KR20150001913U - 알에프아이디 태그용 루프칩 유닛 및 이를 포함하는 알에프아이디 태그 - Google Patents

Abstract

알에프아이디 태그용 루프 칩 유닛은 베이스 필름, 상기 베이스 필름 상에 형성되며, 폐루프 형상으로 이루어지고 실장 영역을 갖는 루프부 및 상기 실장 영역에 실장된 칩을 포함한다. 따라서, 상기 루프칩 유닛이 알에프아이디 태그에 적용될 수 있다.

Description

알에프아이디 태그용 루프칩 유닛 및 이를 포함하는 알에프아이디 태그{LOOP CHIP UNIT FOR A RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG AND RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG INCLUDING THE TAG}

본 고안은 알에프아이디 태그용 루프칩 유닛 및 이를 포함하는 알에프아이디 태그에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 고안은 아이씨 칩과 전파를 이용하여 식품, 동물, 사물 등의 다양한 개체의 정보를 관리할 수 있는 인식 기술인 알에프아이디(Radio Frequency Identification; RFID) 기술에 적용될 수 있는 알에프아이디 태그용 루프 칩 유닛 및 알에프아디 태그에 관한 것이다.

일반적으로 알에프아이디 태그는 절연시트 상에 형성된 안테나 및 상기 안테나와 결합된 칩을 포함한다. 상기 안테나는 전파를 송수신하고 기전력을 발생시키는 다이폴부와 상기 칩이 마운팅되어 폐루프를 형성하는 루프부로 이루어진다.

상기 안테나는 일반적인 인쇄회로기판 제조 방법과 마찬가지로 전도성이 상대적으로 우수한 귀금속을 이용하는 포토리소그라피 공정을 통하여 절연시트 상에 형성된다. 이후, 상기 안테나의 루프부 상에 칩이 실장될 수 있다. 상기 포토리소그라피 기술을 이용한 안테나는 포토레지스트 패턴을 형성하는 공정 및 식각액을 이용하는 식각 공정을 통하여 형성될 수 있다.

최근에는 상기 안테나를 도전성 페이스트를 이용한 직접인쇄공정을 통하여 형성하는 방법이 연구되고 있다.

하지만, 상기 직접인쇄공정에서, 베이스 상에 루프부를 형성한 후 상기 루프부에 칩을 실장하는 마운팅 공정이 요구된다. 이때 상기 마운팅 공정은 정확한 얼라인이 요구되며, 나아가 상당한 작업시간이 요구되는 반면에, 상기 베이스 상에 다이폴부를 형성하는 직접인쇄공정은 상대적으로 신속하고 간단하게 진행될 수 있다. 이로써 상기 루프 칩 형성 공정에 상대적으로 많은 공정 시간이 요구됨으로써 생산 효율이 악화되는 문제가 있다.

나아가, 알에프아이디 태그의 성능, 인식 거리는 안테나의 형상 및 크기, 특히, 다이폴부의 형상 및 크기에 의존한다. 상기 알에프아이디 태그를 사용하는 고객은 서로 다른 인식 거리를 요구함에 따라 상기 안테나 형상, 특히 다이폴부의 형상이 서로 달라질 수 있다.

본 고안의 일 목적은 여러 가지 형상 또는 크기를 갖는 다이폴부에 대하여 공통으로 적용 가능한 알에프아이디 태그용 루프칩 유닛을 제공하는 것이다.

본 고안의 일 목적은 상기 루프칩 유닛을 포함하는 알에프아이디 태그를 제공하는 것이다.

본 고안의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 실시예들에 따른 알에프아디 태그용 루프칩 유닛은 베이스 필름, 상기 베이스 필름 상에 형성되며, 폐루프 형상으로 이루어지고 실장 영역을 갖는 루프부 및 상기 실장 영역에 실장된 칩을 포함한다.

본 고안의 일 실시예에 있어서, 상기 루프부는 다이폴부와 커패시턴스 결합시 상기 다이폴부와 평면적으로 오버랩되는 오버랩 영역을 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 오버랩 영역 및 상기 실장 영역은 서로 마주보도록 배치될 수 있다.

본 고안의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 고안의 실시예들에 따른 알에프아디 태그는 제1 베이스 필름, 상기 제1 베이스 필름 상에 형성되며, 폐루프 형상으로 이루어지고 실장 영역을 갖는 루프부, 및 상기 실장 영역에 실장된 칩을 갖는 루프 칩 유닛, 상기 제1 베이스 필름에 대응되도록 배치되며, 제2 베이스 필름, 상기 제2 베이스 필름 상에 형성되며, 미앤더 형상으로 이루어진 다이폴부를 갖는 다이폴 유닛 및 상기 루프 칩 유닛 및 상기 다이폴 유닛 사이에 개재되며, 상기 상기 루프 칩 유닛 및 상기 다이폴 유닛을 상호 접착하는 접착부를 포함한다.

본 고안의 일 실시예에 있어서, 상기 루프부의 양측부는 상기 다이폴부과 평면적으로 중첩되지 않고 이격되어 배치될 수 있다.

본 고안의 일 실시예에 있어서, 상기 루프부는 상기 실장 영역과 마주보도록 위치한 제1 오버랩 영역을 더 포함하고, 상기 다이폴부는 상기 제1 오버랩 영역과 평면적으로 오버랩되는 제2 오버랩 영역을 포함할 수 있다.

본 고안에 의하여, 서로 다른 다이폴 유닛에 대하여 공통으로 적용 가능한 알에프아이디 태그용 루프칩 유닛이 제조될 수 있다. 상당한 작업시간이 요구되는 루프부 유닛을 제조하는 공정 및 다이폴 유닛을 제조하는 고정이 별도로 진행됨에 따라 전체적인 알에프아이디 태그에 대한 생산 효율이 개선될 수 있다.

도 1은 본 고안의 실시예들에 따른 루프칩 유닛에 포함된 루프부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 본 고안의 일시예들에 따른 알에프아이디 태그에 포함된 다이폴부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 알에프아이디 태그에 포함된 다이폴부를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 일체형 대형 안테나를 갖는 알에프아이디 태그들을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 일체형 소형 안테나를 갖는 알에프아이디 태그를 설명하기 위한 평면도이다.

이하, 본 고안은 본 고안의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 고안은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 고안이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 고안의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 고안의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 고안을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 고안의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 고안의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 고안의 실시예들은 본 고안의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 고안의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 고안의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 고안의 실시예들에 따른 루프 칩 유닛에 포함된 루프부를 설명하기 위한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 실시예들에 따른 루프칩 유닛은 베이스 필름, 루프부 및 칩을 포함한다.

상기 베이스 필름은 내열성 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 베이스는 에틸렌계 수지 또는 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있다.

상기 루프부는 상기 베이스 상에 배치된다. 상기 루프부는 칩이 실장되는 실장 영역(131)을 갖는다. 또한 상기 루프부는 상기 실장 영역(131)과 연결되는 폐루프 형상을 가진다.

상기 루프부는 유도성 리액턴스에 의해 고주파를 통과시켜 상기 칩이 동작할 수 있도록 한다. 예를 들면, 상기 루프부는 그 크기와 형태가 변경됨에 따라 상기 안테나의 유도성 리액턴스를 변경시킬 수 있다.

상기 루프부는 은, 구리, 은 코팅된 구리, 알루미늄 및 도전성 탄소와 같은 도전성 물질을 적어도 하나 포함할 수 있다.

상기 칩은 상기 실장 영역에 실장된다. 상기 칩은 루프부를 통하여 인가되는 전파를 정류하여 구동 전원으로 사용하기 위한 급전 회로를 포함할 수 있다. 상기 급전 회로는 쇼트키계열 다이오드 및 커패시터로 구성될 수 있다. 상기 급전 회로에는 용량성 리액턴스가 존재한다.

본 고안의 일 실시예에 있어서, 상기 루프부는 다이폴부와 커패시턴스 결합시 상기 다이폴부와 평면적으로 오버랩되는 오버랩 영역을 더 포함할 수 있다.

상기 오버랩 영역은 상기 다이폴부의 평면적으로 부분 오버랩되어 커패시턴스 결합을 발생시킨다.

또한, 상기 오버랩 영역 및 상기 실장 영역은 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 이로써, 상기 실장 영역에 장착되는 칩에 대하여 상기 오버랩 영역에서 발생하는 커패시턴스에 의한 간섭이 억제될 수 있다. 이로써 상기 칩의 오동작이 억제될 수 있다.

도 2는 본 고안의 일시예들에 따른 알에프아이디 태그에 포함된 다이폴부를 설명하기 위한 평면도이다. 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 알에프아이디 태그에 포함된 다이폴부를 설명하기 위한 평면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 고안의 일시예들에 따른 알에프아이디 태그는 루프칩 유닛, 다이폴 유닛 및 접착부를 포함한다.

상기 루프칩 유닛은 제1 베이스 필름, 실장 영역 및 제1 오버랩 영역을 갖는 루프부 및 칩을 포함한다. 이에 대한 상세한 설명은 도 1을 참고로 전술하였으므로 생략하기로 한다.

상기 다이폴 유닛은 상기 루프칩 유닛에 대응하여 배치된다. 상기 다이폴 유닛은 제2 베이스 필름 및 다이폴부를 포함한다.

상기 제2 베이스 필름은 상기 제1 베이스 필름과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.

상기 다이폴부는 상기 제2 베이스 필름 상에 형성된다. 상기 다이폴부는 상기 제2 베이스 필름이 노출되는 면에 형성될 수 있다. 상기 다이폴부는 미앤더 형상을 가질 수 있다. 상기 다이폴부는 상기 루프부와 함께 안테나를 형성한다.

상기 다이폴부는 상기 제1 오버랩 영역과 평면적으로 중첩되는 제2 오버랩 영역을 포함할 수 있다. 이로써 상기 제1 및 제2 오버랩 영역들이 커패시턴스 결합함으로써 용량성 리액턴스가 발생할 수 있다.

본 고안의 일 실시예에 있어서, 상기 루프부의 양측부는 상기 다이폴부과 평면적으로 중첩되지 않고 이격되도록 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 오버랩 영역들을 제외한 영역에서 상기 루프부 및 상기 다이폴부가 평면적으로 중첩되지 않는다. 따라서, 상기 루프부 및 다이폴부가 원하지 않는 영역에서 중첩되어 기생 커패시턴스가 발생하는 것이 억제될 수 있다. 이로써 상기 루프부 및 상기 다이폴부를 포함하는 안테나의 구동 주파수의 저하를 억제할 수 있다.

실시예1

두께 50μm PET 시트를 제1 베이스 필름으로 하여 은 페이스트 조성물로 로터리용 스크린인쇄기를 이용하여 예비 도전 패턴을 상기 베이스 필름 상에 인쇄하였다. 상기 베이스 필름을 포함한 예비 도전 패턴을 오븐에서 150 ℃에서 20분간 열처리를 통하여 상기 은 페이스트 내부의 유기물을 제거하여 상기 베이스 필름 상에 폐루프를 갖는 루프부를 형성하였다. 이후, 니켈 파우더가 함유된 이방성도전페이스트(anisotropic conductive paste; ACP)를 이용하여 칩을 실장하였다. 이때 상기 칩은 Monza5(상표명)을 이용하였다. 이때 도 1에 도시된 1(이하, L-1) 내지 8(이하, L-8)과 같이 각각 루프칩 유닛들을 각각 제조하였다.

한편, 두께 50μm PET 시트를 제2 베이스 필름으로 하여 은 페이스트 조성물로 로터리용 스크린인쇄기를 이용하여 예비 도전 패턴을 상기 베이스 필름 상에 인쇄하였다. 상기 베이스 필름을 포함한 예비 도전 패턴을 오븐에서 150 ℃에서 20분간 열처리를 통하여 상기 은 페이스트 내부의 유기물을 제거하여 상기 베이스 필름 상에 미앤더 형상을 갖는 다이폴부를 형성하였다. 이때 도 2에 도시된 최상부에서 하방으로 순차적으로 D-1 내지 D-6과 같은 형상을 갖도록 각각 제조하였다. 이로써 다이폴부를 포함하는 다이폴 유닛이 제조되었다.

이후, 상기 루프칩 유닛 및 상기 다이폴 유닛을 절연성 양면 테이프를 이용하여 상호 부착하였다. 이로써 알에프아이디 태그가 제조되었다.

실시예2

칩 종류를 제외한 나머지 사항은 실시예1과 같이 알에프아이디 태그가 제조되었다. 이때 상기 칩은 Higgas 4(상표명)가 사용되었다.

실시예3

루프부 유닛을 제외한 나머지 사항은 실시예1과 같이 알에프아이디 태그가 제조되었다. 이때 상기 다이폴부 유닛은 소형 안테나를 구성하며, 도3과 같은 형상(D-7)을 갖도록 제조되었다.

실시예4

칩 종류를 제외한 나머지 사항은 실시예3과 같이 알에프아이디 태그가 제조되었다. 이때 상기 칩은 Higgas 4(상표명)가 사용되었다.

비교예1

두께 50μm PET 시트를 베이스 필름으로 하여 은 페이스트 조성물로 로터리용 스크린인쇄기를 이용하여 예비 도전 패턴을 상기 베이스 필름 상에 인쇄하였다. 상기 베이스 필름을 포함한 예비 도전 패턴을 오븐에서 150 ℃에서 20분간 열처리를 통하여 상기 은 페이스트 내부의 유기물을 제거하여 상기 베이스 필름 상에 폐루프를 갖는 루프부 및 다이폴부를 형성하였다. 이후, 니켈 파우더가 함유된 이방성도전페이스트(anisotropic conductive paste; ACP)를 이용하여 칩을 실장하였다. 이때 상기 칩은 Monza5(상표명)을 이용하였다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이 최상부에서 하방으로 1(이하, I-1) 내지 6(이하, I-6)과 같이 일체형 안테나를 갖는 알에프아이디 태그를 각각 제조하였다.

비교예2

칩 종류를 제외한 나머지 사항은 비교예1과 같이 알에프아이디 태그가 제조되었다. 이때 상기 칩은 Higgas 4(상표명)가 사용되었다.

비교예3

두께 50μm PET 시트를 베이스 필름으로 하여 은 페이스트 조성물로 로터리용 스크린인쇄기를 이용하여 예비 도전 패턴을 상기 베이스 필름 상에 인쇄하였다. 상기 베이스 필름을 포함한 예비 도전 패턴을 오븐에서 150 ℃에서 20분간 열처리를 통하여 상기 은 페이스트 내부의 유기물을 제거하여 상기 베이스 필름 상에 폐루프를 갖는 루프부 및 다이폴부를 형성하였다. 이후, 니켈 파우더가 함유된 이방성도전페이스트(anisotropic conductive paste; ACP)를 이용하여 칩을 실장하였다. 이때 상기 칩은 Monza5(상표명)를 이용하였다. 또한 도 5에 도시된 일체형 안테나를 갖는 일체형 알에프아이디 태그가 제조되었다.

비교예4

칩 종류를 제외한 나머지 사항은 비교예3과 같이 알에프아이디 태그가 제조되었다. 이때 상기 칩은 Higgas 4(상표명)가 사용되었다.

인식 거리에 대한 평가

휴대용 리더기(AT-870, 30dbm)를 이용하여 915Mhz 주파수를 이용하여 상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에 대한 인식거리를 측정하였다.

표1은 실시예 1에 대한 915Mhz의 주파수에서의 인식 거리(m)를 나타내고, 한편, 표2는 비교예1에 대한 915Mhz의 주파수에서의 인식 거리(m)를 나타낸다. Monza5(상표명)의 칩이 동일하게 적용되었다.

	D-1	D-2	D-3	D-4	D-5	D-6
L-1	11.04	11.69	11.69	11.04	9.29	6.96
L-2	11.04	10.42	11.04	11.69	9.29	5.22
L-3	9.84	10.42	11.04	10.42	9.84	5.86
L-4	9.84	11.69	11.69	11.04	8.77	6.96
L-5	2.94	10.42	9.84	8.28	7.81	7.81
L-6	6.57	10.42	10.42	8.28	7.81	6.96
L-7	9.84	11.69	10.42	10.42	8.77	6.21
L-8	9.29	11.04	10.42	9.84	7.38	6.96

비교예1	인식거리 (m)
I-1	11.04
I-2	11.69
I-3	11.04
I-4	11.69
I-5	9.84
I-6	6.96

표1 및 표2에 기술된 바와 같이, 일체형 알에프아이디 태그(비교예1)과 대비하여 분리형 알에프아이디 태그(실시예1) 또한 거의 유사한 인식 거리를 가짐을 확인할 수 있다.

표3은 실시예 2에 대한 915Mhz의 주파수에서의 인식 거리(m)를 나타내고, 한편, 표4는 비교예2에 대한 915Mhz의 주파수에서의 인식 거리(m)를 나타낸다. Higgas 4(상표명)의 칩이 동일하게 적용되었다.

	D-1	D-2	D-3	D-4	D-5	D-6
L-1	11.69	12.38	10.42	12.38	11.04	6.57
L-2	5.53	9.29	6.21	9.84	6.57	4.39
L-3	5.53	10.42	8.77	11.69	4.65	4.39
L-4	12.38	10.42	12.38	10.42	7.38	6.21
L-5	9.29	10.42	8.77	11.04	10.42	4.39
L-6	11.04	10.42	11.04	11.04	9.84	6.57
L-7	11.04	12.38	11.69	11.69	9.29	6.96
L-8	10.42	11.69	11.69	11.04	8.77	6.96

비교예2	인식거리 (m)
I-1	7.38
I-2	6.96
I-3	11.04
I-4	7.38
I-5	5.53
I-6	6.96

표3 및 표4에 기술된 바와 같이, 일체형 알에프아이디 태그(비교예2)과 대비하여 분리형 알에프아이디 태그(실시예4) 또한 거의 유사한 인식 거리를 가짐을 확인할 수 있다.

표5는 실시예 3 및 비교예3에 대한 915Mhz의 주파수에서의 인식 거리(cm)를 나타낸다. Monza5(상표명)의 칩이 동일하게 적용되었다.

	실시예3(D-7, 도3 참조)	비교예3(일체형, 도5 참조)
L-1	65	65
L-2	26
L-3	14
L-4	58
L-5	30
L-6	66
L-7	32
L-8	23

표5에서와 같이 소형 안테나의 경우, 실시예3과 같은 분리형 안테나를 갖는 알에프아이디 태그 또한 우수한 인식거리를 가짐을 확인할 수 있다.

표6은 실시예 4 및 비교예4에 대한 915Mhz의 주파수에서의 인식 거리(cm)를 나타낸다. Higgas 4(상표명)의 칩이 동일하게 적용되었다.

	실시예4(D-7, 도3 참조)	비교예4(일체형, 도5 참조)
L-1	27	66
L-2	15
L-3	25
L-4	60
L-5	31
L-6	66
L-7	33
L-8	22

표6에서와 같이 소형 안테나의 경우, 실시예4과 같은 분리형 안테나를 갖는 알에프아이디 태그 또한 우수한 인식거리를 가짐을 확인할 수 있다.

Claims (6)

1. 베이스 필름;
   상기 베이스 필름 상에 형성되며, 폐루프 형상으로 이루어지고 실장 영역을 갖는 루프부; 및
   상기 실장 영역에 실장된 칩을 포함하는 알에프아이디 태그용 루프 칩 유닛.
2. 제1항에 있어서, 상기 루프부는 다이폴부와 커패시턴스 결합시 상기 다이폴부와 평면적으로 오버랩되는 오버랩 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 알에프아이디 태그용 루프 칩 유닛.
3. 제2항에 있어서, 상기 오버랩 영역 및 상기 실장 영역은 서로 마주보도록 배치되는 것을 특징으로 하는 알에프아이디 태그용 루프 칩 유닛.
4. 제1 베이스 필름, 상기 제1 베이스 필름 상에 형성되며, 폐루프 형상으로 이루어지고 실장 영역을 갖는 루프부, 및 상기 실장 영역에 실장된 칩을 갖는 루프 칩 유닛;
   상기 제1 베이스 필름에 대응되도록 배치되며, 제2 베이스 필름, 상기 제2 베이스 필름 상에 형성되며, 미앤더 형상으로 이루어진 다이폴부를 갖는 다이폴 유닛; 및
   상기 루프 칩 유닛 및 상기 다이폴 유닛 사이에 개재되며, 상기 상기 루프 칩 유닛 및 상기 다이폴 유닛을 상호 접착하는 접착부를 포함하는 알에프아이디 태그.
5. 제4항에 있어서, 상기 루프부의 양측부는 상기 다이폴부과 평면적으로 중첩되지 않고 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 알에프아이디 태그.
6. 제4항에 있어서, 상기 루프부는 상기 실장 영역과 마주보도록 위치한 제1 오버랩 영역을 더 포함하고, 상기 다이폴부는 상기 제1 오버랩 영역과 평면적으로 오버랩되는 제2 오버랩 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 알에프아이디 태그.

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