KR20110134430A - 복합 rf 태그, 그 복합 rf 태그를 설치한 공구 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 전자 유도 방식을 이용하여 정보를 송수신하기 위한 복합 RF 태그이며, 그 복합 RF 태그는 IC를 실장한 자성체 안테나와 그 자성체 안테나의 주위에 형성된 수지층으로 이루어지고, 상기 자성체 안테나는 자성체로 이루어지는 코어를 중심으로 하여 전극 재료가 코일 형상으로 되도록 형성되어 있는 복합 RF 태그에 관한 것이다. 본 발명의 RF 태그는, 그 자성체 안테나는, 주위를 수지로 둘러싸여지도록 형성함으로써, 공구나 부품 관리상, 주위의 수분이나 금속의 영향을 최소한으로 억제하고, 또한 파손이나 균열의 걱정이 없는 복합 자성체 RF 태그이다.
Description
본 발명은, 자계 성분을 이용하여 정보를 통신하기 위한 복합 RF 태그에 관한 것으로, 그 복합 RF 태그는, IC를 실장한 자성체 안테나의 주위에 수지를 형성함으로써, 주위의 수분이 교신 특성에 미치는 영향을 최소한으로 억제함과 함께, 주위의 금속에 의한 교신 특성에 미치는 영향도 최소한으로 억제하고, 게다가 RF 태그의 파손이나 균열의 걱정이 없는 복합 자성체 RF 태그를 제공하는 것이다.
자성체를 사용하여 전자파를 송수신하는 안테나(이하, 「자성체 안테나」라고 함)는, 코어(자성체)에 도선을 감은선으로서 코일을 만들고, 외부로부터 비래하는 자계 성분을 자성체에 관통시켜 코일에 유도시켜 전압(또는 전류)으로 변환하는 안테나이며, 소형 라디오나 TV에는 널리 이용되어 왔다. 또한, 최근, 보급되고 있는 RF 태그라고 불리는 비접촉형의 물체 식별 장치에 이용되고 있다.
주파수가 보다 높아지면, RF 태그에 있어서는, 자성체를 사용하지 않고 식별 대상물과 평면이 평행해지는 평면 루프 코일이 안테나로서 사용되고, 또한 주파수가 높아지면(UHF대나 마이크로파대역), RF 태그를 포함하여 자계 성분을 검출하는 것보다도, 전계 성분을 검출하는 전계 안테나(다이폴 안테나나 유전체 안테나)가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 평면 루프 안테나나 전계 안테나는, 금속물이 접근하면, 금속물에 이미지(미러 효과)가 생겨, 안테나와 역위상으로 되기 때문에, 안테나의 감도가 떨어져 버리게 된다고 하는 문제가 생긴다.
한편, 자계 성분을 송수신하기 위한 자성체 안테나로서, 자성층을 중심으로 하는 코어에 전극 재료를 코일 형상으로 형성하고, 코일 형상의 전극 재료를 형성한 한쪽 또는 양방의 외측면에 절연층을 형성하고, 상기 절연층의 한쪽 또는 양방의 외측면에 도전층을 형성한 자성체 안테나가 알려져 있다(특허 문헌 1). 그 자성체 안테나는, 금속물에 접촉한 경우라도, 안테나로서의 특성이 유지되는 것이다. 또한, 태그 또는 자성체 안테나의 설치 상태를 특정한 태그 또는 안테나가 알려져 있다(특허 문헌 2).
또한, 전자 유도 방식에 의해 송수신하는 RF 태그에 있어서는, 주위의 수분의 영향, 즉 RF 태그 주위의 유전율이 높아져, RF 태그의 공진 주파수가 어긋남으로써 교신 특성이 저하하는 것이 알려져 있다.
상기 특허 문헌 1 및 2에 기재된 방법에서는, 특정 방향에의 금속 접착 용도에의 대책은 생각할 수 있지만, 수분에 의한 영향에의 대책이 충분하지 않다. 또한 금속ㆍ플라스틱 부품이나 공구 등에 접착한 경우, 파손이나 균열에의 대책이 충분하지는 않다.
또한, 일반적으로 널리 보급되어 있는 인레이(인렛) 타입의 RF 태그의 경우, 사출 성형 프로세스 등에서의 약 100℃ 이상의 온도 상승에 베이스 필름이 견딜 수 없다. 또한, 사출 성형 프로세스의 다른 형성법으로서, 핫멜트나 열경화, UV 경화 등의 프로세스도 있지만, 방법에 따라서는 온도 상승에 의한 영향이 염려되므로, 인레이(인렛) 타입에서는 범용성이 부족하다.
따라서, 본 발명은, 금속ㆍ플라스틱 부품이나 공구 등에 접착한 경우나 주위에 수분이 많은 환경에서도 교신 특성의 저하를 최소한으로 억제하고, 파손이나 균열에의 걱정이 없는 자성체 안테나로 이루어지는 복합 RF 태그 혹은 복합 자성체 안테나를 얻는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제는, 다음과 같은 본 발명에 의해서 달성할 수 있다.
즉, 본 발명은, 전자 유도 방식을 이용하여 정보를 송수신하기 위한 복합 RF 태그이며, 그 복합 RF 태그는 IC를 실장한 자성체 안테나와 수지로 이루어지고, 상기 수지는 상기 자성체 안테나의 주위 전체를 둘러싸고 있고, 상기 수지의 두께가 200㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 복합 RF 태그이다(본 발명 1).
또한, 본 발명은, 전자 유도 방식을 이용하여 정보를 송수신하기 위한 복합 RF 태그이며, 그 복합 RF 태그는 IC를 실장한 자성체 안테나와 수지로 이루어지고, 상기 자성체 안테나는 육면체 형상이며 자성체로 이루어지는 코어를 중심으로 하여 전극 재료가 코일 형상으로 되도록 형성되고, 상기 수지는 상기 자성체 안테나의 주위 전체를 둘러싸고 있고, 상기 수지의 두께가 200㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 복합 RF 태그이다(본 발명 2).
또한, 본 발명은, 본 발명 1 또는 2에 기재된 수지가 폴리아미드, 에폭시, 폴리이미드, 우레탄, 폴리올레핀, 아크릴계의 수지, 혹은 그 혼합물인 복합 RF 태그이다(본 발명 3).
또한, 본 발명은, 본 발명 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 복합 RF 태그를 설치한 공구이다(본 발명 4).
본 발명에 따른 복합 RF 태그는, 금속ㆍ플라스틱 부품에 접착한 상태, 혹은 주위에 수분이 많은 환경에서도, 교신 특성의 저하가 없고, 또한, 파손이나 균열에의 걱정도 없고, 13.56㎒의 RFID 용도로서 적합하다.
본 발명에 따른 복합 RF 태그는, 소형으로 튼튼하고, 또한 외부 영향, 특히 외부의 금속 혹은 도체, 수분의 영향이 적으므로, 휴대 기기, 용기, 금속 부품, 기판, 금속제 공구, 각종 금형, 인쇄판이나 인쇄 롤, 자전거나 자동차 등의 차량, 금속제 지그, 볼트, 압정 등의 마커 등의 각종 용도에 접착하거나, 오목부에 끼워 넣은 상태, 주위에 많은 수분이 있는 환경이나 물 속 등에서 이용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 RF 태그의 개념도.
도 2는 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 3은 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 4는 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 5는 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 코일 부분의 적층 구성도.
도 6은 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 7은 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 8은 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 9는 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 적층 구조를 도시하는 개념도.
도 10은 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 적층 구조를 도시하는 개념도.
도 11은 본 발명에 따른 복합 RF 태그의 수지의 두께와 교신 거리의 저하율과의 관계를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 3은 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 4는 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 5는 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 코일 부분의 적층 구성도.
도 6은 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 7은 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 8은 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개념도.
도 9는 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 적층 구조를 도시하는 개념도.
도 10은 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 적층 구조를 도시하는 개념도.
도 11은 본 발명에 따른 복합 RF 태그의 수지의 두께와 교신 거리의 저하율과의 관계를 나타낸 그래프.
우선, 본 발명에 따른 복합 RF 태그에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 복합 RF 태그는, IC를 실장한 자성체 안테나(RF 태그)의 코일 길이 방향(자속의 개방(開放)면)의 주위에 수지층이 형성되어 있는 것이다. 자성체 안테나는 자성체 또는 자성체와 비자성체로 이루어지는 코어를 중심으로 하여 전극 재료가 코일 형상으로 되도록 형성되어 있고, 그 자성체 안테나에 IC를 실장하여 RF 태그로 한다.
본 발명에 따른 복합 RF 태그의 개략도를 도 1에 도시한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 RF 태그는, 자성체 안테나(17)의 주위에 수지(20)로 둘러싸듯이 배치한 구조로 되어 있다. 단, 복합 RF 태그의 형상은 도 1에 도시한 바와 같은 직방체나 원주 형상뿐만 아니라, 다각 기둥 형상, 다각뿔 형상, 원뿔 형상, 구 형상 등 임의의 형상이어도 된다. 여기서, 수지가 자성체 안테나를 「둘러쌈」이란, 수지의 성형품 중에 자성체 안테나가 매몰되어 있는 구조, 도포막과 같이 자성체 안테나를 수지로 피복한 구조 등의 자성체 안테나의 주위에 수지가 존재하는 구조는 모두 포함하는 것으로 한다.
본 발명에 있어서는, 자성체 안테나를 둘러싸는 수지의 두께는, 가장 얇은 부분에서도 200㎛ 이상이다. 수지의 두께가 200㎛ 미만인 경우, 물에 젖거나 물 속에서 사용한 경우에, 수분의 영향에 의해 통신 감도가 저하한다. 바람직하게는, 수지의 두께가 250㎛ 이상이다.
본 발명에 있어서의 수지층으로서는, 다양한 수지를 사용할 수 있고, 예를 들면, 폴리스티렌, 아크릴로니트릴스티렌, 아크릴니트릴부타디엔스티렌, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아세탈, 폴리카르보네이트, 염화비닐, 변성 폴리페닐렌에틸, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌설파이드, 에폭시, 우레탄, 폴리올레핀, 실리콘계의 수지, 혹은 그 혼합물을 들 수 있다.
다음으로, 본 발명에 있어서의 자성체 안테나에 대해서 설명한다. 본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 입방체 형상, 직방체 형상 등의 육면체 형상, 다각 기둥 형상, 원기둥 형상, 대략 U자 형상 등이며, 보다 바람직하게는 입방체 형상, 직방체 형상 등의 육면체 형상이다.
본 발명에 있어서의 자성체 안테나의 개략도를 도 2∼도 4에 도시한다.
도 2에 도시한 자성체 안테나는, 자성층(코어)을 중심으로 하여 전극 재료가 코일 형상(감은선 형상)으로 되도록 형성되고, 코일 형상의 전극 재료를 형성한 한쪽 또는 양방의 외측면에 절연층을 형성한 것을 기본 구조로 하는 것이다.
본 발명에 있어서, 도 2에 도시한 자성체 안테나는, 도 5에 도시한 바와 같이 자성 분말을 바인더와 혼합한 혼합물을 시트 형상으로 한 단층 혹은 복수의 층을 적층한 자성층(5)을 형성하고, 그 자성층(5)에 쓰루홀(1)을 개구한다. 상기 쓰루홀(1)의 각각에 전극 재료를 유입하고, 또한, 쓰루홀(1)과 직각으로 되는 양면에, 쓰루홀(1)과 접속하여 코일 형상(감은선 형상)으로 되도록 전극층(2)을 형성하고, 자성층(5)이 각형 혹은 직사각형의 코어로 되도록 코일을 형성한다. 이때, 코일(4)을 형성하는 자성층(5)의 양단이 자성 회로상 개방(開放)이 되는 구성으로 된다.
다음으로, 전극층을 형성한 코일(4)의 상하면에 절연층(6)을 형성한다.
얻어진 시트를, 소망의 형상이 되도록, 쓰루홀(1)과 코일 개방 단면(3)에서 절단하여 일체 소성하거나, 또는 일체 소성 후에 쓰루홀(1)과 코일 개방 단면(3)에서 절단함으로써 제조할 수 있다(LTCC 기술).
도 3에 도시한 자성체 안테나는, 자성층(코어)을 중심으로 하여 전극 재료가 코일 형상(감은선 형상)이 되도록 형성되고, 코일 형상의 전극 재료를 형성한 한쪽 또는 양방의 외측면에 절연층을 형성하고, 상기 절연층의 한쪽 또는 양방의 외측면에 도전층을 형성한 것을 기본 구조로 하는 것이다.
상기 코어는, 도 4 또는 도 6에 도시한 바와 같이, 코어를 구성하는 자성체가 비자성체로 분할된 구조로 되어 있어도 된다.
본 발명에 따른 자성체 안테나에 있어서, 비자성체로 자성체 코어를 분할하는 경우에는, 그 자성체 안테나를 관통하는 자속에 대하여 수직으로 절단한 단면의 상태가, 자성체가 비자성체에 의해서 분할된 상태이면 어떠한 상태로 되어도 되고, 예를 들면, 도 6의 (a)∼도 6의 (d)에 도시하는 상태이다.
도 4에 도시한 자성체 안테나는, 자성체(5)와 비자성체(8)로 이루어지는 코어를 중심으로 하고, 코어의 외측에 전극 재료를 코일 형상(감은선 형상)이 되도록 형성하고, 코일 형상의 전극 재료를 형성한 한쪽 또는 양방의 외측면에 절연층을 형성하는 것을 기본 구조로 한다. 상기 코어는, 자성체가 비자성체로 분할된 구조로 되어 있다.
또한, 도 4에 도시한 자성체 안테나에 있어서, 상기 코어의 단면에 있어서, 전자성체와 전비자성체와의 면적의 비(전자성체/전비자성체)는 1.0 이하가 바람직하다. 비자성층이 상기 범위를 초과하여 큰 경우에는, 코어 내의 자성체의 비율이 저하하기 때문에, 자성체 안테나의 소형화에는 불리하다. 보다 바람직한 범위는 0.5 이하, 더욱 바람직하게는 0.2 이하이다.
또한, 도 4에 도시한 자성체 안테나에 있어서, 도 6에 도시한 자성체 안테나의 코어를 형성하는 자성층의 하나의 단면적(S)과 자성체 안테나의 길이(L)와의 비(S/L)는, 0.3 이하가 바람직하다. 상기 면적비(S/L)가 0.3을 초과하는 경우, 반자계의 영향을 저감하는 것이 곤라해진다.
본 발명에 있어서, 도 4에 도시한 코어를 갖는 자성체 안테나는, 예를 들면, 이하의 방법에 의해서 제조할 수 있다.
우선, 자성 분말 및 바인더를 혼합한 혼합물을 시트 형상으로 한 단층 혹은 복수의 층을 적층한 자성층을 형성한다.
별도로, 비자성 분말 및 바인더를 혼합한 혼합물을 시트 형상으로 한 단층 혹은 복수의 층을 적층한 비자성층을 형성한다.
다음으로, 도 6에 도시한 바와 같이, 자성층(5)과 비자성층(8)을 교대로, 전체의 두께가 원하는 두께로 되도록 적층한다.
다음으로, 적층한 자성층 및 비자성층에 원하는 수의 쓰루홀(1)을 개구한다. 상기 쓰루홀의 각각에 전극 재료를 유입한다. 또한, 쓰루홀과 직각으로 되는 양면에, 쓰루홀과 접속하여 코일 형상(감은선 형상)이 되도록 전극층(2)을 형성한다. 쓰루홀에 유입된 전극 재료와 전극층에 의해서, 자성층이 직사각형의 코어로 되도록 코일을 형성한다. 이때, 코일을 형성하는 자성층의 양단이 자성 회로상 개방이 되는 구성으로 된다.
다음으로, 도 4에 도시한 바와 같이 전극층을 형성한 코일의 상하면에 절연층(6)을 형성한다.
얻어진 시트를, 소망의 형상이 되도록, 쓰루홀과 코일 개방 단면에서 절단하여 일체 소성하거나, 또는 일체 소성 후에 쓰루홀과 코일 개방 단면에서 절단함으로써 제조할 수 있다(LTCC 기술).
또한, 본 발명에 있어서의 자성체 안테나(17)는, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 자성체로 이루어지는 코어(3)를 중심으로 하고, 코어(3)의 외측에 전극 재료를 코일 형상(감은선 형상)이 되도록 형성하고, 복수의 코일(4-1)이 전기적으로 병렬로 접속되고, 또한, 코일(4-1)은 동일 코어(3)에 직렬로 배치되어 있는 것을 기본 구조로 해도 된다(도 7 및 도 8에서는 4개의 코일로 되어 있지만, 본 발명에 있어서, 코일의 수가 한정되는 것은 아임).
상기 구조를 갖는 자성체 안테나의 각 코일(4-1)의 인덕턴스(L1)는, 자성체 안테나에 IC를 실장하였을 때에, 하기 관계식 1을 충족시키는 것이다.
[관계식 1]
자성체 안테나의 각 코일(4-1)의 인덕턴스(L1)가 상기 관계식 1을 충족시키는 경우에는, 보다 통신 감도를 향상시킬 수 있다. 바람직하게는, 각 코일의 인덕턴스(L1)가 자성체 안테나의 합성 인덕턴스(L0)의 2배 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3배 이상이다.
상기 구조를 갖는 자성체 안테나의 합성 인덕턴스(L0)는, 자성체 안테나에 IC를 실장하였을 때에, 하기 관계식 2를 충족시키는 것이다.
[관계식 2]
자성체 안테나의 합성 인덕턴스(L0)가 상기 관계식 2를 충족시키는 경우에는, IC를 실장한 RF 태그의 공진 주파수를 동작 주파수로 용이하게 조정할 수 있기 때문에, 통신 감도를 보다 향상시킬 수 있다. 상기 관계식을 충족시키는 자성체 안테나는, 코어로 되는 재료의 투자율, 코일의 권취수, 코일의 단면적, 코일의 길이 등을 제어함으로써 제작할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 자성체 안테나는, 도 9의 개략도에 도시한 바와 같이, 코일(4)의 상하면 사이에 둔 절연층(6)의 한쪽 혹은 양방의 외측면에 콘덴서 전극(11)을 배치해도 된다.
또한, 도 9의 개략도에 도시한 자성체 안테나는, 절연층의 상면에 형성하는 콘덴서를, 평행 전극 혹은 빗형 전극을 인쇄해서 콘덴서로 해도 되고, 또한, 그 콘덴서와 코일 리드 단자를 병렬 혹은 직렬로 접속해도 된다.
또한, 도 10의 개략도에 도시한 바와 같이, 콘덴서 전극(11)을 배치한 외측면에 더 절연층(6)을 형성하고, 그 절연층(6)의 외측면에 IC칩 접속 단자를 겸하는 전극층(9)을 형성하여 그 절연층(6)을 사이에 두도록 콘덴서를 형성하고, IC칩 접속 단자와 병렬 혹은 직렬로 접속해도 된다.
또한, 본 발명에 있어서의 자성체 안테나는, 도 8에 도시한 바와 같이 절연층(6) 상면에 IC칩(10)이 접속될 수 있는 단자(9)를 형성하면 된다. 또한, IC칩 접속 단자(9)와 코일 리드 단자를 병렬 혹은 직렬로 접속하여 일체 소성해도 된다.
본 발명에 있어서의 자성체 안테나는, 코어의 자성체에 Ni-Zn계 페라이트 등을 이용할 수 있다. Ni-Zn계 페라이트를 사용하는 경우, Fe2O3 45∼49.5몰%, NiO 9.0∼45.0몰%, ZnO 0.5∼35.0몰%, CuO 4.5∼15.0몰%인 조성이 바람직하고, 사용하는 주파수대에서 재료로서의 투자율이 높고, 자성 손실이 낮아지는 페라이트 조성을 선택하면 된다. 재료로서의 투자율이 지나치게 높으면 자성 손실이 증가하므로 안테나에 적합하지 않게 된다.
예를 들면, RFID 태그 용도에서는 13.56㎒에서의 투자율이 70∼120, 민생 FM 방송 수신 용도에서는 100㎒에서의 투자율이 10∼30으로 되는 페라이트 조성을 선택하면 자성 손실이 적으므로 바람직하다.
본 발명에 있어서의 자성체 안테나는, 코어의 비자성체에, Zn계 페라이트 등의 비자성 페라이트, 붕소 규소산계 글래스, 아연계 글래스 또는 납계 글래스 등의 글래스계 세라믹, 혹은 비자성 페라이트와 글래스계 세라믹을 적량 혼합한 것 등을 이용할 수 있다.
비자성 페라이트에 사용하는 페라이트 분말에는, 소결체의 체적 고유 저항이 108Ωcm 이상이 되는 Zn계 페라이트 조성을 선택하면 된다. Fe2O3 45∼49.5몰%, ZnO 17.0∼22.0몰%, CuO 4.5∼15.0몰%인 조성이 바람직하다.
글래스계 세라믹의 경우, 사용하는 글래스계 세라믹 분말에는, 선팽창 계수가 사용하는 자성체의 선팽창 계수와 크게 다르지 않는 조성을 선택하면 된다. 구체적으로는 자성체로서 이용하는 연자성 페라이트의 선팽창 계수와의 차가 ±5ppm/℃ 이내의 조성이다.
다음으로, 본 발명에 따른 복합 RF 태그의 제조 방법에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 복합 RF 태그는, 전술한 방법에 의해 제작한 IC를 실장한 자성체 안테나에 대하여, 수지로 둘러싸도록 형성한다.
수지의 형성 방법으로서는, 사출 성형, 압축 성형, 압출 성형, 핫멜트, UV 경화, 분체 도장, 두께 도포 피복 등, 통상적인 방법에 따라서, 형성하면 된다.
예를 들면, 금형 내에 RF 태그를 장전한 후, 수지를 주입하여 RF 태그를 용융 수지로 피복하여 고착화시켜, RF 태그와 수지가 일체화된 복합 RF 태그를 제작할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 복합 RF 태그를 이용하여, 각종 수지 성형체 내에 매립해도 된다. 예를 들면, 각종의 용기, 포장재ㆍ용기, 운반용 설비, 케이스, 기판, 의료용 기구, 공구, 문방구 등에 매립할 수 있다.
<작용>
본 발명에 따른 자성체 안테나는, 금속ㆍ플라스틱 부품에 접착한 상태, 혹은 주위에 수분이 많은 상태라도, 교신 특성의 저하를 최소한으로 억제할 수 있음과 함께, 파손이나 균열에의 걱정이 없으므로, 공구나 부품 관리에 적절하다.
[실시예]
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 발명의 실시 형태에 기초하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[RF 태그 1]
자성층용으로서, 900℃ 소결 후에 13.56㎒에서의 재료로서의 투자율이 100으로 되는 Ni-Zn-Cu 페라이트 가소분(Fe2O3 48.5몰%, NiO 25몰%, ZnO 16몰%, CuO 10.5몰%) 100 중량부, 부티랄 수지 8 중량부, 가소제 5 중량부, 용제 80 중량부를 볼 밀로 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 생긴 슬러리를 닥터 블레이드로 PET 필름 상에 150㎜×150㎜으로, 소결시의 두께가 0.1㎜로 되도록 시트 성형하였다.
또한, 절연층용으로서 마찬가지로, Zn-Cu 페라이트 가소분(Fe2O3 48.5몰%, ZnO 41몰%, CuO 10.5몰%) 100 중량부, 부티랄 수지 8 중량부, 가소제 5 중량부, 용제 80 중량부를 볼 밀로 혼합하여 슬러리를 제조하였다. 생긴 슬러리를 닥터 블레이드로 PET 필름 상에 자성층과 마찬가지의 사이즈와 두께로 시트 성형하였다.
다음으로, 도 5에 도시한 바와 같이, 자성층용 그린 시트에 쓰루홀(1)을 개구하고 그 속에 Ag 페이스트를 충전하고, 또한 쓰루홀(1)과 직각이 되는 양면에 Ag 페이스트를 인쇄하여 10매 적층하고, 코일을 형성하였다.
다음으로, 도 2에 도시한 바와 같이, 절연층(6)용 그린 시트를 코일(4)의 상하면에 적층하고, 적층한 그린 시트를 합쳐서 가압 접착시켜, 쓰루홀과 코일 개방 단면(3)에서 절단하고, 900℃에서 2시간, 일체 소성하여, 가로 10㎜×세로 3㎜의 사이즈의 코일 권취수 23회의 자성체 안테나(1)를 제작하였다(도면에서는 코일 권취수를 간략화하고 있다. 또한, 자성층의 적층 매수는 도면의 간략화를 위해 3층으로 나타내고 있음. 이하의 다른 도면에 대해서도 마찬가지임).
또한, 상기 자성체 안테나의 코일 양단에 RF 태그용 IC를 접속하고, IC와 병렬로 콘덴서를 접속하여 공진 주파수를 13.56㎒가 되도록 조정하여 RF 태그로 하였다.
얻어진 RF 태그를 사출 성형기에 투입하고, 코트의 두께가 1000㎛로 되도록 폴리프로필렌 수지를 이용하여 성형하고, 복합 RF 태그 1을 얻었다.
[공진 주파수의 측정과 조정 방법]
공진 주파수는, 아지렌트 테크놀로지 주식회사제 임피던스 아날라이저 4291A로 측정되는 임피던스의 피크 주파수로서 공진 주파수로 하였다.
[교신 거리의 측정 방법]
교신 거리는, 리더/라이터(주식회사 다카야제, 제품명 TR3-A201/TR3-C201)를 안테나로서 이용하여, 제작한 복합 RF 태그의, 13.56㎒에서 통신이 가능한 한 떨어진 위치일 때의 안테나와 RF 태그의 거리를 통신 거리로 하였다.
물 속에서의 평가는, 물을 충만시킨 용기 내에 복합 RF 태그를 설치하고, 용기를 움직이게 하여, 안테나로부터 거리를 변화시켜 통신 가능한 거리를 측정하였다.
[RF 태그 2]
실시예 1과 마찬가지로 제조한 자성체 안테나에 핫멜트 몰딩 성형으로, 코트 두께가 500㎛로 되도록 폴리아미드계 수지를 성형하여, 복합 RF 태그 2를 얻었다.
[RF 태그 3]
실시예 1과 마찬가지로 제조한 자성체 안테나에 UV 경화 프로세스로, 코트 두께가 200㎛로 되도록 아크릴계 UV 경화 수지를 성형하고, 복합 RF 태그 3을 얻었다.
[RF 태그 4 비교예]
실시예 1과 마찬가지로 제조한 자성체 안테나에 그대로 IC를 실장하고, 그대로의 상태에서 공진 주파수를 13.56㎒로 조정하고 RF 태그 4로 하였다.
[RF 태그 5 비교예]
실시예 1과 마찬가지로 제조한 자성체 안테나에 도장 코팅으로, 코트 두께가 20㎛로 되도록 에폭시계 수지를 성형하고, 복합 RF 태그 5를 얻었다.
[RF 태그 6 비교예]
실시예 1과 마찬가지로 제조한 자성체 안테나에 도장 코팅으로, 코트 두께가 50㎛로 되도록 폴리이미드계 수지를 성형하고, 복합 RF 태그 6을 얻었다.
[RF 태그 7 비교예]
실시예 1과 마찬가지로 제조한 자성체 안테나에 도장 코팅으로, 코트 두께가 100㎛로 되도록 에폭시계 수지를 성형하고, 복합 RF 태그 7을 얻었다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 수지로 피복한 경우에도, 비교예와 동등한 성능을 유지하고, 물 속에 투입한 상태에서도 교신 특성의 저하가 나타나지 않고, 또한 파손이나 균열에의 걱정이 없는 복합 태그를 제작할 수 있었다.
본 발명에 따른 복합 RF 태그는, 소형으로 튼튼하고, 또한 외부 영향, 특히 외부의 금속 혹은 도체, 수분의 영향이 적으므로, 휴대 기기, 용기, 금속 부품, 기판, 금속제 공구, 각종 금형, 인쇄판이나 인쇄 롤, 자전거나 자동차 등의 차량, 금속제 지그, 볼트, 압정 등의 마커 등의 각종 용도에 접착하거나, 오목부에 끼워 넣은 상태, 주위에 많은 수분이 있는 환경이나 물 속 등에서 이용할 수 있다.
1 : 쓰루홀
2 : 전극층(코일 전극)
3 : 코어
4 : 코일
4-1 : 코일의 최소 단위
4-2 : 코일 개방 단면
5 : 자성층
6 : 절연층
7 : 도전층
8 : 비자성층
9 : IC칩 접속 단자
10 : IC칩
11 : 콘덴서 접속용 전극
12 : 콘덴서
17 : 자성체 안테나
20 : 수지
2 : 전극층(코일 전극)
3 : 코어
4 : 코일
4-1 : 코일의 최소 단위
4-2 : 코일 개방 단면
5 : 자성층
6 : 절연층
7 : 도전층
8 : 비자성층
9 : IC칩 접속 단자
10 : IC칩
11 : 콘덴서 접속용 전극
12 : 콘덴서
17 : 자성체 안테나
20 : 수지
Claims (4)
- 전자 유도 방식을 이용하여 정보를 송수신하기 위한 복합 RF 태그로서, 그 복합 RF 태그는 IC를 실장한 자성체 안테나와 수지로 이루어지고, 상기 수지는 상기 자성체 안테나의 주위 전체를 둘러싸고 있고, 상기 수지의 두께가 200㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 복합 RF 태그.
- 전자 유도 방식을 이용하여 정보를 송수신하기 위한 복합 RF 태그로서, 그 복합 RF 태그는 IC를 실장한 자성체 안테나와 수지로 이루어지고, 상기 자성체 안테나는 육면체 형상이며 자성체로 이루어지는 코어를 중심으로 하여 전극 재료가 코일 형상으로 되도록 형성되고, 상기 수지는 상기 자성체 안테나의 주위 전체를 둘러싸고 있고, 상기 수지의 두께가 200㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 복합 RF 태그.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
수지가 폴리아미드, 에폭시, 폴리이미드, 우레탄, 폴리올레핀, 아크릴계의 수지, 혹은 그 혼합물인 복합 RF 태그. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 복합 RF 태그를 설치한 공구.
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