KR20140031646A

KR20140031646A - 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 알에프아이디 태그

Info

Publication number: KR20140031646A
Application number: KR1020120098208A
Authority: KR
Inventors: 최훈
Original assignee: 최훈
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-03-13

Abstract

본 발명은 RFID 태그 칩이 부착된 공진회로와 전력을 공급하는 유전체 안테나를 전기적으로 상호 분리하여 구성함으로서 RFID 태그 제조 및 RFID 태그 사용 환경에서 빈번히 발생되는 RFID 태그 칩과 안테나의 단락 불량 요인을 미연에 방지하여 태그의 내구성을 향상시키고, RFID 태그 자체의 제조비용 중 가장 큰 비중을 차지하는 RFID 태그 칩 본딩(Bonding) 비용을 현저히 절감하여 생산성을 향상시키고자 하는 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 알에프아이디 태그에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 공진회로(14)가 인쇄된 초소형 인쇄회로기판(13)에 RFID 태그칩(11)을 와이어 본딩하고, 에폭시로 몰딩하여 형성되는 RFID 태그 칩 모듈(1)과, 상기 RFID 태그 칩 모듈(1)을 전기적으로 직접 연결되지 않는 형태로 안테나 유전체(3)상의 중앙부에 접착제 또는 실리콘으로 패키징하여 형성되는 라벨태그(2)를 포함하여 구성된다.

Description

칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 알에프아이디 태그{RFID tag with the high endurance}

본 발명은 알에프아이디 태그에 관한 것으로, 보다 상세하게는 RFID 태그 칩이 부착된 공진회로와 전력을 공급하는 유전체 안테나를 전기적으로 상호 분리하여 구성함으로서 RFID 태그 제조 및 RFID 태그 사용 환경에서 빈번히 발생되는 RFID 태그 칩과 안테나의 단락 불량 요인을 미연에 방지하여 태그의 내구성을 향상시키고, RFID 태그 자체의 제조비용 중 가장 큰 비중을 차지하는 RFID 태그 칩 본딩(Bonding) 비용을 현저히 절감하여 생산성을 향상시키고자 하는 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 알에프아이디 태그에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이, RFID 태그는 IC 칩, 안테나 및 부착물로 이루어져 외부의 RFID 리더(Reader)와 소정의 데이터를 송, 수신하는 장치로서, 일명 트랜스폰더(transponder)라고도 한다.

이와 같은 RFID 태그는 비접촉 방식으로 RFID 리더와 데이터를 송, 수신하게 되는데, 채용되는 주파수의 고저에 따라 유도성 결합(Inductive Coupling), 전자기 역산란 결합(Back scattering), 표면 음향파(SAW: Surface Acoustic Wave) 등을 이용할 수 있으며, 상기 전자파를 이용한 전이중 방식(FDX: Full Duplex), 반이중 방식(HDX: Half Duplex), 및 순차적 방식(SEQ: Sequential)으로 RFID 리더와 데이터를 송, 수신할 수가 있다.

예로서, RFID 태그는 비접촉 방식이라는 특성상 물품의 관리 또는 통화 결제를 위한 IC 카드나 통행권 등 다양한 용도로 사용되고 있으며, 별도의 내장 배터리 없이 외부 변화에 수동으로 작동하여 필요한 전류를 생성하는 패시브형 태그(Passive Tag)가 주로 사용된다.

또한 데이터의 수정가능 여부에 따라 Read-Only, WORM(Write Once Read Memory), Read/Write 방식 등으로도 구분된다.

RFID 리더는 RFID 태그와 무선신호를 송, 수신하여 RFID 태그에 내장된 데이터를 Read/Write 하는 역할을 수행한다.

이와 같은, RFID 태그의 실질적인 적용환경을 열거하면 다음과 같다.

금속, 철강, 유통/물류, 자동차, 화학/정유, 가축, 국방, 전력, 건설, 교통, 항만/항공, 의료분야 등 대부분의 산업이 RFID 태그를 적용하기 위한 환경이 매우 취약하고, 특히 라벨 태그의 경우에는 일반적으로 제품수명이 6개월 정도도 보장할 수가 없기 때문에 장기간(예로서, 10년 이상) 내구성을 필요로 하는 자산관리, 리조트/호텔/병원 등의 세탁분야, 물류산업의 파렛트 관리, 국방분야 등의 산업에는 적용이 용이하지 못하였다.

실제로 국내 RFID 태그의 적용 사례를 살펴보면, 국방 무기/탄약관리, 전력 시설물 자산 관리 등 장기간 관리해야 하는 자산 관리 산업분야에 적용 시 저가의 라벨태그를 사용함에 따른 RFID 태그의 불량 발생으로 사업이 계획대로 성공되지 못하는 사례가 빈번하였다.

특히, RFID 태그의 제품비용 보다는 RFID 태그에 정보를 저장하고, 부착 및 관리하는 비용이 더 가중되는데, 단순히 초기에 소요되는 비용만을 생각하는 사업자의 잘못된 판단으로 RFID 태그 재구입 비용 및 등록/재 부착 비용 등 추가비용이 가중되는 문제점이 있었다.

또한, 종래에 알려진 RFID 라벨태그의 제조 방식 RFID 태그칩을 플립 칩(Flip-Chip)방식으로 본딩함으로서, 작은 충격이나 구부린 등으로도 RFID 태그칩과 안테나 사이가 단락되는 불량이 발생하여 내구성이 크게 저하되는 단점이 있었다.

이를 개선하고자 내구성이 강한 와이어 본딩(Wire Bonding)방식을 채용하여 제조하는 경우에도 PET/PI 필름, 세라믹 등 소재의 유전체 안테나에 접합 시에는 현저하게 내구성이 저하되는 단점이 있고, 제조공정상 한번에 1개씩 밖에 작업할 수 없기 때문에 제조비용이 가중됨은 물론 대량 생산이 어렵다고 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로 서, 본 발명의 목적은 RFID 태그 칩이 부착된 공진회로와 전력을 공급하는 유전체 안테나를 상호 분리하여 구성함으로서 RFID 태그 제조 및 RFID 태그 사용 환경에서 빈번히 발생되는 RFID 태그 칩과 안테나의 단락 불량 요인을 미연에 방지하여 태그의 내구성을 향상시키고, RFID 태그 자체의 제조비용 중 가장 큰 비중을 차지하는 RFID 태그 칩 본딩(Bonding) 비용을 현저히 절감하여 생산성을 향상시키고자 하는 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 알에프아이디 태그를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 RFID 태그 칩모듈 제조 시 다수의 인쇄회로기판(P.C.B)을 다련 배열 형태로 구성되도록 제조함으로서 제품 제조 원가를 대폭 절감

하고자 하는 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 알에프아이디 태그를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 RFID 태그에 의하면, 공진회로가 인쇄된 초소형 인쇄회로기판에 RFID 태그칩을 와이어 본딩하고, 에폭시로 몰딩하여 형성되는 RFID 태그 칩 모듈과, 상기 RFID 태그 칩 모듈을 전기적으로 직접 연결되지 않는 형태로 안테나 유전체 상의 중앙부에 접착제 또는 실리콘으로 패키징하여 형성되는 라벨태그를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 RFID 태그 칩 모듈은 다련 배열 형태로 구성되도록 제조하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 안테나 유전체의 재질은 유전률 3 이상인 PET 필름, PI 필름, 플라스틱, 종이, PCB, 또는 세라믹인 것을 특징으로 한다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 알에프아이디 태그에 의하면, RFID 태그 칩이 부착된 공진회로와 전력을 공급하는 유전체 안테나를 전기적으로 상호 분리하여 구성함으로서 RFID 태그 제조 및 RFID 태그 사용 환경에서 빈번히 발생되는 RFID 태그 칩과 안테나의 단락 불량 요인을 미연에 방지하여 태그의 내구성을 향상시키고, RFID 태그 자체의 제조비용 중 가장 큰 비중을 차지하는 RFID 태그 칩 본딩(Bonding) 비용을 현저히 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래의 라벨태그의 단점인 내구성을 향상시켜 RFID 산업 확산에 기여하고, 국가 기간산업의 경쟁력 재고 및 유통/물류 혁신으로 국가 산업 경쟁력 재고에 혁신적으로 기여할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명에 따른 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 RFID 태그의 분해 사시도.
도2는 본 발명에 따른 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 RFID 태그의 완성품의 사시도.
도3은 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 분해 사시도.
도4는 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 종단면도.
도5는 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈이 탑재된 라벨 태그의 종단면도.
도6은 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈 제조용 다련 배열 인쇄회로기판 일예의 사시도.
도7은 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 다른 실시예의 분해 사시도.
도8은 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 다른 실시예의 RFID 태그의 완성품의 사시도.
도9는 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 다른 실시예의 RFID 태그의 종단면도.
도10은 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 다른 실시예의 RFID 태그를 완전 몰딩한 상태의 종단면도이다.

본 발명을 첨부된 바람직한 실시 예의 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명에 따른 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 RFID 태그의 분해 사시도를 나타내고, 도2는 본 발명에 따른 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 RFID 태그의 완성품의 사시도를 나타내고, 도3은 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 분해 사시도를 나타내고, 도4는 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 종단면도를 나타내며, 도5는 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈이 탑재된 라벨 태그의 종단면도를 나타낸 것이다.

도1 내지 도5에 도시된 바와 같이 본 발명의 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 RFID 태그는 공진회로(14)가 인쇄된 초소형 상,하 인쇄회로기판(12),(13)에 RFID 태그칩(11)을 와이어 본딩(15)하고, 에폭시로 몰딩(16)하여 형성되는 RFID 태그 칩 모듈(1)과, 상기 RFID 태그 칩 모듈(1)을 전기적으로 직접 연결되지 않는 형태로 안테나 유전체(4)상의 중앙부에 접착제 또는 실리콘으로 패키징하여 형성되는 라벨태그(2)로 구성된다.

이때 RFID 태그 칩 모듈(1)은 라벨시트(4)상에 유전체 안테나 인쇄 패턴(3)의 중앙부 상에 부착된다.

도6은 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈 제조용 다련 배열 인쇄회로기판 일예의 사시도를 나타낸 것으로서, RFID 태그 칩 모듈(1)은 인쇄회로기판(100)상에 다련 배열 형태로 구성되도록 제조된다.

상기 안테나 유전체(4)의 재질은 유전률 3 이상인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, Pl 필름, 플라스틱, 종이, PCB, 또는 세라믹인 것이 바람직하다.

도7은 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 다른 실시예의 분해 사시도를 나타내고, 도8은 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 다른 실시예의 RFID 태그의 완성품의 사시도를 나타내며, 도9는 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 다른 실시예의 RFID 태그의 종단면도를 나타내고, 도10은 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈의 다른 실시예의 RFID 태그를 완전 몰딩한 상태의 종단면도를 나타낸 것이다.

도7 내지 도10에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 RFID 태그 칩 모듈(1)을 이용한 다른 실시예의 RFID 라벨 태그는 박막 시트인 상, 하판(20),(21)의 라벨태그(30) 상의 일측부에 RFID 태그 칩 모듈(1)을 부착하여 형성될 수도 있다.

하기판(21)에 결합공(25)을 형성하여 도전벽(26)을 만들고 상기 도전벽(26)의 상단부는 상부 안테나패턴(23)의 결합공(25)의 단부와 연결되고, 상기 도전벽(26)의 하단부는 하부 안테나패턴(23)의 결합공(25)의 단부와 연결되어, 도전벽(26)이 상하 안테나패턴(23)을 전기적으로 연결하여준다

여기서, 부호 22는 홈이고, 23은 안테나 패턴을 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 RFID 태그의 작용을 첨부된 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1 내지 도4에 도시한 바와 같이 RFID 태그 칩 모듈(1)을 공진회로(14)가 인쇄된 초소형 상, 하 인쇄회로기판(12),(13)에 RFID 태그칩(11)을 와이어 본딩(15)하고, 에폭시로 몰딩(16)하여 형성함으로서, 내구성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 도6에 도시한 바와 같이 RFID 태그 칩 모듈(1)은 다련 배열 형태로 구성되도록 제조함으로서, 생산성을 극대화 할 수가 있다.

다음에, 도5에 도시한 바와 같이 라벨 태그(2)는 RFID 태그 칩 모듈(1)을 유전률 3 이상인 PET 필름, PI 필름, 플라스틱, 종이, PCB, 또는 세라믹 재질의 안테나 패턴(3)에 접착제 또는 실리콘 등으로 패키징하여 제조함으로서, 구부림, 휨, 충격 등에 강한 내구성을 가질 수 있다.

본 발명의 다른 실시예로서, 도7 내지 도9에 도시한 바와 같이 인쇄회로기판(P.C.B) 또는 플라스틱 소재의 박막 시트인 상, 하판(20),(21)의 라벨태그(30) 상의 일측부에 RFID 태그 칩 모듈(1)을 접착제 또는 접착테이프 등을 사용하여 부착 형성하고, 도10에 도시한 바와 같이 표면 및 이면을 완전 몰딩함으로서, 내구성 및 생산성을 극대화 할 수도 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위 및 그와 균등한 것들에 의하여 정해져야 한다.

1: RFID 태그 칩 모듈 2: 라벨태그
3: 안테나 유전체 4: 라벨시트
11: RFID 태그칩 12, 13: 상, 하 인쇄회로기판
14: 공진회로 15: 와이어 본딩
16: 에폭시 몰딩 20, 21: 상,하 기판
22: 홈 23: 안테나 패턴
30: 라벨태그 100: 인쇄회로기판

Claims

공진회로(14)가 인쇄된 초소형 인쇄회로기판(13)에 RFID 태그칩(11)을 와이어 본딩하고, 에폭시로 몰딩하여 형성되는 RFID 태그 칩 모듈(1)과, 상기 RFID 태그 칩 모듈(1)을 전기적으로 직접 연결되지 않는 형태로 안테나 유전체(3)상의 중앙부에 접착제 또는 실리콘으로 패키징하여 형성되는 라벨태그(2)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 RFID 태그.
제1항에 있어서,
상기 RFID 태그 칩 모듈(1)은 다련 배열 형태로 구성되도록 제조하는 것을 특징으로 하는 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 RFID 태그.
제1항에 있어서,
상기 상기 안테나 유전체(3)의 재질은 유전률 3 이상인 PET 필름, PI 필름, 플라스틱, 종이, PCB, 또는 세라믹인 것을 특징으로 하는 칩모듈 패키징을 이용한 고 내구성 RFID 태그.