KR100724180B1 - 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 및 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

비접촉 데이터 전송용 칩 카드 및 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법
비접촉 데이터 전송용 칩 카드는 칩 모듈 및 카드 바디로 이루어진다. 칩 모듈은 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 캐리어, 제 1 측면상의 반도체 칩, 제 1 측면 상의 컨택트 메이커, 및 반도체 칩과 컨택트 메이커 사이의 전기 전도성 접속부를 포함한다. 카드 바디는 유도성 데이터 전송을 위한 안테나, 및 안테나의 노출된 접속점을 포함한다. 안테나를 반도체 칩에 접속시키는 전기 전도성 구성물은 제 1 측면 및 노출된 접속점 사이에 존재한다. 컨택트 메이커는 이 전기 전도성 구성물 내부로 돌출된다.

Description

비접촉 데이터 전송용 칩 카드 및 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법{CHIP CARD FOR CONTACTLESS DATA TRANSMISSION AND METHOD FOR PRODUCING A CHIP CARD FOR CONTACTLESS DATA TRANSMISSION}
도 1은 본 발명에 따른 칩 카드의 바람직한 예시적인 실시예의 개략적 단면도,
도 2는 하나의 스터브 범프의 상부에 다른 스터브 범프가 있는 2개의 스터브 범프(stud bumps)를 포함하는 컨택트 메이커의 개략적인 단면도이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1: 캐리어 2: 반도체 칩
3: 컨택트 메이커 4: 전기 전도성 접속부
5: 접속점 6: 카드 바디
7: 전기 전도성 구성물 8: 결합 재료
9: 요부(clearance) 10: 공동(cavity)
본 발명은 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 및 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법에 관한 것이다.
칩 카드는 일반적으로 2개의 분리된 부분, 즉, 칩 모듈 및 카드 바디로 이루어진다. 이들 2개의 부분은 일반적으로 열용해(hotmelt) 접착제를 이용하여 서로 점착성으로 본딩되어 칩 카드를 형성한다. 이 공정은 일반적으로 "주입 공정(implanting process)"이라 지칭된다. 칩 모듈 및 카드 바디 사이의 접속부가 전기적 전도성인 경우, 추가적인 물질 및/또는 공정 단계가 필요하다. 예를 들어, 독일 특허 출원 제 195 00 925 호는, 다양한 납땜 공정, 전도성 접착제, 초음파 용접 및 소정의 추가적인 대안 접속 기술에 의한 카드 바디에서의 칩 모듈과 안테나 사이의 전기 전도성 접속부의 생성에 대해 개시한다.
카드 바디에 내장된 칩 모듈과 안테나 사이의 전기 전도성 접속부를 생성하는 이들 사전에 알려진 접속 기술에 따른 문제점은, 예를 들어, 전단력(shearing forces)과 같은 열기계적 및 기계적 부하(loads)가 접속부의 파열(rupturing)을 가져올 수 있다는 것이다.
본 발명의 목적은, 열기계적 및 기계적 부하에 대해 보다 높은 장기간 신뢰성을 갖는 비접촉 데이터 전송용 칩 카드를 제공하고, 또한, 이러한 비접촉 데이터 전송용 칩 카드를 생성하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따르면, 이 목적은, a) 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 캐리어(1), 상기 제 1 측면 상의 반도체 칩(2), 상기 제 1 측면 상의 컨택트 메이커(3), 및 상기 반도체 칩(2)과 상기 컨택트 메이커(3) 사이의 전기 전도성 접속부(4)를 포함하는 칩 모듈과, b) 유도성 데이터 전송을 위한 안테나, 상기 안테나의 노출된 접속점(5)을 포함하는 카드 바디로 구성되고, 상기 안테나를 상기 반도체 칩(2)에 접속시키는 전기 전도성 구성물(7) - 상기 구성물에는 컨택트 메이커(3)가 돌출되어 있음 - 은 상기 제 1 측면과 상기 노출된 접속점(5) 사이에 존재하는 비접촉 데이터 전송용 칩 카드에 의해 달성된다.
컨택트 메이커는, 반대 쪽 측면을 적어도 부분적으로 통과함으로써 서로 마주보고 있는 두 부분을 전기적으로 및/또는 기계적으로 접속시키는 스파이크형 장치를 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명에 따른 칩 카드의 주요 이점은, 전기 전도성 구성물 내로 돌출된 컨택트 메이커가, 통상적인 접속부에 비해, 예를 들어, 전단력(shearing forces)과 같은 열기계적 또는 기계적 부하(loads)를 위한 추가의 수용 장치를 제공한다는 것이다. 그 결과, 칩 모듈과 칩 카드 사이의 접속부의 장기간 신뢰성이 현격히 증가하고 그 결과로서 전체적인 칩 카드의 장기간 신뢰성이 현격히 증가한다.
본 발명에 따른 칩 카드의 바람직한 실시예는 적어도 하나의 스터브 범프가 컨택트 메이커로서 제공되는 것이다. 네일 헤드(head of a nail) 형상의 핀치 오프 본딩 와이어(pinched-off bonding wire)를 스터브 범프라고 한다. 스터브 범프는 접속 기술 분야에 충분히 알려져 있다. 이들은 제조가 간단하며, 칩 모듈을 카드 바디에 주입하는 공정을 위한 임의의 추가적인 물질 및/또는 공정 단계를 요구하지 않는다.
본 발명에 따른 바람직한 칩 카드의 실시예에 따르면, 하나의 스터브 범프의 상부에 다른 스터브 범프가 있는 2개 이상의 스터브 범프가 제공된다. 그 결과, 컨택트 메이커는 전기 전도성 구성물 내로 더 깊숙이 침투한다. 이것은 칩 모듈과 카드 바디 사이의 접속부의 기계 강도를 증가시킨다.
본 발명에 따른 칩 카드의 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 점착성으로 부착된 컨택트 핀이 컨택트 메이커로서 제공된다. 이것은 컨택트 메이커를 부착하기 위해 납땜하거나 용접할 필요가 없는 캐리어를 칩 모듈에 사용할 수 있게 한다.
본 발명에 따른 칩 카드의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 화학적으로 부착되거나 전착된(electrodeposited) 컨택트 범프가 컨택트 메이커로서 마련된다. 이것은 추가적인 대안 물질이 컨택트 메이커로 사용될 수 있게 한다.
본 발명에 따른 칩 카드의 바람직한 실시예에 따르면, 전기 전도성 구성물이 카드 바디의 표면과 접속점 사이의 카드 바디 내의 요부(clearance) 내에 존재하고, 이 요부의 측방은 벽에 의해 완전히 둘러싸인다. 이것에 의해, 액체 또는 쉽게 변형 가능한 전기 전도성 구성물을 사용할 수 있는데, 이 도전성 구성물에, 한편으로는 컨택트 메이커가 큰 기계적 저항 없이 도입될 수 있고, 또 한편으로는 이 도전성 구성물이 유출되지 않고 그것을 둘러싸고 있는 벽에 의해 유지될 수 있기 때문이다.
전기 전도성 물질은 경화 가능한 것이 바람직하다. 이것은, 컨택트 메이커가 최초에 액체이거나 쉽게 변형가능한 구성물 내로 도입된 후, 간단한 방법으로 컨택트 메이커와 전기 전도성 구성물 사이에 단단한 접속이 이루어지게 한다.
본 발명에 따른 칩 카드의 보다 바람직한 실시예에 따르면, 전기 전도성 구성물이 탄성체이다. 탄성은 칩 모듈과 카드 바디 사이에서 발생할 수 있는 기계력이 컨택트 메이커와 안테나 접속점 사이의 접속부의 파괴를 유발하지 않고 흡수되게 한다.
전기 전도성 구성물이 전도성 접착제이면, 전기 전도성의 경화 가능한 탄성 접속부를 얻을 수 있다.
컨택트 메이커는 바람직하게는 전기 전도성 구성물과 포지티브(positive)로 접속된다. 이것에 의해, 전기 전도성 구성물과 컨택트 메이커의 맞물림(interlocking)이 이루어져 경화 가능한 안전한 접속부를 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 칩 카드의 바람직한 실시예에 따르면, 칩 모듈이 결합 재료에 의해 카드 바디와 결합된다. 이것에 의해, 특히 장력(tensile forces)에 관하여, 신뢰성 및 내구성이 있는 결합이 얻어진다.
결합 재료가 비전도성 열연화성(hotmelt) 접착제인 경우, 칩 카드의 제조가 표준 주입기에 의해 가능해진다.
본 발명에 따른 칩 카드의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 칩 모듈을 수용하는 공동(cavity)이 카드 바디에 형성된다. 이것은 칩 모듈이 특히 공간 절약 방식으로 카드 바디에 접속되게 한다. 그 결과 칩 카드의 두께를 적절한 한도 내로 할 수 있다.
본 발명에 따른 칩 카드의 바람직한 실시예에 따르면, 캐리어의 제 2 측면에 접촉 영역이 존재하며, 이 접촉 영역은 반도체 칩에 전기적으로 접속된다. 이것은 칩 카드가 또한 컨택트와 함께 데이터 전송에 사용되게 하여 결과적으로 사용자에게 더 많은 응용 가능성을 제공한다.
또한, 본 발명의 목적은, a) 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 캐리어, 상기 제 1 측면 상의 반도체 칩(2), 상기 제 1 측면 상의 컨택트 메이커(3), 및 상기 반도체 칩(2)과 상기 컨택트 메이커(3) 사이의 전기 전도성 접속부(4)를 포함하는 칩 모듈을 제공하는 단계와, b) 카드 바디(6)에 유도성 데이터 전송을 위한 안테나, 및 상기 안테나의 노출된 접속점(5)을 제공하는 단계와, c) 상기 노출된 접속점(5)에 전기 전도성 구성물(7)을 부착하는 단계와, d) 상기 칩 모듈을 상기 카드 바디(6)와 함께 가져오되, 상기 컨택트 메이커(3)는 상기 전기 전도성 구성물(7)에 주입되는 단계를 포함하는 비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법에 의해 본 발명에 따라 달성된다.
이 방법의 이점은 칩 모듈과 카드 바디 사이의 접속부가 매우 용이하게 실현될 수 있고 통상적인 표준 주입기로 제조될 수 있다는 것이다. 또한, 이 방법으로 컨택트 메이커와 전기 전도성 구성물 사이에 생성된 접속부는 칩 모듈과 카드 바디 상에 작용하는 열기계적 및 기계적 부하에 대해 매우 양호한 장기간 신뢰성을 제공한다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 카드 바디 내의 요부를 도입함으로써 카드 바디 표면과 접속점 사이에서 노출되는데, 이 때 요부가 벽에 의해 측방이 완전히 둘러싸인다. 이것은 또한 액체 또는, 예를 들어, 분말이나 반죽(paste)과 같이 매우 쉽게 변형가능한 전기 전도성 구성물이 사용될 수 있게 한다. 구성물은 요부의 측방 벽에 의해 흘러 버리거나 변형되는 것이 방지된다. 이러한 액체 또는 쉽게 변형가능한 구성물의 사용은 컨택트 메이커의 주입을 더욱 용이하게 만드는데, 이는 어떤 큰 기계력이 주입 공정에 가해질 필요가 없기 때문이다. 또한, 이러한 액체 또는 용이하게 변형가능한 구성물의 사용에 의해, 구성물 자체가 주입된 컨택트 메이커의 형상에 순응하고, 그 결과 최적의 전기적 및 기계적 접속이 이루어진다.
전기 전도성 구성물은 컨택트 메이커의 주입 후에 경화되는 것이 특히 바람직하다. 이것은 컨택트 메이커와 전기 전도성 구성물 사이에 단단한 접속부를 생성한다.
칩 모듈은 결합 재료에 의해 카드 바디에 접속되는 것이 바람직하다. 이것은 추가의 기계적 접속부를 생성하는데, 이는 2개의 구성소자들 사이에 더 큰 안정성을 가져온다. 또한, 이 추가적인 결합 재료는 칩 모듈을 카드 바디 상의 소정 위치에 고정시키는 데 필요하다. 이것은 도입된 컨택트 메이커가 전기 전도성 구성물과 단단히 기계적 접속되지 않는 경우에 특히 중요하다.
본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 컨택트 메이커는 칩 모듈이 결합 재료에 의해 카드 바디와 결합될 때 가압된다. 그 결과, 결합 재료는 넓은 표면적 상에 필름으로서 임의의 요부 또는 개구부가 컨택트 메이커에 대해 제공될 필요 없이 용이한 방식으로 부착된다. 이것은 생산 비용을 낮춘다.
칩 모듈을 수용하는 공동이 카드 바디에 제공되는 경우, 칩 카드의 평평한 표면은 칩 카드로 리세스된 칩 모듈에 의해 달성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예는 도면을 기초로 하여 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
도 1에는, 칩 모듈 및 카드 바디(6)로 이루어진 칩 카드의 개략적인 단면도가 표시되어 있다.
칩 모듈은 캐리어(1)를 포함하는데, 이것은, 예를 들어, 유리 섬유 강화 에폭시 수지(glass fibre-reinforced epoxy resin)로 이루어진 플라스틱 필름으로 구성된다. 캐리어(1)의 하측에는 반도체 칩(2) 및 전기 전도성 접속부(4)가 부착된다. 반도체 칩(2)을 보호하기 위해서, 그것은 플라스틱 몰딩 화합물로 밀봉된다.
카드 바디(6) 또는 안테나의 접속점(5)과의 기계적 및 전기적 접속을 위해 전기 전도성 접속부(4)에 컨택트 메이커(3)가 부착된다. 컨택트 메이커(3)는 네일 헤드(head of a nail) 형상의 핀치-오프 본딩 와이어(pinched-off bonding wire)(일반적으로는 스터브 범프(stub bump)라고 알려져 있음)이다. 스터브 범프의 크기는 가변적이며 요구에 따라 설정될 수 있다. 일반적으로, 스터브 범프는 5㎛ 내지 100㎛의 높이를 갖는다.
컨택트 메이커(3)의 측방으로는, 결합 재료(8)가 있으며, 이 결합 재료는 칩 모듈 및 카드 바디(6)가 서로 결합하기 전에 칩 모듈에 부착된다. 결합 재료(8)는 전기적 비전도성 열연화성 접착제라고 하는 접착제이다.
일반적으로, 공지되어 있는 방법에 의해, 폴리카보네이트로 이루어진 플라스틱 필름인 카드 바디(6) 내로 공동(cavity)(10)이 밀링된다. 이 공동(10)은 카드 바디의 표면 형상을 결정한다. 도 1에서, 공동(10) 및 카드 바디 표면의 스텝 형상 프로파일을 볼 수 있다. 일 단계에서는, 카드 바디 표면으로부터 안테나의 접속점(5)까지 연장된 요부(clearance)(9)를 볼 수 있다. 요부(9)의 측방은 잔존 카드 바디(6)에 의해 형성된 벽(walls)에 의해 둘러싸여 있다.
요부(9)에는, 일반적으로 전기 전도성 접착제인 전기 전도성 구성물(7)이 존재한다.
컨택트 메이커(3)는 전기 전도성 구성물(7) 내에 도입된다. 결합 재료(8)는 칩 모듈과 카드 바디(6) 사이에 추가 접속을 설정한다.
도 2에는, 하나의 스터브 범프의 상부에 다른 스터브 범프가 쌓여 있는 2개의 스터브 범프를 포함하고 있는 컨택트 메이커(3)의 바람직한 실시예의 개략적인 단면도가 도시되어 있다. 컨택트 메이커(3)는 전기 전도성 접속부(4) 상에 마련된다.
본 발명에 따르면, 열기계적 및 기계적 부하에 대해 보다 높은 장기간 신뢰성을 갖는 비접촉 데이터 전송용 칩 카드를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. a) 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 캐리어(1),
    상기 제 1 측면 상의 반도체 칩(2),
    상기 제 1 측면 상의 컨택트 메이커(3), 및
    상기 반도체 칩(2)과 상기 컨택트 메이커(3) 사이의 전기 전도성 접속부(4)를 포함하는
    칩 모듈과,
    b) 유도성 데이터 전송을 위한 안테나, 및
    상기 안테나의 노출된 접속점(5)을 포함하는
    카드 바디로 구성되고,
    상기 안테나를 상기 반도체 칩(2)에 접속시키는 전기 전도성 구성물(7) - 상기 구성물 내부로 컨택트 메이커(3)가 돌출되어 있음 - 이 상기 제 1 측면과 상기 노출된 접속점(5) 사이에 위치하는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 스터브 범프가 컨택트 메이커(3)로서 제공되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    2개 이상의 스터브 범프가, 하나의 스터브 범프의 상부에 다른 하나의 스터브 범프가 제공되는 방식으로 제공되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  4. 제 2 항에 있어서,
    적어도 하나의 점착성으로 접착된 컨택트 핀이 상기 컨택트 메이커(3)로서 제공되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 화학적으로 부착되거나 전착된(electrodeposited) 컨택트 범프가 컨택트 메이커(3)로서 제공되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성물(7)은 상기 카드 바디의 표면과 상기 접속점(5) 사이의 상기 카드 바디(6) 내의 요부(9) 내에 존재하며, 상기 요부(9)는 벽에 의해 측방이 완전히 둘러싸여 있는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성물(7)은 경화 가능한(curable)
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성물(7)은 탄성체인
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성물(7)은 전도성 접착제인
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨택트 메이커(3)는 상기 전기 전도성 구성물(7)과 포지티브(positive)로 결합되어 있는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 칩 모듈은 결합 재료(8)에 의해 상기 카드 바디(6)에 결합된
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 결합 재료(8)는 전기적 비전도성 열연화성 접착제인
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  13. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 칩 모듈을 수용하는 공동(cavity)(10)은 상기 카드 바디(6)에 형성되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  14. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어(1)의 상기 제 2 측면 상에 접촉 영역이 존재하며, 이들 접촉 영역은 상기 반도체 칩(2)에 전기 전도성으로 접속된
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드.
  15. a) 제 1 측면 및 제 2 측면을 구비한 캐리어,
    상기 제 1 측면 상의 반도체 칩(2),
    상기 제 1 측면 상의 컨택트 메이커(3), 및
    상기 반도체 칩(2)과 상기 컨택트 메이커(3) 사이의 전기 전도성 접속부(4)를 포함하는
    칩 모듈을 제공하는 단계와,
    b) 카드 바디(6)에
    유도성 데이터 전송을 위한 안테나, 및
    상기 안테나의 노출된 접속점(5)을 제공하는 단계와,
    c) 상기 노출된 접속점(5)에 전기 전도성 구성물(7)을 부착하는 단계와,
    d) 상기 칩 모듈을 상기 카드 바디(6)결합하는 단계 -상기 컨택트 메이커(3)는 상기 전기 전도성 구성물(7)의 내부로 돌출됨- 를 포함하는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 접속점(5)은 상기 카드 바디의 표면과 상기 접속점(5) 사이에서 상기 카드 바디(6) 내의 요부(9)에 의해 노출되며, 상기 요부(9)의 측방은 벽에 의해 완전히 둘러싸여 있는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 전기 전도성 구성물(7)은 상기 컨택트 메이커(3)의 도입 후에 경화되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법.
  18. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 칩 모듈은 결합 재료(8)에 의해 상기 카드 바디(6)에 접속된
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 컨택트 메이커(3)는 상기 칩 모듈이 상기 카드 바디(6)와 결합될 때 상기 결합 재료(8)를 통해 가압되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법.
  20. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 칩 모듈을 수용하는 공동(10)은 상기 카드 바디(6)에 제공되는
    비접촉 데이터 전송용 칩 카드 제조 방법.
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