JP2015522881A - Ｒｆｉｄタグ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

ＲＦＩＤタグはループ領域及び前記ループ領域に隣接するように定義されたダイポール領域を含む織物と、前記織物の上に前記ダイポール領域に配置され、外部から電波を受信するように具備されたダイポール部と、前記ループ領域に配置されて前記ダイポール部と結合されてアンテナを形成するループ部と、前記ループ部と前記ダイポール部との間に介在され、前記アンテナを介して電波を送受信する駆動回路を有するＲＦＩＤチップ及び前記ダイポール部を覆うように前記織物の上に配置され、前記ダイポール部を保護する保護層と、を含む。

Description

本発明は、ＲＦＩＤタグ及びその製造方法に関するものである。より詳しくは、本発明はＲＦＩＤチップ及び電波を利用して繊維などの生産及び物流情報を管理するＲＦＩＤタグ及び前記ＲＦＩＤタグの製造方法に関するものである。

一般に、ＲＦＩＤタグは絶縁シートの上に形成されたアンテナ及び前記アンテナと結合されたチップを含む。
前記アンテナは、一般的なプリント回路基板の製造方法と同じく伝導性が相対的に優秀な貴金属を利用するフォトリソグラフィ工程を介して絶縁シートの上に形成される。次に、前記アンテナの上にチップが実装される。前記フォトリソグラフィ技術を利用したアンテナはフォトレジストパターンを形成する工程及び後にエッチング液を利用するエッチング工程を介して形成される。よって、前記アンテナを形成する工程が複雑で貴金属を利用することで相対的に経済性が悪化し、更に前記エッチング液を利用することで様々な問題が発生する。

特に、前記ＲＦＩＤタグを織物を利用する繊維関連製品の製造又は物流工程に適用するために前記アンテナを繊維に形成する方法及び前記ＲＦＩＤチップを前記繊維の上に実装するのに難しさがあり、更に前記繊維関連製品が洗濯される場合には信頼性に問題が発生する恐れがある。

本発明の一目的は、衣類のような織物の上に改善された信頼性を有するＲＦＩＤタグを提供することである。
本発明の他の目的は、相対的に単純な工程を介してＲＦＩＤタグを製造するＲＦＩＤ製造方法を提供することである。

本発明の一目的を達成するために、本発明の実施例によるＲＦＩＤタグは、ループ領域及び前記ループ領域に隣接するように形成されたダイポール領域を含む織物と、前記織物の上にかつ前記ダイポール領域に配置され、外部から電波を受信するように具備されたダイポール部と、前記ループ領域に配置されて前記ダイポール部と結合されてアンテナを形成するループ部と、前記ループ部と前記ダイポール部との間に介在され、前記アンテナを介して電波を送受信する駆動回路を有するＲＦＩＤチップ及び前記ダイポール部を覆うように前記織物の上に配置され、前記ダイポール部を保護する保護層と、を含む。ここで、前記保護層は紫外線硬化材料で形成される。

本発明の実施例によるＲＦＩＤタグは前記ＲＦＩＤチップ及び前記ループ部を覆うように配置され、前記ループ部及び前記ＲＦＩＤチップを保護するパッシベーション層を更に含む。

本発明の実施例によるＲＦＩＤタグは前記ＲＦＩＤチップを前記織物に接着させる接着部を更に含む。
本発明の一実施例において、前記ダイポール部及び前記ループ部それぞれは銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、銀でコーティングされた銅（Ａｇ ｃｏａｔｅｄ Ｃｕ）及び銀でコーティングされた鉄（Ａｇ ｃｏａｔｅｄ Ｆｅ）で形成される伝導性金属粒子のうち少なくとも一つを含む。

本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグは前記織物の上部表面の上に配置され、前記織物の表面を平坦化する平坦化層を更に含む。ここで、前記炭化層はポリウレタン材料を含む。

本発明の他の目的を達成するために、本発明の実施例によるＲＦＩＤタグの製造方法において、ループ領域及び前記ループ領域に隣接するように定義されたダイポール領域を含む織物を用意し、前記織物の上にかつ前記ダイポール領域に外部から電波を受信するようにダイポール部を有するダイポール構造物を形成する。一方、前記ループ領域に対応するようにパッシベーション層の上に前記ダイポール部と結合するループ部を形成した後、前記パッシベーション層の上に前記ループ部と連結されて電波を送受信する駆動回路を有するＲＦＩＤチップをボンディングして前記ループ構造物を形成する。次に前記パッシベーション層が露出されるように前記ダイポール構造物及び前記ループ構造物を相互結合し、次に前記ダイポール部を覆うように前記織物の上に前記ダイポール部を保護する保護層を形成する。

ここで、前記保護層は前記ダイポール部を覆うように前記織物の上に紫外線硬化層を形成し、前記紫外線硬化層を紫外線に露出して硬化することで形成される。
また、前記ダイポール構造物及び前記ループ構造物を相互結合するために接着剤が利用される。

本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグの製造方法において、前記ダイポール構造物を形成する前に織物の表面に前記表面を平坦化する平坦化層を追加的に形成してもよい。ここで、前記平坦化層はポリウレタン材料を利用してラミネーティング工程を介して形成される。それとは異なって、前記平坦化層はポリウレタン材料を利用してコーティング工程を介して形成されてもよい。

本発明によってダイポール部が形成された織物の上に前記ダイポール部を覆うように保護層を形成することで前記ダイポール部の損傷が抑制される。よって、ダイポール部及びループ部で形成されたアンテナ及びＲＦＩＤチップを含むＲＦＩＤタグが改善された信頼性を確保する。

また、織物の上に平坦化層が追加的に形成されることで前記平坦化層の上に形成されるアンテナ及びＲＦＩＤチップを含むＲＦＩＤタグが安定的な特性を有する。

本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグを示す平面図である。 本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグを示す断面図である。 図１の織物を示す平面図である。 本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグを示す断面図である。 本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグの製造方法を示す順序図である。

以下、本発明の実施例を示す添付図面を参照して本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明は下記で説明される実施例に限定されて構成されるべきではなく、それとは異なる様々な形態で具体化されてもよい。下記実施例は本発明を完全に完成するために提供されるというより、本発明の技術分野に熟練している当業者に本発明の範囲を十分に伝達するために提供される。

一つの構成要素が他の一つの要素又は層の上に配置又は連結されると説明される場合、前記要素は前記他の一つの要素の上に直接的に配置されるか連結されてもよく、他の要素又は層がそれらの間に介在されてもよい。それとは異なって、一つの要素が他の一つの要素に直接的に配置されるか連結されると説明される場合、それらの間にはまた他の要素がある可能性はない。多様な要素、造成、領域、層及び／又は部分のような多様な項目を説明するために第１、第２、第３などの用語が使用されるが、前記項目がそれらの用語によって限定されることはない。

下記で使用された専門用語は単に特定実施例を説明する目的にのみ使用されるものであり、本発明を限定するためのものではない。また、特に限定されない限り、技術及び科学用語を含む全ての用語は本発明の技術分野における通常の知識を有する当業者が理解可能な同じ意味を有する。通常の辞書で定義されるもののような前記用語は関連技術と本発明の説明の文脈でそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるものであり、明確に限定されない限り理想的に又は過度に外形的な直感で解析されることはない。

本発明の実施例は本発明の理想的な実施例の概略図である断面図を参照して説明される。それによって、前記図の形状からの変化、例えば、製造方法及び／又は許容誤差の変化は予想可能なものである。よって、本発明の実施例は図示された領域の特定形状に限られるように解釈されるものではなく形状における偏差を含むものであり、図示された領域は全体的に概略的なものであってそれらの形状は領域の正確な形状を示すものではなく、また本発明の範囲を限定するものでもない。

図１は、本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグを説明するための平面図である。図２は、本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグを説明するための断面図である。図３は、図１の織物を説明するための平面図である。

図１乃至図３を参照すると、本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグ１００は織物１１０、ダイポール部１２１、ループ部１２６、ＲＦＩＤチップ１３０及び保護層１５０を含む。

前記織物１１０は一般的な編み込まれた織物を含む。前記織物１１０はナイロンのような化学繊維で形成される。前記織物１１０はループ領域１１１及び前記ループ領域１１１に隣接するように形成されたダイポール領域１１５で区画される。

前記ダイポール部１２１は前記織物１１０の上にかつ前記ダイポール領域１１５に配置される。前記ダイポール部１２１は外部から電波を受信するように具備される。
前記ダイポール部１２１はトランスポンダーから提供される電波の波長に比例してその長さが決定される。前記電波の波長が小さいほど前記ダイポール部１２１はその長さが短くなり、前記電波の波長が長いほど前記ダイポール部１２１はその長さが長くなる。例えば、前記ダイポール部１２１は前記織物１１０の上で占める面積を減少させるために前記ダイポール部１２１は曲がりくねった形状を有する。よって、前記ダイポール部１２１は相対的に高い誘導性リアクタンスを有する。

前記ダイポール部１２１は第１導電材料で形成される。例えば、前記ダイポール部１２１は銀、銅、銀でコーティングされた銅及び銀でコーティングされた鉄を含む伝導性金属ペーストを利用して形成される。

前記ループ部１２６は前記ループ領域１１１に配置される。前記ループ部１２６は前記織物１１０の上部に配置される。前記ループ部１２６は前記ダイポール部１２１と結合されてアンテナ１２０を形成する。

前記ループ部１２６はＲＦＩＤチップ１３０が実装される実装領域を有する。また、前記ループ部１２６は前記実装領域と連結される閉ループ形状を有する。
一方、前記ループ部１２６は前記ダイポール部１２１と連結されるように具備される。前記ループ部１２６は前記ダイポール部１２１を含むアンテナの誘導性リアクタンスを調整する。即ち、前記ループ部１２６はその大きさと形態が変更されることでアンテナ１２０の誘導性リアクタンスを変更する。

前記ループ部１２６は前記ダイポール部１２１と同じ材料で形成される。例えば、前記ループ部１２６は銀、銅、銀でコーティングされた銅及び銀でコーティングされた鉄を含む伝導性金属ペーストを利用して形成される。これに代えて、前記ループ部１２６は前記ダイポール部１２１と互いに異なる材料で形成されてもよい。

前記ＲＦＩＤチップ１３０は前記ループ部１２６及び前記ダイポール部１２１との間に介在される。前記ＲＦＩＤチップ１３０は前記実装領域に実装される。前記ＲＦＩＤチップ１３０は前記アンテナ１２０を介して電波を送受信する回路を有する。即ち、前記ＲＦＩＤチップ１３０はダイポール部１２１及びループ部１２６を介して印加される電波を整流して駆動電源として使用するための給電回路を含む。前記給電回路はショットキー系列のダイオード及びキャパシタで構成される。前記給電回路には容量性リアクタンスが存在する。

前記ダイポール部１２１及び前記ループ部１２６を含むアンテナ１２０から給電された電波を給電回路に伝達するためにはアンテナ１２０のインピーダンスと給電回路のインピーダンスとを整合する必要がある。前記アンテナ１２０及び前記給電回路のインピーダンスが同じであればアンテナから受信された電波がチップに最大値を伝達する。

前記保護層１５０は前記ダイポール部１２１を覆うように前記織物１１０の上部に配置される。前記保護層１５０は前記ダイポール部１２１を保護する。即ち、前記保護層１５０は織物１１０の洗濯中に前記ダイポール部１２１の損傷を抑制することで前記ＲＦＩＤタグ１００が改善された信頼性を有する。

前記保護層１５０は紫外線硬化材料で形成される。即ち、前記保護層１５０は光開始剤を含む樹脂で形成される。前記高分子材料に紫外線を照射すると光開始剤によって光重合反応が発生することで保護層が形成される。

本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグ１００は前記ＲＦＩＤチップ１３０及び前記ループ部１２６を覆うように配置され、前記ループ部１２６及び前記ＲＦＩＤチップ１３０を保護するパッシベーション層１６０を更に含む。前記パッシベーション層１６０はポリイミドフィルム又は紙材質で形成される。また、前記パッシベーション層１６０と共に前記ＲＦＩＤチップ１３０が織物１１０から容易に除去されることで、ユーザが織物１１０の追跡を望まなければ前記ＲＦＩＤチップ１３０を前記織物１１０から除去することができる。この際、前記保護層１５０は前記ダイポール部１２１だけでなく前記パッシベーション層１６０を覆うように配置される。

本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグ１００は前記ＲＦＩＤチップ１３０を前記織物１１０に接着させる接着部１４０を更に含む。前記接着部１４０は、例えば接着成分の材料を含む。よって、前記ＲＦＩＤチップ１３０を容易に前記織物１１０に接着することができる。

本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグ１００は前記ダイポール部１２１と前記保護層１５０との間に介在された補助保護層（図示せず）を更に含む。前記補助保護層は前記ダイポール部１２１の上部表面に形成される。前記補助保護層は前記保護層１５０と同じ材料で形成される。前記補助保護層は前記ＲＦＩＤチップ１３０の不良による分離の際、前記接着部１４０によるダイポール部１２１又は前記ＲＦＩＤチップ１３０の損傷を抑制する。

図４は、本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグを示す断面図である。
図４を参照すると、本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグは平坦化層１１７を更に含む。

前記平坦化層１１７は前記織物１１０の上部表面に形成される。前記平坦化層１１７は前記織物１１０の上の不均一な表面を平坦化する。前記平坦化層１１７は、例えばウレタンが属する高分子材料を含む。前記平坦化層１１７はラミネート方式で形成される。これに代えて、前記平坦化層１１７はコーティング方式で形成されてもよい。

図５は、本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグの製造方法を示す順序図である。
図５を参照すると、本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグの製造方法において、ループ領域及び前記ループ領域に隣接するように定義されたダイポール領域を含む織物を用意する（工程Ｓ１１０）。次に、前記織物の上にかつ前記ダイポール領域に外部から電波を受信するように具備されたダイポール部を有するダイポール構造物を形成する（工程Ｓ１２０）。ここで、導電性ペーストを利用して前記ダイポール構造物を形成する。前記ダイポール部を形成する工程は直接プリント工程を介して形成される。前記直接プリント工程の例としては、スクリーンプリント、フレキソプリント、ロータリープリント、グラビアプリント、オフセットプリントなどが挙げられる。前記直接プリント工程に利用される導電性ペーストは有機物を含むため、前記有機物を除去するための熱処理工程が後続に行われてもよい。

前記導電性ペーストは銀、銅、銀でコーティングされた銅、銀でコーティングされた鉄、アルミニウム及び導電性炭素のうち少なくとも一つを含む導電性粒子、バインダ及び溶剤を含む。

前記導電性ペーストが銅を含む場合、その表面に相対的に酸化膜が形成される銅の傾向のため追加的に酸化膜を除去する工程が行われてもよい。前記酸化膜を除去する工程には硫酸、窒酸、塩酸のような強酸を純水に希釈した希釈された強酸溶液が利用される。

一方、前記ループ領域に対応するようにパッシベーション層の上に前記ダイポール部と結合されるループ部を形成する（工程Ｓ１３０）。前記パッシベーション層は、例えばポリイミドフィルムを含む。それとは異なって、前記パッシベーション層は紙材質で形成されてもよい。

前記ループ部は導電性ペーストを利用して形成する。前記ループ部を形成する工程は直接プリント工程を介して形成する。前記直接プリント工程の例としては、スクリーンプリント、フレキソプリント、ロータリープリント、グラビアプリント、オフセットプリントなどが挙げられる。前記直接プリント工程に利用される導電性ペーストは有機物を含むため、前記有機物を除去するための熱処理工程が後続に行われてもよい。前記ループ部及び前記ダイポール部は同じ導電性材料で形成される。

次に、前記パッシベーション層の上に前記ループ部と連結されて電波を送受信する駆動回路を有するＲＦＩＤチップをボンディングする。これで前記ループ部及び前記ＲＦＩＤチップを含む前記ループ構造物が形成される（工程Ｓ１４０）。

次に、前記パッシベーション層が露出されるように前記ダイポール構造物及び前記ループ構造物を相互結合する（工程Ｓ１５０）。この際、グルー（ｇｌｕｅ）のような接着部材が利用される。

次に、前記ダイポール部を覆うように前記織物の上に前記ダイポール部を保護する保護層を形成する（工程Ｓ１６０）。前記保護層は紫外線硬化材料で形成される。即ち、前記保護層は光開始剤を含む樹脂で形成される。前記高分子材料に紫外線を照射すると光開始剤によって光重合反応が発生することで保護層が形成される。

例えば、前記ダイポール部を覆うように前記織物の上に紫外線硬化層を形成した後、前記紫外線硬化層を紫外線に露出して硬化することで前記ダイポール部を覆うように保護層が形成される。

本発明の一実施例によるＲＦＩＤタグの製造方法において、前記ダイポール部１２１を覆うように前記織物の上に補助保護層（図示せず）を追加的に形成してもよい。前記補助保護層は前記保護層１５０と同じ材料で形成される。前記補助保護層は前記ＲＦＩＤチップ１３０の不良による分離の際、前記接着部１４０によるダイポール部１２１又は前記ＲＦＩＤチップ１３０の損傷を抑制する。

本発明の一実施例において、前記織物の上にダイポール構造物を形成する前に前記織物の上部表面の上に平坦化層を追加的に形成してもよい。前記平坦化層は前記織物の表面の上に形成されることで後続するアンテナ及びＲＦＩＤチップが安定的に配置される。

前記平坦化層は、例えばポリウレタン材料を利用して形成する。前記ポリウレタン材料はイソシアネート成分及びポリオール成分を含む。前記平坦化層は、例えば０．０１乃至２０ｍｍの厚さで形成される。

本発明の一実施例において、前記平坦化層はラミネーティング工程で形成される。即ち、ポリウレタン材料で形成されたポリウレタンフィルムが前記織物の表面の上に熱圧着されて前記織物の表面の上に平坦化層を形成する。前記ラミネーティング工程は織物及び前記ポリウレタンフィルムをロールに引き入れてヒータで加熱した後、前記ポリウレタンフィルムを圧着して前記織物の表面の上に平坦化層を形成する。

本発明の他の実施例において、前記平坦化層はポリウレタン材料を利用してコーティング工程を介して形成される。前記コーティング工程において、前記ポリウレタン材料をキャスティング方法又はスプレー方法によって前記織物の上に形成する。前記キャスティング方法はミキシングヘッドを利用して液状のポリウレタン材料を塗布する。一方、前記スプレー方法はスプレーヘッドを利用して液状のポリウレタン材料を塗布する。
（洗濯試験による信頼性の評価）
保護層を形成したＲＦＩＤタグを繊維製品のケアラベルとして使用する場合と保護層が形成されていないＲＦＩＤタグを繊維製品のケアラベルに適用した場合、ハンドホルダローダーを利用して保護層を含むＲＦＩＤタグは洗濯前に約１．５ｍの認識距離を有し、洗濯後も約１．１乃至１．２ｍの良好な認識距離を維持していた。一方、保護層が形成されていないＲＦＩＤタグは洗濯前に約１．５ｍの認識距離を有するが、洗濯後には認識が不可能であった。

本発明によってダイポール部が形成された織物の上に前記ダイポール部を覆うように保護層を形成することで前記ダイポール部の損傷が抑制される。よって、ダイポール部及びループ部で形成されたアンテナ及びＲＦＩＤチップを含むＲＦＩＤタグが改善された信頼性を確保する。

また、織物の上に平坦化層が追加的に形成されることで前記平坦化層の上に形成されるアンテナ及びＲＦＩＤチップを含むＲＦＩＤタグが安定的な特性を有する。
前記では本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野に熟練している当業者は下記特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解できるはずである。

Claims (13)

1. ループ領域及び前記ループ領域に隣接するように定義されたダイポール領域を含む織物と、
   前記織物の上に前記ダイポール領域に配置され、外部から電波を受信するように具備されたダイポール部と、
   前記ダイポール部の上部に前記ループ領域に配置され、前記ダイポール部と結合されてアンテナを形成するループ部と、
   前記ループ部と前記ダイポール部との間に介在され、前記アンテナを介して電波を送受信する駆動回路を有するＲＦＩＤチップと、
   前記ダイポール部を覆うように前記織物の上に配置され、前記ダイポール部を保護する保護層と、を含むＲＦＩＤタグ。
2. 前記保護層は紫外線硬化材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
3. 前記ループ部及び前記ＲＦＩＤチップを覆うように配置され、前記ループ部及び前記ＲＦＩＤチップを保護するパッシベーション層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
4. 前記ＲＦＩＤチップを前記織物に接着させる接着部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
5. 前記ダイポール部及び前記ループ部それぞれは銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、銀でコーティングされた銅（Ａｇ ｃｏａｔｅｄ Ｃｕ）及び銀でコーティングされた鉄（Ａｇ ｃｏａｔｅｄ Ｆｅ）で形成される伝導性金属粒子を含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
6. 前記織物の上部表面の上に配置され、前記織物の表面を平坦化する平坦化層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
7. 前記平坦化層はポリウレタン材料を含むことを特徴とする請求項６に記載のＲＦＩＤタグ。
8. ループ領域及び前記ループ領域に隣接するように定義されたダイポール領域を含む織物を用意するステップと、
   前記織物の上に前記ダイポール領域に、外部から電波を受信するように具備されたダイポール部を有するダイポール構造物を形成するステップと、
   前記ループ領域に対応するようにパッシベーション層の上に前記ダイポール部と結合するループ部を形成するステップと、前記パッシベーション層の上に前記ループ部と連結されて電波を送受信する駆動回路を有するＲＦＩＤチップをボンディングしてループ構造物を形成するステップと、
   前記パッシベーション層が露出されるように前記ダイポール構造物及び前記ループ構造物を相互結合するステップと、
   前記ダイポール部を覆うように前記織物の上に前記ダイポール部を保護する保護層を形成するステップと、を含むＲＩＦＤタグの製造方法。
9. 前記保護層を形成するステップは、
   前記ダイポール部を覆うように前記織物に紫外線硬化層を形成するステップと、
   前記紫外線硬化層を紫外線に露出させて硬化するステップと、を含むことを特徴とする請求項８に記載のＲＩＦＤタグの製造方法。
10. 前記ダイポール構造物及び前記ループ構造物を相互結合するステップは接着剤を利用して行われることを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
11. 前記織物の表面の上に配置され、前記織物の表面を平坦化する平坦化層を形成するステップを更に含むことを特徴とする請求項８に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
12. 前記平坦化層を形成するステップは、ポリウレタン材料を利用してラミネーティング工程を行うことを特徴とする請求項１１に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。
13. 前記平坦化層を形成するステップは、ポリウレタン材料を利用してコーティング工程を行うことを特徴とする請求項１１に記載のＲＦＩＤタグの製造方法。