KR20150052949A - 알에프아이디 태그 - Google Patents

Abstract

알에프아디 태그는 루프 영역 및 상기 루프 영역을 중심으로 양측에 정의된 다이폴 영역으로 구획되는 베이스, 상기 베이스의 루프 영역 상에 배치되며, 폐루프 형상으로 이루어지고 실장 영역을 갖는 루프부, 상기 베이스의 다이폴 영역 상에 상기 루프부와 전기적으로 연결되도록 배치되며, 외곽 형상을 이루는 외곽선을 따라 선택적으로 형성된 다이폴 패턴을 갖는 다이폴부 및 상기 실장 영역에 실장된 칩을 포함한다. 따라서, 알에프아이디 태그는 충분한 인식 거리를 확보할 수 있다.

Description

알에프아이디 태그{RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION TAG}

본 발명은 알에프아이디 태그에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 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 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 이후 식각액을 이용하는 식각 공정을 통하여 형성될 수 있다. 따라서, 상기 안테나를 형성하는 공정들이 복잡하며 귀금속을 이용함에 따라 상대적으로 경제성이 악화되며, 나아가 상기 식각액을 이용함에 따라 여러 가지 문제가 발생한다.

본 발명의 일 목적은 상대적으로 단순한 구조를 갖는 알에프아이디 태그를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 따른 알에프아디 태그는 루프 영역 및 상기 루프 영역을 중심으로 양측에 정의된 다이폴 영역으로 구획되는 베이스, 상기 베이스의 루프 영역 상에 배치되며, 폐루프 형상으로 이루어지고 실장 영역을 갖는 루프부, 상기 베이스의 다이폴 영역 상에 상기 루프부와 전기적으로 연결되도록 배치되며, 외곽 형상을 이루는 외곽선을 따라 선택적으로 형성된 다이폴 패턴을 갖는 다이폴부 및 상기 실장 영역에 실장된 칩을 포함한다. 여기서, 상기 다이폴 패턴의 외각 형상은 미앤더 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이폴 패턴는 1 내지 2mm 의 범위의 폭을 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 루프부 및 상기 다이폴부는 상기 베이스의 서로 다른 평면에 각각 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 루프부 및 상기 다이폴부는 도전성 페이스트를 이용한 직접 인쇄공정을 통하여 형성될 수 있다.

본 발명에 의하여, 형상을 이루는 외곽선을 따라 선택적으로 형성된 다이폴 패턴을 구비한 다이폴부가 구현될 수 있다. 따라서, 알에프아이디 태그는 다이폴부 형상 내부를 채우는 별도의 도전성 페이스트 물질이 생략됨에도 불구하고 우수한 인식거리를 가질 수 있음으로써 알에프아이디 태그의 경제성을 확보할 수 있다. 또한, 직접 인쇄 공정으로 루프부 및 다이폴부를 각각 형성함으로써 제조 공정이 단순화 될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알에프아이디 태그를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1의 베이스를 설명하기 위한 평면도이다.

이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 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 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 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 발명의 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 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 알에프아이디 태그를 설명하기 위한 평면도이다. 도 2는 도 1의 베이스를 설명하기 위한 평면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 알에프아이디 태그(100)는 베이스(110), 루프부(130), 다이폴부(150) 및 칩(105)을 포함한다.

상기 베이스(110)는 내열성 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 베이스(110)는 에틸렌계 수지 또는 폴리이미드계 수지를 포함할 수 있다.

상기 베이스는 루프 영역(113) 및 다이폴 영역(115)으로 구획된다. 상기 루프 영역에는 상기 루프부가 형성된다. 한편, 상기 다이폴 영역은 상기 루프 영역을 중심으로 양측에 정의된다. 상기 다이폴 영역은 상기 다이폴부가 형성될 수 있다.

상기 루프부(130)는 상기 베이스(110) 상에 배치된다. 상기 루프부(130)는 칩(105)이 실장되는 실장 영역(131)을 갖는다. 또한 상기 루프부(130)는 상기 실장 영역(131)과 연결되는 폐루프 형상을 가진다. 상기 루프부(130)는 상기 다이폴부(150)를 포함하여 안테나의 유도성 리액턴스를 조정할 수 있다. 예를 들면, 상기 루프부(130)는 그 크기와 형태가 변경됨에 따라 상기 안테나의 유도성 리액턴스를 변경시킬 수 있다.

상기 루프부(130)는 은, 구리, 은 코팅된 구리, 알루미늄 및 도전성 탄소와 같은 도전성 물질을 적어도 하나 포함할 수 있다.

상기 다이폴부(150)는 상기 베이스(110) 상에 배치된다. 상기 다이폴부(150)는 상기 루프부(130)와 전기적으로 연결되도록 배치된다. 상기 다이폴부(150)는 외곽 형상을 이루는 외곽선을 따라 선택적으로 형성된 다이폴 패턴을 포함할 수 있다. 즉, 상기 다이폴 패턴은 상기 다이폴부(150)의 형상을 이루는 외곽선을 따라서 라인 형태로 형성될 수 있다. 상기 다이폴부(150)는 은, 구리, 은 코팅된 구리, 알루미늄 및 도전성 탄소와 같은 도전성 물질을 적어도 하나 포함할 수 있다.

따라서, 상기 다이폴부가 그 형상을 이루는 외곽선 내부를 전체적으로 채우지 않고, 상기 외곽선을 따라 라인 형태로 형성됨에 따라 상기 다이폴부를 이루는 도전성 물질의 소비가 감소될 수 있다. 또한 상기 다이폴부가 식각 공정이 아니라, 직접 인쇄공정으로 형성될 수 있음에 따라 간단하게 형성된 다이폴 패턴을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 다이폴 패턴을 갖는 상기 다이폴부는 우수한 인식거리와 같은 성능을 가질 수 있다.

상기 다이폴부(150)는 트랜스폰더에서 제공되는 전파의 파장에 비례하여 그 길이가 결정된다. 상기 전파의 파장이 작을수록 상기 다이폴부(150)는 그 길이가 짧아지며, 상기 전파의 파장이 길어질수록 상기 다이폴부(150)는 그 길이가 길어질 수 있다. 상기 다이폴부(150)는 상기 베이스(110)의 상면에서 차지하는 면적을 감소시키기 위하여 상기 다이폴부(150)는 미엔드 형상을 가질 수 있다. 따라서 상기 다이폴부(150)는 상대적으로 높은 유도성 리액턴스를 가질 수 있다.

상기 칩(105)은 상기 실장 영역(131)에 실장된다. 상기 칩(105)은 다이폴부(150) 및 루프부(130)를 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.

상기 다이폴부(150) 및 상기 루프부(130)를 포함하는 안테나에서 급전된 전파를 급전 회로로 전달하기 위해서는 안테나의 임피던스와 급전 회로의 임피던스를 정합시킬 필요가 있다. 상기 안테나 및 상기 급전 회로의 임피던스가 동일할 때 안테나에서 수신된 전파가 칩으로 최대값을 전달될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이폴 패턴는 1 내지 2mm 의 범위의 선폭을 가질 수 있다. 상기 다이폴 패턴이 1mm 미만의 선폭을 가질 경우, 다이폴부(150)의 표면 저항이 증대되어 이로써 선로 손실이 증가할 수 있다. 반면에, 다이폴 패턴이 2mm 초과의 선폭을 가질 경우, 성능에 대한 효과가 없는 반면에 도전성 물질의 다이폴부를 형성하기 위한 소비량만 증가한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 루프부(130) 및 상기 다이폴부(150)는 상기 베이스(110)의 일면 및 타면에 각각 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 루프부(130) 및 상기 다이폴부(150)는 서로 평면적으로 오버랩되는 오버랩 영역을 가질 수 있다. 상기 중첩 영역(155)을 통하여 전파가 상기 루프부(130) 및 다이폴부(150) 사이를 보다 효과적으로 전달될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이폴부(150)는 제1 시트 상에 인쇄될 수 있으며 한편, 상기 루프부(130)는 제2 시트 상에 인쇄될 수 있다. 이 경우 상기 제1 및 제2 시트들이 상기 제1 면 상에 순차적으로 적층될 수 있다. 이때 상기 제1 및 제2 시트들 사이에는 접착제(미도시)가 개재되어 상기 제1 및 제2 시트들을 상호 접착시킬 수 있다.

실시예1

두께 50μm PET 시트를 베이스로 하여 은 페이스트를 제1 도전 물질로 이용하여 평판형 스크린인쇄기를 이용하여 예비 도전 패턴을 상기 베이스 상에 인쇄한다. 상기 베이스를 포함한 예비 도전 패턴을 오븐에서 150 ℃에서 20분간 열처리를 통하여 상기 은 페이스트 내부의 유기물을 제거하여 상기 베이스 상에 폐루프를 갖는 루프부 및 다이폴부를 형성한다. 이때, 다이폴부에 포함된 다이폴 패턴은 1.0mm의 선폭을 갖도록 형성한다. 이후, 니켈 파우더가 함유된 이방성도전페이스트(anisotropic conductive paste; ACP)를 이용하여 칩을 실장한다. 이로써 알에프아이디 태그가 제조된다.

실시예2

다이폴 패턴의 선폭을 제외한 나머지 사항은 실시예1과 같이 알에프아이디 태그가 제조된다. 이때 상기 다이폴 패턴의 선폭은 1.5mm 이다.

실시예3

다이폴 패턴의 선폭을 제외한 나머지 사항은 실시예1과 같이 알에프아이디 태그가 제조된다. 이때 상기 다이폴 패턴의 선폭은 2.0mm 이다.

비교예1

다이폴부를 제외한 나머지 사항은 실시예1과 같이 알에프아이디 태그가 제조된다. 이때 상기 다이폴부는 그 외곽 형상을 실시예1과 동일하나, 그 외곽선 내부를 전체적으로 채우는 미앤더 형상을 갖도록 형성된다.

비교예2

다이폴 패턴의 선폭을 제외한 나머지 사항은 실시예1과 같이 알에프아이디 태그가 제조된다. 이때 상기 다이폴 패턴의 선폭은 0.7mm 이다.

비교예3

다이폴 패턴의 선폭을 제외한 나머지 사항은 실시예1과 같이 알에프아이디 태그가 제조된다. 이때 상기 다이폴 패턴의 선폭은 2.3mm 이다.

인식 거리에 대한 평가1

휴대용 리더기(AT-870)을 이용하여 915Mhz 주파수를 이용하여 0.8W출력으로 상기 실시예 1내지 3 및 비교예 1 내지 3에 대한 인식거리를 측정하였다.

표1은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 대한 915Mhz의 주파수에서의 인식 거리를 나타낸다.

구분	다이폴 패턴의 선폭(mm)	인식거리(m) (@915MHz)
실시예1	1.0	8.52
실시예2	1.5	9.15
실시예3	2.0	9.29
비교예1	-	9.24
비교예2	0.7	7.17
비교예3	2.3	9.17

표1에서와 같이 실시예1 내지 3의 경우, 8.52 내지 9.29m 범위의 인식 거리를 갖는다. 반면에, 비교예1의 경우 상기 다이폴부는 그 외곽 내부를 전체적으로 채우는 미앤더 형상을 가질 경우, 9.24m의 인식 범위를 가지나, 전체적으로 실시예1보다 약 70% 정도의 도전성 페이스트의 소모량이 증대되었다. 또한 비교예2의 경우, 인식 거리가 지나치게 낮으며 비교예3의 경우에도 크게 인식 거리가 개선되지 않았다.

인식 거리에 대한 평가2

무반사 챔버 내에서 테스터(TESCOM, 모델명 TC-2600A)을 이용하여 860-960Mhz 주파수를 변경하면서 상기 실시예 1내지 3 및 비교예 1 내지 3에 대한 인식 거리를 측정하였다.

표2는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 대한 860-960Mhz의 주파수에서의 인식 거리(m)를 나타낸다.

주파수(Mhz)	비교예1	비교예2	실시예1	실시예2	실시예3	비교예3
860	5.2	7	7.2	7	6.4	6
870	6.1	7.2	8.2	7.8	7.2	7
880	7.8	7.4	9.1	9.2	9	8.8
890	9.2	7.8	10	10.3	10.8	10.4
900	10.8	8	10.1	11.2	11.8	11.6
910	11.2	7.6	9.7	11	11.8	12
920	11.8	7.5	9.5	10.9	11.8	11.8
930	11.9	7.5	8.8	10.8	11	11
940	11.7	7.4	8.6	9.6	10.6	10.8
950	11.4	7.3	8.5	9.8	10.4	10.6
960	10.8	7.1	8.4	9.6	10	10

표2에서와 같이 실시예1 내지 3의 경우, 상대적으로 우수한 인식 거리를 갖는다. 반면에, 비교예1과 같이 상기 다이폴부는 그 외곽 내부를 전체적으로 채우는 미앤더 형상을 가질 경우, 860Mhz의 주파수에서 5.2m의 인식 범위를 가지며, 전체적으로 실시예1보다 약 70% 정도의 도전성 페이스트의 소모량이 증대되었다. 또한 비교예2의 경우, 실시예보다 상대적으로 인식 거리가 낮으며 비교예3의 경우에도 크게 인식 거리가 개선되지 않았다.

Claims (5)

1. 루프 영역 및 상기 루프 영역을 중심으로 양측에 정의된 다이폴 영역으로 구획되는 베이스;
   상기 베이스의 루프 영역 상에 배치되며, 폐루프 형상으로 이루어지고 실장 영역을 갖는 루프부;
   상기 베이스의 다이폴 영역 상에 상기 루프부와 전기적으로 연결되도록 배치되며, 외곽 형상을 이루는 외곽선을 따라 선택적으로 형성된 다이폴 패턴을 갖는 다이폴부; 및
   상기 실장 영역에 실장된 칩을 포함하는 알에프아이디 태그.
2. 제1항에 있어서, 상기 다이폴 패턴의 외각 형상은 미앤더 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 알에프아이디 태그.
3. 제1항에 있어서, 상기 다이폴 패턴는 1 내지 2mm 의 범위의 선폭을 갖는 것을 특징으로 하는 알에프아이디 태그.
4. 제1항에 있어서, 상기 루프부 및 상기 다이폴부는 상기 베이스의 서로 다른 평면에 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 알에프아이디 태그.
5. 제1항에 있어서, 상기 루프부 및 상기 다이폴부는 도전성 페이스트를 이용한 직접 인쇄공정을 통하여 형성된 것을 특징으로 하는 알에프아이디 태그.

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