KR100561782B1 - 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법 - Google Patents

비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 무선 주파수 회로에 관한 것으로서, (a) 소정 위치에 소정 직경으로 홀이 천공되어 있는 세라믹 재질인 제 2 쉬트 상에 안테나가 인쇄된 제 1 쉬트를 적층하는 단계; (b) 상기 천공되어 형성된 홀에 도전 페이스트를 주입하여 상기 홀을 충진시키는 단계; (c) 상기 제 1 쉬트 및 제 2 쉬트를 드라이 또는 오븐하여, 상기 제 2 쉬트의 하측면에서 제 1 쉬트에 적층되어 있는 안테나 연결단자를 상기 홀의 도전 페이스트에 접착하고, 상기 제 2 쉬트의 상측면에서 IC칩 접속단자를 상기 홀의 도전 페이스트에 접착하는 단계; (d) 상기 제 2 쉬트의 상측면에서 상기 도전 페이스트에 접착되어 있는 상기 IC칩 접속단자의 상부 표면에 이방성 도전 페이스트의 점착시키는 단계; (e) 상기 IC칩 접속단자의 상부 표면에 점착되어 있는 상기 이방성 도전 페이스트에 IC칩의 IC칩 연결단자 각각을 로딩시키는 단계; (f) 상기 IC칩이 로딩된 상태에서 상기 IC칩의 상부에서 하부로 소정 압력을 가하고 소정 온도로 가열함으로써 상기 IC칩 연결단자를 상기 이방성 도전 페이스트에 접착시키는 단계; 를 포함한다.
안테나, IC칩, 포토 마스크, 세라믹

Description

비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법{Method for manufacturing a radio frequency circuit in a non contact type IC card}
도 1 은 종래의 와이어를 이용한 안테나를 포함하는 무선 주파수 회로에 대한 실제 사진도.
도 2 는 종래의 에칭 공정에 의해 제조된 안테나를 구비한 무선 주파수 회로에 대한 실제 사진도.
도 3 은 종래의 프린트 공정에 의해 제조된 안테나를 구비한 무선 주파수 회로에 대한 실제 사진도.
도 4 는 종래의 에칭 공정 또는 프린트 공정에 의해 제조된 안테나를 구비한 무선 주파수 회로에 대한 확대 단면도.
도 5 는 종래의 에칭 공정 또는 프린트 공정에 의해 제조된 안테나를 구비한 무선 주파수 회로에 있어 안테나와 칩의 연결부분에 대한 확대 사진도.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 천공 단계를 나타내는 단면도.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 충진 단계를 나타내는 단면도.
도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 칩 로딩 단계를 나타내는 단면도.
본 발명은 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 무선 주파수 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프린트 공정에 의해 제조된 안테나와 IC칩 사이의 도전 재료로서 이방성 도전 페이스트(Anisotropic Conductive Paste)를 사용하고, 세라믹 재질을 무선 주파수 회로의 지지체로서 사용한 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 무선 주파수 회로에 관한 것이다.
도 1 에 도시된 바와 같은 와이어를 이용한 안테나를 포함하는 종래의 무선 주파수 회로는 앰비딩 방식 또는 보빈레스 방식에 의해 제조되었다.
그러나 상기 방식은 IC칩을 모듈화 시켜야 하는 바, 그 제조비용이 매우 고가라는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 도 2 에 도시된 바와 같이 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 포함하는 합성수지 필름에 에칭에 의해 안테나를 형성한 후, IC칩을 안테나에 연결하거나 또는 도 3 에 도시된 바와 같이 폴리염화비닐(PVC)과 같은 합성수지 필름 또는 종이에 프린팅 기법에 의해 안테나를 형성한 후, IC칩을 안테나에 연결함으로써 무선 주파수 회로를 제조하였는데, 상기 방식들에 있어, IC칩과 안테나를 연결함에 있어서는 도 4 에 도시된 바와 같이 안테나 연결단자(2a, 2b)들, 폴리에틸렌 재질의 제 1 필름(1)에 지지되어 있으나 도면에 도시되지 않은, 안테나와 연결되어 있고, 폴리에틸렌 재질의 제 2 필름(3a, 3b)들 및 연결도선(4a, 4b)들 각각은 상기 안테나 연결단자(2a, 2b)들 각각에 적층되어 있어 상기 안테나 연결단자(2a, 2b)들 각각이 상기 연결도선(4a, 4b)들 각각에 전기적으로 연결되어 있고, 연결단자(5a, 5b)들 각각은 상기 제 2 필름(3a, 3b)들 각각에 적층되고 상기 연결도선(4a, 4b)들과 전기적으로 연결되어 있으며, IC칩 연결단자(6a, 6b)들 각각은 상기 연결단자(5a, 5b)들 각각에 전기적으로 연결되어 있어, 도면에 도시되어 있지 아니한 안테나에 의한 전기신호가 IC칩(7)에 전달될 수 있도록 제조되어야 했을 뿐만 아니라 상기 안테나 연결단자(2a, 2b), 연결도선(4a, 4b) 및 연결단자(5a, 5b)들을 서로 이격시킴으로써 안테나에 의한 전기신호가 혼선되지 않도록 제조되어야 했으며, 이렇게 제조된 안테나와 IC칩(7)의 연결부분이 도 5 에 도시되어 있다.
그런데 상기 안테나 연결단자(2a), 연결도선(4a) 및 연결단자(5a) 각각을 맞은 편의 안테나 연결단자(2b), 연결도선(4b) 및 연결단자(5b)들과 서로 이격시키기 위하여는 포토마스크 방식을 이용하였는 바, 이로 인하여 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로의 제조공정이 많을 뿐만 아니라 매우 복잡하다는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이방성 도전 페이스트(Anisotropic Conductive Paste)를 사용하고, 세라믹 재질을 무선 주파수 회로의 지지체로서 사용하여 안테나에 의한 전기신호를 IC칩에 전송하는 구성요소들을 용이하게 이격시킴으로써 제조공정이 간단한 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조된 무선 주파수 회로를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법에 관한 것으로서, (a) 소정 위치에 소정 직경으로 홀(32a, 32b)이 천공되어 있는 세라믹 재질인 제 2 쉬트(30) 상에 안테나가 인쇄된 제 1 쉬트(10)를 적층하는 단계; (b) 상기 천공되어 형성된 홀(32a, 32b)에 도전 페이스트(40a, 40b)를 주입하여 상기 홀(32a, 32b)을 충진시키는 단계; (c) 상기 제 1 쉬트(10) 및 제 2 쉬트(30)를 드라이 또는 오븐하여, 상기 제 2 쉬트(30)의 하측면에서 제 1 쉬트(10)에 적층되어 있는 안테나 연결단자(20a, 20b)를 상기 홀(32a, 32b)의 도전 페이스트(40a, 40b)에 접착하고, 상기 제 2 쉬트(30)의 상측면에서 IC칩 접속단자(50a, 50b)를 상기 홀(32a, 32b)의 도전 페이스트(40a, 40b)에 접착하는 단계; (d) 상기 제 2 쉬트(30)의 상측면에서 상기 도전 페이스트(40a, 40b)에 접착되어 있는 상기 IC칩 접속단자(50a, 50b)의 상부 표면에 이방성 도전 페이스트의 점착시키는 단계; (e) 상기 IC칩 접속단자(50a, 50b)의 상부 표면에 점착되어 있는 상기 이방성 도전 페이스트(60a, 60b)에 IC칩(70)의 IC칩 연결단자(71a, 71b) 각각을 로딩시키는 단계; (f) 상기 IC칩(70)이 로딩된 상태에서 상기 IC칩(70)의 상부에서 하부로 소정 압력을 가하고 소정 온도로 가열함으로써 상기 IC칩 연결단자(71a, 71b)를 상기 이방성 도전 페이스트(60a, 60b)에 접착시키는 단계; 를 포함한다.
바람직하게는 상기 홀(32a, 32b)의 직경이 0.1Ø 내지 0.5Ø인 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는 상기 (c) 단계는 120℃ 내지 150℃로 가열하여 이루어지 는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은 비접촉식 카드의 주파수 회로에 관한 것으로서, 프린트 공정에 의해 제조된 안테나를 지지하는 세라믹 재질의 제 1 쉬트(10); 소정 위치에 홀(32a, 32b)이 천공되어 있고 상기 홀(32a, 32b) 내에 도전 페이스트(40a, 40b)가 충진되어 있는 세라믹 재질의 제 2 쉬트(30); 상기 안테나의 양끝단에 연결되어 있고 상기 제 1 쉬트(10)에 적층되어 있으며 상기 제 2 쉬트 하측면에서 상기 도전 페이스트(40a, 40b)에 접착되어 있는 안테나 접속단자(20a, 20b); 상기 제 2 쉬트(30)의 상측면에서 상기 도전 페이스트(40a, 40b)에 접착되어 있는 IC칩 접속단자(50a, 50b); 상기 IC칩 접속단자(50a, 50b)의 상부 표면에 점착되어 있는 이방성 도전 페이스트(60a, 60b); 및 IC칩 연결단자(71a, 71b)에 의해 상기 이방성 도전 페이스트(60a, 60b)에 접착되어 있는 IC칩(70);을 포함한다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법을 각각의 공정별로 도 6 내지 도 8 을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 천공 단계를 나타내는 단면도이고, 도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 충진 단계를 나타내는 단면도이며, 도 8 은 본 발명의 일실시예에 따른 칩 로딩 단계를 나타내는 단면도이다.
상기 도 6 내지 도 8 은 설명의 편의상 과정되어 도시되었음에 주의하여야 한다.
[제 1 공정] 천공 단계.
내열성이 강한 세라믹 재질 중의 하나인 그린 쉬트(Green Sheet)로 형성된 제 2 쉬트(30) 상의 소정 위치에 소정 직경으로 홀(32a, 32b)을 천공한다.
본 실시예에서 상기 홀(32a, 32b)의 천공위치는 상기 도 6 에 도시된 바와 같이 상기 홀(32a, 32b) 각각의 내측 시작점(31a, 31b)이 상기 제 2 쉬트(30)와 동일한 재질로 형성된 제 1 쉬트(10) 상에 적층되어 있는 안테나 연결단자(20a, 20b) 각각의 내측 시작점(21a, 21b)과 일직선상에 위치되도록 설정하였고, 상기 홀(32a, 32b)의 천공직경은 0.1Ø 내지 0.5Ø로 설정하였으나 본 발명이 상기 천공위치 및 천공직경에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시예에서는 상기 도 6 에 도시되지 않은 안테나의 시작부분이 상기 안테나 연결단자(20a)에 연결되어 있고, 안테나의 끝부분이 상기 안테나 연결단자(20b)에 연결된 것으로 설정하였으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌 바, 상기 안테나 연결단자(20a)를 안테나의 시작부분으로, 상기 안테나 연결단자(20b)를 안테나의 끝부분으로 직접 대체할 수도 있다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 도 6 에 도시된 바와 같이 안테나가 1쌍인 무선 주파수 회로로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌 바 다수쌍의 안테나를 구비한 무선 주파수 회로로 구성할 수도 있다.
[제 2 공정] 충진 단계.
상기 도 7 에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 공정에 의해 형성된 홀(32a, 32b)에 소정양의 전기 전도성을 가지는 접착제인 도전 페이스트(40a, 40b)를 주입 하여 상기 홀(32a, 32b)을 충진시킨다.
본 실시예에서 상기 홀(32a, 32b)에 주입된 도전 재료를 이방성 도전 페이스트로 한정하지 않은 이유는 상기 도전 페이스트(40a)와 도전 페이스트(40b)는 세라믹 재질인 제 2 쉬트(30)에 의해 전기적으로 이격되어 있기 때문이다.
[제 3 공정] 가열 및 접착 단계.
상기 제 1 공정 및 제 2 공정에 의하여 상기 홀(32a, 32b)에 도전 페이스트(40a, 40b)가 주입된 제 2 쉬트(30)를 드라이어(Dryer) 또는 오븐(Oven) 내에서 가열하여 상기 도전 페이스트(40a, 40b)의 점도를 떨어뜨려, 상기 도전 페이스트(40a, 40b)가 상기 홀(32a, 32b)에 완전히 스며들도록 한 후, 제 2 쉬트(30)의 하측면에서 상기 제 1 쉬트(10)에 적층되어 있는 안테나 연결단자(20a, 20b) 각각의 내측 시작점(21a, 21b)을 상기 홀(32a, 32b) 각각의 내측 시작점(31a, 31b)에 일치시켜 접착하고, 상기 제 2 쉬트(30)의 상측면에서 상기 홀(32a, 32b)에 IC칩 접속단자(50a, 50b) 각각을 접착한다.
본 실시예에서 상기 가열 온도는 120℃ 내지 150℃로 설정하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적인 무선 주파수 회로에 있어 상기 제 2 쉬트의 기능을 수행하는 필름은 일반적으로 합성수지의 재료로 구성되어 있어 가열을 하게되면 변성이 일어나게 되나, 본 발명의 일실시예에 있어서는 상술한 바와 같이 상기 제 2 쉬트(30)가 세라믹 재질이므로 가열을 하더라도 변성이 일어나지 않는 장점이 있게 된다.
[제 4 공정] 점착 단계.
상기 제 2 쉬트(30)의 상측면에서 상기 도전 페이스트(40a, 40b)에 접착되어 있는 상기 IC칩 접속단자(50a, 50b)의 상부 표면에 이방성 도전 페이스트의 소정 양을 점착시킨다.
상기 이방성 도전 페이스트(Anisotropic Conductive Paste)는 미소한 도전입자를 접착제에 분산한 고밀도 전극의 접속재료로서, 도전입자로 인하여 전극간의 전기적 접속의 기능뿐만 아니라, 접착제로 인하여 물리적인 접착의 기능을 수행하며 특히 전류를 일정한 방향으로만 도전시키는 성질을 갖는 재료이다.
[제 5 공정] IC칩 로딩 단계.
상기 제 4 공정에 의하여 상기 IC칩 접속단자(50a, 50b)의 상부 표면에 점착되어 있는 상기 이방성 도전 페이스트(60a, 60b)에 IC칩(70)의 IC칩 연결단자(71a, 71b) 각각을 로딩시킨다.
본 실시예에서 상기 IC칩 연결단자(71a, 71b) 각각은 골드범핑에 의해 그 두께가 20㎛가 되도록 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[제 6 공정] 라미네이션 단계.
상기 제 5 공정에 의하여 상기 IC칩(70)이 로딩된 상태에서 상기 IC칩(70)의 상부에서 하부로 소정 온도 및 소정 압력을 가하게 되면 상기 이방성 도전 페이스 트(60a, 60b)의 물리적인 성질에 의해 IC칩 접속단자(50a, 50b) 위에 상기 IC칩(70)이 고정될 뿐만 아니라, 전기신호가 상기 각각의 IC칩 접속단자(50a, 50b)와 상기 각각의 IC칩 연결단자(71a, 71b) 사이로만 통하게 된다.
따라서 상기 이방성 도전 페이스트(60a) 및 상기 이방성 도전 페이스트(60b) 사이를 격리하기 위한 별도의 장치나 공정이 필요 없게 된다.
본 실시예에서 상기 소정 온도는 190℃ 내지 230℃로 설정하였고, 상기 소정 압력은 50㎫ 내지 150㎫로 설정하였으나 본 발명이 상기 온도 및 압력에 한정되는 것은 아니다.
상술한 방법에 의하여 제조된 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로가 상기 도 7 에 도시되어 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 내열성이 강하고 상온에서는 비전도성을 가지는 세라믹 재질의 물리적 성질 및 접착성이 있으며 전기신호를 특정한 방향으로만 전송하는 이방성 도전 페이스트의 물리적 성질을 이용하여 구성요소들을 용이하게 이격시킴으로써 제조공정이 간단한 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법 및 그 제조방법에 의하여 제조되는 무선 주파수 회로를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 소정 위치에 0.1Ø 내지 0.5Ø 직경의 홀이 천공되고, 상기 천공된 홀에 도전 페이스트를 충진시킨 쉬트 상에 도전 페이스트를 통해 인쇄된 안테나 및 로딩된 IC칩을 점착시키는 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 홀(32a, 32b)이 천공되어 있는 세라믹 재질의 제 2 쉬트(30) 상에 안테나가 인쇄된 제 1 쉬트(10)를 적층하는 단계;
    상기 형성된 홀(32a, 32b)에 도전 페이스트(40a, 40b)를 주입하여 충진시키는 단계;
    상기 제 1 쉬트(10) 및 제 2 쉬트(30)를 드라이어 또는 오븐 내에서 120℃~150℃로 가열하여, 상기 제 2 쉬트(30)의 하측면에서 상기 제 1 쉬트(10)에 적층되어 있는 안테나 연결단자(20a, 20b)를 상기 홀(32a, 32b)의 도전 페이스트(40a, 40b)에 접착하고, 상기 제 2 쉬트(30)의 상측면에서 IC칩 접속단자(50a, 50b)를 상기 홀(32a, 32b)의 도전 페이스트(40a, 40b)에 접착하는 단계;
    상기 제 2 쉬트(30)의 상측면에서 상기 도전 페이스트(40a, 40b)에 접착되어 있는 상기 IC칩 접속단자(50a, 50b)의 상부 표면에 이방성 도전 페이스트의 점착시키는 단계;
    상기 IC칩 접속단자(50a, 50b)의 상부 표면에 점착되어 있는 상기 이방성 도전 페이스트(60a, 60b)에 IC칩(70)의 IC칩 연결단자(71a, 71b) 각각을 로딩시키는 단계;
    상기 IC칩(70)이 로딩된 상태에서 상기 IC칩(70)의 상부에서 하부로 50㎫ 내지 150㎫ 압력을 가하고, 190℃ 내지 230℃ 온도로 가열하여 상기 IC칩 연결단자(71a, 71b)를 상기 이방성 도전 페이스트(60a, 60b)에 접착시키는 단계; 를 포함하는 비접촉식 카드의 무선 주파수 회로 제조방법.
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