KR100558108B1 - 조합형 ｉｃ 카드의 실장 방법 및 조합형 카드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 IC 모듈을 실장할 구멍을 형성하는 구멍 뚫기 공정과 동시에, 조정용 동조 콘덴서와 안테나를 접속하는 신호선을 컷트함으로써 다양한 공진 주파수로 설정하도록 한 것이다.

Description

조합형 ＩＣ 카드의 실장 방법 및 조합형 카드 {IMPLANT METHOD OF COMBINATION IC CARD}
도 1은 본 발명의 실시 형태를 설명하기 위한 조합형 IC 카드의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 2는 IC 모듈의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 3은 조합형 IC 카드의 등가 회로를 도시하는 도면.
도 4는 LSI의 내부 구성을 도시하는 도면.
도 5는 안테나 기판을 도시하는 도면.
도 6은 안테나 기판을 도시하는 단면도.
도 7은 구멍 뚫기 공정이 완료된 카드의 단면도.
도 8은 실장 공정이 완료된 카드의 단면도.
도 9는 안테나 기판을 도시하는 도면.
도 10은 구멍 뚫기 공정이 완료된 카드의 외관도.
도 11은 콘덴서 패턴(신호선)의 컷트부를 컷트한 상태를 도시하는 도면.
도 12는 실장 공정이 완료된 카드의 외관도.
도 13은 콘덴서 패턴의 컷트부의 설치예를 도시하는 도면.
<도면에 사용된 주요 부호의 간단한 설명>
1 : 조합형 IC 카드
2 : 안테나 카드
3 : 안테나
4, 5, 6, 7 : 조정용 동조 콘덴서(패턴 콘덴서)
4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b : 전극
8 : 동조 회로
9 : IC 모듈
10 : 기판
11 : LSI
12 : 콘택트부
12a 내지 12h : 단자
13, 14 : 접속용 패드
21 : 전원 생성부
22 : 복조 회로
23 : 제어 로직 회로
24 : 변조 회로
25 : 메모리
26 : 클럭 생성 회로
27 : 인터페이스
31 : 안테나 기판
32, 33 : 안테나 단자
34, 35 : PET 시트나 PVC 시트
36 : 안테나 카드
41, 42 : 구멍
Pa 내지 Pd : 컷트부
본 발명은, 외부와의 데이터 통신을 접촉 또는 비접촉의 어느 쪽으로도 행할 수 있는 조합형 IC 카드의 실장 방법에 관한 것이다.
조합형 IC 카드는 외부와의 데이터 통신을 접촉 또는 비접촉의 어느 쪽으로도 행할 수 있는 IC 카드이다.
비접촉으로 카드를 동작시킬 때, 무선 송수신기(R/W)로부터의 송신 주파수와 카드 내의 공진 회로를 동조시켜서 전력 공급을 받을 필요가 있기 때문에, 회로 기판의 앞면과 뒷면을 도체로 끼워 넣어서 형성한 패턴 콘덴서와 패턴 안테나 및 LSI로 공진 회로를 형성하였다. 콘덴서는 LSI 내부에 취입되어 있는 경우도 있다.
종래에, 조합형 카드의 제조 공정에는 공진 회로를 특정 주파수에 동조시키는 조정 공정이 없기 때문에, LSI나 안테나의 롯트(lot)마다의 특성 이탈이 공진 주파수의 이탈로 되어, 통신 특성이 소정의 능력을 발휘할 수 없다.
또한, 조정할 수 있는 콘덴서 패턴이 없다고 하는 결점이 있었다.
본 발명은 외부와의 데이터 통신을 접촉 또는 비접촉의 어느 쪽으로도 행할 수 있는 조합형 IC 카드에 있어서, 동조 회로의 조정을 행할 수 있는 조합형 IC 카드의 실장 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 조합형 IC 카드의 실장 방법은 안테나 카드에 안테나와 적어도 하나의 조정용 동조 콘덴서에 의해 구성되는 동조 회로를 갖고, 이 동조 회로와 전기적으로 접속되어 상기 안테나 카드에 실장되는 LSI와 외부 장치와 접속되는 콘택트부로 이루어지는 IC 모듈을 가지며, 상기 동조 회로와 LSI에 의해서 공진 회로가 구성되는 조합형 IC 카드에 있어서, 상기 안테나 카드에, 상기 IC 모듈을 실장할 구멍을 형성하는 구멍 뚫기 공정과, 이 구멍 뚫기 공정과 동시에, 상기 조정용 동조 콘덴서와 안테나를 접속하는 신호선을 컷트함으로써, 다양한 공진 주파수로 설정하는 조정 공정과, 상기 조정 공정 후, 상기 IC 모듈을 상기 구멍에 실장하는 실장 공정으로 이루어진다.
본 발명의 다른 목적과 이점은 후술하는 상세한 설명에 개시되어 있고, 부분적으로는 상세한 설명으로부터 명확해지고, 또는 본 발명의 실시에 의해서 습득될 수 있다. 본 발명의 목적과 이점은 이하에서 특히 지시된 수단 및 조합에 의해서 실현 및 획득될 수 있다.
첨부 도면은 명세서의 일부에 합체되고 명세서의 일부를 구성하며, 본 발명의 현재의 양호한 실시예를 예시하며, 전술한 일반적인 설명 및 후술하는 양호한 실시예의 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태의 IC 카드에 관하여 설명한다.
이 IC 카드는 외부 장치로서의 카드 판독기/기록기와의 데이터 통신을 접촉 또는 비접촉(무선)의 어느 쪽으로도 행할 수 있는 조합형 IC 카드이다.
이 조합형 IC 카드(1)는 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 안테나 카드(2)에 안테나(3)와 조정용 동조 콘덴서(패턴 콘덴서)(4, 5, 6, 7)에 의해서 구성되는 동조 회로(8)를 갖고, 이 동조 회로(8)와 전기적으로 접속되어 상기 안테나 카드(2)에 실장되는 IC 모듈(9)을 갖고 있다.
이 IC 모듈(9)은 기판(10)과, 기판(10)에 와이어 본딩에 의해서 실장되는 LSI(11)와, 이 LSI(11)와는 반대측의 기판(10)에 실장되는 콘택트부(12)와, 접속용 패드(13, 14)로 구성되어 있다.
또한, 상기 동조 회로(8)와 LSI(11)에 의해서 공진 회로가 구성되고 있다.
상기 콘택트부(12)는 예컨대 복수의 단자(12a 내지 12h)에 의해서 구성되어 있고, 동작용 전원 전압(+5V)용 VCC 단자(12a), 리셋 신호용 RST 단자(12b), 클럭 신호용 CLK 단자(12c), 접지용 GND 단자(12d), 메모리 기록 전원 전압용 VPP 단자(12e), 데이터 입출력용 I/O 단자(12f), 예비 단자(12g, 12h)로 이루어져 있다.
도 3은 본 발명의 조합형 IC 카드의 등가 회로이다.
안테나(3)와 조정용 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)와 LSI(11)로 공진 회로를 구성하고, 카드 외부로부터 공급되는 전파를 전력으로 변환하여 LSI(11)를 동작시켜서, 남은 전력으로 응답을 돌려 보내 비접촉으로 데이터 통신을 행하고 있다.
접촉 방식으로는 콘택트부(12)를 거쳐서 데이터 통신을 행한다.
본 실시예는 조합형 IC 카드의 공진 주파수를 특정 주파수에 동조시키기 위해서, 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)와 안테나(3)를 잇는 패턴(신호선)의 일부[컷트부(Pa 내지 Pd)]를 선택적으로 컷트함으로써, 공진 회로의 콘덴서 용량을 변화시켜서 조정시키고 있다.
상기 LSI(11)는 도 4에 도시하는 바와 같이, 전원 생성부(21), 복조 회로(22), 제어 로직 회로(23), 변조 회로(24), 메모리(25), 클럭 생성 회로(26), 및 인터페이스(27)에 의해서 구성된다.
카드 판독기/기록기로부터의 무선에 의한 신호가 동조 회로(8)에서 수신된다. 수신 신호는 복조 회로(22)에서 복조되고, 제어 로직 회로(23)로 송신되며, 여기서 커맨드 해석이 행해진다. 그 결과, 커맨드의 내용에 의해서 제어 로직 회로(23)는, 메모리(25)에 대한 데이터 기록 또는 데이터 판독을 행한다. 제어 로직 회로(23)는 메모리(25)로부터의 데이터를 판독하여 변조 회로(24)로 전송한다. 변조 회로(24)에서는 데이터를 변조하고, 동조 회로(8)에 의해서 무선으로 카드 판독기/기록기에 송신된다.
전원 생성부(21)는 상기 동조 회로(8)에서의 수신 신호에 의해서, 무선 카드(1) 내에서 소비하는 전원을 생성하는 것이다.
또한, 클럭 생성 회로(26)는 상기 동조 회로(8)에서의 수신 신호에 의해서, 각 회로를 동작시키는 데 필요한 클럭을 발생하는 것이며, 그 클럭은 복조 회로(22), 변조 회로(24) 및 제어 로직 회로(23)에 출력되고 있다.
따라서, 조합형 IC 카드(1)는 카드 외부(카드 판독기/기록기)로부터 공급되는 전파를 전력으로 변환하여 LSI(11)를 동작시키고, 남은 전력으로 응답을 돌려 보내 비접촉으로 데이터 통신을 행하고 있다.
또한, 인터페이스(27)는 상기 콘택트부(12)에 접속되어, 콘택트부(12)에 접속(접촉)되는 외부 장치(카드 판독기/기록기)와 제어 로직 회로(23)와의 데이터의 송수신을 행하는 것이다.
도 5는 본 발명에 이용된 안테나 기판도이다.
안테나 기판(31)은 기재에 두께 0.025 ㎜의 폴리에틸렌텔레프탈레이트(이하, PET, 도시하지 않음)를 이용하고, 그 한쪽 면에 알루미늄박을 에칭하여 형성한 안테나(3)와 IC 모듈(9)을 접속하는 안테나 단자(32, 33) 및 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)의 전극(4a, 5a, 6a, 7a)을 설치하고, 안테나 기판(31)의 또 한쪽의 면에는 마찬가지로 알루미늄박으로 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)의 또 한쪽의 전극(4b, 5b, 6b, 7b)을 형성한다.
이와 같이, 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)는 유전체인 PET를 도체 전극에 끼움으로써 정전 용량을 갖고, 본 실시예에서는 전극 면적 1 ㎝ ×1 ㎝에 약 80 PF의 용량을 갖는 콘덴서로 이루어진다.
본 실시예에서는 앞면과 뒷면의 도체를 같은 종류(알루미늄)를 이용하였지만, 동박과 알루미늄박, 은 페이스트(paste)의 조합도 좋다.
상기 안테나(3)의 일단과 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)의 전극(4a, 5a, 6a, 7a) 이 배선되고, 상기 안테나(3)의 타단과 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)의 전극(4b, 5b, 6b, 7b)이 배선되어 있다.
또한, 조합형 IC 카드(1)는, 어느 특정 공진 주파수로 조정하기 위해서, 구멍 뚫기 공정에 있어서, 동시에, 조정용 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)의 패턴을 컷트함으로써 변화시키고 있다.
여기서, 조정용 콘덴서 용량값은 미리 IC 모듈(9)의 패드(13, 14)에 탐침을 맞추고 측정하여 보정값을 결정하고 있다.
본 실시예에서는 LSI(11)의 실장 방법을 와이어 본딩 방식으로 하였지만, 플립플롭 방식 등의 방식으로도 좋다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예[조합형 IC 카드(1)의 공정 흐름]이다.
안테나 카드(36)는 도 6, 도 9에 도시하는 바와 같이, 안테나 기판(31)의 앞면과 뒷면에 PET 시트나 PVC(폴리비닐 클로라이드) 시트(34, 35)를 적층 일체화한 것이다.
이 안테나 카드(36)의 소정 위치에 IC 모듈(9)을 매립할 구멍(41, 42)을 뚫기 위해서 구멍 뚫기 가공을 행하고, 실장 공정에서 IC 모듈(9)을 매립하여 조합형 IC 카드(1)가 된다.
이 때의 공진 주파수는 안테나(3)와 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)와 LSI(11)의 콘덴서 용량이 더해진 값을 취한다.
그러나, LSI(11) 내부의 콘덴서 용량은 LSI 제조 롯트 등에 의해서 약간 이탈이 있기 때문에, 그 영향에 의해서 공진 주파수는 목적값으로부터 벗어난다.
본 발명에서는 LSI(11) 내부의 콘덴서 용량의 이탈을 보정하고, 소정 주파수에 공진시키는 것을 목적으로 하여 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)를 선택하여 절단하는 수단을 제안하는 것이다.
이하, 본 실시예를 설명한다.
구멍 뚫기 공정이 완료된 카드의 외관과 단면을 도 1, 도 7, 도 10에 도시한다. IC 모듈(9)을 접착하기 위한 얕은 접착 구멍(41)과 LSI 봉지부를 수납하기 위한 깊은 구멍(42)이 카드 표면으로부터 오목 상태로 되어 있다. 또한, 안테나(3)와 콘덴서(4, 5, 6, 7)를 잇는 패턴의 일부분[컷트부(Pa 내지 Pe)]이 IC 모듈(9)의 접착 구멍(41)의 하변에 노출하고 있다. 이 때는 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)는 모두 연결되어 있기 때문에, 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)의 용량을 C1, C2, C3, C4로 하면 안테나 카드(36)의 공진 주파수는
Figure 112003034912017-pat00001
로 된다.
그러나, 사전 검사에 의해서 IC 모듈(9)의 내부 용량이 상정값보다 (C1+C2)만큼 큰 것을 알고 있는 경우, 도 11에 도시하는 바와 같이, 조정 공정에서 동조 콘덴서(4, 5)에 연결된 콘덴서 패턴(신호선)의 컷트부(Pa, Pb)를 컷트하고, 용량의 조정을 행한다.
본 실시예에서는 콘덴서 패턴의 컷트부(Pa, Pb)는 구멍 뚫기 시의 컷터로 구멍 뚫기와 동시에 실시하였기 때문에, 특히 조정용 컷터를 필요로 하지 않는다.
또한, 조정용 컷터로 패턴을 컷트하여도 좋다.
또, 컷트부(Pe)의 컷트에 의해서 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)에 의한 용량을 모두 컷트하고 있다.
또한, 본 실시예의 도 1과 같이 콘덴서 패턴의 컷트부(Pa 내지 Pe)는 안테나 접속 단자(32, 33)가 있는 장소와 다른 변에 배치되어 있기 때문에, 안테나 접속 단자(32, 33)와 IC 모듈(9)을 접속하기 위해서 도전 접착제를 사용한 경우에도, 접착제가 넘쳐나와 컷트된 패턴이 쇼트될 위험이 적다.
이것에 의해서, 안테나 접속 단자(32, 33)와 콘덴서 패턴의 컷트부(Pa 내지 Pd)가 같은 변 내에 설치되어 있는 경우, 콘덴서 패턴의 컷트부(Pa 내지 Pd)에 도전 접착제가 넘쳐나와 컷트된 콘덴서가 재접속될 위험성을 방지할 수 있다.
본 실시예에서는, 도 8에 도시하는 실장 공정에 의해서, 이방성 도전 접착 필름(도시하지 않음)을 가접착한 IC 모듈(9)을 장착용 접착 구멍(41, 42)에 떨어뜨려 넣고, 가열 압착하여 전기적 및 물리적으로 접속해서, 도 12에 도시하는 바와 같은 조합형 IC 카드(1)를 형성한다.
IC 모듈(9)의 패드(13, 14)가 각각 안테나 접속 단자(32, 33)에 접속되고, 동조 회로(8)와 LSI(11)가 접속된다.
상기한 바와 같이, 예컨대, LSI(11) 내부의 콘덴서 용량은 LSI(11)의 제조 롯트 등에 의해서 약간 이탈이 있기 때문에, 그 영향에 의해 공진 주파수는 목적 공진 주파수 f로부터 벗어난다.
이 LSI(11) 내부의 콘덴서 용량의 이탈을 보정하고, 소정 주파수에 공진시키 는 것을 목적으로 하여 조정용 동조 콘덴서(4, 5, 6, 7)를 선택해서 접속한다. 이 결과, 조합형 IC 카드로도 통신 거리를 얻을 수 있다.
상기 예에서는, 롯트 단위로 최초의 수 개의 LSI의 공진 주파수의 이탈을 측정하고, 조정하는 패턴을 결정하고 있는 경우에 관하여 설명하였지만, 하나 하나의 LSI의 공진 주파수의 이탈을 측정하고, 조정하는 패턴을 결정하도록 하여도 좋다.
또, 상기 예에서는, 콘덴서 패턴의 컷트부(Pa 내지 Pd)를, 안테나 접속 단자(32, 33)가 있는 장소와 다른 변에 배치하였지만, 이것에 한하지 않고, 도 13에 도시하는 바와 같이, 같은 변에 배치하도록 하여도 좋다.
당업자에게는 추가의 이점 및 변형이 쉽게 생길 것이다. 그러므로, 더욱 폭넓은 양태의 본 발명은 본 명세서에 개시되고 설명된 특정한 상세 및 대표적인 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 특허 청구 범위 및 그의 등가물에 의해서 정의되는 일반적인 발명적 개념의 정신 또는 범주를 벗어나지 않고서도 다양한 변형을 행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 외부와의 데이터 통신을 접촉 또는 비접촉의 어느 쪽으로도 행할 수 있는 조합형 IC 카드에 있어서, 동조 회로의 조정을 행할 수 있는 조합형 IC 카드의 실장 방법을 구현할 수 있다.

Claims (7)

  1. 조합형 IC 카드의 실장 방법에 있어서, 상기 조합형 IC 카드는,
    (i) 제1 기판상에 안테나 및 조정용 동조 콘덴서를 포함하는 동조 회로와,
    (ii) 상기 동조 회로와 전기적으로 접속되어 상기 제1 기판상에 실장되는 IC 모듈 - 여기서, IC 모듈은 LSI와, 외부 장치와 접속되는 콘택트부를 포함하며, 상기 LSI와 콘택트부는 제2 기판상에 실장됨 - 과,
    (iii) 상기 동조 회로와 상기 LSI를 포함하는 공진 회로
    를 포함하는 것으로서,
    상기 IC 모듈을 실장할 상기 제1 기판에 구멍을 형성하는 구멍 뚫기 공정과,
    상기 조정용 동조 콘덴서와 안테나를 접속하는 신호선을 선택적으로 컷트함으로써, 다양한 공진 주파수 중 한 주파수로 공진 주파수를 설정하는 조정 공정과,
    상기 조정 공정 후, 상기 IC 모듈을 상기 제1 기판에 형성된 상기 구멍에 실장하는 실장 공정
    을 포함하는 조합형 IC 카드의 실장 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구멍 뚫기 공정에 의해서, 상기 제1 기판에, 상기 IC 모듈을 실장할 사각 형상의 구멍을 형성할 때에, 상기 조정 공정에서 컷트하는 신호선을 노출하는 것을 특징으로 하는 조합형 IC 카드의 실장 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 구멍 뚫기 공정에 의해서, 상기 제1 기판에, 상기 IC 모듈을 실장할 사각 형상의 구멍을 형성할 때에, 상기 안테나의 양단의 단자가 노출되는 변과는 다른 변에, 상기 조정 공정에서 컷트하는 신호선을 노출하는 것을 특징으로 하는 조합형 IC 카드의 실장 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조정 공정에서 컷트하는 신호선이 상기 구멍 뚫기 공정에 의한 구멍 뚫기 후에 노출하는 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 조합형 IC 카드의 실장 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조정 공정이 상기 구멍 뚫기 공정에 의한 구멍 뚫기 후에 노출하는 노출 패턴의 일부를 컷트하여 조정하는 것을 특징으로 하는 조합형 IC 카드의 실장 방법.
  6. 조합형 카드에 있어서,
    안테나와 적어도 하나의 동조 콘덴서를 포함하는 동조 회로를 구비하며, 상기 안테나는 안테나 단자를 구비하여 제1 기판상에 실장되고 상기 적어도 하나의 동조 콘덴서는 신호선들을 통해 상기 안테나 및 상기 안테나 단자에 접속되는 것인 안테나 카드와,
    (i) 상기 동조 회로에 전기적으로 접속되고, (ii) 상기 제1 기판상에 실장되고, (iii) LSI, 외부 장치에 접속되는 콘택트부, 그리고 안테나 접속 단자를 포함하며, 상기 LSI, 콘택트부 및 안테나 접속 단자는 제2 기판상에 실장되는 것인 IC 모듈
    을 포함하며,
    상기 IC 모듈의 상기 안테나 접속 단자와 상기 안테나 카드의 안테나는 전기적으로 접속되어, 상기 동조 회로와 상기 LSI를 포함하는 공진 회로를 구성하며,
    상기 공진 회로의 공진 주파수가 상기 신호선들을 선택적으로 컷트함으로써 여러 공진 주파수 중 하나로 조정되는 것인 조합형 카드.
  7. 제6항에 있어서, 상기 신호선들은 상기 IC 모듈을 실장하기 위해 상기 제1 기판에 구멍을 형성할 때에 선택적으로 컷트되는 것을 특징으로 하는 조합형 카드.
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