KR100617981B1 - 해제가능한 공진회로 - Google Patents

Abstract

소정 검출 주파수에서 전자기 에너지를 이용하여 감시지역내 공진태그를 검출하는 전자 물품감시스템과 함께 사용되는 공진태그(58)는 상기 소정 검출주파수에서 공진할 수 있는 공진회로(66,68)를 포함한다. 공진회로(66,68)는 태그(58)의 유전기판의 표면상에 적어도 부분적으로 형성된 인덕터(66)를 포함한다. 상기 인덕터(66)는 불연속부 즉 간극(74)과 함께 형성되어 전기적 개방회로를 야기한다. 이 개방회로는 상기 간극(74)에 근접한 상기 인덕터(66) 부분들에 와이어결합(40,42)되고 상기 간극(74)에 근접하여 고정된 퓨즈(36)로 닫힌다. 상기 퓨즈(36)는 소정레벨 이상의 전류가 통과됨으로써 녹아내린다. 그러한 고전류는 외부 전자기장에 의해 인덕터(66)에 유도될 수 있다. 퓨즈(36)가 녹음으로써 개방회로상태가 되면 태그(58)가 공진하는 주파수가 변경된다.

공진태그, 인덕터, 퓨즈, 유전기판, 개방회로

Description

해제가능한 공진회로{DEACTIVATEABLE RESONANT CIRCUIT}

본 발명은 공진회로에 관한 것이고, 더 자세히 말하자면 물품의 무단이동을 검출하기 위한 전자보안 시스템 및 기타 시스템들과 함께 사용하는 해제가능한 공진보안태그에 관한 것이다.

소매점, 도서관 또는 소매점 및 도서관과 같은 기타 시설에서 물품이나 상품의 도난 또는 무단이동(unauthorized removal)를 검출하고 방지하기 위한 전자물품감시(electronic article surveillance:EAS)시스템은 잘 알려져 있으며 널리 사용되고 있다. 일반적으로, 이와 같은 보안시스템은 피보호 물품이나 항목 또는 그 포장에 부착되거나, 연관되거나 그렇지 않으면 고정되는 라벨이나 보안태그를 채용한다. 보안태그는 사용중인 특정타입의 보안시스템, 물품의 타입이나 사이즈 등에 의존하여 다양한 사이즈, 형상 및 형태를 취할 수 있다. 일반적으로, 보안태그(그래서 그 피보호 물품)가 감시구간을 통과하거나 보안점검 지점 부근이나 인근을 통과할때 이 보안태그는 능동 보안태그의 존재를 검출한다.

종래기술의 어떤 보안태그들은 "전자보안시스템"이라는 명칭의 미국특허 제3,810,147호, "소음식별력이 개량된 전자보안시스템"이라는 명칭의 미국특허 제3,863,244호" 및 "고유커패시턴스를 갖는 물품과 함께 사용할 보안태그"라는 명칭의 미국특허 제5,276,431호에 개시된 것과 같은 것이나 여기에 제한되지 않는 무선주파수(RF) 전자기장 교란감지 전자보안시스템들과 이들의 상업용 실장 및 상대물과 함께 주로 작동한다. 이러한 전자보안시스템들은 물품들이 통제구역 내에서 이동될때 통과해야 하는 통제지역에 전자기장을 설정하는 것이 일반적이다. 공진회로를 구비한 태그가 각 물품에 부착되고, 이 통제지역에 공진회로의 존재는 수신시스템에 의해 감지되어 물품의 무단이동을 표시한다. 인가받은 사람은 구내로 부터 이동하도록 인가된(즉, 구매되거나 체크아웃된) 물품에서 공진회로를 해제하거나, 탈동조시키거나, 차폐시키거나 제거할 수 있어 경보동작없이 이 물품이 통제지역을 통과할 수 있게 한다.

보안태그들은 다양한 방식으로 보장되거나 보호되는 물품에 붙여지거나 연관될 수 있다. 물품에 붙여진 태그를 제거하기는 어렵고 시간소모적인 일이며, 어떤 경우에는 부가적인 제거장비, 특수한 훈련 또는 제거장비 및 특수한 훈련을 요한다. 예컨대 금속 스티커와 같은 특수한 차폐장치로 보안태그를 덮어 씌움으로써 보안태그를 탈동조시키는 것(detuning)도 시간소모적이고 비효율적이다. 더욱이, 이러한 해제방법들은 둘다 보안태그가 식별가능하고 접근가능할 것을 요하며, 이는 미공개 장소에서 상품에 매립된 태그나 포장내 또는 포장위에 은폐된 태그의 사용을 금지시킨다.

전자물품감시 산업의 경향은 제품이 제조되는 시점에서 제품에 태그를 설치하는 것이고, 이 단계에서는 태그를 설치하는 것이 비교적 비싸지 않고 태그가 시야에서 은폐되거나 가려질 수 있기 때문이다. 태그를 제품이나 제품 포장에 매립시키려면 태그가 멀리서 해제가능하여야 한다.

전자해제(electronic deactivation)는 태그회로가 공진하는 주파수를 변경하거나 변화시키고, 태그회로가 함께 공진하지 못하게 하여 태그가 감시구간을 통과할때 더이상 검출되지 않는 것을 의미한다. 그러한 태그는 해제장치 위나 근처에 순간적으로 놓임으로써 체크아웃 카운터나 다른 유사 장소에서 편리하게 해제될 수 있는데, 이 해제장치는 보안태그 공진회로의 한개 이상 부품들이 태그의 세부구조에 따라 회로를 단락시키거나 개방시키는데 충분한 전력 레벨에서 태그가 전자기에너지를 받도록 한다.

전자해제를 달성하는데 이용가능한 방법들이 많이 있다. 한가지 해제방법은 태그의 공진회로를 단락시키는 것이다. 이런 타입의 전자해제가능한 태그들은 태그에 잔물결(dimple)을 형성함으로써 생성된 약한 링크(weak link)를 포함하는데데, 이 잔물결은 태그 기판의 양측에 있는 태그 공진회로의 상이한 두 부분들을 금속화시켜 형성된 커패시터의 판들을 더욱 밀착시키고, 이로써 적절한 전력 레벨에서 전기적 방전(electrical breakdown)이 일어나게 된다.

다른 해제방법은 리히트블라우(Lichtblau)에게 허여된 미국특허 제4,021,705호에 개시되어 있는데, 이 특허에는 평면 인덕터의 하나이상 권선을 서로 잇는 가용성 링크(fusible link)를 갖는 태그공진회로가 개시되어 있다. 도1을 보면, 공진회로 인덕터의 권선 일부를 형성하는 전도경로(10)가 가용성 링크(12)를 포함한다. 이 가용성 링크(12)는 전도경로(10)의 협착 또는 병목부분으로 되어 있다. 이 가용성 링크(12)는 상기 동조된 회로를 작동시키거나 해제시키기 위해 검출에 사용된 에너지보다 더 높은 에너지를 가함으로써 태워진다. 즉, 가용성 링크(12) 는 인가된 전자기장에 의해 생긴 소정 고전류가 관통할때 녹을 수 있는 치수로 되어 있어 인덕터를 회로 단락시킨다. 인덕터를 단락시키면 공진회로의 Q를 낮추고 그 공진주파수를 증가시킨다. 이 방법은 효과적이긴 하지만 퓨즈를 녹이는데 비교적 높은 전류를 필요로 한다. 부가적으로, 태그를 제조하는데 일반적으로 쓰이는 표준 매크로 에칭 기술(standard macro etching techniques)을 사용하여 이러한 퓨즈를 일정하게 반복적으로 형성하기란 종종 곤란한 일이다.

또다른 해제방법은 라몬드(Lamond)외에게 허여된 미국특허 제4,835, 524호에 개시되어 있다. 도2를 참조하면, 전도경로(14)는 퓨즈(16)에 의해 가교되는 간격이나 틈새를 포함한다. 퓨즈(16)는 퓨즈의 개방을 기계적으로 돕는 폭발형 약제(explosive-type agent)로 작용하는 과망간산 칼륨과 같은 촉진물질(accelerator substance)와 함께 혼합된 도전잉크(conductive ink)와 같은 도전물질로 되어 있다. 이는 폭발형 퓨즈로 알려져 있다. 이런 촉진물질을 포함시키므로써 퓨즈(16)가 유도전류에 매우 민감해진다.

효과적이고, 적절한 전력을 사용하여 해제될 수 있고, 매우 낮은 비용으로 제작될 수 있는 해제가능한 공진회로를 갖는 태그가 필요하다.

간단히 말하자면, 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 공진 태그는 양측의 제1 및 제2 주표면들을 갖는 유전기판(dielectric substrate);

소정 검출주파수 범위내의 주파수에서 전자기 에너지에 노출될때 공진하는 공진회로로서, 이 공진회로는 상기 유전기판의 한 주표면상에 형성된 도전층을 포함하고, 이 도전층은 전기적 개방회로를 형성하는 간극(gap)를 포함하는 상기 공진회로;

상기 간극에 근접위치한 퓨즈 스트립(fuse strip)을 포함하는 퓨즈구조물(fuse structure); 및

상기 퓨즈구조물을 상기 도전층에 연결시키는 전기 커넥터(electrical connector)로서 상기 커넥터와 상기 퓨즈구조물이 상기 간극을 전기적으로 닫으며, 상기 퓨즈구조물을 통과해 흐르는 소정레벨이상의 전류가 상기 퓨즈스트립을 용융시킴으로써 상기 공진회로의 공진주파수를 변동시켜 상기 공진회로가 상기 소정 검출주파수 범위내의 주파수에서 더이상 공진하지 않게되는 전기커넥터;로 구성된다.

본 발명의 바람직한 제2 실시예에서, 소정 검출 주파수 범위내의 주파수로 전자기 에너지에 노출될때 공진하는 공진회로를 갖는 공진태그와 함께 사용할 퓨즈구조물이 제공된다. 이 퓨즈 구조물은 캐리어(carrier), 이 캐리어의 표면에 위치한 퓨즈스트립, 및 상기 퓨즈스트립의 양단부 각각에 연결된 제1 및 제2 결합 패드들을 포함한다.

다른 실시예에서, 본 발명은 소정 검출주파수 범위내의 주파수에서 전자기 에너지를 이용하여 감시지역내 보안태그의 존재를 검출하는 수단을 갖는 전자보안시스템과 함께 사용할 동작가능/해제가능 공진태그이다. 이 태그는

마주보는 제1 및 제2 주표면을 갖는 유전 기판;

상기 기판위에 배치되어 소정 검출주파수 범위내의 주파수에서 공진할 수 있는 공진회로로서, 이 공진회로는 상기 기판의 주표면들 중 하나위에 적어도 부분적으로 형성된 인덕터를 포함하고, 상기 공진회로는 전기적 개방회로상태를형성하는 간극을 포함하는 상기 공진회로;

캐리어 표면상에 위치하고 도전재로된 각각의 웨지들에 의해 상기 캐리어의 제1 및 제2 결합패드들(bonding pads)에 연결되는 퓨즈구조물로서 상기 간극에 근접위치한 상기 퓨즈구조물; 및

상기 제1 및 제2 캐리어 결합패드들에 그리고 상기 공진회로에 각각 연결된 제1 및 제2 와이어들로서, 상기 제1 및 제2 와이어들과 상기 퓨즈구조물이 상기 간극을 전기적으로 닫고, 상기 퓨즈구조물을 통해 흐르는 소정 레벨보다 큰 전류가 상기 퓨즈 스트립을 녹여 상기 공진회로의 공진주파수를 변경시키는 상기 제1 및 제2 와이어들;로 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 전술한 개요와 후술하는 상세한 설명은 첨부한 도면들을 참조하여 읽을 때 더 잘 이해된다. 본 발명을 예시할 목적으로 현재 바람직한 실시예들이 도면에 도시되어 있지만, 본 발명은 개시된 정확한 배열과 수단들에 제한되지 않는다. 도면 가운데,

도1은 첫번째 종래 인쇄회로 보안태그의 일측에 있는 도전패턴의 일부에 대한 확대 평면도이다.

도2는 두번째 종래 인쇄회로 보안태그의 일측에 있는 도전패턴의 일부에 대한 확대 평면도이다.

도3은 본 발명 보안태그의 제1 실시예에 따른 인쇄회로 보안태그의 일측에 있는 도전 패턴의 일부에 대한 확대 평면도이다.

도4는 본 발명에 따른 공진회로의 인덕터코일에 있는 간극사이에 위치한 퓨즈의 확대 평면도이다.

도5는 본 발명에 따른 상기 공진코일의 간극에 근접하여 공진회로의 인덕터코일에 위치한 퓨즈의 확대 평면도이다.

도6은 상기 기판에 고정되고 도3의 도전패턴에 와이어결합된 상기 퓨즈의 도식적 단면도이다.

도7은 본 발명에 따른 퓨즈구조물의 크게 확대된 상부 평면도이다.

도8은 도7의 퓨즈구조물을 포함하는 공진태그의 크게 확대된 상부 평면도이다.

도9는 본 발명에 따른 다른 실시예의 퓨즈구조물의 기능 블록도이다.

도10은 도9의 퓨즈구조물을 포함하는 공진태그의 크게 확대된 상부 평면도이다.

다음의 설명에서 어떤 전문용어는 편의상 사용될 뿐이고 제한적인 것이 아니다. 단어 "상부", "하부", "아래" 및 "위"는 참조한 도면에서의 방향을 지시한다. 태그가 매립되어 있는 물품이나 제품을 참조하여 사용될때 용어 "사용(use)" 또는 "정상사용(normal use)"은 제품의 수명에 걸친 그 물품이나 제품의 사용법을 말한다. 즉, 그 제품이 제조된 시점부터 폐기될 때까지 그 제품의 모든 보호(care)와 사용법을 말한다. 여기서 전문용어란 위에서 자세히 언급한 단어들 과, 그 파생어 및 유사의미의 단어까지 포함한다. 도면에서, 동일한 참조번호 표시는 몇개의 도면에 걸쳐 대응요소들에 적용된다.

본 발명은 전자 물품 감시(EAS) 시스템과 함께 사용될 수 있는 공진회로에 관한 것이다. 이 시스템은 이 공진회로에서 공진조건을 유도하고 검출하도록 설계되어 있다. 즉, 이 회로는 전자기 에너지에 노출될때 소정 검출 주파수범위내의 주파수로 공진한다. 이 회로는 각각 이 명세서에 참고로 병합되는 상기 인용특허들 중 하나이상에 설명되고 당분야의 기술에 숙달된 자들에게 알려진 바와 같이 태그형태로 유전기판에 구성된다.

도3 및 도6을 참조하면, 본 발명에 따른 해제가능한 태그공진회로의 일부에 대한 제1 실시예가 도시되어 있다. 이 바람직한 실시예에서 이 태그는 대략 정방형의 평탄한 절연 또는 유전 기판(20)을 포함하고(도6), 이 기판(20)은 제1 주표면, 즉 상측면(22)과 반대쪽의 제2 주표면, 즉 하측면(24)으로 되어 있다. 기판물질은 절연이 되는 한 어떤 고체물질이거나 복합 구조재료일 수 있고 유전체로 사용될 수 있다. 바람직하게는 기판(20)은 당업자에게 잘 알려진 형식의 절연된 유전물질, 예컨대 폴리에틸렌과 같은 중합물질로 형성된다. 그러나, 당업자라면 기판(20)을 형성하는데 다른 유전물질들을 대안으로 사용할 수 있을 것이다. 또한, 기판, 태그 또는 기판 및 태그의 형상은 제한사항이 아니며, 태그는 타원형, 원형, 삼각형 등 가상적으로 임의 형상을 가질 수 있다.

이 태그는 소정의 회로소자들 또는 부품들을 형성함으로써 공진회로를 설정하기 위해 상기 기판(20)상에 위치한 회로수단을 더 포함한다. 전술한 대로, 이 회로수단은 소정 검출 주파수 범위내의 주파수에서 전자기에너지에 노출될때 공진하도록 설계되어 있다. 이 회로소자들과 부품들은 당분야의 기술에 잘 알려진 대로 도전물질에 패턴를 넣음으로써 기판(20)의 두 주표면들 위에 형성되는 것이 보통이다.

바람직한 실시예에서, 공진회로는 미국특허 제5,276,431호에 도시되고 설명된 대로 단일 용량소자 즉 커패시턴스와 전기적으로 연결된 단일 유도소자 즉 인덕터 코일 L을 직렬루프로 조합하여 형성되고, 상기 미국특허는 여기에 참고로 병합된다. 인덕터는 기판(20)의 주표면들 중 하나위에 일부가 형성된다. 도3 및 도6에서는, 인덕터는 기판(20)의 제1 주표면(22)상에 형성되어 있다. 그러나, 당업자라면 인덕터가 기판(20)의 어느 측면에나 형성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 인덕터는 기판(20)의 제1 주표면(22)상에 나선형상으로 형성된 제1 도전패턴(26)으로 구성되고, 이 표면은 태그의 상면으로서 임의로 선택된다. 상기 공진회로는 가끔 이면 또는 하면이라 부르는 기판(20)의 반대쪽 제2 표면(24)상에 부과된 제2 도전패턴(28)을 더 포함한다. 상기 도전패턴들(26,28)은 전자물품감시기술에서 잘 알려진 방식으로 공지타입의 전기적 도전 물질들로 기판 표면들위에 각각 형성될 수 있다. 당업자라면, 공진회로가 동작시에 소정 공진주파수 내에서 공진할 수 있도록 적절한 유도소자와 값들이 제공되는 한 인덕터 코일의 실제 형상은 변화될 수 있다는 것을 알 것이다.

상기 도전물질은 서브트랙티브법(즉, 에칭)에 의해 바람하게 패턴화되고, 이로써 원치않는 물질이 화학적 공격에 의해 제거되기 전에 원하는 물질이 전형적으로 상부인쇄 내부식성 잉크(printed on etch resistant ink)로 보호된다. 바람직한 실시예에서, 도전물질은 알루미늄 또는 알루미늄 박막이다. 그러나, 공진회로의 성질이나 그 작동을 변화시키지 않고서 다른 도전물질들(예컨대, 금, 니켈, 구리, 인청동, 황동, 납, 고밀도 흑연 또는 은충전 도전 에폭시)이 알루미늄을 대체할 수 있다.

상기 제1 및 제2 도전 패턴들(26,28)은 태그와 함께 사용된 전자물품감시 시스템의 소정 검출 주파수 범위내에 공진 주파수를 갖는 공진회로를 설정한다. 상기 태그는 이 명세서에 참고로 병합된 "평면회로 제조방법"이라는 미국특허 제3,913,219호에 설명된 방법들에 의해 제작될 수 있다. 그러나, 다른 제조방법들이 사용될 수 있고, 회로기판을 만드는 대부분의 공정이나 방법이 태그를 만드는데 사용될 수 있다. 태그의 한 실시예에서, 인덕터의 코일라인들을 형성하는 제1 도전패턴(26)은 폭이 대략 0.04인치이고 대략 0.015인치 이격되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 공진회로는 인덕터코일을 형성하는 제1 도전패턴(26)에 있는 간극(30)에 의해 바람직하게 형성된 개방회로를 포함하고 있어, 상기 인덕터 코일에는 불연속부분이 형성된다. 이 간극(30)은 간극(30)에 인접하여 제1 도전패턴(26)의 양측에 제1 코일지역(32)과 제2 코일지역(34)을 규정한다. 이 간극(30)은 바람직하게는 폭이 약 0.010 인치 내지 약 0.015 인치 사이에 있고 코일이 형성되는 시점에 에칭에 의해 형성될 수 있다.

퓨즈 구조물(36)은 간극(30)에 근접하여 위치하고 접착(gluing) 등에 의해 공진태그에 고정된다. 바람직하게 이 퓨즈구조물(36)은 소량의 자외선(UV) 경화가능한 에폭시(38)와 같은 캡슐물질(encapsulant material)로 공진태그에 부착되거나 고정된다(도6). 도3을 참조하면 퓨즈구조물(36)은 제1 도전패턴(26)의 간극(30)에 근접하여 제1 도전패턴(26)의 측면에 인접하여 위치한 것으로 도시되어 있고, 기판(20)(도 6 참조)에 고정된다. 퓨즈구조물(36)은 도4에 도시된 대로 간극(30)내에 위치할 수도 있다. 택일적으로, 그리고 현재는 바람직하게 퓨즈구조물(36)은 도5에 도시된 대로 제1 코일지역(32)내에서와 같이 간극(30)의 일측에서 제1 도전패턴(26)의 일부에 위치하여 고정될 수도 있다. 퓨즈구조물(36)이 도전패턴에 고정될때 도전패턴이 퓨즈구조물(36)에 대한 부가적 지지를 해주기 때문에 퓨즈구조물(36)을 제1 도전패턴(26)상에 위치시키는 것이 바람직하다. 간극(30)이 인덕터코일에 위치하고 퓨즈구조물(36)이 인덕터 코일에 근접하여 위치하는 것이 현재로서 바람직하지만, 당업자라면 퓨즈구조물(36)이 임의의 도전지역과 같은 다른 장소들에서 부착될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 퓨즈구조물(36)은 공진회로의 커패시터 판(도시안됨)에 부착될 수도 있다.

전기 커넥터가 퓨즈구조물(36)을 제1 도전패턴(26)에 연결시키므로 이 커넥터와 퓨즈구조물(36)은 간극(30)을 전기적으로 닫는다(즉, 회로를 완성한다). 현재의 바람직한 실시예에서, 이 전기 커넥터는 간극(30)에 각각 근접하여 제1 및 제2 코일지역(32,34)에 그리고 퓨즈구조물(36)에 접착된 제1 및 제2 와이어들(40,42)를 포함한다. 와이어들(40,42)은 반도체 패키징 기술에 숙달된 자들에게 알려진 바와 같이, 초음파 알루미늄 웨지 와이어본딩 기술(ultrasonic aluminum wedge wire bonding technique)을 사용하여 제1 도전패턴(26)에 그리고 퓨즈(36)에 와이어 결합될 수 있다. 이 와이어 결합과 와이어들(40,42)을 보호하기 위하여, 퓨즈구조물(36), 와이어(40,42)와 제1 및 제2 코일지역(32,34)은 퓨즈구조물(36)을 기판(30)(또는 제1 도전패턴(26))에 고정시키는데 사용된 UV 경화성 캡슐물질(encapsultant material)과 같은 캡슐체(encapsultant)(44)로 피복될 수 있다(도6). 이 캡슐체(44)는 처리 및 조작 중에 와이어결합들이 물리적 손상을 받지 않도록 보호한다.

퓨즈구조물(36)을 포함하는 공진회로는 원격전자장치를 사용하여 변경된다. 그러한 회로변경은 예컨대 제조시설, 분배시설 또는 체크아웃 카운터에서 일어날 수 있고, 공진회로를 동작시키거나 해제시키기 위해 수행될 수 있다. 전형적으로 제조시설에서 일어나는 주파수 변이는 공진회로가 공진하는 주파수를 변화시킨다. 통상 사람이 태그가 부착되거나 매립되어 있는 물품을 구매할때 체크아웃카운터에서 해제가 일어난다. 태그공진회로를 해제하여 공진회로가 공진하지 못하게 하면 전자보안시스템은 태그가 달린 물품이 언제 전자보안시스템의 감시구간을 통과하는지를 검출하지 못한다. 해제란 인덕터를 통해 흐르는 전류를 유도할 만큼 충분히 높은 에너지 레벨에 태그를 노출시키는 것이고, 이 전류는 퓨즈구조물(36)의 퓨즈 스트립을 녹일 만큼 충분히 크고, 그래서 제1 및 제2 코일지역들(32,34)이 더이상 전기적으로 연결되지 않아(즉, 개방회로상태가 된다) 이 때문에 회로공진 특성이 변경된다. 예컨대, 태그에 유도된 14볼트를 초과하는 에너지레벨(피크대 피크)은 퓨즈스트립을 녹일 만큼 충분히 높은 전류를 유도하는 것으로 밝혀졌다. 즉, 개방회로상태에 의해 공진회로가 상기 소정 검출주파수 범위내 주파수에서 공진하지 못하게 하거나 공진회로가 전혀 공진하지 못하게 한다. 당업자들이 잘 이해하듯 이, 본 발명은 공진회로의 커패시터를 회로단락시키는 수단과 같이 태그회로의 공진주파수를 변경시키는 다른 수단과 함께 사용될 수도 있다.

도7을 참조하면, 바람직하게 퓨즈구조물(36)은 비도체 또는 반도체 캐리어(46)상에 배치되거나 침착된 알루미늄과 같은 도체 또는 도전재료를 포함한다. 캐리어(46)는 폴리-실리카(poly-silica) 또는 알루미나와 같은 반도체 물질이나 실리콘과 같은 비도체물질로 구성될 수 있다. 상기 퓨즈구조물은 퓨즈스트립(48)과, 퓨즈스트립(48)의 양단부들에 각각 연결된 제1 및 제2 결합패드들(50,52)을 더 포함한다. 바람직하게는 퓨즈스트립(48)은 캐리어(46)의 주표면상에 금속층을 포함한다. 결합패드(50,52)는 금속층(54a,54b)상에 위치한 비활성층 구멍(passivation layer opening)을 포함하고, 캐리어(46)의 표면상에 배치된 도전물질의 대략 삼각형 층(56)을 거쳐 퓨즈스트립(들)(48)에 연결된다.

상기 퓨즈구조물(36)은 크기가 매우 작고, 현재의 바람직한 실시예에서는 약 0.01 평방인치보다 작다. 퓨즈구조물(36)을 구성하는데 아주 정교한 극소전자공학적 처리가 사용되므로 퓨즈구조물(36)은 비교적 제조하기가 쉽다. 제작된 퓨즈구조물(36)의 예에서 금속층(54a,54b)는 약 229μ×90μ이고 결합패드들은 약 89μ×70μ이었다. 도7에 도시한 대로 두개의 퓨즈스트립들(48)은 약 1.5μ×3.0μ이고, 도전물질로 된 대략 삼각형 층들(56)은 높이가 약 115μ, 폭이 약 23μ이었다. 제1 도전 패턴(26)의 크기에 비해 이와 같은 작은 크기로 인하여 퓨즈구조물(36)은 의도된 목적에 따라 확실하게 기능은 하지만, 퓨즈스트립들(48)을 끊거나 녹여 버리지 않고서 질문신호에 노출될 때에 공진회로가 공진하도록 할 만큼은 크다. 도7에 도시된 퓨즈구조물(36)은 두개의 퓨즈스트립들(48)을 포함하지만, 당업자라면 이 퓨즈구조물(36)이 그러한 퓨즈스트립을 하나 또는 복수개를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 더욱이 도시된 퓨즈스트립들(48)은 대략 장방형이지만 퓨즈스트립들(48)은 원형, 원통형 또는 다각형과 같은 다른 형상을 취할 수 있다. 또한, 상기 도전재료로 된 대략 삼각형 층들(56)은 원통형, 장방형 등을 포함해서 다른 형상으로 될수 있다.

도8은 본 발명의 퓨즈구조물(36)을 포함한 공진태그(58)의 확대된 상부평면도이다. 태그공진회로는 기판 표면상의 도전층으로 형성된 유도코일(66)과 태그(58)의 양측에 정렬된 판들로 형성된 커패시터를 포함한다. 커패시터 판들중 하나가 도8에 68로 도시되어 있다. 유도코일(66)은 태그(58)의 외측단부에 근접한 코일 외측 단부(70)와, 태그(58)의 중앙지역에 근접한 코일 내측 단부(72)를 갖는 대략 나선형상으로 형성된다. 화살 A는 나선의 방향을 표시하며 태그(58)의 외측에서 태그(58)의 내측 중앙지역으로 감아 돈다.

코일(66)에는 간극(74)이 형성되어 있어 코일 외측 단부(70)에서 간극(74)까지 연장하는 제1 코일지역과, 간극(74)에서 코일 내측 단부(72)까지 연장하는 제2 코일지역을 규정한다. 퓨즈구조물(36)은 도3-6을 참조하여 설명한 대로 간극(74)에 근접위치하고 제1 및 제2 와이어본드(40,42)에 와이어 결합되어 있다. 퓨즈구조물(36)과 간극(74)이 태그(58)의 내측 중앙지역과 근접위치한 것으로 도시되어 있지만, 당업자라면 코일 외측 단부(70)나, 코일 외측 단부(70)와 코일 내측 단부(72)사이의 중간과 같이 다양한 장소에 간극(74)이 위치할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도9를 참조하면, 퓨즈구조물(60)의 제2 실시예가 개략도로 도시되어 있다. 퓨즈구조물(60)은 마주보는 제1 및 제2 결합패드들(50)(52)사이에서 퓨즈스트립(64)과 직렬로 전기접속된 표면장착 커패시터와 같은 커패시터(62)를 갖는 캐리어(61)를 포함한다. 당업자들이 알고 있듯이 전자물품감시 시스템에서 사용된 공진회로와 같은 공진회로는 인덕터와 커패시터를 모두 포함한다.

도10은 퓨즈구조물을 포함하는 공진태그(65)의 확대된 상부평면도이다. 태그공진회로는 기판표면상의 도전층으로 형성된 유도코일(66)을 포함한다. 그러나, 커패시터가 기판 양측의 정렬된 판들로 형성되는 종래 디자인과는 반대로, 커패시터(62)는 퓨즈구조물(60)의 캐리어(61)위에 위치한다. 따라서, 당업자라면 이해하듯이 도8의 커패시터판들(68)과 같은 커패시터 판들이 더 이상 필요없거나, 더 작은 커패시터판들이 사용될 수 있을 것이다. 태그들에 커패시터를 형성하는데 통상적으로 쓰이는 비교적 큰 커패시터판들을 더 이상 필요로 하지 않는 그러한 태그를 만들 수 있는 것이 매우 유리하다고 믿어진다. 커패시터판들을 위해 필요한 지역을 없애면 더 작은 태그가 제조되거나 검출성능이 개선된 태그가 얻어질 수 있다.

정전하를 가진 태그(65)가 접지될 때 야기되는 손상을 받지 않도록 태그공진회로를 보호하기 위하여 그리고 퓨즈스트립(64)이 때이르게 끊어지지 않게 하기 위하여, 커패시터(62)는 간극(74)와 코일 외측 단부(70)사이의 제1 코일지역에 연결되고 퓨즈스트립(64)은 코일 내측 단부(72)까지 연장하는 제2 코일지역에 연결되도록 퓨즈구조물(60)이 연결되는 것이 바람직하다. 그래서, 정전하 때문에 커패시터(62) 양단에 전하가 형성되고 코일(66)이 접지되면 전하가 커패시터(62)에서 접지(코일의 외측 가장자리)로 이동하고 퓨즈스트립(64)를 통과하지 않아 코일(66)에 의해 제한되며, 그러므로 퓨즈스트립(64)을 손상시키거나 끊어버리지 않는다. 이러한 태그는 자체내장된 정전하 보호장치를 포함한다.

전술한 설명으로 부터, 본 실시예는 전자보안시스템과 함께 사용되는 해제 가능한 공진태그로 되어 있음을 알수 있다. 당업자라면 본 발명의 전술한 실시예들에 대하여 넓은 발명개념에서 벗어나지 않고서 변경이 가해질 수 있다는 것을 알수 있을 것이다. 예컨대, 공진태그는 복수의 개방회로들과 대응 퓨즈구조물(36/60) 및 관련 전자 접속부들을 포함하여 구성될 수 있고, 이는 하나이상의 퓨즈구조물들을 "끊어버림(blowing)"으로써 태그가 작동되거나 해제되거나 또는 작동되고 해제되게 한다. 또한 퓨즈구조물은 도전층들과 대립하는 별도의 커패시터와, 인덕터용 코일와이어를 사용하여 제작되는 소위 "하드(hard)" 태그들과 같은 다른 형식의 공진태그들과 함께 사용될 수 있다.
그러므로, 이 발명은 개시된 특정 실시예에 제한되지 않지만, 첨부한 청구범위에 정의된 이 발명의 범주 및 정신내에 있는 어떤 변형도 포괄한다.

효과적이고, 적절한 전력을 사용하여 해제될 수 있고, 매우 낮은 비용으로 제작될 수 있는 해제가능한 공진회로를 갖는 태그를 제공할 수 있다.

Claims (33)

1. 서로 반대쪽의 제1 및 제2 주표면을 갖는 유전 기판;

   소정 검출 주파수 범위 내의 주파수에서 전자기 에너지에 노출될 때 공진하는 공진회로로서, 이 공진회로는 상기 유전기판의 주표면 중 하나에 형성된 도전층을 포함하며, 상기 도전층에는 전기적 개방회로를 형성하는 간극이 포함되어 있는 상기 공진회로;

   상기 간극에 근접하여 위치하는 퓨즈스트립을 포함하는 퓨즈구조물; 및

   상기 퓨즈구조물을 상기 도전층에 연결시켜서 상기 커넥터와 상기 퓨즈구조물이 상기 간극을 전기적으로 닫도록 하고, 상기 퓨즈구조물을 통해 소정 레벨 이상의 전류가 흐르면 상기 퓨즈스트립을 녹임으로써 상기 공진회로의 공진주파수를 변경시켜서 상기 공진회로가 상기 소정 검출주파수 범위 내의 주파수에서 더 이상 공진하지 않도록 하는 전기 커넥터

   를 구비하는 공진 태그.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전기 커넥터는 상기 간극의 양측에서 각각 상기 도전층에 접합되고, 상기 퓨즈구조물에 접합된 제1 및 제2 와이어로 구성되는 공진태그.
3. 제2항에 있어서,

   상기 퓨즈구조물 및 상기 접합된 와이어들을 덮는 캡슐체를 더 포함하는 공진태그.
4. 제3항에 있어서,

   상기 캡슐체는 자외선경화 캡슐체로 구성되는 공진태그.
5. 제1항에 있어서,

   상기 간극이 상기 공진회로의 유도코일에 형성되는 공진태그.
6. 제5항에 있어서,

   상기 퓨즈구조물이 상기 간극내에 위치되고 상기 기판에 고정되는 공진태그.
7. 제6항에 있어서,

   상기 퓨즈구조물이 캡슐체 물질로써 상기 기판에 고정되는 공진태그.
8. 제5항에 있어서,

   상기 퓨즈구조물이 상기 간극의 일측에 있는 상기 도전층에 고정되는 공진태그.
9. 제8항에 있어서,

   상기 퓨즈구조물이 캡슐체 물질로써 상기 도전층에 고정되는 공진태그.
10. 제1항에 있어서,

    상기 퓨즈스트립을 녹임으로써 상기 공진회로에 전기적 개방회로상태가 생기어 상기 회로를 공진하지 못하게 하는 공진태그.
11. 제1항에 있어서,

    상기 간극이 상기 공진회로의 유도코일에 형성되고, 상기 퓨즈구조물이 상기 간극의 일측상에 있는 상기 도전층위에 캡슐체 물질로 고정되고, 상기 전기 커넥터는 상기 퓨즈 구조물 및 상기 간극의 양측 각각에서 상기 도전층과 접합된 제1 및 제2 와이어를 구비하고, 상기 태그는 상기 퓨즈구조물과 상기 접합된 와이어들을 피복하는 자외선 경화 캡슐체를 더 포함하며,

    상기 퓨즈스트립을 녹임으로써 상기 공진회로에 전기적 개방회로 상태가 생겨 상기 회로가 공진하지 않게 하는 공진태그.
12. 제1항에 있어서,

    상기 공진회로는 유도코일과 커패시터를 포함하고, 상기 유도코일이 상기 기판상의 도전층에 의해 형성되고, 상기 커패시터가 상기 퓨즈구조물의 일부이고, 상기 커패시터가 상기 퓨즈스트립과 직렬로 전기적으로 접속되는 공진태그.
13. 제12항에 있어서,

    상기 유도코일은 상기 기판의 외측가장자리에 근접한 제1 외측단부와 상기 기판의 중앙지역에 근접한 제2 내측단부를 갖는 대략 나선형상으로 형성되고, 상기 간극은 상기 코일 외측단부에서 상기 간극까지 연장하는 제1 코일지역과 상기 간극에서 상기 코일내측단부까지 연장하는 제2 코일지역을 규정하는 상기 공진회로의 유도코일에 형성되고, 상기 커패시터가 상기 제1 코일지역에 연결되고 상기 퓨즈 스트립이 상기 제2 코일지역에 연결되는 공진태그.
14. 제1항에 있어서,

    상기 퓨즈 구조물은,

    캐리어;

    상기 캐리어의 표면에 위치하는 퓨즈스트립; 및

    상기 퓨즈스트립의 양단부 각각에 연결된 제1및 제2 결합패드

    로 구성되는 공진태그.
15. 제14항에 있어서,

    상기 캐리어는 반도체 물질로 구성되는 공진태그.
16. 제15항에 있어서,

    상기 반도체 물질은 실리콘으로 구성되는 공진태그.
17. 제14항에 있어서,

    상기 캐리어는 비도체 물질로 구성되는 공진태그.
18. 제14항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 결합패드들은 상기 캐리어의 표면에 배치된 도전물질로 된 대략 삼각형 층들 각각을 거쳐 상기 퓨즈스트립에 연결되는 공진태그.
19. 제14항에 있어서,

    상기 퓨즈구조물은 0.01 평방인치 미만인 공진태그.
20. 소정 검출 주파수 범위 내의 주파수에서 전자기에너지에 노출될 때 공진하는 공진회로를 갖는 공진태그와 사용되는 퓨즈구조물에 있어서,

    캐리어;

    상기 캐리어의 표면상에 위치하는 퓨즈스트립; 및

    상기 퓨즈스트립의 양단부 각각에 연결된 제1 및 제2 결합패드

    로 구성되는 퓨즈구조물.
21. 제20항에 있어서,

    상기 캐리어가 반도체 물질로 구성되는 퓨즈구조물.
22. 제21항에 있어서,

    상기 반도체 물질이 실리콘으로 구성되는 퓨즈구조물.
23. 제20항에 있어서,

    상기 캐리어는 비도체 물질로 구성되는 퓨즈구조물.
24. 제20항에 있어서,

    상기 제1 및 제2 결합패드들은 상기 캐리어의 표면상에 배치된 도전물질로 된 대략 삼각형 층들 각각을 거쳐 상기 퓨즈스트립에 연결되는 퓨즈구조물.
25. 제20항에 있어서,

    상기 퓨즈 구조물은 0.01 평방인치 미만인 퓨즈구조물.
26. 제25항에 있어서,

    상기 퓨즈스트립은 길이가 3.0μ이고 폭이 1.50μ인 퓨즈구조물.
27. 제20항에 있어서,

    상기 퓨즈스트립은 두개의 퓨즈스트립들로 구성되는 퓨즈구조물.
28. 제20항에 있어서,

    상기 퓨즈스트립은 복수의 퓨즈스트립들로 구성되고, 상기 퓨즈스트립들 각각은 상기 캐리어의 표면상에 배치된 도전물질로 된 대향 삼각형 층들에 의해 상기 제1 및 제2 결합패드들에 연결되는 퓨즈구조물.
29. 소정 검출 주파수범위 내의 주파수에서 전자기 에너지를 이용하여 감시지역 내의 보안태그의 존재를 검출하는 수단을 갖는 전자보안시스템과 함께 사용되는 작동가능/해제가능 공진태그에 있어서,

    서로 반대쪽의 제1 및 제2 주표면을 갖는 유전 기판;

    상기 기판위에 배치되어 상기 소정 검출 주파수범위 내의 주파수에서 공진할 수 있는 공진회로로서, 상기 공진회로는 상기 기판의 주표면 중 하나에 부분적으로 형성된 인덕터를 포함하고, 상기 공진회로에는 전기적 개방회로 상태를 형성하는 간극이 포함되어 있는 상기 공진회로;

    캐리어의 표면상에 위치해 있고, 도전물질로 된 각각의 웨지들에 의해 상기 캐리어의 제1 및 제2 결합패드와 연결되는 퓨즈스트립을 포함하며, 상기 간극에 근접하여 위치하는 퓨즈구조물; 및

    상기 제1 및 제2 캐리어 결합패드들에 각각 연결되고 상기 공진회로와 연결되는 제1 및 제2 와이어로서, 상기 제1 및 제2 와이어와 상기 퓨즈구조물이 상기 간극을 전기적으로 닫으며, 상기 퓨즈구조물을 통해 흐르는 소정레벨 이상의 전류가 상기 퓨즈스트립을 녹임으로써 상기 공진회로의 공진주파수가 변경되는 상기 제1 및 제2 와이어

    로 구성되는 작동가능/해제가능 공진태그.
30. 제29항에 있어서,

    상기 간극, 상기 퓨즈구조물과, 상기 제1 및 제2 와이어들을 덮는 캡슐체를 더 포함하는 작동가능/해제가능 공진태그.
31. 제29항에 있어서,

    상기 퓨즈스트립을 녹이면 상기 공진태그의 공진주파수가 변경되어 상기 공진회로가 상기 소정 검출주파수 범위 내의 주파수에서 공진하는 작동가능/해제가능 공진태그.
32. 제29항에 있어서,

    상기 퓨즈스트립을 녹이면 상기 공진태그의 공진주파수가 변경되어 상기 공진회로가 상기 소정 검출주파수 범위 밖의 주파수에서 공진하는 작동가능/해제가능 공진태그.
33. 제29항에 있어서,

    상기 퓨즈 구조물은, 상기 퓨즈스트립과 직렬로 전기적으로 접속된 커패시터를 더 포함하는 작동가능/해제가능 공진태그.

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