KR20090086863A - Ｒｆｉｄ 태그 및 그를 가지는 물품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RFID에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선판독기와 무선으로 신호를 주고 받는 RFID 태그에 관한 것이다.

본 발명은 태그칩과, 루프구조를 이루며 선폭이 서로 다른 복수 개의 구간이 형성되며 상기 태그칩과 연결되는 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 개시한다.

스마트 카드, IC 카드, 태그

Description

ＲＦＩＤ 태그 및 그를 가지는 물품{RFID Tag and Product have the Same}

본 발명은 RFID에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선판독기와 무선으로 신호를 주고 받는 RFID 태그에 관한 것이다.

RFID 태그란, 기존의 바코드 대신 상품이나 대상물에 부착되는 태그로서 대상물의 각종 정보를 담은 칩을 내장한 것을 말한다.

RFID 태그에 저장된 정보는 무선판독기를 통해 유선은 물론 위성 통신 등 다양한 통신 라인과 연동되어 관리 시스템에 사용될 수 있다.

RFID 태그에는 IC 칩과 안테나가 내장되어 있고, 칩 내의 기억 장치에는 인증번호(ID code)와 기타 데이터를 기억해 두기 위한 장소, 그리고 무선판독기로부터 신호를 받아서 태그 내의 자료를 보내기 위한 기억 장소 등이 있다.

RFID 태그의 기억 장치 용량은 보통 8bits~16kbits 정도가 보편화되어 있으며, RFID 태그는 전원의 유무에 따라 능동형과 수동형으로 대별된다.

한편 RFID 태그는 무선에 의하여 신호가 전달되므로 유효한 신호전달이 가능한 멀리 되도록 하는 것이 요구되는데 RFID 태그의 일종인 ISO14443규격의 스마트 카드의 경우 무선판독기와의 최대인식거리가 약 100mm정도이다.

그런데 스마트 카드 등 RFID 태그가 적용되는 물품의 크기 또는 태그의 크기를 소형화할 필요가 있는데, 태그의 크기가 작아지는 경우 감소한 크기만큼 무선판독기와의 최대인식거리가 현저하게 감소하여 RFID 태그의 크기를 줄이는데 한계가 있는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 무선판독기와의 최대인식거리를 현저하게 증가시킬 수 있는 구조를 가지는 RFID 태그 및 그를 가지는 물품을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 최대인식거리를 변화시키지 않으면서 그 크기를 소형화할 수 있는 RFID 태그 및 그를 가지는 물품을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은 태그칩과; 루프구조를 이루며 선폭이 서로 다른 복수 개의 구간이 형성되며 상기 태그칩과 연결되는 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 개시한다.

상기 안테나의 선폭은 중앙부와 외곽부에서 서로 다르게 구성될 수 있으며, 중앙부의 선폭보다 외곽부의 선폭이 작게 구성될 수 있다.

상기 안테나는 중앙부에 위치되어 제1선폭을 가지는 제1구간과 외곽부에 위치되어 상기 제1구간과 직렬로 연결되며 상기 제1선폭보다 작은 제2선폭을 가지는 제2구간을 가지도록 구성될 수 있다.

상기 안테나가 상측면 및 하측면 중 적어도 하나에 형성되며 상기 태그칩이 실장되는 실장부가 형성되는 주기판을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 태그칩은 상기 안테나의 중심에 위치될 수 있다.

또한 상기 주기판의 상측면 및 하측면 중 적어도 하나를 복개하는 오버레이포일을 추가로 포함하여 구성될 수 있다.

상기 안테나는 복층을 이루어 형성될 수 있으며, 상기 각 층의 구간들은 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.

본 발명은 또한 상기와 같은 구성을 가지는 RFID 태그를 가지는 카드와 같은 물품을 개시한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 RFID 태그의 안테나 구조는 무선판독기에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 RFID 태그는 RFID 태그를 구성하는 안테나를 중앙부의 선폭보다 외곽부의 선폭을 감소시킴으로써 공진에 필요로 하는 임피던스 값을 외부 소자를 사용하지 않고 적절히 조절할 수 있어 공진주파수를 확보하도록 되어 무선판독기와의 최대인식거리를 현저하게 증가시킬 수 있는 이점을 가지고 있다.

또한 본 발명에 따른 RFID 태그는 안테나가 자계의 세기를 확보하기 위한 구간과 무선판독기와의 통신을 위한 공진주파수 부근에서 공진이 가능하도록 전기적 길이를 확보하기 위한 구간으로 구성됨으로써 공진주파수를 맞추기 위해 별도의 외부소자를 사용하지 않도록 할 수 있고 태그의 크기를 현저하게 소형화할 수 있으며 별도의 외부소자를 사용하지 않고도 공진을 맞출 수 있는 이점을 가지고 있다.

이하 본 발명에 따른 RFID 태그 및 그를 가지는 물품에 관하여 첨부된 도면 을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 RFID 태그(10)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 태그칩(100)과, 루프구조를 이루어 태그칩(100)과 연결되는 안테나(200)를 포함하여 구성된다.

상기 태그칩(100)은 번호정보 등 다양한 정보가 저장되며 패키징 공정을 마친 칩 또는 패키징 공정을 거치지 않은 웨이퍼 상태의 칩이 사용될 수 있다.

상기 태그칩(100)은 안테나(200)와 전기적으로 연결되어 안테나(200)를 통하여 무선판독기(미도시)와 무선통신을 통하여 정보를 교환하게 된다.

상기 안테나(200)는 태그칩(100)과 전기적으로 연결되어 무선판독기와 무선으로 통신하기 위한 구성으로서, 루프형 구조를 가진다.

한편 본 발명에 따른 RFID 태그(10)의 안테나(200)는 종래의 태그 안테나에 비하여 작은 크기를 가짐에도 불구하고 별도의 외부소자 없이 공진주파수를 확보할 수 있는 구조를 가짐을 특징으로 하며, 자계의 세기를 확보하여 최대인식거리를 증가시키기 위하여 큰 선폭(W1)을 가지는 제1구간(210)과 무선판독기와 통신할 수 있는 공진주파수(예를 들면 13.56MHz) 부근에서 공진이 가능하도록 적정한 임피던스를 확보하기 위하여 제1구간(210)의 선폭(W1)보다 작은 선폭(W2)을 가지는 제2구간(220)으로 구성됨으로써 구현된다.

상기와 같이 제1구간(210) 및 제2구간(220)을 가지는 안테나(200)는 다양한 형태로 구현이 가능하다.

첫째 상기 안테나(200)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1구간(210) 을 중앙부에 위치시키고 제2구간(220)을 외곽부에 위치시켜 구성될 수 있다.

이때 안테나(200)의 선폭은 제1구간(210)과 제2구간(220)과 같이 2개 이상의 선폭, 즉 제1선폭(W1) 및 제2선폭(W2) 등으로 불연속적으로 감소 또는 증가하도록 선폭이 다른 복수 개의 구간으로 구성될 수 있다. 또한 안테나(200)의 선폭은 적어도 일부 구간에서 연속적으로 감소 또는 증가하도록 구성될 수 있다.

둘째 상기 안테나(200)는 도 2 및 도 7a 내지 도 7d에 도시된 바와 같이, 복층으로 형성되는 경우 제1구간(210) 및 제2구간(220) 등 복수 개의 구간들을 적절하게 층을 달리하여 배치할 수 있다.

여기서 첫째 방법 및 둘째 방법 모두 제1구간(210) 또는 제2구간(220)에서의 선폭, 턴수, 직경 등은 RFID 태그(10)에 요구되는 조건(공진주파수 등)에 따라서 적절하게 선택된다.

또한, 첫째 방법 및 둘째 방법 모두 안테나를 이루는 각 구간들은 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다.

한편 본 발명의 실시예에 따른 RFID 태그의 안테나(200)는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 제1구간(210)을 중앙부에 위치시키고 제2구간(220)을 외곽부에 위치된 경우로서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 태그칩(100)은 주기판(300)에 형성된 실장부(310)에 실장되며, 상기 안테나(200)는 주기판(300)의 양면 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.

상기 주기판(300)은 태그칩(100) 및 안테나(200)가 설치되어 RFID 태그(10)를 이루는 부재로서, RFID 태그(10)만 이루도록 구성될 수 있으나, 도 1에 도시된 바와 같이, RFID 태그(10)가 설치되는 카드 등과 같은 물품(20)의 자체 또는 그 일부를 이루도록 구성될 수 있다.

상기 주기판(300)은 인쇄회로기판(PCB)은 물론 연성회로기판(FPCB; Flexible Printed Circuits Board) 등 다양한 재질의 부재가 사용될 수 있다.

그리고 주기판(300)에 안테나(200)를 형성하는 방법으로는 인쇄방식 또는 에칭에 의하여 형성될 수 있다. 이때 상기 안테나(200)는 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 원형 또는 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 그 중심에 태그칩(100)이 위치될 수 있다.

한편 상기 안테나(200)가 복층을 이루는 경우 복층을 이루는 안테나(200)들이 각각 병렬로 연결되거나 또는 직렬로 연결될 수 있다.

이때 복층을 이루는 안테나(200)가 직렬로 연결되는 경우 주기판(300)은 각 층의 안테나(200)들을 연결할 수 있도록 비아 홀(320)을 형성하고 그 비아홀(320)에 전도성 물질을 채우거나 금속 등과 같은 전도성재질의 연결부재(321)을 끼워 넣어 전기적 연결이 필요한 각 층의 안테나(200)들을 서로 전기적으로 연결할 수 있다.

또한 복층으로 형성된 안테나(200)를 주기판(300)에 형성하는 방법으로서 하나의 기판의 상면 및 하면에 형성하거나, 일면에만 안테나(200)를 형성하고 복수 개의 기판들을 적층하여 각 층의 기판들에 형성된 안테나(200)들을 서로 연결할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가지는 RFID 태그의 제조방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 중앙부에 실장부(310)가 형성되고 상면 및 하면에 안테나(200)가 형성된 주기판(300)을 준비한다.

이때, 주기판(300)에 형성되는 안테나(200)는 상면 및 하면에 순서대로 형성될 수 있다. 또한 상기 주기판(300)은 일면에만 안테나(200)를 이루는 구간들이 형성된 2개의 주기판이 부착된 형태로도 구성될 수 있다.

한편 주기판(300)의 양면에는 안테나(200)가 각각 일정한 패턴으로 형성되며 주기판(300)의 실장부(310)에는 태그칩(100)과의 연결을 위하여 안테나(200)가 실장부(310) 내로 연장되거나 별도 부재로 형성된다.

그리고 주기판(300)의 양면에 위치한 안테나(200)가 서로 연결될 수 있도록 하나 이상의 비아홀(320)이 형성된다.

다음으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 비아홀(320)에는 전도성 물질 또는 연결 부재(321)를 끼워 넣어 주기판(300)의 양면에 위치한 안테나(200)를 이루는 구간들을 전기적으로 연결한다. 그리고 실장부(310)에는 태그칩(100)이 연장형성된 안테나(200)와 전도성 접착제 등을 이용하여 접착하여 실장한다.

다음으로 도 6c에 도시된 바와 같이, 태그칩(100)은 그 보호를 위하여 몰딩물질(110)에 의하여 몰딩될 수 있다.

한편 상기 안테나(200)가 형성된 주기판(300)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에는 도 6d에 도시된 바와 같이, 안테나(200)의 보호를 위하여 비 전도성 물질에 의하여 코팅되거나 오버레이부재(331, 332) 등에 의하여 복개될 수 있다. 도 6d에 서 오버레이 부재(331, 332)가 주기판(300)과 이격된 것으로 도시되었으나 실제로는 오버레이 부재(331, 332)의 압착에 의하여 오버레이 부재(331, 332)가 주기판(300)과 밀착되어 결합된다.

한편 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 RFID 태그(10)를 제1구간(210)의 선폭(W1)을 0.8~0.9㎜로 하고 제2구간(210)의 선폭(W2)을 0.45~0.5㎜로 하고, 직경이 18㎜ 두께가 0.25㎜로 한 경우 최대인식거리는 60㎜ 정도로 확인되었다.

따라서 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 RFID 태그(10)는 그 크기를 소형화함에도 불구하고 별도의 외부소자를 사용하지 않고 공진주파수를 확보할 수 있으며 따라서 최대인식거리가 크게 감소되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있음을 알 수 있다.

한편 상기와 같은 구조를 가지는 RFID 태그(10)의 안테나 구조는 무선판독기의 안테나에도 적용될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 RFID 태그를 포함하는 물품을 보여주는 개념도이다.

도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ 방향의 단면도이다.

도 3은 도 1의 RFID 태그의 안테나를 보여주는 저면도이다.

도 4는 도 1의 RFID 태그의 안테나의 저면부분을 보여주는 개념도이다.

도 5는 도 1의 RFID 태그의 안테나의 상면부분을 보여주는 개념도이다.

도 6a 내지 도 6e는 도 1의 RFID 태그의 제조공정을 보여주는 단면도들이다.

도 7a 내지 도 7d는 도 1의 RFID 태그의 변형례들을 보여주는 단면도들이다.

***** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *****

100 : 태그칩

200 : 안테나

210 : 제1구간 220 : 제2구간

300 : 주기판

Claims (14)

1. 태그칩과;

   루프구조를 이루며 선폭이 서로 다른 복수 개의 구간이 형성되며 상기 태그칩과 연결되는 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 안테나의 선폭은 중앙부와 외곽부에서 서로 다른 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 안테나는 중앙부의 선폭보다 외곽부의 선폭이 작은 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 안테나는 중앙부에 위치되어 제1선폭을 가지는 제1구간과 외곽부에 위치되어 상기 제1구간과 직렬로 연결되며 상기 제1선폭보다 작은 제2선폭을 가지는 제2구간을 가지는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,

   상기 안테나가 상면 및 하면 중 적어도 하나에 형성되며 상기 태그칩이 실장되는 실장부가 형성되는 주기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 태그칩은 상기 안테나의 중심에 위치된 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 주기판의 상면 및 하면 중 적어도 하나를 복개하는 오버레이포일을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,

   상기 안테나는 복층을 이루어 형성되며, 상기 각 층의 각 구간선들이 직렬 또는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
9. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 따른 RFID 태그를 가지는 물품.
10. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 따른 RFID 태그를 가지는 카드.
11. 루프구조를 이루며 선폭이 서로 다른 복수 개의 구간이 형성되는 안테나를 가지는 무선판독기.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 안테나의 선폭은 중앙부와 외곽부에서 서로 다른 것을 특징으로 하는 무선판독기.
13. 청구항 11에 있어서,

    상기 안테나는 중앙부의 선폭보다 외곽부의 선폭이 작은 것을 특징으로 하는 무선판독기.
14. 청구항 11에 있어서,

    상기 안테나는 중앙부에 위치되어 제1선폭을 가지는 제1구간과 외곽부에 위치되어 상기 제1구간과 직렬로 연결되며 상기 제1선폭보다 작은 제2선폭을 가지는 제2구간을 가지는 것을 특징으로 하는 무선판독기.

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