KR20050079621A - 종이형 ｒｆｉｇ 태그 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

종이형 RFID 태그는 기재 필름 또는 기재 테이프 상에 접착된 금속박으로 이루어지는 안테나에 범프를 접합하여 접속하는 RFID 칩과, 이 RFID 칩 주위에 RFID 칩 상면의 높이보다도 높아지도록 보호 부재를 설치하도록 하여 RFID 스레드를 구성하고, 이를 제1 지층과 제2 지층 사이에 떠 넣어 종이형으로 형성한다.
상기에 의해 제작된 종이형 RFID 태그의 두께는 0.1 ㎜ 이하이고, 또는 그 표면의 평활성이 일반적인 종이와 같은 정도가 되는 고품질로, 장거리 교신이 가능한 종이형 RFID 태그가 실현된다.

Description

종이형 ＲＦＩＧ 태그 및 그 제조 방법{PAPER TAG IDENTIFIED BY USING RADIOFREQUENCY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 개체 식별 정보(ID 정보)가 메모리에 저장된 RFID(radiofrequency identification) 칩과 안테나가 전기적으로 결합된 RFID 스레드(thread)를 지(紙)층 사이에 협입한 종이형 RFID 태그 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 IC 카드의 제조 방법으로서는, 일본 특허 공개 평11-150133호 공보(특허 문헌 1) 및 일본 특허 공개 제2000-315697호 공보(특허 문헌 2)에 있어서 알려져 있다. 특허 문헌 1 및 2에는 도체 패턴 및 안테나 코일이 형성되고, 얇은 IC 칩이 탑재된 필름과 풀이 적층된 커버 필름을 한 쌍의 핫 롤 사이에 삽입하여 상기 한 쌍의 핫 롤에 의해 라미네이트되어 IC 카드를 제조하는 것이 기재되어 있다.
또한, 종이 또는 필름형 매체의 제조 방법으로서는, 국제 공개 번호 WO 00/36555호 공보(특허 문헌 3)에 있어서 알려져 있다. 특허 문헌 3에는 제1 커버 필름 롤과 제2 커버 필름 롤이 있으며, 종이, 합성지 등의 제1 커버 필름과 제2 커버 필름 사이에 긴 변을 0.5 ㎜ 이하로 가공한 반도체 칩이 삽입되어 권취롤에 완성된 반도체 칩을 포함하는 매체가 권취되는 것이 기재되어 있다. 또한, 반도체 칩에는 미리 안테나가 부착되어 있는 경우와, 제1 또는 제2 필름에 인쇄나 와이어이며 삽입 시점에서 도전성 접착제로 접합하는 경우가 있다고 기재되고, 또한 반도체 칩이 삽입되어 있는 중간 접합 필름면에는 다른 접착제 예를 들어 우레탄계나 시아놀계나 UV 경화계 등의 접착제가 있으며, 저온이면서 또한 완성 매체의 평탄성 및 강성을 확보하도록 형성된다고 기재되어 있다.
또한, 위조 방지용 시트형물의 제조 방법으로서는, 일본 특허 공개 제2002-319006호 공보(특허 문헌 4)에 있어서 알려져 있다. 특허 문헌 4에는 안테나를 구비한 한 변 0.5 ㎜ 이하의 반도체 칩을 좁은 폭으로 슬릿한 필름의 한 쪽면에 접착되어 있는 스레드를 지층에 형성된 홈에 삽입함으로써 지층 내에 매몰시켜 홈 내의 표면에 접합하여 제조하는 것이 기재되어 있다.
[특허 문헌 1]
일본 특허 공개 평11-150133호 공보
[특허 문헌 2]
일본 특허 공개 제2000-315697호 공보
[특허 문헌 3]
국제 공개 번호 WO 00/36555호 공보
[특허 문헌 4]
일본 특허 공개 제2002-319006호 공보
그런데, RFID 태그는 바코드 대신인 것으로서 각종 유통 과정에 있어서의 채용이 검토되고 있다. 적용되는 물품을 한정하지 않기 위해서도 RFID 태그의 총두께는 0.1 ㎜ 전후 혹은 그 이하로 하는 것이 강하게 요구되고 있다. 그러나, 인쇄의 용이함 및 제조의 용이함 등의 이유에 의해 제지 프로세스에 의해 RFID 칩을 종이 사이에 삽입하여 종이형 RFID 태그를 제조하는 것이 요구되고 있다.
그러나, 제지 프로세스에 있어서는, 종이 표면의 평활성을 확보하기 위해 다수의 롤러에 의해 가압 및 가열 및 탈수를 행하게 되지만, 이 때 롤러 하중은 매우 큰 것이다. 그로 인해, 이와 같이 매우 큰 롤러 하중이 종이 사이에 삽입되는 RFID 칩에 작용하면 RFID 칩이 파괴되어 버리는 과제를 갖게 된다. 이 과제를 해소하고자 하여 롤러 하중을 대폭으로 약하게 한 경우, 결과적으로 RFID 태그의 표면의 평활성은 일반적인 종이에 비하면 대폭으로 저하되어 버리는 과제를 갖게 된다.
특허 문헌 1 내지 3은 이 점에 대해 충분히 고려되어 있지 않은 것이다.
또한, 특허 문헌 4에서는 스레드가 삽입되는 부분의 지층만큼 얇게 하여 스레드가 삽입되기 위한 홈을 형성해 둠으로써, 용지에 압력이 가해졌을 때 지층의 두꺼운 부분이 쿠션이 되도록 구성되어 있다.
그러나, 제지 프로세스에 의해 RFID 칩을 종이 사이에 삽입하여 종이형 RFID 태그를 제조하는 경우, 지층이 두꺼운 부분에서 매우 큰 롤러 하중을 지탱할 수 없어, 결국 큰 하중이 RFID 칩에 작용하게 되어 RFID 칩을 파괴해 버리는 과제를 갖고 있었다.
또한, 안테나를 칩 상에 형성한 RFID 칩을 사용하면 RFID 칩의 외형 치수의 제약으로부터 안테나가 매우 소형이 되어, 결과적으로 교신 거리가 매우 짧아지므로 RFID 태그로서의 용도가 매우 한정되어 버리는 과제를 갖고 있었다.
본 발명의 목적은 상기 과제를 해결하기 위해 0.1 ㎜ 정도 혹은 그 이하의 두께이고, 또한 그 표면의 평활성이 일반적인 종이와 같은 정도이며, 또한 그 교신 거리가 RFID 칩의 외형 크기에 제한되지 않고 장거리 교신이 가능한 고품질의 종이형 RFID 태그를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 고품질의 종이형 RFID 태그를 제조할 수 있도록 한 종이형 RFID 태그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기재 필름 또는 기재 테이프와, 상기 기재 필름 또는 기재 테이프 상에 접착된 금속박으로 이루어지는 안테나와, 상기 안테나에 범프를 접합하여 접속하는 RFID 칩과, 상기 RFID 칩의 주위에 설치되고, 상면의 높이가 상기 RFID 칩의 상면의 높이보다도 높아지는 두께의 보호 부재를 갖는 RFID 스레드를 제1 지층과 제2 지층 사이에 떠 넣어 종이형으로 형성한 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그이다.
또한, 본 발명은 상기 종이형 RFID 태그에 있어서, 상기 보호 부재에 상기 RFID 칩이 수납되는 개구부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 종이형 RFlD 태그에 있어서, 상기 보호 부재를 필름형 부재 또는 금속제 부재인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 종이형 RFID 태그에 있어서, 상기 RFID 스레드는 상기 안테나 및 상기 기재 필름의 폭이 3 ㎜ 이하의 테이프형 스레드인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 기재 필름 또는 기재 테이프의 한 쪽면에 금속박을 접착하여 금속박 적층체를 형성하는 금속박 적층체 제조 공정과, 상기 금속박 적층체 제조 공정에서 형성된 금속박 적층체에 있어서의 금속박을 패터닝하여 안테나를 형성하는 안테나 패턴 제조 공정과, RFID 칩의 범프를 상기 안테나에 접합 접속하여 실장하였을 때 보호 부재의 상면의 높이가 상기 RFID 칩의 상면의 높이보다도 높아지는 두께의 상기 보호 부재를 상기 안테나 상의 상기 RFID 칩 주위에 접착하는 보호 부재 접착 공정과, 상기 RFID 칩의 범프를 상기 안테나에 접합 접속하여 실장하는 RFID 칩 실장 공정을 갖고, RFID 스레드를 형성하는 RFID 스레드 형성 공정과, 상기 RFID 스레드 형성 공정에서 형성된 RFID 스레드를 초지(抄紙)된 제1 지층과 제2 지층 사이에 떠 넣어 롤군으로 가열, 가압 및 탈수하여 건조시켜 종이형 RFID 태그를 제조하는 초지 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법이다.
또한, 본 발명은 상기 RFID 스레드 형성 공정의 안테나 패턴 제조 공정에 있어서, 상기 금속박을 패터닝하여 안테나를 형성하기 위한 수지층을 상기 금속박 상에 형성하는 수지층 형성 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 RFID 스레드 형성 공정에 있어서 상기 RFID 스레드로서 상기 안테나 및 상기 기재 필름의 폭이 3 ㎜ 이하인 테이프형 RFID 스레드이고, 상기 초지 공정에 있어서 상기 테이프형 RFID 스레드를 연속적으로 공급하여 상기 제1 지층과 상기 제2 지층 사이에 떠 넣는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 RFID 스레드 형성 공정의 보호 부재 접착 공정에 있어서, 상기 보호 부재가 상기 RFID 칩이 수납되는 개구부를 형성한 상기 제1 및 제2 지층보다도 강성이 높은 보호 테이프인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 RFID 스레드 형성 공정의 보호 부재 접착 공정에 있어서, 상기 보호 부재의 소재가 플라스틱 재료 또는 금속 재료인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 RFID 스레드 형성 공정의 보호 부재 접착 공정에 있어서, 상기 보호 부재의 면 형상이 C자 형상 또는 도우넛 형상인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 초지 공정에 있어서, 다조식의 원형 망 초지기를 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 기재 필름 또는 기재 테이프의 한 쪽면에 금속박을 접착하여 금속박 적층체를 형성하는 금속박 적층체 제조 공정과, 상기 금속박 적층체 제조 공정에서 형성된 금속박 적층체에 있어서의 금속박을 패터닝하여 안테나를 형성하는 안테나 패턴 제조 공정과, RFID 칩의 범프를 안테나에 접합 접속하여 실장하였을 때 보호 테이프의 상면의 높이가 상기 RFID 칩의 상면의 높이보다 높아지는 두께의 상기 보호 테이프를 상기 안테나 상의 RFID 칩 주위에 접착하는 보호 테이프 접착 공정과, 상기 RFID 칩의 범프를 상기 안테나에 접합 접속하여 실장하는 RFID 칩 실장 공정을 갖고, RFID 스레드를 형성하는 RFID 스레드 형성 공정과, 상기 RFID 스레드 형성 공정에서 형성된 RFID 스레드를 초지된 제1 지층과 제2 지층 사이에 떠 넣어(협입하여) 롤군으로 가열, 가압 및 탈수하여 건조시켜 종이형 RFID 태그를 제조하는 초지 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법이다.
본 발명에 따르면, 장거리 교신이 가능하고, 또한 표면이 평활한 종이로 이루어지는 두께가 0.1 ㎜ 정도 혹은 그 이하의 얇은 고품질의 종이형 RFID 태그를 안정적으로 공급하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명에 따르면, 장거리 교신이 가능하면서 또한 표면이 평활한 종이로 이루어지는 두께가 0.1 ㎜ 정도 혹은 그 이하의 얇은 고품질의 종이형 RFID 태그를 제조하는 것이 가능해진다.
본 발명의 상기 및 다른 특징, 목적 및 이점들은 첨부된 도면을 참고하여 하기 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
본 발명에 관한 종이형 RFID 태그를 제조하는 데 적합한 실시 형태에 대해 도면을 이용하여 설명한다.
우선, 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그의 제1 실시 형태의 구성에 대해 설명한다. 도1에는 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그의 제1 실시 형태의 일부를 파단한 사시도를 도시한다. 또한, 도2에는 도1의 A-A 화살표 단면도를, 도3에는 도1의 B-B 화살표 단면도를 도시하였다. 또한, 도3에 있어서는 RFID 칩(1)과 안테나(2)의 접합부에 대해 상세하게 도시하고, 또한 도1 및 도2에는 도시되어 있는 제1 지층(5a) 및 제2 지층(5b)을 생략하고 있다.
본 제1 실시 형태의 종이형 RFID 태그는 개체 식별 정보(ID 정보)나 다른 정보 등을 저장하는 메모리를 갖는 RFID 칩(1)과, 상기 RFID 칩(1)의 범프와 전기적으로 결합(접속)되어 있는 금속박을 패터닝한 안테나(2)와, 상기 안테나(2)를 한 쪽면에 접착하는 스레드(기재 필름 또는 기재 테이프)(3)와, 상기 안테나(2) 상의 RFID 칩(1) 주위에 배치된 보호 부재(예를 들어 보호 테이프)(4)와, 상기 스레드(3) 상에 상기 안테나(2), RFID 칩(1) 및 보호 부재(4)를 설치하여 구성되는 RFID 스레드를 협입하는 제1 지층(5a) 및 제2 지층(5b)으로 구성된다.
RFlD 칩(1)은 범프(7)를 포함하여 45 μ 정도의 두께이고, 게다가 400 μ 사각형 정도의 크기이고, 기능면에 300 μ 정도의 피치로 63μ 사각형 정도의 4개의 사각 형상의 금속 범프(7)를 구비하여 형성된다. 안테나(2)는 에너지를 무선에 의해 받아 특정한 신호 패턴을 부여하여 메모리에 기입되어 있는 정보를 무선에 의해 통신하기 위한 것으로, 예를 들어 2.45 ㎓ 주파수의 전파를 송수신할 수 있는 형상으로 가공된 7 μ 정도 두께의 금속박(예를 들어 알루미늄박)이다.
이 경우, 안테나(2)는 긴 변 방향의 치수가 52 ㎜ 정도, 짧은 변 방향의 치수가 0.6 ㎜ 내지 1.5 ㎜ 정도인 직사각형으로 되어 있고, 그 일부에 대략 L자형의 슬릿이 패터닝되어 형성되어 있다. 안테나(2)는 12 μ 정도 두께의 폴리에스테르 필름(PET 필름을 포함함)으로 이루어지는 스레드(기재 필름 또는 기재 테이프)(3)에 대해 접착제로 접합되어 있다.
RFID 칩(1) 주위에는 RFID 칩(1)보다도 큰 면적을 갖는 개구부(41)를 갖고, 그 개구부(41)에 RFID 칩이 위치하도록 보호 테이프(보호 부재)(4)가 배치되고, 상기 보호 테이프(4)는 안테나(2) 및 그 위에 있는 수지층(11)에 대해 접착되어 있다. 그리고, 상기 보호 테이프(4)는 후술하는 초지 공정에 있어서 매우 큰 롤러 하중을 받아낼 수 있도록 도3 및 도9의 (a)에 도시하는 바와 같이 상면(4a)의 높이가 RFID 칩(1)의 상면(1a)의 높이보다 높아지도록 범프(7)를 포함한 RFID 칩(1)의 총두께보다도 두껍게(50 μ 정도 이상이 바람직함), 게다가 지층보다도 강성이 높은 폴리에스테르 필름(PET 필름을 포함함)으로 형성된다.
또한, RFID 칩(1)은 보호 테이프(4)의 개구부 내에 수납하는 상태에서 수지층(11)을 관통하면서 안테나(2)에 접합되어 전기적으로 접속된다. 또한, RFID 칩(1)과 안테나(2)의 접합부는 경화된 언더필 수지(6)에 의해 보호된다.
이상 설명한 스레드(3), 안테나(2) 및 그 위에 있는 수지층(11), RFID 칩(1) 및 보호 테이프(4)로 이루어지는 RFID 스레드는 후술하는 초지 공정에 있어서 포개어지는 제1 층째의 지층(5a)과 제2 층째의 지층(5b) 사이에 삽입되어, 롤군에 의해 가열, 가압 및 탈수되어 최종적으로 건조되고, 제1 지층(5a)과 제2 지층(5b) 사이에 끼워진(떠 넣어진) 상태에서 RFID 칩(1) 및 그와 접속된 안테나(2)를 내장한 종이형의 RFID 태그가 형성되게 된다.
이와 같이, 내장되어 있는 RFID 스레드의 최대 두께는 70 μ 정도이므로 RFID 태그의 총두께도 일반적인 종이의 두께인 0.1 ㎜ 정도를 실현할 수 있다. 완성된 RFID 태그는 종이형이므로, 이 후 RFID 태그의 용도에 따라서 용이하게 인쇄를 행하는 것이 가능해진다. 또한, 복수가 연속된 상태에서 롤에 권취되어 있으므로 필요에 따라서 개별 RFID 태그로 절단을 행할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 내장되는 RFID 칩(1)을 탑재한 스레드의 최대 두께가 70 μ 정도이므로, RFID 태그의 총두께를 일반적인 종이와 같은 정도의 0.1 ㎜ 정도로 하는 것이 가능해진다.
또한, RFID 칩(1) 주위에 지층보다도 강성이 높고, 상면(4a)의 높이가 RFID 칩(1)의 상면(1a) 높이보다 높아지도록 보호 테이프(4)를 배치한 것으로, 초지 공정에 있어서의 롤러 하중의 대부분을 보호 테이프(4)가 받아내도록 하였으므로, RFID 칩(1)에 직접 집중하는 롤러 하중을 없애 RFID 칩(1)의 파괴를 방지하는 것이 가능해진다.
다음에, 본 발명에 관한 RFID 태그의 제조 방법의 일실시예를 도4 내지 도6을 이용하여 설명한다. 도4, 도5 및 도6에는 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그의 제조 흐름의 일실시예를 나타낸다. 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그(100)는 (A) 금속박 적층체의 제조 공정, (B) 수지층 형성 공정, (C) 안테나 패턴 제조 공정, (D) 보호 테이프 접착 공정, (E) 초음파 실장 공정, (F) 슬릿 가공 공정, (G) 초지 공정을 차례로 경유함으로써 제조할 수 있다.
(A) 금속박 적층체의 제조 공정
도4의 (a)에 도시한 바와 같이, 우선 안테나(2)를 형성하기 위한 7 μ 정도 두께의 금속박(예를 들어 알루미늄박)(12)과, 스레드(3)가 되는 12 μ 정도 두께의 폴리에스테르 필름(PET 필름을 포함함)(13)을 기재로서 준비한다.
예를 들어 PET 필름(13)의 한 쪽면에 접착제를 개재하여 예를 들어 알루미늄박(12)을 배치하고, 150 ℃ 정도, 압력 5 kgf/㎠ 정도의 조건으로 열 라미네이트를 행함으로써 PET 필름(13)에 금속박(12)이 접착된 적층체인 금속박 적층체(10)를 형성한다.
(B) 수지층 형성 공정
도4의 (b)에 도시한 바와 같이 공정 (A)에서 제조한 금속박 적층체(10)의 금속박(예를 들어 알루미늄박)(12)의 표면에 소요 안테나 패턴 형상으로 가공한 두께 1 내지 6 ㎛의 수지층(11)을 그라비아 인쇄 혹은 로터리식 스크린 인쇄로 형성한다. 이 수지층(11)은 다음 공정에서 알루미늄박(12)을 에칭에 의해 형성할 때에 레지스트로서 기능하는 재료를 이용한다.
이 수지층(11)은 그라비아 인쇄나 로터리식 스크린 인쇄로 형성할 뿐만 아니라, 금속박 적층체(10)의 알루미늄박(12) 표면에 패턴 가공하지 않고 광경화성 수지를 도포하고, 마스크를 이용하여 광경화 수지를 특정한 패턴으로 경화시켜 특정한 패턴 이외를 제거하는 소위 일반적인 포토에칭 기술에 의해 형성해도 좋다. 이 도포 두께는 탑재되는 RFID 칩(1)의 범프 사이즈 및 형상에 따라서 조정한다.
또, 본 실시예에서는 채용하고 있지 않지만, 이 단계에서 금속박 적층체(10)의 폭 방향의 양단부에 스프로켓 구멍을 금형 가공에 의해 형성함으로써, 후속의 릴로부터 릴에의 제조에 있어서의 반송 및 위치 맞춤이 용이해진다.
(C) 안테나 패턴 제조 공정
다음에, 도4의 (c)에 도시한 바와 같이 수지층(11)의 안테나 패턴의 레지스트로부터 노출되는 부분의 알루미늄박(12)의 영역을 에칭 처리로 제거한다. 이 에칭에 의해 알루미늄박(12)의 일부를 제거 가공한 안테나(2)가 형성된다. 이 에칭은 수지층(11)으로부터 노출되는 알루미늄박(12)의 영역을, 예를 들어 에칭액인 NaOH(120 g/ℓ)에 온도 50 ℃의 조건으로 노출시킴으로써 행한다. 이 밖에, 에칭액으로서는 염화 제2철수용액이나 염산도 사용 가능하다.
(D) 보호 테이프 접착 공정
다음에 도5의 (d)에 도시한 바와 같이 형성된 안테나(2) 및 수지층(11) 상에 후술하는 초지 공정에 있어서 매우 큰 롤 하중[선압(롤러의 단위 길이당 하중)의 최대치가 약 6100 내지 153000 kgf/m 정도]을 받아낼 수 있는 지층보다도 강성이 높은 보호 테이프(8)를 접착제를 이용하여 부착한다(고정함).
이 보호 테이프(8)는 안테나(2) 및 수지층(11) 상면의 대부분을 덮지만, RFID 칩(1)이 탑재 접합되는 예정 위치에 대응하는 장소에 대해서는 미리 제거 가공(개구부)(41)이 실시되고 있다. 제거 가공(41)의 형상으로서는, 도면 중에 있는 바와 같은 각형 구멍 외 둥근 구멍 등이라도 상관없다.
보호 테이프(8)의 소재로서는 점착재가 그 한 쪽면 전체에 존재하는 지층보다도 강성이 높은 폴리에스테르 필름(PET 필름을 포함함)을 사용할 수 있다. 또한, 보호 테이프(8)의 두께는 도3 및 도9의 (a)에 도시하는 바와 같이 RFID 칩(1)의 범프를 안테나(2)에 실장하였을 때, 상면(4a)의 높이가 RFID 칩(1)의 상면(1a)의 높이보다도 높아지도록 RFID 칩의 총두께보다도 두꺼운 것을 선정할 필요가 있다. 예를 들어 RFID 칩(1)의 총두께가 45 μ 정도(그 중, 칩 본체의 두께가 30 μ 정도), 펌프의 높이가 15 μ 정도)인 경우, 보호 테이프(8)의 두께는 안테나(2) 및 그 위의 수지층(11)에 부착한 상태에서 45 μ 정도 이상으로 할 필요가 있다. 또, 공정 상의 오차를 고려하면 두께로서는 수지층(11)을 포함하여 50 μ 정도 이상의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 지층보다도 강성이 높은 보호 테이프(8)의 두께를 RFID 칩(1)의 총두께(45 μ 정도)보다도 두꺼운 것을 이용하여 상면(4a)의 높이가 RFID 칩(1)의 상면(1a) 높이보다 높아지도록 함으로써, 후술하는 초지 공정에 있어서 보호 테이프(4)는 롤러 하중의 대부분을 받아낼 수 있으므로, RFID 칩(1)에 직접 집중하는 롤러 하중을 없애 RFID 칩(1)의 파괴를 방지하는 것이 가능해진다.
(E) 초음파 실장 공정
다음에, 도5의 (e)에 도시한 바와 같이 RFID 칩(1)을 안테나(2) 및 그 위의 수지층(11) 상의 탑재 예정 위치로 반송하고, 스레드(3)가 되는 폴리에스테르 필름(예를 들어 PET 필름)(13) 상에 알루미늄박(12)을 가공함으로써 형성된 안테나(2)에 대해 RFID 칩(1)을 위치 맞춤한다. 또한, RFID 칩(1)의 하면에 형성되어 있는 금속 범프(7)를 수지층(11)에 압력을 가하여 압박한다. 계속해서 RFID 칩(1)의 상면에 400 ㎛ 사각형 정도의 초음파 진동 툴을 닿게 하여 RFID 칩(1)의 상면에 RFID 칩(1)의 평면 방향의 초음파 진동을 부여한다.
이 초음파 진동에 의해 금속 범프(7)는 수지층(11)을 밀어 젖혀 안테나(2)와 접촉하여 접합한다. 이 때의 분위기 온도는 안테나(2)가 접착되어 있는 폴리에스테르 필름(13)의 유리 전이점보다도 낮은 온도인 실온에서 행한다. 또한, 초음파 진동은 부하 압력 0.2 kgf/ ㎟에 있어서는 진동수 63.5 ㎑, 출력 2 W에서 0.1 내지 1초 정도 가한다.
또, 본 실시예에서는 실온에서 초음파 진동을 인가하였지만, 유리 전이점 이하이면 가열해도 상관없다. 또한, 본 실시예에 있어서는 접합부의 강도를 더욱 향상시키기 위해 열경화형의 언더필 수지(6)를 접합부에 대해 디스펜서에 의해 공급한다. 언더필 수지(6)는 가열에 의해 경화되어 이후 접합부를 보호하는 역할을 한다.
지금까지의 공정에 의해, 롤 길이 방향으로 연속적으로, 또한 폭 방향으로 복수열의 안테나 패턴이 형성된 폴리에스테르 필름(예를 들어 PET 필름)(13)이 완성되고, 또한 각 안테나(2)에 대해 RFID 칩(1)이 접합되었다. 또한 RFID 칩(1)의 주위에는 보호 테이프(4)가 부착되어 있다. 보호 테이프(4)에는 RFID 칩(1)보다 둘레가 큰 개구부(41)가 설치되어 있고, 그 개구부(41) 내에는 RFID 칩(1)이 수납되어 있다. 또한, RFID 칩(1)의 상면(1a)은 보호 테이프(4)의 상면(4a)보다도 인입된 상태로 되어 있다.
(F) 슬릿 가공 공정
다음에, 도5의 (f)에 도시한 바와 같이 RFID 칩(1)이나 보호 테이프(4)가 접합 혹은 접착되어 있는 폴리에스테르 필름(13)에 대해 슬릿 가공을 행한다. 이 가공에는 시판되고 있는 슬릿 가공기를 사용할 수 있다. 이 슬릿 가공에 의해, RFID 칩(1)이나 보호 테이프(4)가 접합 혹은 접착되어 있는 폴리에스테르 필름(13)은 폭이 넓은 롤형의 시트로부터 도7에 도시한 바와 같은 폭이 좁은 릴에 권취된 스레드 상태로 가공된다.
이하에 있어서는, 스레드(3)에 대해 RFID 칩(1), 안테나(2), 보호 테이프(4) 등이 탑재된 것을 RFID 스레드(14)라 호칭한다. 본 실시예에 있어서의 RFID 스레드(14)의 폭은 1 ㎜ 정도 내지 3 ㎜ 정도, 즉 3 ㎜ 정도 이하이다. 또한 RFID 스레드(14)의 총두께는 100 μ 이하의 70 μ 정도이다.
(G) 초지 공정
다음에, 도6에 도시한 바와 같이 다조식의 원형 망 초지기를 이용하여 RFID 스레드(14)를 종이 속에 섞어서 뜬다. 우선, 종이 재료가 들어간 조(31)의 원형 망 실린더(32)에 있어서 초지된 제1 층째의 지층을 모포(33)로 전이한다. 제1 층째의 지층은 모포(33)에 의해 원형 망 실린더(35)로 반송된다. 동시에 이와 동기시키면서 RFID 스레드(14)를 보빈(15)으로부터 풀어내어 제1 층째의 지층에 밀착시킨다. 또한, 종이 재료가 들어간 조(34)의 원형 망 실린더(35)에 의해 제2 층째의 지층을 초지하여 제1 층째의 지층 및 RFID 스레드(14)에 포갠다. 포개어진 제1 층째의 지층(5a), RFID 스레드(14), 제2 층째의 지층(5b)은 모포(33)에 의해 캘린더 롤 등의 롤군으로 반송된다. 롤군에 있어서, 포개어진 제1 층째의 지층(5a), RFID 스레드(14), 제2 층째의 지층(5b)은 가열, 가압 및 탈수된다. 그리고 최종적으로 건조된다.
도8에서는 본 실시예의 종이형 RFID 태그(100)가 후술하는 제조 프로세스에 의해 완성된 상태를 도시한다. 종이형 RFID 태그(100)는 연속적으로 연결된 상태에서 롤형으로 권취되어 있다. 또한, 롤의 폭 방향으로는 3열의 종이형 RFID 태그(100)가 배치되어 있다. RFID 스레드(14)는 롤의 길이 방향으로 각 종이형 RFID 태그(100)를 횡단하는 형태로 태그 내에 실장되어 있다.
이상의 공정에 의해, RFID 칩(1) 및 그와 접속된 안테나(2)를 내장한 종이형 RFID 태그(100)가 완성된다. 내장되어 있는 RFID 스레드(14)의 최대 두께는 70 μ 정도이므로, 종이형 RFID 태그의 총두께도 일반적인 종이의 두께인 0.1 ㎜ 정도를 실현할 수 있다. 완성된 종이형 RFID 태그(100)는 이 시점에서는 인쇄가 실시되어 있지 않으므로, RFID 태그의 용도에 대응하여 인쇄를 행한다. 또한, 복수가 연속된 상태에서 롤에 권취되어 있으므로, 필요에 따라서 개별 종이형 RFID 태그(100)로 절단을 행할 수 있게 되어 있다.
이상 설명한 바와 같이 내장되는 RFID 칩을 탑재한 스레드의 최대 두께가 70 μ 정도이므로, 종이형 RFID 태그의 총두께를 일반적인 종이와 같은 정도의 0.1 ㎜ 정도로 하는 것이 가능해진다. 또한, 도9 및 도14에는 보호 테이프(4)의 유무에 의해 초지 공정에 있어서의 RFID 칩(1)에 작용하는 롤러 하중의 대소를 개념적으로 나타냈다. 또, 도9의 (a) 및 도14의 (a)는 RFID 스레드(14)가 제1 및 제2 지층 사이에 삽입되어 송출되는 방향으로부터 본 단면도이다. 도9의 (b) 및 도14의 (b)는 롤러의 축 방향으로부터 본 부분 확대 단면도이다.
도9의 (a), 도9의 (b)에 도시한 바와 같이 본 실시예에 따르면 보호 테이프(4)를 설치함으로써, 초지 공정에 있어서의 롤러 하중의 대부분을 보호 테이프(4)로 받아낼 수 있으므로, 롤러 하중이 RFID 칩(1)에 직접 집중하여 작용하는 것을 방지하여 지나치게 얇은 RFID 칩(1) 파괴를 방지하는 것이 가능해진다.
도14의 (a), 도14의 (b)에 도시한 바와 같이 보호 테이프(4)를 설치하지 않은 비교예의 경우에는, 롤러 하중이 BFID 칩(1)에 직접 집중하여 작용하게 되어 지나치게 얇은 RFID 칩(1)을 파괴하게 된다. 구체적으로는, 도14의 (b)에 도시한 바와 같이 비교예의 경우, RFID 스레드(14)가 포개어지는 제1 층째의 지층(5a)과 제2 층째의 지층(5b) 사이에 삽입될 때 롤러가 회전하여 롤러 하중이 BFID 칩(1)에 직접 집중하여 작용하므로, BFID 칩(1)에 대해 압박력 이외에 말려 들어가는 힘 및 말려 올라가는 힘이 작용하여 접합부를 포함하여 지나치게 얇은 RFID 칩(1)을 파괴하게 된다.
이와 같이 본 실시예에 따르면, 롤러 하중에 의한 RFID 칩(1)의 파괴가 일어나기 힘들기 때문에, 초지 공정에 있어서 통상의 종이와 같은 정도의 롤러 하중[선압(롤러의 단위 길이당 하중)의 최대치가 약 6100 내지 153000 kgf/m 정도]을 가하는 것이 가능해진다.
결과적으로, 통상의 종이와 같은 정도의 평활성을 갖는 종이형 RFID 태그(100)를 실현하는 것이 가능해진다. 또한, 본 실시예에 있어서의 RFID 칩(1)은 칩 상에 안테나를 내장한 경우에 비해 상당히 큰 안테나(2)와 접속되어 있다. 이로 인해, 교신 거리를 대폭으로 연장시키는 것이 가능하고, RFID 태그로서 다양한 용도에 적용할 수 있게 되어 있다.
또, 본 실시예에 있어서는 폴리에스테르 필름(PET 필름을 포함함)으로 이루어지는 보호 테이프(4)를 보호 부재로서 사용하였지만, 지층보다도 강성이 높은 폴리이미드 필름 등 다른 필름을 사용해도 같은 효과를 얻는 것이 가능해진다.
또한, 보호 테이프(4)는 도10이나 도11에 도시한 바와 같이 그 외형 치수가 안테나(2)와 동일할 필요는 없어, 안테나(2)의 외형 치수보다도 크든 작든 기능을 한다. 또한, 보호 부재(4)의 소재로서 플라스틱 재료나 금속 재료 등을 사용하여 그 형상을 도12이나 도13에 도시한 바와 같은 C자 형상이나 도우넛 형상으로 하는 것도 가능하다.
이와 같이, C자 형상이나 도우넛 형상의 경우에도 RFID 칩(1)을 위치 결정하는 개구부를 갖게 된다. 또, 보호 부재(4)를 안테나(2)에 접착하는 공정(D)은 초음파 실장 공정(E)의 전후 중 아무때나 실행해도 상관없다. 또한, 전술한 언더필재의 RFID 칩(1)으로부터 비어져 나온 부분에 보호 부재를 탑재하여 언더필을 경화시킴으로써 보호 부재를 접착해도 좋다.
이상 설명한 본 실시의 형태에 따르면, 고품질의 박형 종이형 RFID 태그를 제지 프로세스에 있어서 연속적으로 제조하는 것이 가능해진다.
본 발명을 따라 몇몇 실시예를 도시 및 설명하였지만, 개시된 실시예는 본 발명의 범주 내에서 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 그러므로 본원에 도시 및 설명된 상세 내역에 제한되고자 함이 아니라, 첨부된 청구항의 범위 내에서 모든 변형 및 변경을 포함하는 것을 의도한다.
도1은 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그의 일실시 형태의 일부를 파단한 사시도.
도2는 도1에 있어서의 A-A 화살표 단면도.
도3은 도1에 있어서의 B-B 화살표 단면도.
도4는 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그의 제조 흐름의 일실시예의 전반을 설명하기 위한 도면.
도5는 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그의 제조 흐름의 일실시예의 후반을 설명하기 위한 도면.
도6은 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그를 제조하기 위한 초지(종이를 뜨는) 공정의 일실시예를 설명하기 위한 도면.
도7은 본 발명에 관한 RFID 스레드를 도시하는 사시도.
도8은 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그가 롤에 권취되어 있는 상태를 설명하기 위한 도면.
도9는 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그의 제조 프로세스인 초지 공정에 있어서의 보호 테이프(보호 부재)에 의한 RFID 칩 보호의 메카니즘을 설명하기 위한 도면으로, (A)는 본 실시예에 있어서의 RFID 스레드가 제1 및 제2 지층 사이에 삽입되어 송출되는 방향으로부터 본 단면도, (B)는 본 실시예에 있어서의 롤러의 축 방향으로부터 본 부분 확대 단면도이다.
도10은 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그에 있어서의 보호 테이프(보호 부재)의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도11은 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그에 있어서의 보호 테이프(보호 부재)의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도12는 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그에 있어서의 보호 테이프(보호 부재)의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도13은 본 발명에 관한 종이형 RFID 태그에 있어서의 보호 테이프(보호 부재)의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도14는 종이형 RFID 태그의 제조 프로세스인 초지 공정에 있어서의 보호 테이프(보호 부재)가 없는 비교예를 설명하기 위한 도면으로, (A)는 비교예에 있어서의 RFID 스레드가 제1 및 제2 지층 사이에 삽입되어 송출되는 방향으로부터 본 단면도, (B)는 비교예에 있어서의 롤러의 축 방향으로부터 본 부분 확대 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : RFID 칩
2 : 안테나
3 : 스레드
4 : 보호 부재
6 : 언더필 수지
7 : 금속 펌프
8 : 보호 테이프
10 : 금속박 적층체
11 : 수지층
12 : 금속박
13 : 폴리에스테르 필름
14 : RFID 스레드
15 : 보빈
31 : 조
41 : 개구부
100 : 종이형 RFID 태크

Claims (16)

  1. 기재 필름 또는 기재 테이프와, 상기 기재 필름 또는 기재 테이프 상에 접착된 금속박으로 이루어지는 안테나와, 상기 안테나에 범프를 접합하여 접속하는 RFID 칩과, 상기 RFID 칩 주위에 설치되고, 상면의 높이가 상기 RFID 칩의 상면의 높이보다도 높아지는 두께의 보호 부재를 갖는 RFID 스레드를 제1 지층과 제2 지층 사이에 떠 넣어 종이형으로 형성한 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보호 부재에 상기 RFID 칩이 수납되는 개구부를 갖는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보호 부재가 필름형 부재 또는 금속제 부재인 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보호 부재는 상기 제1 및 제2 지층보다도 강성이 높은 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그.
  5. 제1항에 있어서, 상기 RFID 스레드는 상기 안테나 및 상기 기재 필름의 폭이 3 ㎜ 이하의 테이프형 스레드인 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그.
  6. 기재 필름 또는 기재 테이프의 한 쪽면에 금속박을 접착하여 금속박 적층체를 형성하는 금속박 적층체 제조 공정과, 상기 금속박 적층체 제조 공정에서 형성된 금속박 적층체에 있어서의 금속박을 패터닝하여 안테나를 형성하는 안테나 패턴 제조 공정과, RFID 칩의 범프를 상기 안테나에 접합 접속하여 실장하였을 때 보호 부재의 상면의 높이가 상기 RFID 칩의 상면의 높이보다도 높아지는 두께의 상기 보호 부재를 상기 안테나 상의 상기 RFID 칩 주위에 접착하는 보호 부재 접착 공정과, 상기 RFID 칩의 범프를 상기 안테나에 접합 접속하여 실장하는 RFID 칩 실장 공정을 갖고, RFID 스레드를 형성하는 RFID 스레드 형성 공정과, 상기 RFID 스레드 형성 공정에서 형성된 RFID 스레드를 초지된 제1 지층과 제2 지층 사이에 떠 넣어 롤군으로 가열, 가압 및 탈수하여 건조시켜 종이형 RFID 태그를 제조하는 초지 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 안테나 패턴 제조 공정이 상기 금속박을 패터닝하여 안테나를 형성하기 위한 수지층을 상기 금속박 상에 형성하는 수지층 형성 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 초지 공정이 테이프형 RFID 스레드를 연속적으로 공급하여 상기 제1 지층과 상기 제2 지층 사이에 떠 넣는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 테이프형 RFID 스레드가 3 ㎜ 이하의 폭을 갖는 안테나 및 기재 필름으로 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 보호 부재 접착 공정에서 사용하는 상기 보호 부재가 상기 RFID 칩이 수납되는 개구부를 형성한 상기 제1 및 제2 지층보다 높은 강성을 갖고 이루어지는 보호 테이프인 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 보호 부재의 소재가 플라스틱 재료 또는 금속 재료인 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
  12. 제6항에 있어서, 상기 보호 부재의 면 형상이 C자 형상 또는 도우넛 형상인 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
  13. 제6항에 있어서, 상기 초지 공정이 다조식의 원형 망 초지기를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
  14. 기재 필름 또는 기재 테이프의 한 쪽면에 금속박을 접착하여 금속박 적층체를 형성하는 금속박 적층체 제조 공정과, 상기 금속박 적층체 제조 공정에서 형성된 금속박 적층체에 있어서의 금속박을 패터닝하여 안테나를 형성하는 안테나 패턴 제조 공정과, RFID 칩의 범프를 안테나에 접합 접속하여 실장하였을 때 보호 테이프 상면의 높이가 상기 RFID 칩의 상면의 높이보다 높아지는 두께의 상기 보호 테이프를 상기 안테나 상의 RFID 칩 주위에 접착하는 보호 테이프 접착 공정과, 상기 RFID 칩의 범프를 상기 안테나에 접합 접속하여 실장하는 RFID 칩 실장 공정을 갖고, RFID 스레드를 형성하는 RFID 스레드 형성 공정과, 상기 RFID 스레드 형성 공정에서 형성된 RFID 스레드를 초지된 제1 지층과 제2 지층 사이에 떠 넣어 롤군으로 가열, 가압 및 탈수하여 건조시켜 종이형 RFID 태그를 제조하는 초지 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 안테나 패턴 제조 공정이 상기 금속박을 패터닝하여 안테나를 형성하기 위한 수지층을 상기 금속박 상에 형성하는 수지층 형성 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 보호 테이프 접착 공정에서 사용되는 상기 보호 테이프가 상기 제1 및 제2 지층보다도 높은 강성을 갖고 이루어지는 것을 특징으로 하는 종이형 RFID 태그의 제조 방법.
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