KR101169698B1 - 알에프아이디 태그 및 그의 검사방법 - Google Patents

Abstract

RFID 태그는, 전원공급을 위한 전원공급단자와 접지단자 및 한 쌍의 신호단자를 구비한 칩, 신호단자에 연결된 안테나, 칩이 안테나상에 장착된 상태에서 전원공급단자와 접지단자에 각각 접촉되며 칩의 외측으로 노출되도록 연장되는 전원공급패드와 접지패드, 및 칩이 상기 안테나상에 장착된 상태에서 장착된 칩의 외측으로 노출되도록 안테나로부터 연장되는 한 쌍의 신호패드를 구비한다. 신호패드 각각에 프로브를 접촉시키고 RFID 태그가 동작되도록 칩의 구동 전원을 공급한 후, 신호패드를 통해 신호단자에 접촉된 프로브에서 인식되는 임피던스를 측정하여 칩의 정상 동작 여부를 검사한다. 이에 따르면, RFID 태그의 정상 동작 여부를 높은 신뢰도로 정확하게 검사할 수 있다.

Description

알에프아이디 태그 및 그의 검사방법 {RFID tag and method for inspecting the same}

본 발명은 RFID 태그에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 정상 동작 여부에 대한 검사가 용이한 구조를 갖는 RFID 태그에 관한 것이다.

물류관리 등의 분야에 알에프아이디(RFID : Radio Frequency Identification) 기술이 다양한 방식으로 적용되고 있다. 이는 관리 대상인 피부착물상에 피부착물의 식별정보를 구비한 RFID 태그를 장착하고, 이러한 RFID 태그를 피부착물에 부착한 상태에서 RFID 태그에 수록된 정보를 RFID 리더기를 통해 무선으로 인식함으로써, 피부착물에 대한 비접촉식 자동 인식 및 관리가 가능하게 한다.

RFID 태그가 제작된 직후에는 제작된 RFID 태그가 정상적으로 동작하는지 여부에 대한 검사를 수행하여야 한다. 도 1 은 종래의 RFID 태그 검사 방식을 개략적으로 도시한 도면이다. 테이프(20)상에는 제작이 완료된 다수의 RFID 태그(30)가 순차적으로 배치되어 있고, 이 RFID 태그(30)가 배치된 테이프(30)가 외부의 이송수단(도시되지 않음)에 의해 이송되면서 검사기(10)를 통과하게 된다. 검사기(10)는 RFID 태그(30)에 RFID 신호를 조사하고 이에 따라 RFID 태그(30)가 응답하는지 여부를 검출하여 비접촉식으로 각 RFID 태그(30)를 검사한다.

그런데, 이러한 통상적인 RFID 태그(30) 검사방법은 입력신호에 대한 출력신호의 유무만을 체크하므로 RFID 태그(30)가 동작하는지 동작하지 않는지 여부만을 검사할 수 있을 뿐이고, 동작 자체가 정상적인 범위 내에서의 동작인지에 대한 정밀한 검사를 하지 못한다는 단점이 있다. RFID 태그(30)의 제작 과정에서는 안테나와 칩을 접합시키는 공정이 필수적으로 수반되는데, 이때 접합부에서의 접합에서 불량이 발생하여 접합저항이 변하는 경우 안테나의 특성 자체가 변하게 되어 RFID 태그(30)가 정상적인 동작을 하지 못하게 된다. 그런데 상기와 같은 검사 방식은 이와 같은 접합 저항의 변화를 검사하지 못하므로 비정상적인 동작 또는 불완전 동작의 우려가 있는 RFID 태그(30)를 검출하지 못한다.

이에 따라 도 2 에 도시된 바와 같이 테이프(20)상의 각 RFID 태그(30)에 대해 프로브(40)를 직접 접촉하여 프로브(40)와 연결된 접촉저항측정기(도시되지 않음)를 이용하여 정상 여부를 검사하는 방법이 제안되어 있다. 이러한 방식은 RFID 태그(30)의 불량 발생 원인이 주로 RFID 태그(30) 내의 칩과 안테나 간의 접합 지점에서의 접합 불량에 기인한다는 점을 이용한 검사 방식이다. 즉, 프로브(40)를 칩 양단 부근의 안테나에 접촉시킨 후 전기적 저항을 측정하여 측정된 저항값이 정상 저항값의 범위에 있는지 여부를 통해 RFID 태그(30)의 정상 여부를 판별하는 것이다. 이와 같은 도 2 의 방식을 이용한 RFID 태그 정상 여부 판별 방법의 일 예가 한국특허등록 제0889636호에 개시되어 있다.

도 3 은 상기한 한국특허등록 제0889636호의 도 11 을 도시한 것이다. 도면부호 100은 RFID 칩이고, 105 는 기타범프이고, 109a 는 더미범프이고, 201, 203, 204 는 안테나패턴이고, 205 와 207 은 프로빙패턴이고, 205a 와 207a 는 접촉패드이다. 도시된 바와 같이, 안테나패턴(201, 203)은 범프를 통해 RFID 칩(100)에 연결되어 있고, 또한 프로빙패턴(205, 207)은 기타범프(105)와 더미범프(109a)를 통해 RFID 칩(100)에 연결되어 있다. 기타범프(105)와 더미범프(109a)는 더미패턴에 의해 상호 연결되어 있다. 접촉패드(205a, 207a)는 프로빙패턴(205, 207)로부터 연장형성되어 외부의 접합저항측정장치의 프로브가 접촉되는 부위를 제공한다. 이러한 구성에 의하면, RFID 태그 제조를 위한 RFID 칩과 필름기판상의 안테나와의 접합공정시에 발생할 수 있는 오픈불량 및 과도한 접촉저항 불량 제품을 판별할 수 있게 된다.

그런데 이와 같은 도 3 의 종래기술에서는, 칩(100)에 부가적으로 더미범프를 제작하여야 하는 문제점이 있다. 더미범프는 통상적으로 Au(금)을 이용하여 제조되므로 비용이 증가하며, 또한 현재의 소형화된 RFID 태그 칩의 경우 별도의 더미범프를 만들기가 매우 어렵다. (더미범프를 만들기 위해서는 칩에 별도의 공간을 마련해야 하고 이 공간은 칩 소형화를 제약하게 되어 불필요하게 칩이 커지며 이로 인한 원가의 상승 요인도 커서 상용화되기 어렵다.) 더미범프를 만든다 하더라도 중앙에 위치한 더미범프에 의해 실제 칩의 동작과 성능을 좌우하는 직접 안테나 패턴과 접합되는 접합되는 범프의 칩과의 접합 신뢰성이 낮아지게 될 가능성이 있는데, 이는 범프 형성시 발생되는 범프의 높이 차에 기인할 수 있다.

또한, 이와 같은 도 3 의 종래기술에서는, 단순히 접합 저항만을 측정하므로 여전히 검사의 신뢰성이 높지 않다는 문제점이 있다. 즉, 접합 저항의 측정에 기초하여 정상 동작 여부를 판별하기 위해서는 RFID 태그(30)가 실제로 동작하고 있는 동안의 접합 저항을 측정하여야 하는데, 상기와 같은 종래기술에서는 RFID 태그(30)가 동작하지 않고 있는 상태에서의 접합 저항만을 측정하므로 검사의 신뢰성은 여전히 보장되지 못한다. (도 3 의 종래기술은 별도로 고안된 더미범프를 이용하여 더미범프와 안테나 패턴간의 접합 저항을 측정하는 것으로서, 실제 칩의 동작과 성능을 좌우하는 범프와 안테나 패턴과의 실질적인 접합 신뢰성은 정확하게 알 수 없는 간접적인 방법이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 RFID 태그의 정상 동작 여부를 높은 신뢰도로 정확하게 검사할 수 있고 이를 위하여 고비용이 소모되는 더미범프 등의 부가적 수단이 불필요한 RFID 태그 및 이러한 태그의 검사 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전원공급을 위한 전원공급단자와 접지단자, 및 한 쌍의 신호단자를 구비한 칩; 상기 신호단자에 연결된 안테나; 상기 칩이 상기 안테나상에 장착된 상태에서 상기 전원공급단자와 상기 접지단자에 각각 접촉되며, 장착된 상기 칩의 외측으로 노출되도록 연장되는 전원공급패드와 접지패드; 및 상기 칩이 상기 안테나상에 장착된 상태에서 장착된 상기 칩의 외측으로 노출되도록 상기 안테나로부터 연장되는 한 쌍의 신호패드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그를 제안한다.

상기 전원공급패드, 상기 접지패드, 및 상기 신호패드는, 상기 칩의 일측에 상호 이웃하도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따르면, a) 상기 신호패드 각각에 프로브를 접촉시키는 단계; b) RFID 태그가 동작되도록 상기 칩의 구동 전원을 공급하는 단계; 및 c) 상기 칩의 구동 전원이 공급되는 동안, 상기 신호패드를 통해 상기 신호단자에 접촉된 상기 프로브에서 인식되는 임피던스를 측정하여 상기 칩의 정상 동작 여부를 검사하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 정상 동작 여부 검사 방법이 제시된다.

상기 a) 단계에서는 상기 신호패드에 상기 프로브를 접촉시킴과 동시에 상기 전원공급패드와 상기 접지패드에도 상기 프로브를 접촉시키며, 상기 b) 단계에서의 상기 전원의 공급은 상기 전원공급패드와 상기 접지패드에 접촉된 상기 프로브를 통해 이루어진다.

상기 b) 단계에서의 상기 전원의 공급은 외부의 전원공급기기로부터 RFID 신호를 방사함으로써 무선으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의하면, RFID 태그의 정상 동작 여부를 높은 신뢰도로 정확하게 검사할 수 있고 이를 위하여 고비용이 소모되는 더미범프 등의 부가적 수단이 불필요한 RFID 태그 및 이러한 태그의 검사 방법이 제공된다.

도 1 은 종래의 RFID 태그 검사 방법의 일 예를 도시한 도면.
도 2 는 종래의 RFID 태그 검사 방법의 다른 예를 도시한 도면.
도 3 은 도 2 의 구체적인 예로서 한국특허등록 제0889636호의 개시 내용을 도시한 도면.
도 4 는 본 발명에 따른 RFID 태그 검사 방법을 수행하기 위한 RFID 태그의 구성을 도시한 도면.
도 5 는 도 4 의 다른 실시예를 도시한 도면.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.

도 4 는 본 발명에 따른 RFID 태그 검사 방법을 수행하기 위한 RFID 태그의 구성을 도시한 도면으로서, 안테나와 칩이 연결된 부위를 확대도시하고 안테나에 대해서는 부분적으로 도시한 것이다. 본 발명에 따른 RFID 태그는, 칩(300), 안테나(400), 및 네 개의 테스트패드(411, 412, 413, 414)를 포함하여 구성된다.

칩(300)은 네 개의 단자, 즉 안테나(400)를 통해 신호를 송수신하기 위하여 안테나(400)에 연결되는 한 쌍의 신호단자(311, 312), 및 칩(300)을 구동하기 위한 전원의 공급을 위해 마련된 전원공급단자(313)와 접지단자(314)를 구비하고 있다. 전원공급단자(313)와 접지단자(314)는 칩(300) 자체의 제작 후에 칩(300)의 정상 동작 여부를 검사하는 공정에서 사용되는 단자이다. 즉, 모든 칩(300)은 정상 동작 여부를 검사하기 위하여 전원과 데이터를 입력하고 그 때의 출력 데이터를 분석하여 원하는 출력이 발생되는 경우 정상 동작으로 판단하는데, 이와 같은 칩(300)의 테스팅 공정에서 사용되는 단자 중 전원공급단자(313)와 접지단자(314)를 본 발명에서 태그 검사를 위한 단자로서 사용한다.

테스트패드(411, 412, 413, 414)는 한 쌍의 신호패드(411, 412)와 전원공급패드(413) 및 접지패드(414)로 구성된다. 신호패드(411, 412)는 칩(300)이 안테나(400)상에 장착된 상태에서 장착된 칩(300)의 외측으로 노출되도록 안테나(400)로부터 연장형성됨으로써 구성된다. 전원공급패드(413)와 접지패드(414)는 칩(300)이 안테나(400)상에 장착된 상태에서 전원공급단자(313)와 접지단자(314)에 각각 접촉되며, 장착된 칩(300)의 외측으로 노출되도록 연장형성됨으로써 구성된다.

한편, 전원공급패드(413), 접지패드(414), 및 신호패드(411, 412)는 칩(300)의 일측(도 4 에서는 상측)에 상호 이웃하도록 가지런히 배치된다. 각 테스트패드(411~414)에는 후술되는 바와 같이 프로브(P1~P4)가 접촉되며, 이와 같이 각 테스트패드(411~414)가 칩(300)의 일측방에 가지런히 배치됨에 따라 네 개의 프로브(P1~P4)가 일시에 접촉되기 용이한 구조가 제공된다.

이하에서는 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 RFID 태그의 정상 동작 여부 검사 방법에 대해 기술한다.

먼저, 상기와 같은 구조의 RFID 태그의 제작이 완료되면, 제작 완료된 RFID 태그는 테이프상에 순차 배치된 상태로 검사 장치(도시되지 않음)로 이송된다. 이송된 RFID 태그의 테스트패드(411~414)에 검사 장치의 프로브(P1~P4)가 각각 접촉된다.

프로브(P1~P4)가 접촉된 상태에서, 전원공급패드(413)와 접지패드(414)에 프로브(P3, P4)를 통해 칩(300)을 구동시키는 전원이 공급된다. 전원공급패드(413)와 접지패드(414)를 통해 공급되는 전원은 DC 전원과 AC 전원이 포함되어 있다. DC 전원은 칩(300)의 기동에 필요한 전압 레벨을 제공함으로써 칩(300)을 wake-up 레벨로 만들기 위한 전원이고, AC 전원은 칩(300)의 응답을 요구하는 데이터 신호이다. 따라서, 전원공급패드(413)와 접지패드(414)를 통해 공급되는 전원에 의해 칩(300)은 정상적으로 동작하는 상태가 된다.

칩(300)의 구동 전원이 공급되는 동안, 신호패드(411, 412)를 통해 신호단자(311, 312)에서의 접촉 저항(임피던스)을 측정하여 칩의 정상 동작 여부를 검사한다. 상기한 바와 같이 전원의 공급에 의해 칩(300)이 정상 동작하는 동안의 접촉 저항을 측정하므로, 칩이 동작하지 않는 상태에서 접촉저항을 측정하는 도 3 과 같은 방식에 비하여 칩(300)의 불량 여부를 더욱 정확하게 검사할 수 있다. 또한 도 3 과 같은 방식에 의하면 더미범프와 더미패턴 등에 의한 비용 증가가 수반되나 본 발명에서는 이러한 문제점이 발생되지 않는다.

도 5 는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, RFID 태그 전체를 도시한 것이다. 본 실시예에서는 전원공급패드(PW)와 접지패드(GND)의 구성은 도 4 의 실시예에서와 기본적으로 동일하며, 신호패드(RF1, RF2)가 도 4 의 실시예와는 달리 안테나의 양 단부측에 형성되어 있는 점이 상이하다. 이는 전원 공급을 하면서 출력신호를 측정하는 부위가 안테나의 양 단부라는 점 외에는 실질적으로 도 4 의 예와 동일하다.

한편, 상기한 실시예에서는 전원공급단자(313)와 접지단자(314)에 대한 전원의 공급이 프로브(P3, P4)를 통한 직접 접촉 방식에 의해 수행되는 것을 예시하였다. 그러나, 전원의 공급은 무선으로 이루어질 수도 있을 것이다. 즉, 검사장치가 무선으로 RFID 신호를 발생시켜 RFID 태그로 방사하면 RFID 는 전원공급단자(313)와 접지단자(314)를 통한 전원 공급 없이도 RFID 신호에 의해 기동되며 이는 피동식 RFID 태그의 일반적인 동작 원리이다. 따라서 RFID 신호를 무선으로 공급하면서 상기한 바와 같이 신호단자(311, 312)를 통해 접촉 저항을 측정함으로써 상기한 실시예에서와 마찬가지로 RFID 태그가 동작하는 상태에서의 접촉 저항을 측정할 수 있다. 따라서 이와 같은 방식에 의하면 전원공급패드(413)와 접지패드(414)에는 프로브(P3, P4)의 접촉이 불필요하고, 신호패드(411, 412)에만 프로브(P1, P2)를 접촉시킨 상태에서 무선으로 전원을 공급하면서 태그를 검사할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

300 : 칩 311, 312 : 신호단자
313 : 전원공급단자 314 : 접지단자
400 : 안테나 411, 412 : 신호패드
413 : 전원공급패드 414 : 접지패드
P1, P2, P3, P4 : 프로브

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 전원공급을 위한 전원공급단자와 접지단자, 및 한 쌍의 신호단자를 구비한 칩, 상기 신호단자에 연결된 안테나, 상기 칩이 상기 안테나상에 장착된 상태에서 상기 전원공급단자와 상기 접지단자에 각각 접촉되며 장착된 상기 칩의 외측으로 노출되도록 연장되는 전원공급패드와 접지패드, 및 상기 칩이 상기 안테나상에 장착된 상태에서 장착된 상기 칩의 외측으로 노출되도록 상기 안테나로부터 연장되는 한 쌍의 신호패드를 포함하여 구성되는 RFID 태그의 정상 동작 여부 검사방법으로서,
   a) 상기 신호패드 각각에 프로브를 접촉시키는 단계;
   b) RFID 태그가 동작되도록 상기 칩의 구동 전원을 공급하는 단계; 및
   c) 상기 칩의 구동 전원이 공급되는 동안, 상기 신호패드를 통해 상기 신호단자에 접촉된 상기 프로브에서 인식되는 임피던스를 측정하여 상기 칩의 정상 동작 여부를 검사하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 정상 동작 여부 검사 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 a) 단계에서는 상기 신호패드에 상기 프로브를 접촉시킴과 동시에 상기 전원공급패드와 상기 접지패드에도 상기 프로브를 접촉시키며,
   상기 b) 단계에서의 상기 전원의 공급은 상기 전원공급패드와 상기 접지패드에 접촉된 상기 프로브를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 정상 동작 여부 검사 방법.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 b) 단계에서의 상기 전원의 공급은 외부의 전원공급기기로부터 RFID 신호를 방사함으로써 무선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 RFID 태그의 정상 동작 여부 검사 방법.

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