KR20110056217A

KR20110056217A - 무선 태그

Info

Publication number: KR20110056217A
Application number: KR1020100101976A
Authority: KR
Inventors: 마나부 가이; 데루히사 니노미야
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2011-05-26
Also published as: CN102073899B; JP2011109552A; EP2328117B1; TW201135607A; JP5526726B2; US8397994B2; TWI434217B; US20110121080A1; EP2328117A2; CN102073899A; KR101151182B1; EP2328117A3

Abstract

금속에 접착된 상태에서, 안정된 성능을 갖는 무선 태그를 제공한다. 무선 태그는, 안테나의 접속을 위한 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 무선 통신 회로와, 제1 곡면을 형성하고, 제1 곡면 내의 제1 단부에, 제1 단자와 접속되는 제3 단자를 갖고, 제1 곡면 내에서 제1 단부와 반대측의 제2 단부에, 제1 영역을 갖는 제1 도체와, 제2 곡면을 형성하고, 제2 곡면 내의 제3 단부에, 제2 단자와 접속되는 제4 단자를 갖고, 제2 곡면 내에서 제3 단부와 반대측의 제4 단부에, 제2 영역을 갖고, 제1 영역과 제2 영역이 서로 평행하게 겹치고, 제1 곡면과 제2 곡면이 루프 안테나를 형성하는 제2 도체를 구비한다.

Description

무선 태그{WIRELESS TAG}

본 발명은, 무선 태그에 관한 것이다.

무선 태그로서, 예를 들면, UHF대에서 사용되는 다이폴형의 RFID(radio frequency identification) 태그가 알려진다. 다이폴형의 RFID 태그는, 다이폴이나 의류 등의 금속이 아닌 물체에 접착된다. 그러나, 다이폴형의 RFID 태그는, 금속면에 접착되면, 전파를 방사하지 않게 되고, 안테나 게인이 떨어져, 안테나와 칩과의 정합이 무너진다. 그 때문에, 다이폴형의 RFID 태그는, 리더 라이터(RW)와 통신할 수 없게 된다.

금속에 접착할 수 있는 안테나의 일례로서, 루프 안테나가 알려져 있다. 루프면이 금속면에 대해 수직으로 설치됨으로써, 금속면의 반대측에 경상(鏡像) 전류가 흐른다. 이에 의해, 이 루프 안테나는, 실제의 루프보다 큰 루프를 갖게 되고, 금속면에 접착되어도 통신 가능하다. 이 루프 안테나는, 루프를 형성하는 와이어와, 이 와이어에 접속된 칩을 갖는 것만으로, 동작은 가능하다.

관련되는 기술로서, 안테나 시트가 유전체 기판에 감기고, 그 안테나 시트의 양단이 칩 부분에서 접속되는 RFID 태그가 알려져 있다. 그러나, 이 RFID 태그의 제조 비용은 높다. 또한, 칩 단자와 안테나단(端)이 접속됨으로써, 그 접속부는 약하여, 접속부가 박리될 우려가 있다. 특히, 금속면에 접착되는 RFID 태그는, 예를 들면, 자동차의 제조 라인에서 보디에 접착되는 등의 용도가 있으므로, 강한 힘이 RFID에 가해지는 경우가 있다.

1매의 안테나 시트에 칩이 실장되고, 그 안테나 시트가 유전체 기판에 감기고, 안테나 양단이 근접하게 됨으로써, 안테나 양단이 C 결합(용량성 커플링)하는 RFID 태그가 알려져 있다. 이 안테나 양단은, C 결합에 의해, RFID의 주파수대(860∼960㎒)에서 결합하고 있다. 그 C 결합부의 갭 간격은, 수십㎛라고 하는 오더가 필요하다. 그러나, 실제로는, 유전체 기판이 휘는 것 등에 의해, 그 갭 간격을 유지하는 것은 곤란하다. 또한, 이 RFID 태그의 제조 비용은 높다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2007-272264호 공보 [특허 문헌 2] 일본 특허 공개 제2008-90813호 공보

그러나, 상술한 무선 태그의 예로 나타낸 바와 같이, 금속에 접착하여도 통신 가능하며, 또한, 안정된 성능을 갖는 무선 태그를 제조하는 것은 곤란하였다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 금속에 접착된 상태에서, 안정된 성능을 갖는 무선 태그를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태는, 안테나의 접속을 위한 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 무선 통신 회로와, 제1 곡면을 형성하고, 상기 제1 곡면 내의 제1 단부에, 상기 제1 단자와 접속되는 제3 단자를 갖고, 상기 제1 곡면 내에서 상기 제1 단부와 반대측의 제2 단부에, 제1 영역을 갖는 제1 도체와, 제2 곡면을 형성하고, 상기 제2 곡면 내의 제3 단부에, 상기 제2 단자와 접속되는 제4 단자를 갖고, 상기 제2 곡면 내에서 상기 제3 단부와 반대측의 제4 단부에, 제2 영역을 갖고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 서로 평행하게 겹치고, 상기 제1 곡면과 상기 제2 곡면이 루프 안테나를 형성하는 제2 도체를 구비하는 무선 태그이다.

이 출원에 개시된 기술에 따르면, 무선 태그는, 금속에 접착된 상태에서, 안정된 성능을 가질 수 있다.

도 1은 RFID 태그(1a)에서의 칩과 안테나의 동작을 도시하는 모식도.
도 2는 RFID 태그(1a)에서의 칩과 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도.
도 3은 RFID 태그(1a)의 구조를 도시하는 분해도.
도 4는 중심(中子) 수지(6)에 감기기 전의 상태의 안테나 시트(2a)의 구조를 도시하는 사시도.
도 5는 RFID 태그 제조 방법을 나타내는 플로우차트.
도 6은 중심 수지(6)에 감겨진 상태의 안테나 시트(2a)의 구조를 도시하는 사시도.
도 7은 칩(4)과 금속 패턴(5a, 5b)의 구조를 도시하는 사시도.
도 8은 오버랩부(24a)의 구조를 도시하는 측면도.
도 9는 RFID 태그(1a)의 구조를 도시하는 단면도.
도 10은 RFID 태그(1a)의 구조를 도시하는 사시도.
도 11은 S2와 Lap의 관계의 계산값을 나타내는 도면.
도 12는 S2와 Rap의 관계의 계산값을 나타내는 도면.
도 13은 통신 거리의 주파수 특성의 계산값을 나타내는 도면.
도 14는 복수의 주파수에 대응하기 위한 중심 수지(6)의 구조를 도시하는 사시도.
도 15는 중심 수지(6)에 감기기 전의 상태의 안테나 시트(2b)의 구조를 도시하는 사시도.
도 16은 중심 수지(6)에 감겨진 상태의 안테나 시트(2b)의 구조를 도시하는 사시도.
도 17은 RFID 태그(1c)의 구조를 도시하는 사시도.
도 18은 RFID 태그(1d)의 구조를 도시하는 사시도.
도 19는 RFID 태그(1e)의 구조를 도시하는 사시도.
도 20은 RFID 태그(1e)에서의 칩과 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

<실시예 1>

RFID 태그(1a)는, 본 발명의 무선 태그의 적용예이다. RFID 태그(1a)는, UHF대의 RFID 주파수에서 리더 라이터와의 무선 통신을 행한다. 리더 라이터는, 무선 통신에 의해 RFID 태그(1a)로부터 데이터를 판독하여, 무선 통신에 의해 RFID 태그(1a)에 데이터를 기입한다.

도 1은, RFID 태그(1a)에서의 칩과 안테나의 동작을 도시하는 모식도이다. RFID 태그(1a)는, 칩(4)과 루프 안테나인 안테나(21)를 갖는다. RFID 태그(1a)가 금속면(22)에 접착되는 경우, 안테나(21)는, 상술한 루프 안테나와 같이 경상 전류(23)를 사용한다.

칩(4)과 안테나(21)의 관계에 대해서 설명한다. 여기서, 칩(4)은, 안테나(21)를 이용하여 리더 라이터와의 무선 통신을 행하는 무선 통신 회로를 갖는 반도체 칩이며, 예를 들면, LSI(large scale integration)이다.

도 2는, RFID 태그(1a)에서의 칩과 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. 칩(4)의 등가 회로는, 병렬 저항 Rcp와 병렬 용량 Ccp로 나타낸다. 예를 들면, Rcp는 2000Ω 정도이며, Ccp는 1.0pF 정도이다. 안테나(21)의 등가 회로는, 병렬 저항(방사 저항) Rap와 병렬 인덕턴스 Lap로 나타낸다. 칩(4)의 2단자와 안테나(21)의 2단자와는, 그 사이에 정합 회로 없이 직접 접속하는 것이 필요하게 된다. 이 경우의 칩(4)과 안테나(21)의 공진 조건은, 다음 수학식에 의해 나타낸다.

Ccp와 Lap가, RFID 주파수 f0에서 공진 조건을 충족시키고, 또한, Rcp와 Rap가 동일한 값인 경우, 안테나(21)에서 수신한 파워가 모두 칩(4)에 공급된다. f0은, 예를 들면, UHF대의 860∼960㎒이다. 예를 들면, Ccp가 1.0pF이면, f0은 953㎒이며, Lap는 28nH이다. Ccp와 Lap가 공진 조건으로부터 어긋난 경우나, Rcp와 Rap의 값이 다른 경우, 칩(4)과 안테나(21)와의 사이에 부정합이 생겨, 그에 의해 RFID 태그의 통신 거리가 짧아진다.

UHF대의 RFID 태그(1a)의 안테나(21)는, 종래의 휴대 단말기용 안테나나 무선 LAN용 안테나와 같이, 50Ω(혹은 75Ω)의 고주파 회로에 접속되는 것은 아니다. 그 때문에, 안테나(21)는, 입력 임피던스 Rap가 50Ω, 또한, 입력 임피던스의 허수 성분(C, L 성분)이 0이라고 하는 종래의 휴대 단말기용 안테나의 조건을 충족시킬 필요는 없다. 따라서, 안테나(21)의 설계에는, 종래의 휴대 단말기용 안테나와 다른 안테나 설계 방법이 이용된다. 안테나(21)는, 안테나(21)와 칩(4)이 정합 회로 없이 직접 접속되므로, 예를 들면, 전술한 바와 같이, Rap가 2000Ω 부근, Lap가 28nH 부근일 필요가 있다.

이하, 본 발명이 적용된 RFID 태그(1a)의 제조를 행하기 위한, RFID 태그 제조 방법에 대해서 설명한다.

도 3은, RFID 태그(1a)의 구조를 도시하는 분해도이다. RFID 태그(1a)는, 안테나 시트(2a), 중심 수지(6), 용기(7), 덮개(8)를 갖는다. 도 4는, 중심 수지(6)에 감기기 전의 상태의 안테나 시트(2a)의 구조를 도시하는 사시도이다.

도 5는, RFID 태그 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다. RFID 태그 제조 방법은, 절연체의 필름 시트(3) 상에 칩(4)과 금속 패턴(5a, 5b)을 형성함으로써, 안테나 시트(2a)를 작성한다(S10). 여기서, RFID 태그 제조 방법은, 필름 시트(3) 상의 중심에, 칩을 배치하고, 필름 시트(3) 상에 은 페이스트를 분무함으로써, 금속 패턴(5a, 5b)을 형성하고, 칩(4)의 제1 단자와 금속 패턴(5a)을 접속하고, 칩(4)의 제2 단자와 금속 패턴(5b)을 접속한다. 제1 단자와 제2 단자는, 안테나(21)의 급전점이다.

제1 단부는, 금속 패턴(5a)의 길이 방향의 단부 중, 칩(4)측의 단부이다. 제2 단부는, 금속 패턴(5a)의 길이 방향의 단부 중, 칩(4)의 반대측의 단부이다. 제3 단부는, 금속 패턴(5b)의 길이 방향의 단부 중, 칩(4)측의 단부이다. 제4 단부는, 금속 패턴(5b)의 길이 방향의 단부 중, 칩(4)의 반대측의 단부이다.

도 6은, 중심 수지(6)에 감겨진 상태의 안테나 시트(2a)의 구조를 도시하는 사시도이다. RFID 태그 제조 방법은, 안테나 시트(2a)를 중심 수지(6)의 소정 위치에 감긴다(S20). 여기서, 안테나 시트(2a)는, 안테나 시트(2a)의 길이 방향이 중심 수지(6)의 길이 방향을 따르도록, 중심 수지(6)에 감겨진다. 칩(4)은, 중심 수지(6) 상면의 중심을 기준으로 하는, 중심 수지(6)의 길이 방향의 위치 S2에 배치된다. 안테나 시트(2a)의 길이 방향의 길이는, 중심 수지(6)의 길이 방향의 주위 길이보다 길고, 그들의 차는, L2이다. 따라서, 중심 수지(6)에 감겨진 안테나 시트(2a)의 길이 방향의 양단은, 겹침을 갖는다.

금속 패턴(5a) 중, 필름 시트(3)를 통하여 금속 패턴(5b)과 평행하게 겹치는 영역은, 제1 영역이라고 정의된다. 금속 패턴(5b) 중, 필름 시트(3)를 통하여 금속 패턴(5a)과 평행하게 겹치는 영역은, 제2 영역이라고 정의된다. 제1 영역과 제2 영역은, 오버랩부(24a)로 정의된다. 여기서의 오버랩부(24a)는, 중심 수지(6)의 하면에 접한다. 중심 수지(6)의 길이 방향에서의, 오버랩부(24a)의 길이는, L2이다. 이와 같이, 상술한 소정 위치는, S2와 L2에 의해 결정된다.

도 7은, 칩(4)과 금속 패턴(5a, 5b)의 구조를 도시하는 사시도이다. 금속 패턴(5a, 5b)은, 루프 안테나인 안테나(21)를 형성한다.

도 8은, 오버랩부(24a)의 구조를 도시하는 측면도이다. 오버랩부(24a)는, 2개의 금속 패턴(5a, 5b)의 사이에, 절연체의 필름 시트(2)의 두께(예를 들면 0.1㎜)의 간격이 있다. 이와 같이, 금속 패턴(5a, 5b)은, C 결합에 의해, 고주파의 RFID 주파수대에서 결합하고 있으면 되고, DC에서 결합하고 있지 않아도 된다.

중심 수지(6)는, 예를 들면, ABS 수지, PET 수지, 폴리카보네이트 수지 등의, 합성 수지(플라스틱)제이다.

RFID 태그 제조 방법은, 안테나 시트(2a)와 중심 수지(6)를, 용기(7) 내에 격납한다(S30). 용기(7)는, 중심 수지(6)와 마찬가지로, 합성 수지제이며, 수지 몰드에 의해 제조된다.

RFID 태그 제조 방법은, 용기(7)의 상부의 개구에 덮개(8)를 씌워, 용기(7)와 덮개(8)를 접합한다(S40). 덮개(8)는, 중심 수지(6)와 마찬가지로, 합성 수지제이다. 여기서, 용기(7)와 덮개(8)는, 접착제, 나사 등에 의해 접합된다.

도 9는, RFID 태그(1a)의 구조를 도시하는 단면도이다. 이 단면도는, 필름 시트(3), 금속 패턴(5a, 5b), 중심 수지(6), 용기(7), 덮개(8)를 나타낸다. 여기서, 용기(7)의 내벽의 깊이는, h로 나타낸다. 용기(7) 내에 격납되는 금속 패턴(5a), 필름 시트(3), 중심 수지(6), 필름 시트(3), 금속 패턴(5a), 필름 시트(3), 금속 패턴(5b)을 합친 부분의 높이는, H로 나타낸다. H>h로서, 용기(7)와 덮개(8)가 접합됨으로써, 오버랩부(24a)의 금속 패턴(5a, 5b)의 간격은 일정하게 유지되므로, 오버랩부(24a)를 형성하는 제1 영역과 제2 영역을 접합할 필요가 없다. 이 경우, 용기(7)와 덮개(8)는, 탄성을 갖고, 덮개(8)는, 용수철과 같이 변형된다. 오버랩부(24a)는, 접착제 등을 끼움으로써 접합하여도 된다.

도 10은, RFID 태그(1a)의 구조를 도시하는 사시도이다. RFID 태그(1a)의 크기는, 예를 들면, 50㎜×15㎜×7㎜이며, UHF대의 RFID 태그로서는 매우 콤팩트하다. 안테나 시트(2a)가, 중심 수지(6)에 감김과 함께, 안테나 시트(2a)와 중심 수지(6)가, 용기(7)와 덮개(8)로 덮여짐으로써, RFID 태그(1a)의 기계적인 강도가 유지된다.

이상으로, RFID 태그 제조 방법의 플로우는 종료된다.

이하, RFID 태그(1a)의 설계를 행하기 위한, RFID 태그 설계 방법에 대해서 설명한다.

RFID 태그 설계 방법은, 전자계 시뮬레이터를 이용하여, L2, S2를 바꾼 경우의, 칩(4)에서 본 안테나 입력 임피던스 등을 계산한다. 여기서, 중심 수지(6), 용기(7), 덮개(8)는, 비유전률 εr=3의 유전체이다. 필름 시트(3)의 두께가 0.1㎜인 경우, 오버랩부(24a)에서의 금속 패턴(5a, 5b)의 간격은 0.1㎜이다. 상술한 예와 마찬가지로, 칩(4)에서, Ccp=1.0pF, Rcp=2000Ω이다.

도 11은, S2와 Lap의 관계의 계산값을 나타내는 도면이다. 이 도면에서, 횡축은, S2[㎜]를 나타내고, 종축은, Lap[nH]를 나타내고, 삼각형, 원, 정방형, 마름모형의 심볼이 그어진 곡선은, 각각, L2가 5, 10, 20, 45[㎜]인 경우를 나타낸다. 여기서, f0은, 일본의 RFID 주파수의 규격 953㎒로 한다. RFID 태그(1a)가 공진하는 f0이 이 953㎒인 경우, Lap가 28nH이며, S2와 Lap의 관계의 계산값의 도면 중에서, 표시 Jp가 그어진 직선으로 나타낸다. 여기서, 예를 들면, L2가 10㎜인 경우, S2를 9㎜로 하면 된다. 그 밖에, 표시 US가 그어진 직선은, f0이 미국의 RFID 주파수의 규격 915㎒인 경우의 Lap의 값을 나타내고, 표시 EU가 그어진 직선은, f0이 유럽의 RFID 주파수의 규격 868㎒인 경우의 Lap의 값을 나타낸다.

도 12는, S2와 Rap의 관계의 계산값을 나타내는 도면이다. 이 도면에서, 횡축은, S2[㎜]를 나타내고, 종축은, Rap[Ω]를 나타내고, 삼각형, 원, 정방형, 마름모형의 심볼이 그어진 곡선은, 각각, L2가 5, 10, 20, 45[㎜]인 경우를 나타낸다. S2와 Rap의 관계의 계산값의 도면 중에서, Rap의 최적값이며 Rcp와 동등한 2000Ω은, 파선의 직선으로 나타낸다.

상술한 L2=10㎜, S2=9㎜의 경우, S2와 Rap의 계산값에 의해, Rap는 8100Ω이며, 최적값 2000Ω으로부터 어긋나 있다. 이 어긋남은, 통신 거리에 영향을 주지만, 매우 근소하다.

이와 같이, Rap가 최적값과 어긋나 있는 경우, 가령, 휴대 단말기용 안테나라고 하면, 50Ω에 맞출 필요가 있고, 안테나와 고주파 회로(칩)와의 사이에, 정합 회로를 추가할 필요가 있다.

또한, 칩(4)의 최소 동작 전력을 Pmin=-14㏈m, RFID 태그(1a)와 무선 통신을 행하는 리더 라이터의 출력 1W(=30㏈m), 리더 라이터측의 안테나 게인을 6㏈i의 직선 편파로 한다. 이 경우의 RFID 태그(1a)와 리더 라이터의 통신 거리의 주파수 특성을 계산한다. 도 13은, 통신 거리의 주파수 특성의 계산값을 나타내는 도면이다. 이 도면에서, 횡축은, 주파수[㎒]를 나타내고, 종축은, 통신 거리(read range)[m]를 나타내고, 삼각형, 원, 정방형, 마름모형의 심볼이 그어진 곡선은, 각각, L2가 5, 10, 20, 45[㎜]인 경우를 나타낸다. 이 계산값에 따르면, 일본의 RFID 주파수인 f0=953㎒에서, 통신 거리는 6∼7m 정도이다. 이와 같이, RFID 태그(1a)는, 사이즈가 작은 것과, 통신 거리가 긴 것을, 양립하고 있다.

도 14는, 복수의 주파수에 대응하기 위한 중심 수지(6)의 구조를 도시하는 사시도이다. RFID 태그 설계 방법은, 복수의 나라의 RFID 주파수에 대응할 수 있도록, 예를 들면, 일본, 미국, 유럽의 각국의 RFID 주파수에 따라서 S2를 계산하고, 각국의 S2(칩(4)의 위치)를 나타내는 표시(JP, US, EU)를 중심 수지(6)에 기입한다. 일본용의 f0은 953㎒이므로 Lap는 28nH이며, 미국용의 f0은 915㎒이므로 Lap는 30nH이며, 유럽용의 f0은 868㎒이므로 33nH로 된다. L2가 10㎜인 경우, 일본용의 S2(JP)는 9㎜이며, 미국용의 S2(US)는 10.6㎜이며, 유럽용의 S2(EU)는 11㎜이다. 안테나 시트(2a)는, 칩(4)의 위치가 원하는 나라의 표시의 위치에 맞도록, 중심 수지(6)에 감겨진다.

RFID 태그 제조 방법은, 상술한 S20에서, 칩(4)의 위치를 각국용의 표시에 맞춰서 오프셋시키면 된다. 즉, 안테나 시트(2a), 중심 수지(6), 용기(7), 덮개(8)가 동일한 재료의 상태 그대로, 칩(4)의 위치를 어긋나게 하는 것만으로, 각국의 주파수에 대응할 수 있으므로, 복수의 나라에 출하하는 경우의 비용이 저감된다.

상술한 예에서는, 필름 시트(3)의 두께는 0.1㎜로 하였지만, 이 값에 한정되지 않는다. 필름 시트(3)의 두께가 얇아지면, S2와 Lap의 계산값의 곡선이 상방으로 이동하고, Lap가 커진다. 반대로 필름 시트(3)의 두께가 두꺼워지면, S2와 Lap의 계산값의 곡선이 하방으로 이동하고, Lap가 작아진다.

S2와 Lap의 계산값에 따르면, L2를 고정하면, S2와 Lap의 계산값의 곡선의 기울기가 완만할수록, S2의 변화에 대한 Lap의 변화가 작아지는 것을 알 수 있다. 이에 의해, 최적의 Lap에 대한 제조 시의 S2의 허용 범위가 커지므로, 제조 비용을 억제할 수 있다. 따라서, S2가 0에 근접하도록, 즉, 칩(4)의 위치가 중심 수지(6)의 길이 방향의 중심에 근접하도록, L2나 재료의 치수 등을 결정하면 된다.

S2와 Lap의 계산값에 따르면, Lap를 고정하면, L2가 작을수록, S2가 커지는 것을 알 수 있다. 만약 L2를 0에 근접시키면, S2와 Lap의 계산값의 곡선이 더욱 하방으로 이동하고, Lap의 최적값 28nH가 얻어지는 S2가 더욱 커진다. 이 경우, 상술한 RFID 태그(1a)의 길이 방향의 길이 50㎜에서는, 실현할 수 없게 되는 것을 알 수 있다. RFID 태그(1a)의 크기를 크게 하면, 루프의 크기가 커지고, 인덕턴스값이 커지므로 실현 가능하게 되지만, RFID 태그(1a)의 대형화로 연결된다. 안테나의 양단을 C 결합시키는 경우, 종래 기술과 같이 갭 부분을 수십㎛로 하거나, 또는, RFID 태그(1a)의 L2를 작게 함으로써, 실현 가능하지만, 모두 RFID 태그(1a)보다 대형으로 된다.

즉, RFID 태그(1a)가 오버랩부(24a)를 가짐으로써, 소형화가 달성되어 있다.

<실시예 2>

실시예 1의 RFID 태그(1a)와 비교하면, 실시예 2의 RFID 태그는, 안테나 시트(2a) 대신에 안테나 시트(2b)를 갖는다.

도 15는, 중심 수지(6)에 감기기 전의 상태의 안테나 시트(2b)의 구조를 도시하는 사시도이다. 안테나 시트(2b)에서, 안테나 시트(2a)와 동일 부호는 안테나 시트(2a)에 도시된 대상과 동일 또는 상당물을 나타내고 있어, 여기서의 설명을 생략한다. 안테나 시트(2b)는, 길이 방향의 양단으로부터 중심 방향으로의 절입(11a, 11b)을 갖는다. 절입(11a, 11b)의 각각의 길이는, L2/2 이상이다. 이 도면의 예에서, 절입(11a, 11b)의 각각의 길이는, L2/2이다.

실시예 2의 RFID 태그를 제조하기 위한, 실시예 2의 RFID 태그 제조 방법은, 실시예 1의 RFID 태그 제조 방법과 마찬가지이다. 단, 실시예 2의 RFID 태그 제조 방법은, S20에서, 안테나 시트(2b)를 중심 수지(6)에 감고, 절입(11a, 11b)을 조합함으로써, 안테나 시트(2b)의 양단을 조합한다. 도 16은, 중심 수지(6)에 감겨진 상태의 안테나 시트(2b)의 구조를 도시하는 사시도이다. 절입(11a, 11b)에 의해 안테나 시트(2b)의 양단이 조합하게 됨으로써, S20부터 S30까지의 사이, 중심 수지(6)에 감겨진 안테나 시트(2b)가 어긋나기 어려워진다. 이에 의해, RFID 태그(2b)의 제조가 용이하게 된다.

<실시예 3>

본 발명의 무선 태그의 적용예인, 실시예 3의 RFID 태그(1c)에 대해서 설명한다. 도 17은, RFID 태그(1c)의 구조를 도시하는 사시도이다. RFID 태그(1c)에서, RFID 태그(1a)와 동일 부호는 RFID 태그(1a)에 도시된 대상과 동일 또는 상당물을 나타내고 있어, 여기서의 설명을 생략한다. RFID 태그(1a)와 비교하면, RFID 태그(1c)는, 용기(7) 및 덮개(8) 대신에 라미네이트 필름(12)을 갖는다.

실시예 3의 RFID 태그(1c)를 제조하기 위한, 실시예 3의 RFID 태그 제조 방법에 대해서 설명한다. 실시예 3의 RFID 태그 제조 방법은, 상술한 S10, S20을 행한다. 다음으로, 실시예 3의 RFID 태그 제조 방법은, 상술한 S30, S40 대신에, 안테나 시트(2a) 및 중심 수지(6)를 라미네이트 필름(12)으로 둘러싸서 라미네이트 가공한다.

높은 강도가 요구되지 않는 경우나, 낮은 비용이 요구되는 경우에, RFID 태그(1c)와 같은 구성이 바람직하다.

<실시예 4>

본 발명의 무선 태그의 적용예인, 실시예 4의 RFID 태그(1d)에 대해서 설명한다. 도 18은, RFID 태그(1d)의 구조를 도시하는 사시도이다. RFID 태그(1d)에서, RFID 태그(1a)와 동일 부호는 RFID 태그(1a)에 도시된 대상과 동일 또는 상당물을 나타내고 있어, 여기서의 설명을 생략한다. RFID 태그(1a)와 비교하면, RFID 태그(1d)는, 안테나 시트(2a) 대신에 안테나 시트(2d)를 갖는다. 안테나 시트(2a)와 비교하면, 안테나 시트(2d)는, 오버랩부(24a) 대신에 오버랩부(24b)를 형성한다. 안테나 시트(2d)에서의 2개의 금속 패턴의 길이의 차는, 안테나 시트(2a)에서의 2개의 금속 패턴의 길이의 차보다 크기 때문에, 오버랩부(24b)는, 중심 수지(6) 상면에 형성된다. 오버랩부(24b)가 중심 수지(6) 상면에 있음으로써, 상방으로부터 S2 및 L2를 동시에 확인할 수 있어, 제조 비용을 저감할 수 있다.

<실시예 5>

본 발명의 무선 태그의 적용예이며, 실시예 1의 RFID 태그(1a)보다 작은, 실시예 5의 RFID 태그(1e)에 대해서 설명한다.

도 19는, RFID 태그(1e)의 구조를 도시하는 사시도이다. RFID 태그(1e)에서, RFID 태그(1a)와 동일 부호는 RFID 태그(1a)에 도시된 대상과 동일 또는 상당물을 나타내고 있어, 여기서의 설명을 생략한다. RFID 태그(1a)와 비교하면, RFID 태그(1e)는, 안테나 시트(2a) 대신에 안테나 시트(2e)를 갖는다. 안테나 시트(2a)와 비교하면, 안테나 시트(2e)는, 금속 패턴(5a, 5b) 대신에 금속 패턴(5i, 5j)을 갖는다. 상술한 RFID 태그(1a)의 크기가, 50㎜×15㎜×7㎜인 것에 대해서, RFID 태그(1e)의 크기는, 34㎜×14㎜×4㎜이다.

도 20은, RFID 태그(1e)에서의 칩과 안테나의 등가 회로를 도시하는 회로도이다. RFID 태그(1e)의 루프 안테나의 주위 길이는, RFID 태그(1a)보다 작아지므로, 루프 안테나의 인덕턴스값 Lap2는, RFID 태그(1a)의 Lap보다 작아진다. 금속 패턴(5i, 5j)은, 인터 디지털 형상을 형성한다. 인터 디지털 형상에서의 금속 패턴(5i, 5j)의 간격은, 0.5㎜ 정도이다. 이 형상에 의한 금속 패턴(5i, 5j)의 C 결합은, 캐패시턴스 Cap2를 갖는다. 칩(4)의 Ccp가 변하지 않는다고 하면, 금속 패턴(5i, 5j)이 Cap2를 가짐으로써, 공진 조건을 충족시켜, 칩(4)과 루프 안테나를 정합시킬 수 있다. 이 경우의 칩(4)과 루프 안테나의 공진 조건은, 다음 수학식에 의해 나타낸다.

RFID 태그(1e)의 크기가 RFID 태그(1a)보다 작기 때문에, RFID 태그(1e)의 안테나 게인은 RFID 태그(1a)보다 떨어지고, RFID 태그(1e)의 통신 거리는 RFID 태그(1a)보다 약간 줄어든다.

이상의 각 실시예에서, 안테나 시트(2a)가 충분한 강도를 갖는 경우 등에, 덮개(8), 혹은 용기(7) 및 덮개(8)는 생략되어도 된다. 안테나 시트(2a)가 충분한 강도를 갖는 경우 등에, 중심 수지(6)는 생략되어도 된다. 금속 패턴(5a, 5b)이 충분한 강도를 갖는 경우 등에, 필름 시트(3)는 생략되어도 된다. 금속 패턴(5a, 5b)이 충분한 강도를 갖는 경우 등에, 필름 시트(3) 대신에 접착제가 설치되어도 된다.

이상의 각 실시예에 따르면, 구조가 매우 간소하며, 비용이 낮고, 크기가 작고, 통신 거리가 길고, 금속에 접착하여 통신이 가능한 무선 태그를 실현할 수 있다.

제1 도체는, 예를 들면, 금속 패턴(5a, 5i)이다.

제2 도체는, 예를 들면, 금속 패턴(5b, 5j)이다.

제1 곡면은, 예를 들면, 중심 수지(6)에 감겨진 금속 패턴(5a, 5i)의 형상이다.

제2 곡면은, 예를 들면, 중심 수지(6)에 감겨진 금속 패턴(5b, 5j)의 형상이다. 시트는, 예를 들면, 안테나 시트(2a, 2b, 2d, 2e)이다.

이상의 실시예 1∼5를 포함하는 실시 형태에 관하여, 이하의 부기를 개시한다.

(부기 1)

안테나의 접속을 위한 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 무선 통신 회로와,

제1 곡면을 형성하고, 상기 제1 곡면 내의 제1 단부에, 상기 제1 단자와 접속되는 제3 단자를 갖고, 상기 제1 곡면 내에서 상기 제1 단부와 반대측의 제2 단부에, 제1 영역을 갖는 제1 도체와,

제2 곡면을 형성하고, 상기 제2 곡면 내의 제3 단부에, 상기 제2 단자와 접속되는 제4 단자를 갖고, 상기 제2 곡면 내에서 상기 제3 단부와 반대측의 제4 단부에, 제2 영역을 갖고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 서로 평행하게 겹치고, 상기 제1 곡면과 상기 제2 곡면이 루프 안테나를 형성하는 제2 도체

를 구비하는 무선 태그.

(부기 2)

유전체이며, 주위에 상기 루프 안테나가 설치되는 코어부(芯部)를 더 구비하고,

상기 제1 도체와 상기 제2 도체는, 상기 코어부에 감기는 부기 1에 기재된 무선 태그.

(부기 3)

유전체이며, 상기 무선 통신 회로와 상기 제1 도체와 상기 제2 도체를 덮는 커버를 더 구비하는 부기 2에 기재된 무선 태그.

(부기 4)

절연체이며, 소정면 상에 상기 제1 도체와 상기 제2 도체가 형성되는 시트를 더 구비하고,

상기 시트는, 상기 코어부에 감기고,

상기 제1 영역과 상기 제2 영역은, 상기 시트를 끼우고,

상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 거리는, 상기 시트의 두께인 부기 3에 기재된 무선 태그.

(부기 5)

상기 커버는, 탄성을 갖는 용기와 탄성을 갖는 덮개를 갖고,

상기 용기의 높이 방향에서, 상기 코어부와 상기 제1 도체와 상기 제2 도체와 상기 시트를 합한 부분의 길이는, 상기 용기의 내벽의 길이보다 크고,

상기 용기와 상기 덮개는 접합되는 부기 4에 기재된 무선 태그.

(부기 6)

상기 무선 통신 회로는, 상기 코어부의 표면 상의 특정 위치에 배치되고,

상기 루프 안테나의 주방향(周方向)의, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은, 특정 길이를 갖고,

상기 특정 위치는, 특정 주파수와 상기 코어부의 유전율과 상기 제1 도체의 크기와 상기 제2 도체의 크기에 기초하여, 상기 특정 주파수를 이용하는 무선 통신의 거리를 최대화하고,

상기 특정 길이는, 상기 특정 주파수와 상기 코어부의 유전율과 상기 제1 도체의 크기와 상기 제2 도체의 크기에 기초하여, 상기 특정 주파수를 이용하는 무선 통신의 거리를 최대화하는 부기 2에 기재된 무선 태그.

(부기 7)

상기 코어부는, 표면 상에, 복수의 소정 위치를 나타내는 표시를 갖고,

상기 복수의 소정 위치의 각각은, 복수의 소정 주파수의 각각과 상기 코어부의 유전율과 상기 제1 도체의 크기와 상기 제2 도체의 크기에 기초하여, 상기 무선 태그에 의한 상기 복수의 소정 주파수의 각각을 이용하는 무선 통신의 거리를 최대화하고,

상기 복수의 소정 위치는, 상기 특정 위치를 포함하고,

상기 복수의 소정 주파수는, 상기 특정 주파수를 포함하는 부기 6에 기재된 무선 태그.

(부기 8)

상기 제1 영역은 제1 절입을 갖고,

상기 제2 영역은 제2 절입을 갖고,

상기 제1 절입과 상기 제2 절입은 결합되는 부기 1에 기재된 무선 태그.

(부기 9)

상기 제1 단부의 일부와 상기 제3 단부의 일부는, C 결합하는 부기 4에 기재된 무선 태그.

(부기 10)

상기 제1 단부의 일부와 상기 제3 단부의 일부는, 인터 디지털 형상을 형성하는 부기 9에 기재된 무선 태그.

(부기 11)

상기 무선 통신 회로는, 상기 코어부의 제1면 상에 설치되고,

상기 제1 영역과 상기 제2 영역은, 상기 코어부 상에서 상기 제1면의 뒷측의 제2면 상에 형성되는 부기 2에 기재된 무선 태그.

(부기 12)

상기 제1 영역과 상기 제2 영역은, 상기 제1면 상에 형성되는 부기 2에 기재된 무선 태그.

(부기 13)

상기 커버는, 라미네이트 가공에 의해 형성되는 부기 3에 기재된 무선 태그.

(부기 14)

상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 접착하는, 접착부를 더 구비하고,

상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 거리는, 상기 접착부의 두께인 부기 3에 기재된 무선 태그.

1a, 1c, 1d, 1e : RFID 태그
2a, 2b, 2d, 2e : 안테나 시트
3 : 필름 시트
4 : 칩
5a, 5b, 5i, 5j : 금속 패턴
6 : 중심 수지
7 : 용기
8 : 덮개
11a, 11b : 절입
12 : 라미네이트 필름
21 : 안테나
22 : 금속면
23 : 경상 전류
24a, 24b : 오버랩부

Claims

안테나의 접속을 위한 제1 단자 및 제2 단자를 갖는 무선 통신 회로와,
제1 곡면을 형성하고, 상기 제1 곡면 내의 제1 단부에, 상기 제1 단자와 접속되는 제3 단자를 갖고, 상기 제1 곡면 내에서 상기 제1 단부와 반대측의 제2 단부에, 제1 영역을 갖는 제1 도체와,
제2 곡면을 형성하고, 상기 제2 곡면 내의 제3 단부에, 상기 제2 단자와 접속되는 제4 단자를 갖고, 상기 제2 곡면 내에서 상기 제3 단부와 반대측의 제4 단부에, 제2 영역을 갖고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 서로 평행하게 겹치고, 상기 제1 곡면과 상기 제2 곡면이 루프 안테나를 형성하는 제2 도체
를 구비하는 무선 태그.
제1항에 있어서,
유전체이며, 주위에 상기 루프 안테나가 설치되는 코어부를 더 구비하고,
상기 제1 도체와 상기 제2 도체는, 상기 코어부에 감기는 무선 태그.
제2항에 있어서,
유전체이며, 상기 무선 통신 회로와 상기 제1 도체와 상기 제2 도체를 덮는 커버를 더 구비하는 무선 태그.
제3항에 있어서,
절연체이며, 소정면 상에 상기 제1 도체와 상기 제2 도체가 형성되는 시트를 더 구비하고,
상기 시트는, 상기 코어부에 감기고,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은, 상기 시트를 끼우고,
상기 제1 영역과 상기 제2 영역의 거리는, 상기 시트의 두께인 무선 태그.
제4항에 있어서,
상기 커버는, 탄성을 갖는 용기와 탄성을 갖는 덮개를 갖고,
상기 용기의 높이 방향에서, 상기 코어부와 상기 제1 도체와 상기 제2 도체와 상기 시트를 합한 부분의 길이는, 상기 용기의 내벽의 길이보다 크고,
상기 용기와 상기 덮개는 접합되는 무선 태그.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 무선 통신 회로는, 상기 코어부의 표면 상의 특정 위치에 배치되고,
상기 루프 안테나의 주방향의, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은, 특정 길이를 갖고,
상기 특정 위치는, 특정 주파수와 상기 코어부의 유전율과 상기 제1 도체의 크기와 상기 제2 도체의 크기에 기초하여, 상기 특정 주파수를 이용하는 무선 통신의 거리를 최대화하고,
상기 특정 길이는, 상기 특정 주파수와 상기 코어부의 유전율과 상기 제1 도체의 크기와 상기 제2 도체의 크기에 기초하여, 상기 특정 주파수를 이용하는 무선 통신의 거리를 최대화하는 무선 태그.
제6항에 있어서,
상기 코어부는, 표면 상에, 복수의 소정 위치를 나타내는 표시를 갖고,
상기 복수의 소정 위치의 각각은, 복수의 소정 주파수의 각각과 상기 코어부의 유전율과 상기 제1 도체의 크기와 상기 제2 도체의 크기에 기초하여, 상기 무선 태그에 의한 상기 복수의 소정 주파수의 각각을 이용하는 무선 통신의 거리를 최대화하고,
상기 복수의 소정 위치는, 상기 특정 위치를 포함하고,
상기 복수의 소정 주파수는, 상기 특정 주파수를 포함하는 무선 태그.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 영역은 제1 절입을 갖고,
상기 제2 영역은 제2 절입을 갖고,
상기 제1 절입과 상기 제2 절입은 결합되는 무선 태그.
제4항에 있어서,
상기 제1 단부의 일부와 상기 제3 단부의 일부는 C 결합하는 무선 태그.
제9항에 있어서,
상기 제1 단부의 일부와 상기 제3 단부의 일부는 인터 디지털 형상을 형성하는 무선 태그.