KR101038498B1 - Rfid 태그 및 그 제조방법 - Google Patents

Rfid 태그 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 RFID 칩과 안테나가 연결되고, 외부로부터의 정보가 안테나를 통하여 RFID 칩에 저장 및 갱신되고, RFID 칩에 저장된 정보가 외부로 송신되는 RFID 태그 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 RFID 태그는, 집적회로 칩, 상기 집적회로 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 집적회로 칩이 안착되는 제1 안테나, 및 상기 집적회로 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 안테나와 후크 결합에 의하여 결합되는 제2 안테나를 구비하고; 상기 제1안테나와 상기 제2안테나가 상호 절연되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, RFID 칩과 안테나의 연결부의 구조적 강도가 커서 단락이 발생하지 아니하고, RFID 칩과 안테나가 전기적으로 안정되게 연결될 수 있다.

Description

RFID 태그 및 그 제조방법{RFID tag and method for manufacturing the same}
도 1은 RFID 태그의 구성을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 2는 도 1의 RFID 태그에서 II-II 선을 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 2 이상의 안테나들이 연결부재에 의하여 나란히 연결되는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a는 제1 안테나 및 제2 안테나의 상호 결합 전을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4b는 도 4a에서 단면 Ⅳ-Ⅳ을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5a는 제1 안테나 및 제2 안테나가 상호 결합된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5b는 도 5a에서 단면 Ⅴ-Ⅴ을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6a는 제1 안테나 위에 RFID 칩이 부착된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6b는 도 6a에서 단면 Ⅵ-Ⅵ을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7a는 안테나 위에 부착된 RFID 칩을 감싸도록 몰딩부가 형성된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7b는 도 7a에서 단면 Ⅶ-Ⅶ을 개략적으로 도시한 도면이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100, 200: RFID 태그, 12, 22: RFID 칩,
11: 안테나, 13, 23: 몰딩부,
16, 26: 와이어, 21: 제1 안테나,
24: 제2 안테나, 27: 절연부.
본 발명은 RFID 태그(Radio Frequency IDentification tag) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RFID 칩과 안테나가 연결되고, 외부로부터의 정보가 안테나를 통하여 RFID 칩에 저장 및 갱신되고, RFID 칩에 저장된 정보가 외부로 송신되는 RFID 태그 및 그 제조방법에 관한 것이다.
근래에는 통신 기술뿐만 아니라 유통 분야를 포함한 전 산업 분야에서 무선 주파수(RF, radio frequency)를 이용한 기술이 폭 넓게 사용되고 있다. 레이더 장치뿐만 아니라 차량의 충돌 방지 시스템과 같은 안전 장치, 스마트 카드 및 무선 인식(RFID, Radio Frequency IDentification) 장치와 같은 기술 분야에서도 무선 주파수 기술이 사용되고 있다.
이러한 무선 주파수 기술을 실행하는 무선 주파수 시스템은 안테나 및 RFID 칩을 포함하는 RFID 태그(RFID tag) 및 상기 RFID 태그와 무선 통신하는 리더기 (reader) 등의 구성 요소를 구비한다. 상기 RFID 태그는 전자기 유도원리에 의해, 리더기 주위에 형성된 전자기장에서 전력을 공급받아 작동되는 수동소자이다.
RFID 태그는 집적회로 칩에 다양한 정보를 입력하여 물류 관리 표식, 전자 신분증, 전자 화폐, 신용 카드 등의 다양한 응용분야에 적용될 수 있다. 이러한 RFID 태그는 접촉식 또는 비접촉방식으로 초기 설정데이터가 입력된다. 즉, 전자 무선 인식 장치 상에 형성된 접촉기판이 단말기의 입력단자와 접촉함으로써 소정의 작동이 수행되어지거나, RFID 태그용 라이터기(writer) 등에 의하여 초기 정보가 기록이 된다. 일단 초기 정보가 기록이 된 후의 실제 사용에 있어서는 무선 주파수를 이용하여 RFID 태그와 단말기 사이의 통신에 의해 비접촉식으로 데이터의 송수신이 이루어진다.
도 1에는 RFID 태그의 구성을 개략적으로 보여주는 평면도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1의 II-II 선을 따른 단면도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, RFID 태그(10)는 RFID 칩(12) 및 안테나(11)를 포함한다. 상기 RFID 칩(12)은 상기 안테나(11)와 전기적으로 연결되고, 상기 안테나(11)에 페러데이(Faraday)의 전자기 유도 법칙에 따라 유도되는 전자기장에 의해 발생하는 에너지에 의해 작동하여 소정의 정보를 저장하고 연산한다. 상기 RFID 칩(12)은 그 일면에 형성되는 칩 패드(15)를 통하여 골드 와이어(16)에 의하여 상기 안테나(11)의 단자와 전기적으로 연결된다.
상기 안테나(11)는 소정의 공진 주파수를 가지도록 설계되어 리더기(미도시)와의 무선통신을 통해 새로운 정보를 수신하여 상기 RFID 칩(12)에 저장하거나, 저 장된 정보를 리더기로 송신한다. 또한, 송수신 모듈을 포함하는 RFID 칩(12)과 안테나(11)를 연결하는 구조를 보호하기 위해, RFID 칩(12) 및 RFID 칩(12)과 안테나(11)의 연결부가 액상의 코팅 물질에 의하여 감싸지도록 하는 몰딩부(13)가 형성된다.
이때, RFID 칩(12)과 안테나(11)의 연결부가 골드 와이어(16)에 의한 와이어로 이루어지는데, 외부적인 스트레스에 의하여 골드 와이어(16)가 끊어져 단락이 발생할 수 있다. 특히, 이러한 경우에 RFID 칩(12)과 안테나(11)의 연결이 끊어지게 되는데, 이러한 현상은 외측 리드의 길이가 길수록 그 기계적 강도가 감소함으로써 상기 집적회로 칩과 안테나를 연결하는 연결부에서 빈번하게 발생된다.
따라서, RFID 칩(12)의 손상이 없음에도 불구하고, RFID 태그(100) 자체를 교체하여야 하여야 하고, 그로 인한 추가적인 비용 및 교체 작업이 필요하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, RFID 칩과 안테나의 연결부에 단락이 발생하지 아니하고, 전기적으로 안정되게 연결되도록 구조가 개선된 RFID 태그 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 RFID 태그는, 집적회로 칩, 상기 집적회로 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 집적회로 칩이 안착되는 제1 안테나, 및 상기 집적회로 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 안테나와 후크 결 합에 의하여 결합되는 제2 안테나를 구비하고; 상기 제1안테나와 상기 제2안테나가 상호 절연되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 안테나의 제2 안테나와의 결합부에 홀이 형성되고, 제2 안테나의 제1 안테나와의 결합부에 홀과 결합되는 후크가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 안테나 및 제2 안테나의 상호 접촉면들 중 적어도 한 면이 비전도성 물질로 코팅되는 것이 바람직하다.
상기 제1 안테나의 폭이 상기 집적회로 칩의 폭보다 큰 것이 바람직하다.
상기 집적회로 칩과 상기 제1 안테나 사이에 비전도성 물질로 형성되는 절연부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따른 RFID 태그 제조방법은, 집적회로 칩과, 상기 집적회로 칩이 안착되는 제1 안테나, 및 상기 제1 안테나와 후크 결합에 의하여 결합되는 제2 안테나를 구비하는 것으로서,
(a) 일단에 홀이 형성되는 제1 안테나를 만드는 단계;
(b) 일단에 상기 홀과 후크 결합되는 후크가 형성되는 제2 안테나를 만드는 단계;
(c) 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나를 후크 결합에 의하여 결합하는 단계;
(d) 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중의 하나의 위에 상기 집적회로 칩을 부착하는 단계;
(e) 상기 집적회로 칩과 상기 제1 및 제2 안테나를 전기적으로 연결하는 단 계; 및
(f) 상기 집적회로 칩 및 상기 제1 및 제2 안테나의 결합부의 주위를 몰딩재로 감싸는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, RFID 칩과 안테나의 연결부의 구조적 강도가 커서 단락이 발생하지 아니하고, RFID 칩과 안테나가 전기적으로 안정되게 연결될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 보다 상세히 설명한다.
도 7b에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, RFID 태그가 개략적으로 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 RFID 태그(200)는, 집적회로 칩(22); 제1 안테나(21); 제2 안테나(24); 본딩 와이어(26); 절연부(27); 및 몰딩부(23)를 구비한다.
상기 집적회로 칩(22)은 무선 인식(Radio Frequency IDentification)을 위한 전자회로가 내장되는 것으로, 무선 주파수 기술에 의하여 별도의 무선통신 장비와 비접촉식으로 데이터의 송수신이 이루어지는 RFID 칩(22)이 될 수 있다.
상기 제1 안테나(21)는 RFID 칩(22)과 전기적으로 연결되는 것으로, 그 위에 RFID 칩(22)이 안착된다. 상기 제2 안테나(24)는 RFID 칩(22)과 전기적으로 연결되는 것으로, 상기 제1 안테나(21)와 후크 결합에 의하여 결합된다. 상기 절연부(27)는 RFID 칩(22)과 제1 안테나(21) 사이에 비전도성 물질로 형성된다. 여기서, 상기 절연부(27)는 접착력이 우수한 비전도성 물질로 이루어져, RFID 칩(22)과 제1 안테 나(21)가 상호 접착 및 고정되도록 한다.
상기 RFID 칩(22)과 상기 제1 안테나(21), 그리고 RFID 칩(22)과 제2 안테나(24)가 금 등의 전기 전도성과 작업성이 우수한 본딩 와이어(26)에 의하여 와이어 본딩 방식에 의하여 전기적으로 접속된다.
상기 몰딩부(23)는 RFID 칩(22), 제1 안테나(21)와 제2 안테나(24)의 상호 결합부(211, 241), 및 본딩 와이어(26)를 몰딩재로 감싸서, 그 내부의 구성요소들을 외부로부터 보호한다. 이때, 몰딩재로는 실리콘이나 에폭시 계열의 겔 타입 물질이나 액상 코팅 물질이 사용될 수 있다.
타이어 내부에 삽입되는 RFID 태그와 같이 고신뢰성을 요구하는 제품으로 패키징되는 경우에 있어서, RFID 칩(22)을 둘러싸는 몰딩부(23)와 안테나가 만나는 부분의 응력 집중이 발생하지 아니하도록 하기 위하여, 본 발명에 따른 RFID 태그(200)에서는 상기 제1 안테나(21)와 상기 제2 안테나(24)가 후크 결합에 의하여 상호 결합된다.
즉, 제1 안테나(21)와 제2 안테나(24)가 상호 결합되고, RFID 칩(22)은 제1 안테나(21) 위에 절연부(27)에 의하여 절연 및 고정되도록 안착되어, RFID 칩(22)과 안테나(21, 24) 사이에 구조적으로 응력이 걸리지 아니하고, 구조적 응력은 상호 결합된 제1 안테나(21)와 제2 안테나(24) 사이에 걸리게 된다. 이 경우에 있어서, 본 발명에 따른 RFID 태그(200)는 도 6a 내지 도 7b에 도시된 것처럼 상호 결합되는 제1 안테나(21)와 제2 안테나(24)는 구조적으로 강한 내구성을 가질 수 있는 형상을 갖는다.
또한, 도 6a에 도시된 바와 같이 상호 결합되는 안테나(21, 24)들의 폭이 RFID 칩(22)의 폭보다 크게 하여, 상호 결합되는 제1 안테나(21)와 제2 안테나(24)의 구조적 강도를 크게 할 수 있다.
특히, 제1 안테나(21)와 제2 안테나(24)가 상호간에 구조적으로 안정되도록 결합할 수 있도록, 상호간에 후크 결합되도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 안테나(21)의 제2 안테나(24)와의 결합부(211)에 홀(212)이 형성되고, 제2 안테나(24)의 제1 안테나(21)와의 결합부(241)에 상기 홀(212)과 결합되는 후크(241)가 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 제1 안테나(21)와 제2 안테나(24)의 상호 결합은 상호 전기적으로 절연되도록 되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 제1 안테나(21) 및 제2 안테나(24)의 상호 접촉면(211, 241)들 중 적어도 한 면이 비전도성 물질로 코팅되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 안테나(21)의 결합부(211)가 비전도성 물질로 코팅된다. 하지만, 실시예에 따라서는 제2 안테나(24)의 제1 안테나와 접촉되는 부분을 비전도성 물질로 코팅하여, 상호 전기적으로 절연되도록 결합되도록 할 수 있다.
본 실시예의 경우에는 제1 안테나(21)와 제2 안테나(24)가 상호 절연되도록 결합되나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 실시예에 따라서는 제1 안테나(21)와 제2 안테나(24)가 상호 전기적으로 연결되어 루프를 형성하는 경우도 있을 수 있다.
또한, 제1 안테나(21)와 제2 안테나(24) 사이의 후크 결합은 접착제에 의하 여 접착 고정될 수 있다.
본 실시예에서는 제1 안테나(21)에 홀(211)이 형성되고 제2 안테나(24)에 후크(241)가 형성된다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 제2 안테나(24)의 제1 안테나(21)와의 결합부에 홀이 형성되고, 제1 안테나(21)의 제2 안테나(24)와의 결합부에 상기 홀과 결합되는 후크가 형성되어, 상호 후크 결합될 수 있을 것이다.
상기 제1 안테나(21) 및 상기 제2 안테나(24)는 리드 프레임으로 형성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 아니하고 구리 또는 알루미늄 등의 전기 전도성이 우수한 다양한 소재로 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다.
도 3 내지 도 7b에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, RFID 태그 제조방법이 개략적으로 도시되어 있다.
도면을 참조하면, RFID 태그 제조방법은, 집적회로 칩(22)과, 상기 집적회로 칩이 안착되는 제1 안테나, 및 상기 제1 안테나와 후크 결합에 의하여 결합되는 제2 안테나를 구비하는 RFID 태그(200)의 제조방법에 관한 것으로서, (a) 일단에 홀이 형성되는 제1 안테나를 만드는 단계(도 3, 도 4a, 도 4b); (b) 일단에 상기 홀과 후크 결합되는 후크가 형성되는 제2 안테나를 만드는 단계(도 3, 도 4a, 도 4b); (c) 제1 안테나와 제2 안테나를 후크 결합에 의하여 결합하는 단계(도 5a, 도 5b); (d) 제1 안테나 및 제2 안테나 중의 하나의 위에 집적회로 칩을 부착하는 단계(도 6a, 도 6b); (e) 집적회로 칩과 제1 및 제2 안테나를 전기적으로 연결하는 단계(도 6a, 도 6b); 및 (f) 집적회로 칩 및 상기 제1 및 제2 안테나의 결합부의 주위를 몰딩재로 감싸는 단계(도 7a, 도 7b)를 구비한다.
여기서, 본 실시예에 따른 RFID 태그 제조방법에 의하여 제조되는 RFID 태그(200)는 도 7b에 도시된 RFID 태그(200)와 동일한 것으로, 상기 RFID 태그(200)에 대한 기술은 본 RFID 태그 제조방법에도 적용된다.
상기 집적회로 칩(22)은 무선 인식을 위한 전자회로가 내장되는 것으로, 무선 주파수 기술에 의하여 별도의 무선통신 장비와 비접촉식으로 데이터의 송수신이 이루어지는 RFID 칩(22)이 될 수 있다.
상기 (a) 단계 및 (b) 단계(도 4a, 도 4b)에서는, 제1 안테나(21) 및 제2 안테나(24)가 리드 프레임으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 다른 방법에 의하여 형성될 수도 있을 것이다. 상기 (a) 단계(도 4a, 도 4b)에서는 홀 주변부의 제2 안테나와의 결합부가 비전도성 물질로 코팅된다.
상기 (d) 단계(도 6a, 도 6b)에서는, 상기 집적회로 칩(200)과 상기 집적회로 칩(200)이 부착되는 제1 안테나(21) 또는 제2 안테나(24)의 사이에 비전도성 물질의 절연부(27)가 개재된다.
상기 (e) 단계(도 6a, 도 6b)에서, 상기 집적회로 칩(200)과 상기 제1 및 제2 안테나(21, 24) 각각이 와이어 본딩에 의하여 전기적으로 연결된다.
상기 (a) 단계에서, 2 이상의 제1 안테나(21)가 제1 연결부재(210)에 의하여 나란히 연결되고, 상기 (b) 단계에서, 2 이상의 제2 안테나(24)가 제2 연결부재(240)에 의하여 나란히 연결될 수 있다(도 3). 이 경우에, 제1 안테나(21) 및 제2 안테나(24)가 각각 연결부재(210, 240)에 의하여 부착된 상태에서, 2 이상의 제1 안테나(21) 및 제2 안테나(24)가 동시에 결합될 수도 있다.
또한, 2 이상의 제1 안테나(21) 및 제2 안테나(24)가 동시에 결합되는 방식으로 RFID 태그(200)가 제조되는 실시예에서는, (g) 상기 제1 안테나(21)들을 상기 제1 연결부재(210)로부터 분리하는 단계, 및 (h) 상기 제2 안테나(24)들을 상기 제2 연결부재(240)로부터 분리하는 단계가 더 구비된다.
이때, 상기 (g) 단계 및 상기 (h) 단계는, 상기 (c) 단계 다음에 수행될 수도 있으며, 실시예에 따라서는 상기 (f) 단계 이후에 수행될 수도 있을 것이다.
본 발명에 따른 RFID 태그 및 그 제조방법에 의하면, RFID 칩과 안테나의 연결부의 구조적 강도가 커져 단락이 발생하지 아니한다.
또한, 그에 따라 RFID 칩과 안테나가 전기적으로 안정되게 연결될 수 있다.
또한, RFID 태그 수명이 길어지게 되며, 비용이 저감될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 집적회로 칩, 상기 집적회로 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 집적회로 칩이 안착되는 제1 안테나, 및 상기 집적회로 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 안테나와 후크 결합에 의하여 결합되는 제2 안테나를 구비하고;
    상기 제1안테나와 상기 제2안테나가 상호 절연되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나의 상기 제2 안테나와의 결합부에 홀이 형성되고,
    상기 제2 안테나의 상기 제1 안테나와의 결합부에 상기 홀과 결합되는 후크가 형성되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나의 상기 제2 안테나와의 결합부에 후크가 형성되고,
    상기 제2 안테나의 상기 제1 안테나와의 결합부에 상기 후크와 결합되는 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나의 상호 접촉면들 중 적어도 한 면이 비 전도성 물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 집적회로 칩과 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나는 와이어 본딩에 의하여 전기적으로 연결이 되어지고 상기 안테나의 상호 결합부, 및 상기 본딩 와이어를 몰딩재로 감싸는 몰딩부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그.
  6. 집적회로 칩과, 상기 집적회로 칩이 안착되는 제1 안테나, 및 상기 제1 안테나와 후크 결합에 의하여 결합되는 제2 안테나를 구비하는 RFID 태그 제조방법으로서,
    (a) 일단에 홀이 형성되는 제1 안테나를 만드는 단계;
    (b) 일단에 상기 홀과 후크 결합되는 후크가 형성되는 제2 안테나를 만드는 단계;
    (c) 상기 제1 안테나와 상기 제2 안테나를 후크 결합에 의하여 결합하는 단계;
    (d) 상기 제1 안테나 및 상기 제2 안테나 중의 하나의 위에 상기 집적회로 칩을 부착하는 단계;
    (e) 상기 집적회로 칩과 상기 제1 및 제2 안테나를 전기적으로 연결하는 단계; 및
    (f) 상기 집적회로 칩 및 상기 제1 및 제2 안테나의 결합부의 주위를 몰딩재 로 감싸는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 제조방법.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제6항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 홀 주변부의 상기 제2 안테나와의 결합부가 비전도성 물질로 코팅되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 제조방법.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제6항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서, 상기 집적회로 칩과 상기 집적회로 칩이 부착되는 제1 안테나 또는 제2 안테나의 사이에 비전도성 물질의 절연부가 개재되는 것을 특징으로 하는 RFID 태그 제조방법.
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