KR100743956B1 - 칩카드 및 칩카드의 제조방법 - Google Patents

칩카드 및 칩카드의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 칩카드 및 칩카드의 제조방법에 관한 것으로, 상기 칩카드는 카드 바디(11), 그 경계 영역에서 모듈 연결부(17)를 갖는 적어도 하나의 칩 모듈(16)을 하우징하기 위해 상기 카드 바디 내부에 배치된 적어도 하나의 리세스(12a, 12b), 및 상기 카드 바디(11) 내에 임베드된 바디 접촉 연결부(13)를 갖는 도전성 구조물, 특히 상기 칩 모듈(16)의 경계 영역(16a) 하부에 배치된 안테나 연결부fmf 갖는 안테나를 포함한다. 조립된 칩 모듈(16)은 접착 피스(14)를 이용하여 모듈 연결부(17) 및 바디 접촉 연결부(13) 사이에 설치되며, 바람직하게, 상기 접착 피스(14)는, 다수의 지점들에 인가되며, 상기 연결부(13, 17)가 접촉되도록 압력이 인가된 신축성 있는 도전성 물질로 이루어진다.
칩카드, 카드 바디, 칩 모듈, 리세스, 안테나

Description

칩카드 및 칩카드의 제조방법{CHIPCARD AND METHOD FOR PORDUCTION OF A CHIPCARD}
본 발명은 스마트 카드 및 스마트 카드의 제조방법에 관한 것이다. 특허 청구범위 제1항 내지 제7항의 전제부에 따르면, 상기 스마트 카드는, 카드 바디, 그 에지(edge) 영역에 모듈 연결부를 갖는 적어도 하나의 칩 모듈을 수납하기 위해 상기 카드 바디 내에 배치된 적어도 하나의 리세스, 및 상기 카드 바디 내에 임베드 되며(embedded) 바디 접촉 연결부를 갖는 도전성 구조물(structure body), 특히 상기 칩 모듈의 에지 영역 하부에 배치된 안테나 연결부를 갖는 안테나를 포함한다.
일반적으로, 스마트 카드는 신용카드, 은행 카드, 전자 지갑 등으로 설계되며, 예들 들어, 대중 교통의 교통비를 지불하거나 상품 또는 서비스의 구매 비용을 지불하는 것과 같이 현금을 사용하지 않는 거래에 이용된다. 또한, 상기 스마트 카드는 비접촉 접근 제어 시스템용 ID 카드로 사용될 수 있다.
통상 스마트 카드는, 스마트 카드를 장치에 삽입하거나 상기 장치 주변에 가져감으로써 상기 장치와 교환되는 정보를 저장, 처리 및/또는 인식하기 위한 집적 회로를 포함하는 칩 모듈을 수납하기 위한 리세스(recess)를 갖는다.
더하여, 비교적 낮은 주파수에서 파워 및 데이터 전송을 위한 비접촉 스마트 카드는 일반적으로 카드 바디에 적층된 안테나를 포함하며, 상기 안테나의 안테나 연결부는 삽입된 칩 모듈의 모듈 연결부에 전기적으로 연결되어야 한다.
전형적으로, 듀얼 인터페이스 카드를 제조하기 위한 방법의 경우에 모듈 연결부 및 그 하부에 위치한 안테나 연결부 사이의 도전성 접촉을 이루는데 주로 사용되는 두가지 방법이 있다. 소위 ACF법에서는, 내부에 배치된 도전성 입자를 갖는 고온 용융(hot-melt) 또는 열가소성 접착제가, 모듈의 하측에 배치된 접촉 연결부와 그 하부에 배치된 측방향으로 튀어나온 안테나 연결부 사이에 전기적 연결을 이루도록 배치된다. 상기 ACF법에서, 상기 접착제는 칩 모듈이 삽입된 리세스의 영역에서 카드 바디의 표면에 인가된다. 칩 모듈의 설치에 따라, 도전성 입자는 모듈 연결부와 그 하부에 위치한 안테나 연결부 사이의 전기적 접촉을 형성한다. 이 경우, 접착제가 인가되고 온도, 압력 및 시간의 파라미터에 대한 특정 값을 고려한 칩 모듈의 설치가 이루어진 이후, 고온 용융 또는 열가소성 접착제가 가열 및 경화된다. 상기 방법은 DE 197 09 985 A1에 실시예로 개시된다.
빈번한 휘어짐 스트레스(bending stress)가 가해지는 경우에, 칩 모듈과 카드 바디 사이의 기계적 연결을 동시에 형성하는 상기 경화된 고온 용융 및 열가소성 접착제는, 고온 용융 및 열가소성 접착제의 가소성 및 신축성(plastic and elastic) 변형 특성으로인해 전기적 연결이 단절되는 결과를 가져온다. 이러한 결 과는, 예를 들어, 듀얼 인터페이스 타입인 스마트 카드에서 전기적 연결을 신뢰할 수 없게 한다.
DE 197 47 388 C1은 도전성 액상 접착제를 이용한 안테나 연결부와 칩 모듈 연결부의 전기적 연결을 위한 다른 방법을 개시한다. 칩 모듈을 수납하기 위해 제공되는 카드 바디 내의 리세스(케비티) 내에, 계량식(metered manner)으로 도전성 액상 접착제를 유입하기 위해, 칩 모듈의 접착을 위해 제공된 에지 접착 영역으로부터 그 하부에 위치한 안테나 연결부까지 적어도 하나의 보어(bore)가 제작된다. 이러한 계량(metering)에 따르면, 칩 모듈은 접착 영역에 인가된 접착제를 이용하여 그 위에 직접 위치하게 된다. 접착제는 열 작용 또는 두 가지 성분을 갖는 접착제가 사용된 경우 발열(exothermic) 반응에 의해 사전 결정된 온도에서 경화된다. 연결된 부분에 대한 경직되고 견고한 특성 및 서로 다른 접착 특성으로 인해, 스마트 카드가 현금 지급기에 잘못 삽입되거나 자체가 유연하게 디자인된 지갑에 보관되는 결과 발생하는 동적 하중(dynamic load)이 빈번하게 발생하는 경우에, 과도한 늘임(overstretching) 및 약화(fatigue) 현상 때문에 접착제에서 결합 및/또는 접착이 파괴된다.
따라서, 본 발명의 목적은, 높고 빈번한 휘어짐 스트레스가 발생하는 경우에도 칩 모듈 연결부 및 바디 연결부 사이의 영구적인 전기적 연결을 보장할 수 있으며, 삽입된 칩 모듈 및 안테나와 같은 도전성 구조물(structure body)을 내부에 집적된 형태로 포함하는 스마트 카드 및 상기 스마트 카드의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적은 특허청구범위 제1항의 특성을 갖는 스마트 카드 및 특허청구범위 제7항의 제조 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 핵심은, 카드 바디, 에지 영역에 모듈 연결부를 갖는 적어도 하나의 칩 모듈을 수납하기 위해 상기 카드 바디 내에 배치된 적어도 하나의 리세스(recess) 및 상기 칩 모듈의 에지 영역 하부에 배치된 안테나 연결부를 갖는 안테나와 같은, 상기 카드 바디 내에 임베드된 도전성 구조물을 포함하며, 상기 한편의 모듈 연결부와 다른 편의 바디 접촉 연결부 사이에 설치된 칩 모듈을 갖는 스마트 카드에서, 신축성 있는 도전성 물질로 이루어진 접착부(adhesive parts)가, 접촉을 형성하기 위해 인가된 압력을 가지고 상기 연결부 사이에 배치된다는 것이다.
상기 접착부는 바디 접촉 연결부 또는 모듈 연결부에 대해 다수의 지점들에 인가되며, 칩 모듈의 설치 이전에 경화되는 것이 바람직하다. 이 후 상기 칩 모듈이 카드 바디 내에 설치되며, 그 결과 상기 접착부는 상기 연결부 사이에서 탄성 버퍼(resilient buffer)로서 함께 압력을 받게 되며, 신축성으로 인해 상기 모듈 연결부와 바디 접촉 연결부 사이에 영구적이고, 신축성 있으며, 전기적인 연결을 제공한다.
처음에는 액상이다가 칩 모듈의 설치 이전에 점진적으로 경화되는 많이 채워진(highly filled) 실리콘계 접착제를 사용함으로써, 칩 모듈의 설치에 따라 전기적으로 전도성인 범프를 얻을 수 있다. 스마트 카드에 높고 빈번한 휘어짐 스트레스가 발생하더라도 상기 범프는 찢어지지 않고, 또한 접착부 및 모듈 연결부 또는 바디 접촉 연결부 사이에 공간을 허용하지 않는다.
바람직하게, 상기 접착부는, 칩모듈의 에지 영역 하부의 카드 바디 내에 배치된 컷아웃(cutouts) 내에 배치되며, 그 저면(bottom)에서 바디 접촉 연결부에 접하여 종료된다. 상기 컷아웃은 압력 인가 하에 접착부를 완전히 수용하기에 충분한 체적 사이즈를 갖는다.
카드 바디의 두께 방향에서, 컷아웃의 높이는 압력 인가가 없는 경우, 즉 칩 모듈의 설치 이전에 인가된 접착부보다 작다. 인가된 접착부는, 접착부가 배치된 컷아웃의 상부 에지 영역보다 0.05 내지 0.15 mm 더 높은 것이 바람직하다.
본 발명의 스마트 카드 제조 방법에 따르면, 접착제는 컷아웃 내로 방울 형태(drop form)로 삽입되고, 이어 경화를 위해 대기한다. 이는, 먼저 μ리터 단위의 크기로 접착제 방울을 만들고, 소위 방울코(drop noses)를 회피하기 위해 신속한 풀-오프(pull-off) 동작을 통해 방울으로부터 자신을 제거하는, 이 목적을 위해 개발된 특정 기계에 의해 달성될 수 있다. 이러한 방법으로, 접착제 방울의 반구형 표면은 용이하게 얻을 수 있으며, 이러한 구성은 범프와 같은 신축성 있는 작용을 위해 중요하다.
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반구형 표면 형상의 품질에 대한 정보를 얻기 위해, 반구형 표면 및 후방(the latter)을 둘러싸는 표면 구조에서 반사를 측정하는 레이저 빔 장비를 이용하여 표면 구조의 측정이 수행된다.
상기 방울 형상 접착부의 인가에 이어, 상기 접착부의 경화를 위해 개별 스마트 카드들을 약 2 내지 3 시간 동안 적층(stacking)한다. 이어, 상기 적층(stack)으로부터 개별적으로 선택된 스마트 카드에 칩 모듈이 삽입된다. 상기 경화된 접착부는 스마트 카드의 휘어짐이 발생할 때에도 연결부 사이의 접촉을 보장하는 탄력있는 범프로서 작용한다.
칩 모듈의 설치에 이어, 상기 접착부는 칩 모듈의 모듈 연결부에 의해 하부 방향으로 압력이 가해지며, 그로 인해 스마트 카드의 길이 및 폭방향으로 팽창을 겪게된다. 모듈 연결부가 아웃컷의 상부 에지 영역에 위치하게 되면, 실질적으로 아웃컷의 전체 체적 사이즈는 함께 압력을 받는 접착부로 채워진다. 이러한 방법으로, 스마트 카드를 여러 해 동안 사용하더라도 접착부의 추가적인 팽창이 방지되며, 그 결과 모듈 연결부 또는 바디 접촉 연결부와 신축성 있는 물질로 이루어진 접착부 사이에 공간이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
추가적인 바람직한 실시형태가 종속항에 나타난다.
다음의 도면과 함께 이하의 설명으로부터 잇점과 편의점들이 나타날 것이다:
도 1은 종래 기술에 따른 스마트 카드의 상세 단면도이다;
도 2는 종래 기술에 따른 스마트 카드이 칩 모듈을 수납하기 위한 리세스의 평면도이다;
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 칩 모듈의 설치 이전의 스마트 카드의 상세 단면도이다;
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 일실시형태에 따른 칩 모듈 설치 이후의 스마트 카드의 상세 단면도이다.
도 1은 종래 기술에 따른 스마트 카드의 상세 단면도이다. 도 1에서, 전술한 ACF 방법에 따라, 안테나 연결부(2)를 갖는 안테나와 같은 도전성 구조물이 내부에 배치된 카드 바디(1)가 고온 용융 접착제를 이용하여 칩 모듈에 연결된다. 칩 모듈(3)은 그 하측에, 칩 모듈의 설치 후에 상기 안테나 연결부(2)와 전기적으로 연결되어야 하는 모듈 연결부(3a)를 갖는다.
연결부들(2 및 3a)을 전기적으로 연결하기 위해, 약 50 ㎛의 직경을 갖는 은 함유 글래스 비드(5) 형상의 도전성 입자가 고온 용융 접착제(4) 내에 배치된다. 참조 부호 5a로 표시된 것과 같이, 연결부들(2 및 3a) 사이의 중간 영역에서 도전성 입자(5a)들이 연결부들의 접촉을 형성한다.
휘어짐(bending) 및 뒤틀림(torsion) 테스트가 수행된 후, ACF법에 따라 제조된 스마트 카드는, 750 내지 1000 회의 휘어짐 스트레스에서도 연결부(2 및 3a) 사이의 전기적 연결에 있어 상당함 품질의 저하를 나타낸다.
도 2는 종래 기술에 따라, 카드 바디(미도시) 내에 배치되며 칩 모듈을 수납하기 위해 설계된 리세스(캐비티)의 평면도이다. 상기 리세스는 카드 바디에 칩 모듈을 부착 하여 접합하기 위한 접착 영역(6)과, 다소 더 깊게 위치하며 칩 모듈의 하측에 충분한 자유 공간을 제공하는 영역(7)을 포함한다. 이와 같은 방법으로, 칩 모듈은 "부유(floating)" 방법으로 실장된다. 즉, 카드 바디 내에서 오직 그 에지 영역에서 고정 연결된다.
그 내부에 도전성 액상 접착제를 배치시키기 위해 추가적인 보어(8)가 하부에 위치한 안테나 연결부 방향으로 상기 접착 영역(6)으로부터 하부로 연장된 형태로 배치된다. 상기 보어(8)의 내부로 접착제를 계량한 후, 칩 모듈이 즉시 접착 영역(6) 상에 위치되며 열 작용에 의해 사용된 접착제의 경화가 수행된다.
보어(8) 내의 도전성 접착제로 인해, 안테나 연결부(미도시)와 상부에 위치한 삽입된 칩 모듈의 모듈 연결부(미도시) 사이의 전기적 연결이 이루어진다.
외부로부터 스마트 카드에 작용하는 동적 하중(dynamic load)로 인한 과도한 늘임(overstretching) 및 약화(fatigue) 현상의 결과로, 상기 접착 연결은 찢어지는 형태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 스마트 카드 절반의 상세 단면도이다. 칩 모듈을 수납하기 위한 서로 다른 깊이를 갖는 두 개의 리세스(12a 및 12b)가 카드 바디(11) 내에 배치된다. 안테나 연결부(13)를 갖는 안테나가 카드 바디(11) 내에 적층되며, 안테나 연결부(13)는 리세스(12a)의 에지 영역 하부에 배치된다.
슬릿 또는 보어 방식으로 안테나 연결부(13)의 상부에 배치되는 카드 바디(11) 내의 컷아웃(cutout)(15)에, 전체적인 높이(14a 및 14b)를 갖는, 바람직하게 실리콘 또는 유사 실리콘(silicone-like) 물질에 기반을 둔 신축성 있는 도전성 물질로 이루어진 접착부(14)가 배치된다. 높이의 일부는 상기 컷아웃(15)의 높이에 해당된다. 즉, 상기 컷아웃(15)의 상부 에지 영역(15a)으로부터 안테나 연결부(13)까지의 거리에 해당된다. 높이의 일부(14a)는 접착부(14)의 상부 에지로부터 상기 상부 에지 영역(15a)까지의 거리에 상응하며, 바람직하게 0.05 내지 0.15 mm이다.
도 4는 도 3에 도시된 스마트 카드의 칩 모듈 설치 이후 상세 단면도이다. 동일한 의미를 갖는 구성요소 또는 구성요소들은 동일한 참조부호에 의해 지시된다.
칩 모듈(16)의 에지 영역(16a)에서 상부 측으로 모듈 연결부(17)와 접촉 영역(18)을 갖는 칩 모듈이 압력을 받고 카드 바디(11) 상으로 접착되어 접합되면, 신축성을 갖는 도전성 물질로 이루어진 접착부(14)는 스마트 카드의 두께 방향으로 함께 압박되며 압력의 인가 하에서 두 연결부(13 및 17) 상에 압박된다.
상부 에지 영역(15a)과 측면 에지 영역(15b)을 갖는 컷아웃(15)의 체적 사이즈는, 여러 해 동안 스마트 카드를 사용한 이후에도 스마트 카드의 길이 또는 폭 방향의 측면 방향으로 상기 접착부(14)의 탈착이 발생하지 않도록, 모듈 연결부(17)가 컷아웃(15)의 상부 에지 영역(15a)에 위치할 때, 접착부(14)가 전체 컷아웃(15)을 거의 채울 정도의 치수를 갖는다. 이러한 방법으로, 상기 신축성을 갖는 도전성 접착부와 모듈 연결부(13) 및 안테나 연결부(17) 사이의 영구적인 전기적 접촉이 유지된다.
더하여, 고온 용융 접착제를 사용한 스마트 카드 및 그 방법과 비교하면, 여기에 개시된 본 발명에 따른 스마트 카드 및 이에 관련된 제조 방법은, 접착부가 이미 칩 모듈의 설치 이전에 경화되므로, 너무 많은 접착부가 사용되어 칩 모듈의 삽입 시 측면 방향으로 유출되거나, 카드의 표면이 오염되는 문제점을 해소한 잇점을 갖는다.
본 출원 서류에 개시된 모든 특징은, 개별적으로 또는 그 결합된 형태로 종래 기술에 대해 신규한 본 발명의 필수적인 특징으로 청구된다.
참조부호 리스트
1 카드 바디
2 안테나의 접촉 연결부
3 칩 모듈
4 고온 용융 접착제
5, 5a 은함유 글래스 비드
6 접착 영역
7 하부 리세스 표면
8 보어
11 카드 바디
12a, 12b 리세스
13 안테나 연결부
14 접착부
14a, 14b 접착부의 높이
15 컷아웃
15a 컷아웃의 상부 에지 영역
15b 컷아웃의 측면 에지
16 칩 모듈
17 모듈 연결부
18 칩 모듈의 상부측 접촉 영역

Claims (8)

  1. 카드 바디(11), 에지 영역(16a)에 모듈 연결부(17)를 갖는 적어도 하나의 칩 모듈(16)을 수납하기 위해 상기 카드 바디 내에 배치된 적어도 하나의 리세스(recess)(12a, 12b), 바디 접촉 연결부(13)를 가지며 상기 카드 바디(11) 내에 임베드된(embedded) 도전성 구조물, 및 상기 칩 모듈(16)의 에지 영역(16a) 하부에 배치된 안테나 연결부를 갖는 안테나를 갖는 스마트 카드에 있어서,
    상기 칩 모듈(16)은 한 편에는 상기 모듈 연결부(17)와 다른 편에는 상기 바디 접촉 연결부(13) 사이에 설치되고,
    신축성의 도전성 물질로 이루어진 접착부(14)가 상기 바디 접촉 연결부(13) 및 모듈 연결부(17) 사이에 접촉을 형성하도록 인가된 압력을 받은 상태로 배치되고, 여기서 접착부(14)는 상기 카드 바디(11)에 배열된 컷아웃(15) 내에 배치되며, 상기 컷아웃(15)은 스마트 카드의 길이 또는 폭 방향에서, 압력이 가해지기 전에는 상기 접착부(14)로 채워지지 않고, 압력이 가해지는 경우에는 상기 접촉부(14)를 완전히 수용하기 충분한 체적 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착부(14)는 칩 모듈(16)의 에지 영역(16a) 하부에 배치되며, 그 저면(bottom)에서 바디 접촉 연결부(13)에 접하여 종료되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 컷아웃(15)은, 압력 인가가 없는 경우, 상기 카드 바디(11)의 두께 방향에서, 상기 접착부(14)의 높이(14a, 14b) 보다 작은 높이 규격(14b)을 갖는 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 칩 모듈 연결부(13)와 바디 접촉 연결부(17) 사이에 영구적인 접촉을 형성하기 위해, 신축성을 갖는 물질로 이루어진 상기 접착부(14)는 칩 모듈(11)의 설치 이전에 경화되어, 칩 모듈(11)의 설치 이후 탄성 버퍼(resilient buffer)가 되는 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접착부(14)는 상기 카드 바디의 두께 방향을 따라 탄성 버퍼로서 작용하는 것을 특징으로 하는 스마트 카드.
  7. 카드 바디(11), 에지 영역(16a)에 모듈 연결부(17)를 갖는 적어도 하나의 칩 모듈(16)을 수납하기 위해 상기 카드 바디 내에 배치된 적어도 하나의 리세스(recess)(12a, 12b), 바디 접촉 연결부(13)를 가지며 상기 카드 바디(11) 내에 임베드된(embedded) 도전성 구조물, 및 상기 칩 모듈(16)의 에지 영역(16a) 하부에 배치된 안테나 연결부를 갖는 안테나를 갖는 스마트 카드의 제조방법에 있어서,
    상기 칩 모듈(16)이 설치되기 이전에, 신축성의 도전성 물질로 이루어진 접착부(14)가 상기 바디 접촉 연결부(13) 및/또는 모듈 연결부(17)에 인가되어 경화되며, 상기 접착부(14)에 인가된 압력으로 칩 모듈(16)이 상기 카드 바디(11) 내에 설치되고,
    여기서, 상기 접착부(14)는 상기 카드 바디(11)에 배열된 컷아웃(15) 내에 배치되며, 상기 컷아웃(15)은 스마트 카드의 길이 또는 폭 방향에서 압력이 가해지기 전에는 상기 접착부(14)로 채워지지 않고, 압력이 가해지는 경우에는 상기 접착부(14)를 완전히 수용하기 충분한 체적 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는 스마트 카드의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    칩 모듈(16)을 설치하기 이전에, 상기 카드 바디 내에 배치되며 상기 접착부(14)를 수납하기 위해 설계된 컷아웃(15)의 상부 에지 영역(15a) 보다 높은 약 0.05 내지 0.15 mm가 되도록 인가된 것을 특징으로 하는 스마트 카드의 제조방법.
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