RFID 시스템은 안테나, 트랜스폰더(transponder)라고도 지칭되는 태그, 그리고 흔히 리더기에 통합되는 트랜시버(transceiver)로 이루어진다. 여기서, 리더기는 태그를 활성화시키기 위한 신호를 전달하기 위해 무선 주파수 전파를 사용하는데, 태그는 활성화되면 가지고 있던 데이터를 안테나를 통해 리더기로 전송한다.
즉 태그는 물품의 내용이나 주변의 상황 등의 정보를 내부 메모리에 기억하 고 있다가 그 정보를 외부의 판독/기록(R/W) 단말기에 의해 읽고 쓰는 동작을 수행하며, 이러한 정보의 내용을 확인하는 수단으로서의 라디오 주파수(RF: Radio Frequency)인 전자파를 이용하는 ID 태그(이하 RFID 태그라 한다)가 사용되게 되었다.
RFID 태그는 일반적으로 집적 회로와 같은 메모리 장치에 접속된 안테나를 구비하고 자체 전원 또는 리더기로부터의 판독 요청 신호로부터 전원을 공급받아서 판독 요청에 대응하는 태그 신호를 송출하는 기능을 수행하는 비접촉 인식 장치이다.
이러한 RFID 시스템의 적용시에는 RFID 태그를 사물 등에 부착하고 무선 통신을 이용한 비접촉 방식으로 RFID 태그의 ID 정보를 식별하는데, ID 정보 식별을 위해서는 전자기 스펙트럼 영역의 무선 주파수 내의 전자기 또는 정전기 커플링 사용을 통합시켜서 식별을 수행한다.
최근 RFID의 표준화, 제조 단가 하락, 판독 거리의 확대 등의 기술 개발로 인하여 산업계에서의 RFID 시스템의 적용 사례가 점차 확대되고 있다.
그러나 비록 물류/유통, 운송, 자산관리, 건강관리, 신원확인, 보안, 개인 식별, 국방 탄약관리, 폐기물관리, 위조방지, 교통안전 등의 신성장 동력 산업 등 다양한 산업 분야에서 RFID 시스템이 사용되고 있지만, 종래의 RFID 태그 안테나는 소형이 아니며, 단일 공진으로 인해 식별할 수 있는 거리가 짧아서 광대역에 적합하지 않고, 안테나의 신호 효율이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 종래의 RFID 태그 안테나는 부착 물질에 따른 공진 주파수 이동으로 인한 반사 계수 특성이나 및 방사 패턴 특성의 저하에 따른 인식 거리 및 인식율의 감소 등으로 인하여 제품 성능이 떨어지는 단점이 있으며, 금속 부착형 태그 안테나는 부착시 주파수 대역의 감소의 문제점과 전계가 금속체의 표면으로 흡수되어 방사 효율이 급격히 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 범용 주파수에서 사용 가능하면서도 금속체에 부착하더라도 광대역의 특성을 유지할 수 있으며 부착되는 금속체의 영향을 최소화시켜 태그 안테나의 방사 효율을 높일 수 있으며 구조가 간단하고 효율적이며 저렴한 방법으로 신호 전달의 효율을 최대화하여 RFID 시스템의 인식거리 및 인식률을 높일 수 있어서 RFID 태그에 적용 가능한 금속 부착형 태그 안테나를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 금속 부착형 태그 안테나로서, 무선 식별 기능을 수행하는 칩 패키징부를 구비하는 전자 회로 소자부와, 상기 전자 회로 소자부의 양단에 접속되는 금속 패턴 안테나부로서, 무선 신호를 송수신하여 공진에 의한 1차 방사를 수행하는 금속 패턴 안테나부와, 상기 금속 패턴 안테나부에서 1차 방사되어 유기되는 필드를 공진하여 2차 방사를 수행하는 2차 방사부를 포함하는 금속 부착형 태그 안테나를 제공한다.
본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 칩 패키징부는 RFID 어댑터 패키지 블록 형태로 상기 전자 회로 소자부에 접합되며, 상기 RFID 어댑터 패키지 블록은, RFID 데이터를 처리하는 RFID 태그 칩과, 상기 RFID 태그 칩 을 수납하는 수납 공간이 형성되며 상기 RFID 태그 칩과의 상기 RFID 데이터 전송을 위한 배선 패턴을 구비하는 기판과, 상기 배선 패턴과 상기 RFID 태그 칩을 연결하는 와이어 본딩 배선과, 상기 수납 공간에 상기 RFID 태그 칩이 부착되고 상기 와이어 본딩 배선이 형성된 후 상기 수납 공간에 충진되는 인캡슐레이션 물질과, 상기 기판을 상기 전자 회로 소자부에 접합하기 위한 도전 접합층을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 칩 패키징부는 RFID 어댑터 패키지 블록 형태로 상기 전자 회로 소자부에 접합되며, 상기 RFID 어댑터 패키지 블록은, RFID 데이터를 처리하는 RFID 태그 칩과, 상기 RFID 태그 칩을 수납하는 수납 공간이 형성되며 상기 RFID 태그 칩과의 상기 RFID 데이터 전송을 위한 배선 패턴을 구비하여 상기 RFID 태그 칩과 상기 배선 패턴이 플립-칩 본딩되는 기판과, 상기 수납 공간에 상기 RFID 태그 칩이 부착되고 상기 와이어 본딩 배선이 형성된 후 상기 수납 공간에 충진되는 인캡슐레이션 물질과, 상기 기판을 상기 전자 회로 소자부에 접합하기 위한 도전 접합층을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 금속 패턴 안테나부는 상기 전자 회로 소자부의 양단에 배치되는 방사성 금속부와 접지성 금속부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 2차 방사부는 상기 방사성 금속부가 상기 접지성 금속부 방향으로 연장되어 형성되는 제1 갭을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 2차 방사부는 상기 방사성 금속부 내부로 연장되어 형성되는 제2 갭을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 2차 방사부는 상기 방사성 금속부에 이격되어 배치되는 기생 소자를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 2차 방사부는 상기 방사성 금속부 내부에 형성되는 슬롯 구조를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 금속 부착형 태그 안테나를 지지하는 지지부를 더 포함하고, 상기 2차 방사부는 상기 금속 패턴 안테나부의 상측에 이격되어 배치되는 제2 방사성 금속부와 제2 접지성 금속부를 포함하며, 상기 제2 접지성 금속부는 상기 지지부와 상기 제2 방사성 금속부를 연결하여 지지할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 제2 방사성 금속부와 상기 금속 패턴 안테나부 사이의 간격 조절은 상기 제2 접지성 금속부의 높이를 조절하는 것에 의해서 수행될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 제2 방사성 금속부 내부에는 슬롯 구조가 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 금속 패턴 안테나부는 상기 전자 회로 소자부의 양단에 배치되는 방사성 금속부와 접지성 금속부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 방사성 금속 부의 적어도 일부에는 금속 캡이 부착될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 지지부는 유전체 층 또는 PCB 기판을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 금속 패턴 안테나부는 상기 전자 회로 소자부의 양단에 구비되는 2개의 스트립 금속 패턴을 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 2차 방사부는 상기 스트립 금속 패턴의 단부에 형성되는 구부린 구조를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 2개의 스트립 금속 패턴 각각의 형상은 서로 다른 것일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 2차 방사부는 상기 2개의 스트립 금속 패턴 각각에 형성되는 슬릿 구조를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 2개의 스트립 금속 패턴 중 어느 하나 이상에는 접지부가 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 금속 패턴 안테나부는 유도성 리액턴스 구조부를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 금속 패턴 안테나부에는 접지부가 형성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 있어서, 상기 금속 패턴 안테나부는 인쇄 또는 식각 기술 또는 도전성 잉크를 이용한 패턴 인쇄 또는 패턴 식 각 기술을 이용하여 제조될 수 있다.
또한 본 발명은 RFID 어댑터 패키지 블록을 구비하는 전자 회로 소자부와, 상기 전자 회로 소자부의 양단에 접속되는 금속 패턴 안테나부로서, 무선 신호를 송수신하여 공진에 의한 1차 방사를 수행하는 금속 패턴 안테나부를 포함하는 금속 부착형 태그 안테나로서, 상기 RFID 어댑터 패키지 블록은, RFID 데이터를 처리하는 RFID 태그 칩과, 상기 RFID 태그 칩을 수납하는 수납 공간이 형성되며 상기 RFID 태그 칩과의 상기 RFID 데이터 전송을 위한 배선 패턴을 구비하는 기판과, 상기 배선 패턴과 상기 RFID 태그 칩을 연결하는 와이어 본딩 배선과, 상기 수납 공간에 상기 RFID 태그 칩이 부착되고 상기 와이어 본딩 배선이 형성된 후 상기 수납 공간에 충진되는 인캡슐레이션 물질과, 상기 기판을 상기 전자 회로 소자부에 접합하기 위한 도전 접합층을 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나를 제공한다.
또한 본 발명은 RFID 어댑터 패키지 블록을 구비하는 전자 회로 소자부와, 상기 전자 회로 소자부의 양단에 접속되는 금속 패턴 안테나부로서, 무선 신호를 송수신하여 공진에 의한 1차 방사를 수행하는 금속 패턴 안테나부를 포함하는 금속 부착형 태그 안테나로서, 상기 RFID 어댑터 패키지 블록은, RFID 데이터를 처리하는 RFID 태그 칩과, 상기 RFID 태그 칩을 수납하는 수납 공간이 형성되며 상기 RFID 태그 칩과의 상기 RFID 데이터 전송을 위한 배선 패턴을 구비하여 상기 RFID 태그 칩과 상기 배선 패턴이 플립-칩 본딩되는 기판과, 상기 수납 공간에 상기 RFID 태그 칩이 부착되고 상기 와이어 본딩 배선이 형성된 후 상기 수납 공간에 충진되는 인캡슐레이션 물질과, 상기 기판을 상기 전자 회로 소자부에 접합하기 위한 도전 접합층을 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나를 제공한다.
이하, 본 발명의 금속 부착형 태그 안테나를 첨부한 도면을 참조로 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 예시적인 구성도이다.
도시되듯이 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나는 칩 패키징부(11)를 구비하는 전자 회로 소자부(10)와, 방사성 금속부(12)와, 접지성 금속부(13)를 포함한다.
전자 회로 소자부(10)는 안테나 본체의 역할을 수행하며 무선 식별 기능을 수행하는 칩 패키징부(11)를 구비한다. 칩 패키징부(11)는 RFID 태그 칩 또는 RFID 어댑터 패키지 블록을 구비하고 있다.
RFID 태그 칩은 종래 사용되는 RFID 태그 칩이며, RFID 어댑터 패키지 블록은 본 출원인에 의해서 2006년 9월 21일자로 출원되고 본 발명의 출원일 현재 공개되지 않은 출원번호 제10-2006-91787호 명세서의 내용을 참조할 수 있으며, 출원번호 제10-2006-91787호 명세서의 내용은 본 발명의 명세서에 참조로서 병합된다.
도 2는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나에 부착되는 RFID 어댑터 블록의 예시적인 구성도이다.
도시되듯이 RFID 어댑터 패키지 블록은 배선 패턴(320)을 구비하는 기판(310a, 310b)과, RFID 태그 칩(330)과, 와이어 본딩 배선(340)과, 인캡슐레이션 물질(350)과, 도전 접합층(360a, 360b)을 포함한다.
또는 도시되기는 와이어 본딩 배선(340) 형태로 배선 패턴(320)과 RFID 태그 칩(330)이 연결되었지만 RFID 태그 칩(330)의 경우 리드가 간단한 특성이 있으므로 플립칩 본딩 형태로 본딩을 수행하는 경우도 가능하다.
이러한 RFID 어댑터 패키지 블록을 이용하는 경우 RFID 태그 칩을 직접 이용하는 경우에 비해서 RFID 태그 사이의 접합 및 제조 과정을 단순화할 수 있어서 RFID 태그의 제조 비용과 개발 비용을 감소시킬 수 있으며 RFID 태그 칩의 마모 또는 충격에 따른 오동작의 가능성을 감소시킬 수 있다.
방사성 금속부(12)와, 접지성 금속부(13)는 금속 패턴 안테나부로서 동작하며, 전자 회로 소자부(10)의 양단에 접속된다.
방사성 금속부(12)와, 접지성 금속부(13)는 도전성을 가지는 금속체나 금속 패턴으로 구성되며, 전자 회로 소자부(10)의 좌우 양단에 접속된 각각의 금속 패턴 안테나부가 무선(RF) 신호를 송수신하여 공진(resonance)에 의하여 1차 방사를 수행한다.
또한 방사성 금속부(12)와, 접지성 금속부(13)는 인쇄 또는 식각 기술 또는 도전성 잉크를 이용한 패턴 인쇄 또는 패턴 식각 기술을 이용하여 제조될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 갭 또는 기생 소자가 구비되는 변형예의 구성도이다.
도 3에 도시되듯이 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나는 제1 갭(21)을 포함할 수 있다.
도시되듯이 제1 갭(21)은 방사성 금속부(12)의 전자 회로 소자부(10) 쪽의 단부가 접지성 금속부(13) 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
제1 갭(21)이 형성되면 직렬 용량성 리액턴스 성분을 생성시켜 임피던스 정합을 용이하게 수행할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나는 기생 소자(22)를 포함할 수도 있다. 또한 기생 소자(22)를 포함하지 않는 경우도 가능하다.
이러한 제1 갭(21) 또는 기생 소자(22)는 금속 패턴 안테나부에서 1차 방사되어 유기되는 필드를 공진하여 2차 방사를 수행하는 2차 방사부로서 동작한다.
도 4는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 방사성 금속 부 안쪽으로 형성되는 갭이 구비되는 변형예의 구성도이다.
도시되듯이 제1 갭(21) 뿐만 아니라 제2 갭(31)이 방사성 금속부(12) 안쪽으로 형성될 수 있다. 제2 갭(31)은 직렬 용량성 리액턴스 성분을 조절하여 임피던스 정합을 용이하게 하는 구조이며, 제2 갭(31) 역시 금속 패턴 안테나부에서 1차 방사되어 유기되는 필드를 공진하여 2차 방사를 수행하는 2차 방사부로서 동작한다.
도 5는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 방사성 금속 부 안쪽으로 형성되는 갭과 방사성 금속부 내에 형성되는 슬롯 구조가 구비되는 변형예의 구성도이다.
도시되듯이 제1 갭(21)과 제2 갭(31) 뿐만 아니라 방사성 금속부(12) 방사성 금속부 내부에 슬롯 구조(41)가 형성되어 있다.
슬롯 구조(41)는 예컨대 일정한 길이를 가지는 하나 이상의 슬롯 구조를 포함할 수 있으며, 또는 각각의 길이가 서로 다른 다수개의 슬롯 구조를 포함할 수도 있다.
슬롯 구조(41)를 포함하는 것에 의해서 광대역 특성을 구현할 수 있으며 슬롯 구조 역시 금속 패턴 안테나부에서 1차 방사되어 유기되는 필드를 공진하여 2차 방사를 수행하는 2차 방사부로서 동작한다.
도 6은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 방사성 금속부과 이격되는 제2 방사성 금속부가 구비되는 변형예, 즉 커플링 구조를 채택한 변형예의 구성도이다.
도 6의 (a)에 도시되듯이 방사성 금속부(51)와 접지성 금속부(53) 등을 포함하는 금속 부착형 태그 안테나는 지지부(55) 위에 배치된다.
도 6의 (b)는 제2 방사성 금속부(52)를 나타내며, 금속 부착형 태그 안테나에는 제2 방사성 금속부(52)와 제2 접지성 금속부(도시되지 않음)가 포함되어 2차 방사부로서 동작한다.
지지부(55)는 예컨대 유전체층 또는 PCB 기판 등으로 구성된다.
지지부(55)의 끝부분에서는 제2 접지성 금속부를 통하여 제2 방사성 금속부(52)와 연결되며, 제2 방사성 금속부(52)와 방사성 금속부(51) 사이는 일정 간격으로 이격되어 있다.
전자 회로 소자부(10)의 좌우 양단에 접속된 방사성 금속부(51)와 접지성 금속부(53)가 RF 신호를 송수신하여 공진에 의하여 1차 방사를 수행하면, 방사된 필드는 커플링에 의해 2차 방사성 금속부(52)와 2차 접지성 금속부로 여기되어 2차 방사를 수행한다. 이 때 방사성 금속부(51)와 2차 방사성 금속부(52) 사이의 간격 을 2차 접지성 금속부를 이용하여 조절하는 것에 의하여 커플링 계수를 변화시키고 임피던스 정합을 용이하게 할 수 있으며 광대역 특성을 구현할 수 있다.
도 7 내지 도 8은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 도 6의 제2 방사성 금속부 내에 슬롯 구조가 구비되는 변형예의 구성도이다.
도 7 및 도 8의 변형예 구성에서는 제2 방사성 금속부(52) 부분만이 도시되며, 도 6에서와 마찬가지로 밑부분에는 도 6의 (a) 형태의 구조가 존재하며, 제2 접지성 금속부(도시되지 않음)를 통하여 연결된다.
이 경우 제2 방사성 금속부(52) 내부에는 각각 슬롯 구조(61) 또는 슬롯 구조(62)가 형성되어 있다. 슬롯 구조(61) 또는 슬롯 구조조(62)는 직렬 용량성 리액턴스 값을 조절하여 임피던스 정합을 용이하게 하고, 또한 슬롯 구조(61) 또는 슬롯 구조(62)에 필드가 여기되어 광대역 특성을 나타내며 방사하게 된다. 즉 슬롯 구조조(61) 또는 슬롯 구조(62) 역시 2차 방사부로서 동작한다.
도 9는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 도 6의 방사성 금속부 내에 금속 캡이 구비되는 변형예의 구성도이다.
즉 도 6의 방사성 금속부(51)의 일부에 금속 캡(71)을 접속하여 2차 방사성 금속부(52)와의 간격을 조절하여 커플링 계수를 변화시켜 임피던스 정합을 용이하게 할 수 있으며 광대역 특성을 구현할 수 있다. 즉 금속 캡(71) 역시 2차 방사부로서 동작한다.
도 10은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 양측에 스트립 금속 패턴이 접속되는 변형예의 구성도이다.
스트립 금속 패턴(81)은 좌우 양쪽에 각각 배치되며 금속 패턴 안테나부로서 동작한다. 각각의 스트립 금속 패턴(81)의 형상이나 길이는 동일한 것이 바람직하지만, 동일하지 않은 형태로 예컨대 길이가 다르거나 두께가 다르거나 또는 형상 자체가 다를 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 도 10의 양측의 스트립 금속 패턴의 단부에 스트립 금속 패턴을 구부린 구조가 구비되는 변형예의 구성도이다.
도시되듯이 스트립 금속 패턴(81)의 단부에는 구부린 구조(82)가 형성되어 있다. 이러한 구부린 구조(82)를 형성하는 것에 의해서 금속 부착형 태그 안테나의 크기를 조절하여 안테나의 임피던스 값을 조절할 수 있다.
도 12는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 도 10의 양측의 스트립 금속 패턴에 슬릿 구조가 형성되는 변형예의 구성도이다.
즉 각각의 스트립 금속 패턴(101)의 형상 자체가 다를 수 있으며, 다만 슬릿 구조(91)가 형성되어 2차 방사부로서 동작할 수 있다. 각각의 스트립 금속 패턴(101)의 길이와 형상이 서로 다른 것에 따라서 이중 공진이 발생하여 방사가 된다. 또한 도시되듯이 일부 스트립 금속 패턴(101)에는 접지부(102)가 형성되어 접지를 수행한다.
도 13는 본 발명에 따른 금속 부착형 태그 안테나의 변형예로서 스트립 금속 패턴에 유도성 리액턴스 구조부가 형성되는 변형예의 구성도이다.
즉 도 13의 경우 전자 회로 소자부(10)의 좌우 양단에 스트립 금속 패 턴(111)을 접속하고, 전자 회로 소자부(10) 양단에 유도성 리액턴스 구조부(112)를 형성하여 임피던스 정합을 용이하게 한다. 또한 도시되듯이 스트립 금속 패턴(111)의 일부 부분에는 접지부(112)가 형성되어 접지를 수행한다. 유도성 리액턴스 구조부(112) 역시 2차 방사부로서 동작할 수 있다.
비록 본 발명의 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 의해 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 보호 범위는 청구범위의 기재를 통하여 정하여진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 범용 주파수에서 사용 가능하면서도 금속체에 부착하더라도 광대역의 특성을 유지할 수 있으며 부착되는 금속체의 영향을 최소화시켜 태그 안테나의 방사 효율을 높일 수 있으며 구조가 간단하고 효율적이며 저렴한 방법으로 신호 전달의 효율을 최대화하여 RFID 시스템의 인식거리 및 인식률을 높일 수 있어서 RFID 태그에 적용 가능하다. 또한 금속 패턴, 슬롯 구조, 갭, 커플링 구조, 개루프 슬롯 구조 또는 기생 소자를 이용한 여러 가지 구조의 안테나를 채용할 수 있어서 손쉽게 다른 형식의 많은 응용들에 사용하기 적합하며, 특히 센서와 연결된 금속 패턴을 통해 센서를 구동시키거나 센서와 통신하기 어려운 유선 환경에서 안테나에 의해 송신되는 전자기 에너지에 의해 구동되는 센서 태그 안테나로도 사용할 수 있다.

Claims (24)

  1. 금속 부착형 태그 안테나로서,
    무선 식별 기능을 수행하는 칩 패키징부를 구비하는 전자 회로 소자부와,
    상기 전자 회로 소자부의 양단에 접속되는 금속 패턴 안테나부로서, 무선 신호를 송수신하여 공진에 의한 1차 방사를 수행하는 금속 패턴 안테나부와,
    상기 금속 패턴 안테나부에서 1차 방사되어 유기되는 필드를 공진하여 2차 방사를 수행하는 2차 방사부
    를 포함하는 금속 부착형 태그 안테나.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 칩 패키징부는 RFID 어댑터 패키지 블록 형태로 상기 전자 회로 소자부에 접합되며,
    상기 RFID 어댑터 패키지 블록은,
    RFID 데이터를 처리하는 RFID 태그 칩과,
    상기 RFID 태그 칩을 수납하는 수납 공간이 형성되며 상기 RFID 태그 칩과의 상기 RFID 데이터 전송을 위한 배선 패턴을 구비하는 기판과,
    상기 배선 패턴과 상기 RFID 태그 칩을 연결하는 와이어 본딩 배선과,
    상기 수납 공간에 상기 RFID 태그 칩이 부착되고 상기 와이어 본딩 배선이 형성된 후 상기 수납 공간에 충진되는 인캡슐레이션 물질과,
    상기 기판을 상기 전자 회로 소자부에 접합하기 위한 도전 접합층
    을 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 칩 패키징부는 RFID 어댑터 패키지 블록 형태로 상기 전자 회로 소자부에 접합되며,
    상기 RFID 어댑터 패키지 블록은,
    RFID 데이터를 처리하는 RFID 태그 칩과,
    상기 RFID 태그 칩을 수납하는 수납 공간이 형성되며 상기 RFID 태그 칩과의 상기 RFID 데이터 전송을 위한 배선 패턴을 구비하여 상기 RFID 태그 칩과 상기 배선 패턴이 플립-칩 본딩되는 기판과,
    상기 수납 공간에 상기 RFID 태그 칩이 부착되고 상기 와이어 본딩 배선이 형성된 후 상기 수납 공간에 충진되는 인캡슐레이션 물질과,
    상기 기판을 상기 전자 회로 소자부에 접합하기 위한 도전 접합층
    을 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 금속 패턴 안테나부는 상기 전자 회로 소자부의 양단에 배치되는 방사성 금속부와 접지성 금속부를 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 2차 방사부는 상기 방사성 금속부가 상기 접지성 금속부 방향으로 연장되어 형성되는 제1 갭을 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 2차 방사부는 상기 방사성 금속부 내부로 연장되어 형성되는 제2 갭을 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 2차 방사부는 상기 방사성 금속부에 이격되어 배치되는 기생 소자를 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나,
  8. 제4항에 있어서,
    상기 2차 방사부는 상기 방사성 금속부 내부에 형성되는 슬롯 구조를 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 금속 부착형 태그 안테나를 지지하는 지지부
    를 더 포함하고,
    상기 2차 방사부는 상기 금속 패턴 안테나부의 상측에 이격되어 배치되는 제2 방사성 금속부와 제2 접지성 금속부를 포함하며, 상기 제2 접지성 금속부는 상기 지지부와 상기 제2 방사성 금속부를 연결하여 지지하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 방사성 금속부와 상기 금속 패턴 안테나부 사이의 간격 조절은 상기 제2 접지성 금속부의 높이를 조절하는 것에 의해서 수행되는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 방사성 금속부 내부에는 슬롯 구조가 형성되는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 금속 패턴 안테나부는 상기 전자 회로 소자부의 양단에 배치되는 방사성 금속부와 접지성 금속부를 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 방사성 금속부의 적어도 일부에는 금속 캡이 부착되는 것인 금속 부착 형 태그 안테나.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 지지부는 유전체 층 또는 PCB 기판을 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 금속 패턴 안테나부는 상기 전자 회로 소자부의 양단에 구비되는 2개의 스트립 금속 패턴을 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 2차 방사부는 상기 스트립 금속 패턴의 단부에 형성되는 구부린 구조를 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 2개의 스트립 금속 패턴 각각의 형상은 서로 다른 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 2차 방사부는 상기 2개의 스트립 금속 패턴 각각에 형성되는 슬릿 구조 를 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 2개의 스트립 금속 패턴 중 어느 하나 이상에는 접지부가 형성되는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 금속 패턴 안테나부는 유도성 리액턴스 구조부를 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 금속 패턴 안테나부에는 접지부가 형성되는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 금속 패턴 안테나부는 인쇄 또는 식각 기술 또는 도전성 잉크를 이용한 패턴 인쇄 또는 패턴 식각 기술을 이용하여 제조되는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  23. RFID 어댑터 패키지 블록을 구비하는 전자 회로 소자부와, 상기 전자 회로 소자부의 양단에 접속되는 금속 패턴 안테나부로서, 무선 신호를 송수신하여 공진에 의한 1차 방사를 수행하는 금속 패턴 안테나부를 포함하는 금속 부착형 태그 안테나로서,
    상기 RFID 어댑터 패키지 블록은,
    RFID 데이터를 처리하는 RFID 태그 칩과,
    상기 RFID 태그 칩을 수납하는 수납 공간이 형성되며 상기 RFID 태그 칩과의 상기 RFID 데이터 전송을 위한 배선 패턴을 구비하는 기판과,
    상기 배선 패턴과 상기 RFID 태그 칩을 연결하는 와이어 본딩 배선과,
    상기 수납 공간에 상기 RFID 태그 칩이 부착되고 상기 와이어 본딩 배선이 형성된 후 상기 수납 공간에 충진되는 인캡슐레이션 물질과,
    상기 기판을 상기 전자 회로 소자부에 접합하기 위한 도전 접합층
    을 포함하는 것인 금속 부착형 태그 안테나.
  24. RFID 어댑터 패키지 블록을 구비하는 전자 회로 소자부와, 상기 전자 회로 소자부의 양단에 접속되는 금속 패턴 안테나부로서, 무선 신호를 송수신하여 공진에 의한 1차 방사를 수행하는 금속 패턴 안테나부를 포함하는 금속 부착형 태그 안테나로서,
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