KR20090103240A - 고온용 무선주파수 식별시스템의 태그 안테나 설계기술 - Google Patents

고온용 무선주파수 식별시스템의 태그 안테나 설계기술

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KR20090103240A
KR20090103240A KR1020080028724A KR20080028724A KR20090103240A KR 20090103240 A KR20090103240 A KR 20090103240A KR 1020080028724 A KR1020080028724 A KR 1020080028724A KR 20080028724 A KR20080028724 A KR 20080028724A KR 20090103240 A KR20090103240 A KR 20090103240A
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ceramic
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alumina
high temperature
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KR1020080028724A
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김경용
최봉영
김종우
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김경용
김종우
최봉영
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    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2208—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems
    • H01Q1/2225—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles associated with components used in interrogation type services, i.e. in systems for information exchange between an interrogator/reader and a tag/transponder, e.g. in Radio Frequency Identification [RFID] systems used in active tags, i.e. provided with its own power source or in passive tags, i.e. deriving power from RF signal

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Abstract

본 발명은 고온용 무선주파수 식별시스템(RFID: Radio Frequency Identification)의 세라믹 태그 안테나에 관한 것으로 무선주파수 식별시스템에서 세라믹 태그 안테나에 I.C 칩을 부착 하였을 때 일반적으로 200℃ 이하에서 사용 가능하다. 200℃ 이상에서는 I.C 칩이 동작하지 않는다. 따라서 200℃ 이상에서 사용 가능 한 고온용 태그의 개발이 필요하다. 본 발명에서는 실리카, 알루미나의 졸 젤 막, 기공이 있는 비드 또는 자체 다공 층 막을 형성 시켜 공기 층의 복사열 전달 차단효과로 인하여 200℃∼400℃까지 사용 가능 한 무선주파수 인식 시스템의 고온용 태그 안테나의 설계에 관한 것이다. I.C 칩을 고온에서 사용 하기 위해서는 I.C 칩에 열 전달을 차단하는 보호막이 필요하다. 열 전달에는 복사와 대류 2종류가 있는데 대류는 열 보호 층 막에 의해 이미 차단 되므로 복사에 의한 열의 전달을 차단 시키는 것이 필요하다. 복사의 본질은 분자와 분자에 의한 열 진동으로 포논(phonon)에 의한 것이다. 보호 막이 1층인 경우 분자의 연속적인 연결로 인해 열 전달 차단 효과가 적다. 때문에 다층 보호막을 이용 하면 층마다 연결 구조의 단절이 일어 나므로 열 차단 효과가 좋다. 특히 열 보호막 층이 많으면 더욱더 효과적이다. 본 발명에서는 고온용 RFID 태그를 개발하기 위하여 I.C 칩 위에 열 보호 층인 다공 층 막을 형성하였다. 다공 층 막은 공기층의 열 전달 차단 효과가 크기 때문에 RFID용 고온 태그용 I.C 밀봉재로 이용이 가능하다. 다공 층 막으로는 실리카 또는 알루미나 졸-젤 막을 이용하거나 기공이 있는 세라믹 비드 또는 폴리마 구를 이용하여 에폭시, 우레탄, 실리콘, 테프론 등 폴리마와 혼합하여 인위적으로 자체 다공 층 막을 형성 후 세라믹 태그 안테나에 I.C를 본딩 후 고온에서 I.C 칩 밀봉재로 사용 하였다.. 다층으로 코팅 시 세라믹 태그 안테나 위에 I.C를 본딩 한 후 1차로 세라믹 비드(글라스) 또는 폴리마 구를 에폭시 등과 혼합한 다음 코팅하여 경화 시킨 다음, 2차로 알루미나 졸 겔, 실리카 졸 겔 분말로 코팅 용액을 제조 한 후 코팅 하여 I.C를 밀봉하면 1차 코팅 시 기공으로 인한 인위적으로 공기 층을 형성 시켜 열 전달을 차단 하는 방법으로 복사열 차단 효과가 뛰어나며 다층 코팅 시 I.C를 고온(∼400℃까지) 에서 보호 하는 효과가 있다.

Description

고온용 무선주파수 식별시스템의 태그 안테나 설계기술{Design Technology of High Temperature Tag Antenna for RFID}
정보전자 통신부품
무선주파수 식별시스템은 무선주파수 인식을 통한 자동인식 기술로 리더기, 태그 및 호스트 컴퓨터로 구성되어 있다. 동작원리는 리더기 안테나를 통하여 전파가 나가서 태그안테나가 전파를 받아 들이는데 이때 태그안테나에 내장된 IC로 ID와 데이터를 전송하게 되고 안테나는 태그로부터 전송된 ID를 데이터 신호로 변환하여 컴퓨터는 미리 저장된 데이터베이스와 비교하여 서비스를 제공하는 원리를 이용한다. RFID의 장점으로는 인식방법이 비 접촉식이며, 인식거리가 길고 인식속도도 0.01∼0.1초로 매우 빠르다. 인식률은 99.9% 이상이며, 금속을 제외하고 전파의 투과가 가능하다. 사용 기간은 10만 번(60년)으로 반영구적이며 데이터 보관은 64K 바이트 이상으로 카드 손상율이 거의 없고 태그의 가격도 저렴하다. 보안능력은 복제불가하며 재활용이 가능하다. 주파수 별 RFID특성을 비교하면 125∼135KHz 대역에서는 감지 거리가 0.5∼1m, 13.56MHz는 약 1m, UHF대역인 860∼960MHz대역에서는 감지거리가 약 3m로 데이터 전송속도가 빠르고 다중태그 인지 능력이 매우 우수하다. RFID의 응용으로는 유통물류 공급 망 관리, 자동차 통행료 징수 등에 이용되며 900MHz 대역의 태그는 인식 속도가 빠른 장점이 있다. RFID의 태크의 또 다른 이용으로는 전자제품, (노트북, PDA, 냉장고, TV) 자동차 산업, 금형태그, 자산관리, 차량 입 출입 관리, 도난방지, 재고관리, 기록물 관리, 카지노, PCB 보드관리, 철강업체(강재관리, 압연롤, 냉연코일, 제강 크레인), 건설현장의 콘크리트 구조물 양생 등 응용범위가 다양하다. 일반적인 RFID용 태그 및 리더기의 소재로는 ABS 플라스틱, FR4, 테프론, Polyimide, 우레탄, 스티로폼, 합성수지 등이 있다. 세라믹 태그의 또 다른 장점은 방수성, 내환경성, 내습성이 우수하며 열악한 환경에 적용이 가능하고 최소의 면적에 부착이 가능하며 고온특성이 좋아 다양한 환경에 응용이 가능하다. 일반적으로 I.C 칩의 사용온도는 동작온도 기준시 -20℃∼+60℃, 보존 시 -40℃∼+90℃이며 형태에 따라서 사용온도가 다르다. 예를 들면 종이에 I.C를 부착 시 동작온도는 140℃이고 고무에서는 180℃까지 작동이 가능하다. RFID 기술이 전 산업 분야로 확산 되면서 태그 안테나는 가혹한 환경에 노출 되는 경우가 많다. 자동차 분야에서 자동차를 도장 할 때의 도장온도는 250℃ 부근으로 이때는 태그의 사용온도가 너무 높기 때문에 RFID용 태그를 사용 할 수가 없다. 다른 예를 보면 신발 제조용 금형은 신발 제조 시 사용온도는 200℃에서 8시간∼10시간 장시간 고온에 노출 되기 때문에 RFID의 적용이 곤란하다. I.C 칩을 고온에서 사용 하기 위해서는 본딩 후 I.C 칩에 열 전달을 차단하는 보호막이 필요하다. 열 전달에는 복사와 대류 2종류가 있는데 대류는 열 보호 층 막에 의해 이미 차단 되므로 복사에 의한 열의 전달을 차단 시키는 것이 필요하다. 복사의 본질은 분자와 분자에 의한 열 진동으로 포논(phonon)에 의한 것이다. 보호 막이 1층인 경우 분자의 연속적인 연결로 인해 열 전달 차단 효과가 적다. 때문에 다층 보호막을 이용 하면 층마다 연결 구조가 단절이 일어 나므로 열 차단 효과가 좋다. 특히 열 보호막 층이 많으면 더욱더 효과적이다..
본 발명에서는 실리카, 알루미나의 졸- 젤 막, 기공이 있는 비드 또는 자체 다공 층 막을 형성 시켜 공기 층의 열 전달 차단 효과로 인하여 200℃∼400℃까지 사용 가능한 무선주파수 인식 시스템의 고온용 태그 안테나의 설계에 관한 것이다. I.C 칩을 고온에서 사용 하기 위해서는 I.C 칩에 열 전달을 차단하는 보호막이 필요하다. 열 전달에는 복사와 대류 2종류가 있는데 대류는 열 보호 층 막에 의해 이미 차단 되므로 복사에 의한 열의 전달을 차단 시키는 것이 필요하다. 복사의 본질은 분자와 분자에 의한 열 진동으로 포논(phonon)에 의한 것이다. 보호 막이 1층인 경우 분자의 연속적인 연결로 인해 열 전달 차단 효과가 적다. 때문에 다층 보호막을 이용 하면 층마다 연결 구조의 단절이 일어 나므로 열 차단 효과가 좋다. 특히 열 보호막 층이 많으면 더욱더 효과적이다. 본 발명에서는 고온용 RFID 태그를 개발 하기 위하여 I.C 칩 위에 열 보호 층인 다공 층 막을 형성하였다. 다공 층 막은 공기 층의 열 전달 차단 효과가 크기 때문에 RFID용 고온 태그로 이용이 가능하다. 다공 층 막으로는 실리카 또는 알루미나 졸 젤 막을 이용하거나 기공이 있는 세라믹 비드 또는 폴리마 구를 이용하여 에폭시, 우레탄, 실리콘 등 폴리마와 혼합하여 인위적으로 자체 다공 층 막을 형성 후 I.C를 본딩 후 밀봉재로 사용 하였다. 세라믹분말에 폴리마 재료를 혼합하여 세라믹, 폴리마의 복합재료를 제조 하여 세라믹 재료와 폴리마 재료의 장점을 취하여 무선주파수 관련 부품인 RFID용 고온 태그로 이용 하였다. 본 발명에서는 다공체 막을 형성 하기 위하여 실리카 출발물질로는 TEOS(Tetra Ortho Silicate)를 축 중합 반응 통하여 기공이 형성된 실리카 분말을 제조하였다. 실리카 분말의 다른 출발물질로는 나노 실리카(비표면적이 200∼400g/㎡)인 퓸 실리카를 사용하였다. 알루미나의 출발물질로는 알루미늄 2차 부트옥사이드(ASB=Aluminium Secondary Butoxide)를 축 중합 반응을 시켜 사용 하였다. 알루미나 분말의 다른 출발 물질로는 나노 알루미나를 사용 하였다. 나노 알루미나의 종류로는 감마 알루미나, 또는 보헤마이트를 pH를 조절 하여 분산 시킨 후 폴리마와 혼합하여 코팅재료를 제조하여 세라믹 재료와 폴리마 재료의 장점을 취하여 무선주파수 관련 부품인 RFID용 고온 태그 코팅재로 이용 하였다. 일반적으로 고온 코팅재료로는 유전율이 낮은 폴리마 재료에 유전율이 낮은 세라믹 분말을 사용한다. 유전율이 높은 폴리마 또는 세라믹 분말을 이용 하여 고온 코팅용 I.C 칩의 밀봉재로 사용 할 경우 전파의 산란효과로 공진 주파수가 변화 하기 때문에 가능한 밀봉재료로는 유전율이 낮은 재료를 사용 하여야 한다. 또한 세라믹 분말의 입도 및 입도분포 그리고 응집도와 농도, 폴리마 용액에 세라믹 분말의 분산이 중요한 변수로 작용한다. 고온 코팅 밀봉재를 만드는데 점도는 중요한 변수이다. 본 발명에서는 고온 코팅 용액의 실리카, 알루미나의 함유량은 50∼85wt%이다. 세라믹 함유량이 높을수록 높은 점도값을 가진다. 볼-밀 밀링기로 3ORPM으로 혼합시 세라믹 폴리마 고온 코팅 용액의 혼합시간에 따른 점도변화는 혼합시간이 길어 질수록 점도값이 초기에는 급격히 감소 하다가 5∼10시간이 지나서 안정 된다. 고온 밀봉재의 점도는 밀봉에 영향을 주기 때문에 그 값이 일정 하게 되는 5∼ 10시간을 혼합시간으로 하였다. 하이시어 믹서로 혼합시 수냉 용기에서 RPM 속도를 증가 시키면 혼합시간을 줄일 수 있다. 공진주파수의 온도계수는 RFID용 태그와 리더기 안테나의 온도특성을 나타내는 지표로 사용된다. 온도의 변화에 따라 안테나의 공진주파수의 변화를 나타내며 -25℃∼+85℃에서 공진주파수의 변화가 작을수록 좋다. 실제로 사용되는 RFID용 태그 및 리더기 안테나의 온도계수의 범위는 +/-30PPM/℃이기 때문에 온도계수가 너무크면 주파수의 변화가 크기 때문에 상용화 할 수가 없다. 위와 같은 문제를 해결 하기 위해서는 가능한한 온도 변화에 대한 주파수 의존도가 낮은 온도 보상용 유전체 재료를 사용하였다.
본 발명에서는 고온용 RFID 태그를 개발 하기 위하여 I.C 칩 위에 본딩 후 열 보호 층인 다공 층 막을 형성한다. 다공 층 막은 공기 층의 열 전달 차단 효과가 크기 때문에 RFID용 고온 태그로 이용이 가능하다. 다공 층 막으로는 실리카 또는 알루미나 졸-젤 막을 이용하거나 기공이 있는 세라믹 비드 또는 폴리마 구를 이용하여 인위적으로 자체 다공 층 막을 형성 시켜 세라믹 태그 안테나 위에 전극 패턴을 인쇄 후 I.C를 본딩 한 후 세라믹 보호막 재료(알루미나, 실리카 나노분말)와 에폭시 등 폴리마 재료와 섞어 다층 코팅을 한 다음 열 경화 시켜 I.C 보호용 밀봉재료로 사용 하였다.
본 발명은 고온용 무선주파수 식별시스템(RFID: Radio Frequency Identification)의 태그 및 리더기용 세라믹 유전체 안테나에 관한 것으로 태그 및 리더기 안테나로 구성된 무선주파수 식별시스템에서 태그와 리더기에 사용되는 세라믹 유전체 안테나에 I.C 칩을 부착 하였을 때 일반적으로 200℃ 이하에서 사용 가능하다. 200℃ 이상에서는 I.C 칩이 동작하지 않는다. 따라서 200℃ 이상에서 사용 가능 한 고온용 태그의 개발이 필요하다. 본 발명에서는 세라믹 태그 안테나의 I.C 칩을 본딩 후 고온 밀봉재료로 실리카, 알루미나의 졸-젤 막, 기공이 있는 비드 또는 자체 다공 층 막에 폴리마를 혼합한 후 I.C 위에 코팅 후 경화 시켜 공기 층의 열 전달 차단효과로 인하여 다층 코팅 시 ∼400℃까지 사용 가능 한 무선주파수 인식 시스템의 고온용 태그안테나의 설계에 관한 것이다. 다층으로 코팅 시 세라믹 태그 안테나 위에 I.C를 본딩 한 후 1차로 세라믹 비드(글라스) 또는 폴리마 구를 에폭시 등과 혼합한 다음 코팅하여 경화 시킨 다음, 2차로 알루미나 졸 겔, 실리카 졸 겔 분말로 코팅 용액을 제조 한 후 코팅 하여 I.C를 밀봉하면 1차 코팅 시 기공으로 인한 인위적으로 공기 층을 형성 시켜 복사열 전달을 차단 하는 방법으로 열차단 효과가 뛰어나 I.C를 고온(∼400℃까지) 에서 보호 하는 효과가 있다. 도7에서는 I.C 칩 위에 다층 고온 코팅 재의 모식도를 나타내었다. 그리고 기공층과 나노 복합재료 층이 반복 될수록 고온에서 I.C칩을 보호 할 수 있다.
도1 졸-젤 과정의 일반적인 반응식
도2 졸-젤 과정의 도식도
도3 졸-젤 용액의 합성장치
도4 RFID용 세라믹 태그 안테나 위에 I.C 칩 랜드 도면
도5 RFID용 I.C 칩과 본딩 위치
도6 RFID용 세라믹 태그 안테나의 I.C 칩을 본딩 후 고온용 나노 밀봉재료로 실링한 샘플
도7 I.C 칩 위에 다층 고온 코팅 재의 모식도
[실시 예 1]
본 발명에서는 다공체 막을 형성 하기 위하여 실리카 출발물질로는 TEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)를 축 중합 반응 통하여 기공이 형성된 실리카 분말을 제조하였다. 실리카 분말의 다른 출발물질로는 나노 실리카(비표면적이200∼400g/㎡)인 퓸 실리카를 사용하였다. 알루미나의 출발물질로는 알루미늄 2차 부트 옥사이드(ASB=Aluminium Secondary Butoxide)를 축 중합 반응을 시켜 사용 하였다. 도1에서는 졸 젤의 축 중합 반응을 나타내었다. 이때 M은 알루미늄, 실리콘, 등의 금속 이온을 나타내었다. 알루미나 분말의 다른 출발 물질로는 나노 알루미나를 사용 하였다. 나노 알루미나의 종류로는 감마 알루미나, 또는 보헤마이트를 pH(3∼5)를 조절 하여 분산 시킨 후 사용하였다. 알루미나 졸이란 알루미나 수화물이 콜로이드 형태로 물에 잘 분산된 상태를 말한다. 알루미나 졸은 수백 nm이하의 매우 미세한 알루미나 수산화물이 단순히 물에 분산된 형태이다. 도2 에서는 졸 젤 과정의 도식도를 나타내었다. 도3 에서는 졸 젤 용액의 합성 장치를 나타내었다. 염화 알루미늄 수용액에 암모니아수를 가하고, 수산화 알루미늄을 침전하고 수세 여과한 덩어리에 이온교환수와 소량의 질산, 염산 등을 가하여 80∼ 100 ℃에서 열처리하는 방법으로 제조한 보헤마이트 (Boehmite)형 알루미나 졸을 포함하는 알루미나 졸을 제조한다. 폴리 염화 알루미늄은 수산화 알루미늄이 고분자 형태의 덩어리로 결합되어 있어 가교가 가능 하며, 이온화되어 있어 물에 쉽게 용해하는 특성이 있다. 본 발명에서 사용되는 폴리 염화 알루미늄은 Al2(OH)6-xClx (이때, x는 1 ∼ 3의 의 정수임)으로 표현된다. 5 % 염화 알루미늄 용액 500 g에 암모나아수(25 중량% 암모니아)에 교반하는 방법으로 수산화 알루미늄 침전물 슬러리를 제조하였다. 이 슬러리는 약 1시간 동안 교반을 지속시킨 후 1차 여과하고, 여과된 덩어리는 이온 교환수 1,500 ml을 가하여 슬러리로 만든 후 여과하여 수세하는 과정을 3번 반복하여 침전된 수산화 알루미늄중의 불순물을 세척한후 열처리하여 졸 입자 크기가 약 20 nm 인 알루미나 졸을 제조하였다. 제조 된 알루미나, 실리카 나노 분말을 폴라마와 혼합 한 후 고온용 나노 코팅 재료를 만들었다. 도4 에서는 I.C 칩 랜드의 도면을, 도5에서는 I.C 칩 및 본딩의 위치를 나타내었다. 도6에서는 고분자성 실리카와 알루미나 나노 분말에 폴리마를 첨가 하여 제조된 실링재료를 RFID용 태그 안테나 위의 I.C를 밀봉한 사진이다. 고온 밀봉재료를 사용 하여 실링 한 다음 400℃ 로에서 24시간 경화 후 C값을 측정 한 결과 I.C가 정상적으로 작동 함을 알 수 있었다.
[실시 예 2]
졸-겔 반응을 이용한 실리카계 나노분말을 제조시 금속 알콕사이드를 출발원료로 한 금속산화물(실리카)의 실리카는 Si 주위에 4 개의 alkoxy기를 갖는 tetraethylorthosilicate(예: TEOS, B.P: 168 ℃, 무색 투명의 액상 모노머)를 이용하여 통상의 고분자 합성반응과 마찬가지의 가수분해· 축 중합 반응으로 제조 하였다.
Si(OR)4 +4 H2O → ( Si(OH)x(OR)4-x + xROH) → SiO2 + 4ROH + 2H2O
R = CnH2n+l, x= 0 ∼ 4 (1)
위 반응을 용매 중에서 반응이 진행되어 계 전체가 졸로부터 겔 상태로 변한다. 겔화된 상태(습윤 겔)을 건조하여 용매를 제거하면 체적이 수축된 건조 겔로 되고, 다음에 열처리를 하면 실록산 결합 (Si-O-Si)를 보다 완전하게 되어서 실리카 글라스가 얻어진다. 하이브리드의 제조에서는 80 ∼ 300 ℃ 에서 열처리 하였다. 히이브리드 중에 존재하는 Si는 실록산 결합의 수에 따라 Q1 부터 Q4 의 네 개의 상태가 존재하며 고체 및 용액에서의 29Si NMR 측정 시 각자 상이한 chemical shift 위치이다. 저온 열처리에 의하여 완전한 Q4 구조를 달성하기 위하여 UV 광 및 초음파를 조사하였다. 이와 같은, 고온을 필요로 하지 않는 실리카 글라스의 저온 합성공정(식 (1))에서 유기고분자를 용매와 함께 공존시킴으로써 유기고분자와 무기 실리카의 nm 레벨에서의 복합체의 나노분말을 제조 하였다.
[실시 예 3]
고온 코팅 용액의 나노 실리카, 알루미나의 함유량을 50∼85wt%로 하여 코팅 용액을 제조 하였다. 세라믹 함유량이 높을수록 높은 점도값을 가진다. 세라믹 폴리마 고온 코팅 용액의의 혼합시간에 따른 점도변화는 혼합시간이 길어 질수록 점도값이 초기에는 급격히 감소 하다가 5∼10 시간이 지나서 안정 되었다. 고온 밀봉재의 점도는 밀봉에 영향을 주기 때문에 그 값이 일정 하게 되는 5∼ 10 시간을 혼합시간으로 하여 고온 밀봉재를 제조하였다. 다층으로 코팅 시 세라믹 태그 안테나 위에 I.C 를 본딩 한 후 1차로 세라믹 비드(글라스) 또는 폴리마 구를 에폭시 등과 혼합한 다음 코팅하여 경화 시킨 다음, 2 차로 알루미나 졸 겔, 실리카 졸 겔 분말로 코팅 용액을 제조 한 후 코팅 하여 I.C 를 밀봉하면 1 차 코팅 시 기공으로 인한 인위적으로 공기 층을 형성 시켜 열 전달을 차단 하는 방법으로 열차단 효과가 뛰어나 I.C 를 고온(∼400℃까지) 에서 보호 하는 효과가 있다
[실시 예 4]
세라믹, 폴리마의 코팅용 복합체를 만들기 위해 세라믹 원료분말은 알루미나의 경우 ASB 를 가수분해 및 축 중합 시켜 제조한 고분자성 나노 분말, 보헤마이트, 감마 알루미나, 나노 알루미나 (일본, 타메이사, TM-DAR)를 사용 하여 하이시어 믹서(High Shear Mixer)에서 혼합 하였다. 폴리마는 에폭시, 에폭시 강화재 및 세라믹의 분산효과를 상승시키고 에폭시와의 결합력을 증가시키기 위해 실란계 커플링 에이전트(Coupling Agent)를 세라믹 분말의 표면 처리재로 사용 하였다.
알루미나의 혼합량은 40∼80Wt%로 하여 표면 처리재를 첨가 한 후 10∼30 분 혼합 하여 고온 코팅 재를 제조 하였다.
[실시 예 5]
세라믹, 폴리마의 코팅용 복합체를 만들기 위해 세라믹 원료분말은 실리카의 경우 TEOS 를 가수분해 및 축 중합 시켜 제조한 고분자성 나노 분말, 퓸 실리카(독일, 대구사), 듀폰사의 나노 실리카(HS-40)를 사용 하여 하이시어 믹서(High Shear Mixer)에서 혼합 하였다. 폴리마는 에폭시, 에폭시 강화재 및 세라믹의 분산효과를 상승시키고 에폭시와의 결합력을 증가시키기 위해 실란계 커플링 에이전트 (Coupling Agent)를 세라믹 분말의 표면 처리재로 사용 하였다. 알루미나의 혼합량은 40∼80Wt%로 하여 표면 처리재를 첨가 한 후 10∼30 분 혼합 하여 고온 코팅 재를 제조 하였다.
[실시 예 6]
인위적으로 기공을 형성 하기 위해서는 폴리마 구를 사용 하였다. 나노 사이즈의 폴리마 (스웨덴, Expancel) 구를 이용 하여 세라믹과 폴리마의 기공층을 형성 하는데 사용 하였다. 이때 사용한 폴리마 구의 함량은 1∼5Wt%를 첨가 하였다.

Claims (6)

  1. RFID용 세라믹 태그 안테나의 I.C 칩을 본딩 후 고온 밀봉재료로 실리카, 알루미나의 졸-젤 나노분말, 기공이 있는 비드 또는 자체 다공 층 막에 폴리마 (에폭시, 우레탄, FR-4, 테프론, 실리콘)를 혼합한 후 I.C 위에 코팅 후 경화 시켜 공기 층의 열 전달 차단효과로 인하여 200℃∼400℃까지 사용 가능 한 무선주파수 인식 시스템의 고온용 태그안테나 제조.
  2. 다공 층 막으로는 실리카 또는 알루미나 졸 젤 막을 이용하거나 기공이 있는 세라믹 비드 또는 폴리마 구를 이용 하여 폴리마와 혼합한 밀봉용액을 다층 코팅(기공층,나노 복합재료층)을 수회 반복한 고온용 RFID 세라믹 태그 안테나의 제조방법
  3. 다층으로 코팅 시 세라믹 태그 안테나 위에 I.C를 본딩 한 후 1차로 세라믹 비드(글라스) 또는 폴리마 구를 에폭시 등과 혼합한 다음 코팅하여 경화 시킨 다음, 2차로 알루미나 졸 겔, 실리카 졸 겔 분말로 코팅 용액을 제조 한 후 코팅 하여 I.C를 밀봉하면 1차 코팅 시 기공으로 인한 인위적으로 공기 층을 형성 시켜 열 전달을 차단 하는 방법
  4. 세라믹, 폴리마의 코팅용 복합체를 만들기 위해 세라믹 원료분말은 알루미나의 경우 ASB 를 가수분해 및 축 중합 시켜 제조한 고분자성 나노 분말, 보헤마이트, 감마 알루미나, 나노 알루미나 (일본, 타메이사, TM-DAR )를 사용 하여 하이시어 믹서(High Shear Mixer)에서 혼합 하였다. 폴리마는 에폭시, 에폭시 강화재 및 세라믹의 분산효과를 상승시키고 에폭시와의 결합력을 증가시키기 위해 실란계 커플링 에이전트(Coupling Agent)를 세라믹 분말의 표면 처리 재로 사용 하였다.
    알루미나의 혼합량은 40∼80Wt%로 하여 표면 처리 재를 첨가 한 후 10∼30분 혼합 하여 고온 코팅 재를 제조 하는 방법.
  5. 세라믹, 폴리마의 코팅용 복합체를 만들기 위해 세라믹 원료분말은 실리카의 경우 TEOS 를 가수분해 및 축 중합 시켜 제조한 고분자성 나노 분말, 퓸 실리카(독일, 대구사), 듀폰사의 나노 실리카(HS-40), 글라스 비드를 사용 하여 하이시어 믹서(High Shear Mixer)에서 혼합 하였다. 폴리마는 에폭시, 에폭시 강화재 및 세라믹의 분산효과를 상승시키고 에폭시와의 결합력을 증가시키기 위해 실란계 커플링 에이전트 (Coupling Agent)를 세라믹 분말의 표면 처리재로 사용 하였다. 실리카의 혼합량은 40∼80Wt%로 하여 표면 처리재를 첨가 한 후 10∼30 분 혼합 하여 고온 코팅 재를 제조 하였다.
  6. 인위적으로 기공을 형성 하기 위해서는 폴리마 구를 사용 하였다. 나노 사이즈의 폴리마 (스웨덴, Expancel) 구를 이용 하여 세라믹과 폴리마의 기공층을 형성 하는데 사용 하였다. 이때 사용한 폴리마 구의 함량은 1∼5Wt%를 첨가 하여 고온 코팅 재를 제조 하는 방법.
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