KR20100031407A - Rfid 태그 - Google Patents

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KR20100031407A
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김용준
임세진
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삼성테크윈 주식회사
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Abstract

본 발명은, RFID 금속 태그에서 금속 패턴 부분을 라벨화하여 교체하여 사용할 수 있도록 함으로써, 그 발행이 용이하고 사용환경 변경에 대한 대응이 용이한 RFID 태그를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 적어도 일면에 RFID 칩과 회로 패턴이 배치되는 라벨 태그; 및 적어도 일면에 상기 라벨 태그가 탈착 가능하도록 부착되는 태그 기판을 구비하는 RFID 태그를 제공한다.

Description

RFID 태그{Radio frequency identification tag}
본 발명은 RFID 태그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각 사물에 부착되고, 해당 사물의 인식 번호 및 추가 정보를 기록하고, 그 정보들을 읽어낼 수 있도록 하는 RFID 태그에 관한 것이다.
근래에는 무선 통신 기술이 유통 분야를 포함한 전 산업 분야에서 폭 넓게 사용되고 있다. 무선 통신 기술이 사용되는 일례로서, 스마트 카드 및 무선 인식(RFID, radio frequency identification)등의 기술 분야가 있다. RFID 태그는 집적회로 칩에 다양한 정보를 입력하여 물류 관리 표식, 전자 신분증, 전자 화폐, 신용 카드 등의 다양한 응용분야에 적용될 수 있다.
이러한 무선 통신 기술에는 상품에 대한 정보를 무선으로 얻기 위해 사용될 수 있는데, 이를 위해 무선 통신 시스템은 상품에 부착되는 RFID 태그와 RFID 태그와 무선 통신하는 리더(reader)를 구비할 수 있다. 특히, RFID 태그에는 안테나 및 RFID 칩이 구비되어, 리더기로부터의 정보가 안테나를 통하여 RFID 칩에 저장 및 갱신되고, RFID 칩에 저장된 정보가 안테나를 통하여 리더기로 송신된다.
이러한 RFID 태그는 전기장을 이용하여 통신을 구현하는 UHF(860~960MHz) 대 역의 통신에서는 물, 금속 등에 상당히 약한 면을 보이고 있다. 따라서, 이러한 금속체 또는 금속 물질에 강한 대응력을 지닐 수 있도록 RFID 금속 태그(metal tag)가 사용될 수 있다.
본 발명은, RFID 금속 태그에서 금속 패턴 부분을 라벨화하여 교체하여 사용할 수 있도록 함으로써, 그 발행이 용이하고 사용환경 변경에 대한 대응이 용이한 RFID 태그를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 적어도 일면에 RFID 칩과 회로 패턴이 배치되는 라벨 태그; 및 적어도 일면에 상기 라벨 태그가 탈착 가능하도록 부착되는 태그 기판을 구비하는 RFID 태그를 제공한다.
상기 태그 기판이, 유전물질을 포함하여 이루어지는 유전체층, 상기 유전체층의 일면의 적어도 일부 영역에 배치되는 금속 패턴, 상기 유전체층의 타면의 일부 영역에 상기 금속 패턴과 떨어져서 배치되는 확장 패턴, 및 상기 유전체층의 상기 타면에 상기 확장 패턴과 떨어져서 배치되는 그라운드 패턴을 구비할 수 있다.
상기 태그 기판이, 도전성 물질에 의하여 상기 금속 패턴과 상기 확장 패턴을 연결하는 연결 패턴을 더 구비할 수 있다.
상기 금속 패턴, 확장 패턴, 및 그라운드 패턴이 도전성 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 태그 기판이 실질적으로 일정한 두께와 폭을 갖는 바의 형태로 이루어질 수 있다.
상기 회로 패턴이, 상기 RFID 칩과 연결되어 상기 RFID 칩의 임피던스를 매 칭하는 매칭부, 및 상기 매칭부와 연결되어 외부로부터 신호가 입력되거나 외부로 신호를 내보내는 방사부를 구비할 수 있다.
상기 회로 패턴이, 상기 매칭부와 상기 방사부를 곡선으로 연결하는 연결부를 더 구비할 수 있다.
상기 방사부 및 상기 연결부가 외부로부터 신호를 입력받거나 외부로 신호를 출력하는 모노폴 안테나를 형성할 수 있다.
상기 RFID 칩의 종류에 따라, 상기 매칭부가 고정되고, 상기 방사부의 길이가 조절될 수 있다.
상기 RFID 칩의 종류에 따라, 상기 매칭부의 패턴, 상기 방사부의 길이가 조절될 수 있다.
상기 라벨 태그가, 베이스 테이프의 일면에 접착제가 도포되고, 상기 베이스 테이프의 상기 접착제가 도포된 일면에 상기 RFID 칩 및 상기 회로 패턴이 부착되어 이루어질 수 있다.
상기 라벨 태그가, 상기 태그 기판에 접착제에 의하여 직접 접착되는 접착부를 더 구비할 수 있다.
상기 회로 패턴의 일부 영역이 상기 금속 패턴의 적어도 일부 영역과 접촉할 수 있다.
상기 금속 패턴의 상기 유전체층을 향하는 면의 반대면이 산화 방지 처리될 수 있다.
상기 비아 홀이 복수개 형성되고, 상기 연결 패턴이 복수개 구비될 수 있다.
상기 RFID 태그는 금속체 또는 금속 물질의 표면에 부착될 수 있다.
복수개의 상기 라벨 태그가 하나의 롤 테이프 위에 부착되어 롤(roll) 형태의 라벨 태그 롤로 공급되고, 상기 태그 기판 위에 상기 라벨 태그가 부착될 수 있다.
상기 라벨 태그 롤은 롤(roll) 형태로 RFID 태그 프린터에 공급되어 발행될 수 있다.
본 발명에 따른 RFID 태그에 의하면, RFID 금속 태그에서 금속 패턴 부분을 라벨화하여 교체하여 사용할 수 있도록 함으로써, 그 발행이 용이하고 사용환경 변경에 대하여 용이하게 대응할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 RFID 태그(10)의 겉모습의 사시도가 도시되어 있다. 도 2에는 RFID 태그(10)의 분리 사시도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 RFID 태그(10)는 라벨 태그(100); 및 태그 기판(200)을 구비할 수 있다. 라벨 태그(100)는 적어도 일면에 RFID 칩(도 3의 110)과 회로 패턴(도 3의 120)이 배치될 수 있다. 태그 기판(200)은 적어도 일면에 라벨 태그(100)가 탈착 가능하도록 부착될 수 있다.
이때, RFID 태그(100)는 금속체 또는 금속 물질의 표면에 부착될 수 있다.
종래의 RFID 태그는 하나의 태그를 한 곳에서 사용하고 난 후에 다른 곳에서 사용할 수 없는 문제점이 있었다. 하지만, 본 발명에 따른 RFID 태그(10)는 RFID 칩(110)과 회로 패턴(120)을 포함하는 라벨 태그(100)로 라벨화 함으로써, 라벨 태그(100)만을 교체할 수 있도록 할 수 있다.
따라서, 회로 기판(200)은 재사용할 수 있으며, 라벨 태그(100)만을 교체하여 주파수가 다른 환경에서도, 국가별 혹은 채널별 사용에서도 RFID 태그(10)를 재사용할 수 있다. 특히, RFID 태그(10)에서 대부분의 비용을 태그 기판(200)이 차지하므로, 비용 면에서도 유리하다.
즉, 하나의 창고에 복수개의 태그 기판(200)을 설치하고, 라벨 태그(100)에 하나의 정보를 기록한 후에 태그 기판(200)은 남겨두고 라벨 태그(100) 만을 교체하면서, 이력, 생산, 재고 등의 관리를 실시할 수 있다. 또한, 태그 기판(200) 만 가지게 되면 라벨 태그(100)에 의하여 어떠한 환경에서도 이용이 가능하게 된다.
또한, 라벨 태그(100)만을 교체하여 RFID 태그(100)를 재사용 하므로, 회로 기판(200)을 다른 사물에 부착하여 다른 사물에 사용하는 경우에도 재사용할 수 있게 된다.
또한, 종래의 태그에서는 태그 안에 구리 패턴이 연결되어 있으나, 본 발명에 따른 RFID 태그(10)에서는 태그를 라벨화시켜 탈부착이 용이하다.
특히, 종래의 태그에서 RFID 태그의 발행 시에 RFID 태그 프린터를 사용하는데, 본 발명에서와 같이 바 타입의 금속 태그는 프린터에 들어갈 수 없으므로 사용자가 휴대형 리더기를 이용하여 각각의 태그에 대하여 직접 발행해야 한다. 이때, 발행 시에 어떤 데이터가 어떻게 쓰여졌는지 알기 어려우며, 시간도 많이 걸릴 수 있다.
하지만, 본 발명에 따른 RFID 태그(10)에서와 같이 라벨 태그(100)를 이용하여 발행하기 때문에 태그의 발행 시간이 절약될 수 있으며, 용이하게 발행할 수 있다. 또한, 사용자가 용이하게 탈부착할 수 있다.
태그 기판(200)은 유전체층(210), 금속 패턴(220), 확장 패턴(230), 및 그라운드 패턴(240)을 구비할 수 있다. 이때, 태그 기판(200)은 실질적으로 일정한 두께와 폭을 갖는 바의 형태로 이루어질 수 있다.
유전체층(210)은 유전물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 금속 패턴(220)은 유전체층(210)의 일면의 적어도 일부 영역에 배치될 수 있다. 확장 패턴(230)은 유전체층(210)의 타면의 일부 영역에 금속 패턴(220)과 떨어져서 배치될 수 있다. 그라운드 패턴(240)은 유전체층(210)의 타면에 확장 패턴(230)과 떨어져서 배치될 수 있다.
이때, 금속 패턴(220), 확장 패턴(230), 및 그라운드 패턴(240)이 도전성 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 금속 패턴(220), 확장 패턴(230), 및 그라운드 패턴(240)은 구리(Cu)를 포함하는 구리 패턴이 될 수 있다. 이때, 구리 패턴은 사용 주파수에 맞게 설계되며 태그의 인식 거리를 늘려줄 수 있게 된다.
유전체층(210)은 유전물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 금속 패턴(220)과 확장 패턴(230) 사이에 유전체가 삽입되어 금속 패턴(220)과 확장 패턴(230)이 이격될 수 있도록 함으로써, 서로 간의 간섭을 막을 수 있다.
금속 패턴(220)은 유전체층(210)의 일면의 적어도 일부 영역에 배치될 수 있다. 금속 패턴(220)의 유전체층(210)을 향하는 면의 반대면이 산화 방지 처리되는 것이 바람직하다. 이때, 금속 패턴(220)의 표면이 납(Pb) 등에 의하여 산화 방지 처리를 할 수 있다.
이때, 금속 패턴(220)과 라벨 태그(100)와의 전기적인 연결을 위하여, 금속 패턴(220)의 표면은 산호 방지를 위하여 산화 방지 처리하더라고, 라벨 태그(100)의 회로 패턴(120)과 전기적으로 도전될 수 있어야 한다.
일반적인 RFID 태그는 금속체 또는 금속 물질에 부착되는 경우에 전자기장에서 표피 효과(skin effect) 성분을 가지고 있으므로, 금속 성분의 표면에 흐르는 전파는 그 표면으로만 흐르게 된다. 따라서, 백 스캐터링(back scattering)을 이용하는 태그(tag)와 리더(reader)에서 사용할 때, 신호를 리더로 반환하지 못하는 문제가 생길 수 있다.
하지만, 본 발명에 따른 RFID 태그(10)는 금속체 또는 금속 물질에 부착되는 경우에도 그라운드 패턴(240)에 의한 그라운드를 이용하여 전자파 신호를 차단해 줌으로써, 전자파가 금속의 표피 효과를 피해서 신호를 보내줄 수 있도록 할 수 있다.
그라운드 패턴(240)은 유전체층(210)의 타면에 확장 패턴(230)과 떨어져서 배치될 수 있다. 즉, 확장 패턴(230)과 그라운드 패턴(240) 사이에는 일정한 간격으로 서로 떨어질 수 있도록 슬롯(260)이 형성될 수 있다.
즉, 본 발명에서는 유전체층(210)의 타면에 형성되는 회로 패턴을 끊어주어, 일부는 확장 패턴(230)이 되고, 다른 일부는 그라운드 패턴(240)이 되도록 할 수 있다.
이 경우, 그라운드 패턴이 유전체층(210)의 타면 전체에 배치되는 경우에 비하여, 기종의 그라운드 면의 길이를 획기적으로 줄여줄 뿐만 아니라 공진 주파수의 확장 및 대역폭의 확장을 일으키는 커플링 효과가 발생될 수 있다.
특히, 라벨 태그(100)의 회로 패턴(120), 이와 연결되는 금속 패턴(220), 연결 패턴(250), 및 확장 패턴(230)이 안테나 기능을 수행할 수 있도록 함으로써, 안테나의 길이가 증가되어 대역폭이 증가되고, 부착되는 물체에 따른 민감성이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 슬롯(260)에 따른 커플링 효과에 의하여 전자기파가 많이 흐를 수 있게 되고, 그에 따라 안테나의 파워(power)가 증가되어 RFID 인식 거리가 증가될 수 있다.
또한, 태그 기판(200)은 연결 패턴(250)을 더 구비할 수 있다. 연결 패턴(250)은 도전성 물질에 의하여 금속 패턴(220)과 확장 패턴(230)을 연결할 수 있다.
이를 위하여, 비아 홀이 유전체층(210)에 금속 패턴(220)과 확장 패턴(230) 사이에 형성되고, 연결 패턴(250)이 비아 홀을 통하여 도전성 물질에 의하여 금속 패턴(220)과 확장 패턴(230)을 연결할 수 있다.
이때, 금속 패턴(220)과 확장 패턴(230) 사이에 비아 홀이 복수개 형성되고, 비아 홀을 통하여 금속 패턴(220)과 확장 패턴(230)을 연결하는 연결 패턴(250)이 복수개 구비될 수 있다.
도 3에는 도 1의 RFID 태그(10)에서 라벨 태그(100)의 회로 패턴(120)이 형성된 일 면이 도시되어 있다. 도 4에는 복수개의 라벨 태그(100)가 베이스 테이프(310)에 롤(roll)의 형태로 준비되는 라벨 태그 롤(300)이 펼쳐진 것이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 라벨 태그(100)는 RFID 칩(110), 및 회로 패턴(120)을 구비할 수 있다.
RFID 칩(110)은 RFID 태그(100)의 다양한 데이터를 저장하고, 외부로부터 데이터를 입력받으며, 저장된 데이터를 외부로 송출하는 등의 다양한 기능을 수행할 수 있다.
회로 패턴(120)은 매칭부(121), 및 방사부(122)를 구비할 수 있다. 매칭부(121)는 RFID 칩(110)과 연결되어 RFID 칩(110)의 임피던스를 매칭할 수 있다. 방사부(122)는 매칭부(121)와 연결되어 외부로부터 신호가 입력되거나 외부로 신호를 내보낼 수 있다.
또한, 회로 패턴(120)은 매칭부(121)와 방사부(122)를 곡선으로 연결하는 연결부(123)를 더 구비할 수 있다. 이때, 연결부(123)가 곡선으로 됨으로써, 안테나의 길이가 증가되는 효과를 얻을 수 있다.
매칭부(121)는 RFID 칩(110)과 연결되어 RFID 칩(110)의 임피던스를 매칭할 수 있다. 이때, 매칭부(121)는 RFID 칩(110)의 고유 임피던스에 대하여 공액(conjugate) 매칭될 수 있도록 설계될 수 있다.
방사부(122) 및 연결부(123)가 외부로부터 신호를 입력받거나 외부로 신호를 출력하는 모노폴 안테나를 형성할 수 있다. 이때, 모노폴 안테나를 사용하게 되면, 안테나의 직진성이 높아져서 인식 성능이 획기적으로 향상될 수 있다.
또한, 방사부(122) 및 연결부(123)와 연결 패턴(도 2의 250)을 통하여 연결되는 확장 패턴(230)이 안테나의 기능을 수행할 수 있다.
한편, RFID 칩(110)의 종류에 따라, 매칭부(121)가 고정되고, 방사부(122)의 길이가 조절될 수 있다. RFID 칩(110)은 각각의 종류에 따라 임피던스 등의 특성이 달라 최적의 성능을 나타내기 위한 회로 패턴(120)이 달라질 수 있다.
이에 대하여, 다른 성능의 안테나가 필요한 경우에 매칭부(121)를 고정하고 방사부(122)의 길이 조절만으로도 성능을 조정할 수 있다. 특히, 라벨 태그(100)의 매칭부(121)를 고정시켜 줌으로써, 본 발명에 따른 라벨 구조를 이용하여 금속 뿐만 아니라 다른 여러 물체에 사용할 수 있게 된다. 따라서, RFID 태그(10)의 활용도를 높일 수 있게 된다.
다른 실시예로서, RFID 칩의 종류에 따라 매칭부의 패턴 및 방사부의 길이가 조절될 수 있다.
라벨 태그(100)는 베이스 테이프(130)의 일면에 접착제가 도포되고, 베이스 테이프(130)의 접착제가 도포된 일면에 RFID 칩(110) 및 회로 패턴(120)이 부착되어 이루어질 수 있다. 이에 따라, 라벨 태그(100)는 태그 기판(도 2의 200)에 접착제에 의하여 직접 접착되는 접착부(140)를 더 구비할 수 있다.
즉, 라벨 태그(100)에서 접착부(140)가 형성되는 면에 RFID 칩(110) 및 회로 패턴(120)이 배치되고, 접착부(140)가 태그 기판(200)의 금속 패턴(220)이 배치되는 면에 부착됨으로써, 회로 패턴(120)과 금속 패턴(220)이 전기적으로 접속될 수 있게 된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이 금속 패턴(220)이 유전체층(210)의 일면의 일측에 배치되고, 방사부(122)의 일 단부가 금속 패턴(220)의 일부 영역과 접촉될 수 있다. 즉, 회로 패턴(120)의 일부 영역이 금속 패턴(220)의 적어도 일부 영역과 접촉될 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이 복수개의 라벨 태그(100)가 하나의 롤 테이프(310) 위에 부착되어 롤(roll) 형태의 라벨 태그 롤(300)로 공급되고, 각각의 태그 기판(도2의 200) 위에 라벨 태그(100)가 하나씩 부착될 수 있다. 이때, 라벨 태그 롤(300)이 롤 투 롤(roll to roll)로 공급될 수 있다.
라벨 태그 롤(300)은 롤(roll) 형태로 RFID 태그 프린터에 공급되어 발행될 수 있다.
본 발명에 따른 라벨 태그 롤(300)로 공급되는 라벨 태그(100)를 이용하여 발행하기 때문에 태그의 발행 시간이 절약될 수 있으며, 용이하게 발행할 수 있다. 또한, 사용자가 용이하게 탈부착할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, RFID 태그의 겉모습을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 RFID 태그의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1의 RFID 태그에서 라벨 태그의 회로 패턴이 형성된 일 면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 복수개의 도 3의 라벨 태그가 베이스 테이프에 롤(roll)의 형태로 준비되는 라벨 태그 롤이 펼쳐진 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: RFID 태그, 100: 라벨 태그,
200: 태그 기판, 300: 라벨 태그 롤,
110: RFID 칩, 120: 회로 피턴,
210: 유전체층, 220: 금속 패턴,
230: 확장 패턴, 240: 그라운트 패턴.

Claims (18)

  1. 적어도 일면에 RFID 칩과 회로 패턴이 배치되는 라벨 태그; 및
    적어도 일면에 상기 라벨 태그가 탈착 가능하도록 부착되는 태그 기판을 구비하는 RFID 태그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태그 기판이,
    유전물질을 포함하여 이루어지는 유전체층,
    상기 유전체층의 일면의 적어도 일부 영역에 배치되는 금속 패턴,
    상기 유전체층의 타면의 일부 영역에 상기 금속 패턴과 떨어져서 배치되는 확장 패턴, 및
    상기 유전체층의 상기 타면에 상기 확장 패턴과 떨어져서 배치되는 그라운드 패턴을 구비하는 RFID 태그.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 태그 기판이, 도전성 물질에 의하여 상기 금속 패턴과 상기 확장 패턴을 연결하는 연결 패턴을 더 구비하는 RFID 태그.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 금속 패턴, 확장 패턴, 및 그라운드 패턴이 도전성 물질을 포함하여 이루어지는 RFID 태그.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 태그 기판이 실질적으로 일정한 두께와 폭을 갖는 바의 형태로 이루어지는 RFID 태그.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회로 패턴이,
    상기 RFID 칩과 연결되어 상기 RFID 칩의 임피던스를 매칭하는 매칭부, 및
    상기 매칭부와 연결되어 외부로부터 신호가 입력되거나 외부로 신호를 내보내는 방사부를 구비하는 RFID 태그.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회로 패턴이, 상기 매칭부와 상기 방사부를 곡선으로 연결하는 연결부를 더 구비하는 RFID 태그.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방사부 및 상기 연결부가 외부로부터 신호를 입력받거나 외부로 신호를 출력하는 모노폴 안테나를 형성하는 RFID 태그.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 RFID 칩의 종류에 따라, 상기 매칭부가 고정되고, 상기 방사부의 길이가 조절되는 RFID 태그.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 RFID 칩의 종류에 따라, 상기 매칭부의 패턴, 상기 방사부의 길이가 조절되는 RFID 태그.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 라벨 태그가, 베이스 테이프의 일면에 접착제가 도포되고, 상기 베이스 테이프의 상기 접착제가 도포된 일면에 상기 RFID 칩 및 상기 회로 패턴이 부착되어 이루어지는 RFID 태그.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 라벨 태그가, 상기 태그 기판에 접착제에 의하여 직접 접착되는 접착부를 더 구비하는 RFID 태그.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 회로 패턴의 일부 영역이 상기 금속 패턴의 적어도 일부 영역과 접촉되 는 RFID 태그.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 금속 패턴의 상기 유전체층을 향하는 면의 반대면이 산화 방지 처리되는 RFID 태그.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 비아 홀이 복수개 형성되고, 상기 연결 패턴이 복수개 구비되는 RFID 태그.
  16. 제1항에 있어서,
    복수개의 상기 라벨 태그가 하나의 롤 테이프 위에 부착되어 롤(roll) 형태의 라벨 태그 롤로 공급되고, 상기 태그 기판 위에 상기 라벨 태그가 부착되는 RFID 태그.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 RFID 태그는 금속체 또는 금속 물질의 표면에 부착되는 RFID 태그.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 라벨 태그 롤은 롤(roll) 형태로 RFID 태그 프린터에 공급되어 발행되 는 RFID 태그.
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