KR101074439B1 - 섬유질 재료로된 안테나 지지물 및 칩 지지물을 갖춘비접촉 칩카드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유질 재료로된 안테나 지지물(10) 상에 안테나(12)를 포함하는 비접촉 스마트 카드에 관한 것으로, 본 안테나는 안테나 지지물 상에 스크린 인쇄된 형상 및 2개의 접점(14,16)과, 안테나 지지물의 양면 상에 카드 본체(32,34) 및 안테나에 접속되어 접점(28,30)을 제공하는 칩(26)으로 구성된다. 또한 본 카드는 칩 지지물 상에 스크린 인쇄되고 칩(26)의 접점(28,30)이 접속되는 2개의 전도성 선로(22,24)를 갖는 섬유질 재료로된 칩 지지물(20)을 형성하되, 칩 지지물(20)은, 전도성 선로(22,24)가 안테나의 접점(14,16)과 접촉하게 하고 후자에 접속하게 하며 칩(26)이 안테나 지지물(10) 내에 본 목적을 위해 만들어진 공동(18) 내에 위치하게 하기 위하여 안테나 지지물(10) 상에 위치하게 된다.
비접촉 안테나, 섬유질 재료, 스마트 카드

Description

섬유질 재료로된 안테나 지지물 및 칩 지지물을 갖춘 비접촉 칩카드{CONTACTLESS CHIPCARD WITH AN ANTENNA SUPPORT AND CHIP SUPPORT MADE FROM A FIBROUS MATERIAL}
본 발명은 스마트카드에 관한 것으로 더욱 상세하게는 종이로 된 어댑터를 가지는 비접촉(contactless) 스마트카드에 관한 것이다.
스마트카드 영역은 최대한 확장되고 있다. 은행카드 및 전화카드의 형태로 널리 퍼져있는 이러한 수단은 특히 비접촉 기술의 출현과 새로운 기술의 발전과 함께 괄목할만한 제2의 성장을 증언해 왔다. 실제로 새로운 어플리케이션들이 발명되어져 왔다. 예를 들어, 이송영역에서 비접촉 스마트카드는 대량운송수단 및 고속도로 시스템 양자를 위한 지불 수단으로서 개발되어졌다. 전자 지갑은 지불수단으로서의 비접촉 스마트카드의 또다른 어플리케이션을 제시한다. 또한 많은 회사들이 비접촉 스마트카드를 이용한 사원들의 인식 수단을 발전시켜 왔다.
비접촉 카드와 연관된 판독기 간의 정보 교환은 비접촉 카드내의 안테나와 판독기에 위치한 제2 안테나간의 원격 전자기 결합에 의해 달성된다. 정보를 개발, 저장 및 처리하기 위하여, 카드는 안테나에 접속된 비접촉 칩 또는 전자 모듈(module)을 갖추고 있다. 안테나 및 칩 또는 비접촉 모듈은 전형적으로 플라스틱 재료(폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에스테르(PET), 폴리카보네이트(PC)....)로된 유전체 재료 상에 위치한다. 안테나는 지지물 상에 구리 또는 알루미늄의 화학적 식각이나 구리와 같은 전도성 금속 도선을 감는 것에 의해 얻어진다.
카드는 종종 모노블록(monobloc)이다. 안테나 지지물은 상위 및 하위 카드 본체를 형성하는 플라스틱 재료(PVC, PET, PC, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)...)의 2개의 층 사이에 삽입된 후 압력을 가한 상태에서 고온 적층되어 열 결합 되어진다. 비접촉 칩 또는 모듈은 옴 접촉(ohmic contact)을 확립 가능케 하는 전기적으로 전도성 접착제 또는 등가물에 의해 안테나에 접속된다.
그러나, 이러한 유형의 카드는 몇몇 가지의 주요한 결점을 가지고 있다. 가장 현저한 결점은 적층 과정 중에 실행되는 플라스틱 열 결합 작업은 흡수 응력(absorbed stress)의 복원에 관하여 범용의 기계적 특성을 가지는 모노블록 카드로 통한다는 것이다. 카드가 과도한 휨 및/또는 꼬임 응력을 받은 때에는, 인가된 모든 응력은 비접촉 칩 또는 전자 모듈 및 주요하게는 접속을 형성하는 결합점에 전달되어 진다. 결합 이음의 기계적 강도는 칩 안테나 또는 비접촉 모듈 안테나 접속의 파괴를 초래할 수 있는 큰 변형에 달려 있다. 또한 안테나는 이러한 기계적 응력의 결과로서 절단되어질 수도 있다.
종래의 비접촉 스마트카드의 또다른 약점은 비용 가격이다. 화학적 식각 또 는 금속 도선을 꼬는 것에 의해 얻어진 안테나를 사용하는 것은, 이러한 유형의 장치의 광범위한 배분과는 매우 모순되는 높은 비용 가격에 책임이 있다. 더군다나, 비접촉 전자 모듈의 사용은 가격비용을 증가시킨다.
상기한 문제점들을 해결하기 위하여, 프랑스 특허번호 제9915019호에서 개시된 바와 같이, 또다른 제조공정은 전도성 잉크를 사용하되, 안테나가 스크린 인쇄되어지는 종이(paper)같은 섬유질 지지물을 사용함으로서 구성된다. 다음으로 안테나 지지물은 잉크를 건조시키기 위해 열처리된다. 다음 단계는 칩 및 안테나를 접속하는 것과 카드 본체를 양면으로부터 안테나 지지물에 결합시키는 것으로 이루어지되, 이러한 최종 단계는 적층단계이다.
상기 방법이 직면하는 결점은, 접점이 접속을 만들기 위하여 안테나 접점 상에 접착되는 칩의 강도라는 점이며, 이는 적층 단계에서 안테나를 포함하는 전도성 잉크 내에 형성되는 균열에 이른다. 결과적으로, 칩과 안테나간의 접속이 때때로 차단되거나, 모든 경우에 있어서 파손되기 쉬어지거나, 특히 외부의 응력이 가해진 때에는 어느 때이건 파손될 수 있다.
본 발명의 제 1 목적은 상기한 결점들을 해결하기 위하여, 스마트카드의 사용과 관련된 기계적 응력에 영향을 받지 않고, 비싸지 않은 재료의 사용에 따른 비용 가격이 낮은 비접촉 스마트카드를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 카드의 적층 단계에서 안테나와 칩간의 접점이 쉽게 파손되지 않는 비접촉 스마트카드를 제공하는 것이다.
본 발명은 섬유질 재료로된 안테나 지지물 상에 안테나를 형성하는 비접촉 스마트카드에 관한 것으로서, 상기 안테나는 적어도 하나의 전도성 잉크의 형상 및 안테나 지지물 상에 스크린 인쇄되는 2개의 접점을 갖되, 적어도 하나의 플라스틱 재료의 층으로 된 카드 본체의 각자 및 칩은 안테나에 접속되는 접점을 제공한다. 또한 본 카드는 칩 접점에 접속되고, 칩 지지물 상에 스크린 인쇄되는 중합 가능한 전도성 잉크로된 2개의 선로를 형성하는 섬유질 재료로된 칩 지지물을 포함하되, 상기 칩 지지물은 중합 가능한 전도성 잉크 선로가 안테나의 접점과 만나 접속하도록 하고, 상기 칩은 칩 상의 어떠한 딱딱한 요소도 안테나 접점 또는 안테나 그 자체와 접촉하지 않도록 본 목적을 위한 안테나 지지물 내의 공동(cavity)에 위치하기 위하여 안테나의 지지물 상에 위치한다. 본 발명의 또다른 목적은 다음의 단계를 포함하는 스마트카드 제조 단계이다.
- 중합가능한 전도성 잉크를 사용하여 인쇄된 스크린 인쇄 형상과, 섬유질 재료로된 안테나 지지물 상의 안테나를 위한 2개의 접점 및 상기 안테나 지지물은 전도성 잉크를 중합하고 구워 말리기 위하여 열처리되어지는 것으로 구성된 안테나의 제조 단계,
- 후반부에 차단에 의해 안테나 지지물 내에 공동(cavity)의 생성 단계,
- 섬유질 재료로된 지지물 상에 중합 가능한 전도성 잉크의 2개의 선로를 스 크린 인쇄하는 것에 의해 섬유질 재료로된 칩 지지물의 제조 단계,
- 칩 지지물 상에 접점을 형성하고, 칩의 접점은 중합 가능한 전도성 잉크의 선로와 접촉하기 위한 칩의 접속 단계,
- 중합 가능한 전도성 잉크의 선로는 안테나의 접점과 접촉되도록 하고, 칩은 공동 내에 위치하도록 하기 위하여 안테나 지지물 상에 칩 지지물을 위치시키는 단계, 및
- 핫 프레스 몰딩(hot press molding)의 수단에 의한 지지물의 양면에 플라스틱 재료의 적어도 하나의 층을 용접하는 것으로 구성된 안테나 지지물의 양면 상에 카드 본체를 적층하는 단계,
본 발명의 목적, 대상 및 특징은 첨부된 도면과 결합된 후술하는 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 스마트 카드의 안테나 지지물 정면도.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 스마트 카드의 칩 지지물 정면도.
도 3은 도 2에 도시된 칩 지지물의 A-A선 단면도.
도 4는 칩 지지물을 포함하는 안테나 지지물의 세로방향 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 스마트 카드의 세로방향 단면도.
본 발명에 따른 스마트 카드는 도 1에 도시된 바와 같이 안테나 지지물(10)을 포함한다. 상기 지지물(10)은 섬유질 재료로 만들어진다. 상기 재료는 완벽하게는 종이이다. 안테나(12)는 상기 지지물 상에 스크린 인쇄되어 진다. 상기 안테나는 4개의 동심원 형상으로 구성된다. 안테나(10)의 양 끝단은 접점(14 또는 16)을 형성한다. 상기 형상 및 안테나 접점은 중합 가능한 전도성 잉크로 만들어진다. 바람직한 실시예에 따른 상기 잉크는 은, 구리 또는 카본 등과 같은 전도성 요소를 첨가한 에폭시 잉크이다. 공동(cavity)(18)은 후반부에 차단에 의해 안테나 지지물 내에 생성된다. 상기 공동은 칩을 받아들이도록 설계된다.
칩 지지물(20)의 정면도는 도 2a 및 도 2b에 도시된다. 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 상기 지지물(20)은 섬유질 재료로 만들어진다. 상기 재료는 완벽하게는 종이이다. 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)의 2개의 선로는 상기 지지물(20) 상에 스크린 인쇄된다. 바람직한 실시예에 따른 상기 잉크는 은, 구리 또는 카본 등과 같은 전도성 요소를 첨가한 에폭시 잉크이다. 중합 가능한 잉크의 표면(22,24)은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 또다른 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 표면(22,24)는 도 2b에 도시된 바와 같이 표면의 긴 면은 지지물(20)의 반대편의 바깥쪽 모서리와 병치(juxtaposed)되는 2개의 사다리꼴의 형상일 수 있다. 상기 사다리꼴 형상의 넓은 면 영역은 접속을 만들기 위하여 안테나 지지물 상에 칩 지지물을 위치시키는 것으로서 구성된 작동의 정확성의 정도를 낮추며, 그에 따라 상기 작동의 생산 속도를 증가시키고, 향상된 출력 및 낮은 생산 단가를 얻을 수 있다. 접점을 제공하는 칩(26)은 지지물(20) 상에 위치하게 된다.
도 3은 A-A선 단면도에 따라, 도 2에서 도시된 칩 지지물(20)의 세로방향 단면도이다. 도시된 바와 같이 칩(26)은 접점(28,30)이 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)의 선로와 접촉되도록 하기 위하여 지지물(20)에 접속되어 있다. 몇 가지의 방법들이 지지물(20)에 칩(26)을 접속하는데 사용되어 질 수 있다.
제 1 실시예에 따르면, 접점(28,30)이 전도성 잉크(22,24)의 선로와 만나기 위하여 칩(26)이 위치하게 되면, 압력을 가한 결과로써 칩의 접점이 칩 지지물(20) 및 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)의 선로를 변형하기 위하여 압력이 칩에 인가된다. 칩 지지물(20) 및 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)의 선로는 압력이 제거된 후에도 변형된 형상을 유지하며, 그에 따라 넓은 접촉면이 칩 접점과 전도성 잉크의 선로간에 얻어질 수 있다.
제 2 실시예에 따르면, 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)의 선로는 전도성 접착제로 덮여진다. 그 다음에는, 칩(26)은 상기 칩의 접점(28,30)이 상기 전도성 접착제에 삽입되고, 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)의 선로와 만나도록 하기 위하여 칩 지지물(20) 상에 위치하게 된다.
이와 같이 얻어진 칩 지지물(20)은 도 4에 도시된 바와 같이 칩(26)이 공동(18) 내에 포함되어지는 것과 같은 방법으로 안테나 지지물(10) 상에 위치하게 된다. 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)의 선로는 안테나 접점(14,16)과 접촉한다. 다음으로 칩(26)은 안테나(12)에 접속한다. 카드의 조립이 완료된 때에는, 전도성 접착제 없이 만들어진 접속은 한정적이다. 중합 가능한 전도성 잉크 선로(22,24)의 긴 길이는 칩 및 안테나간의 접속에 영향을 미침이 없이 요구된 대로 안테나 지지물(10) 상에 칩 지지물(20)의 세로방향의 변위를 가능하게 한다. 횡적 운동(transverse movement)는 일단 카드의 조립이 완료된 때에는 불가능하다. 그럼에도 불구하고, 기술을 완벽하게 하고, 접점을 개선하며, 칩 지지물(20)의 운동을 막기 위한 시도에서, 전도성 접착제의 층은 중합 가능한 전도성 잉크(22,24) 및 안테나의 접점(14,16) 간에 적용되어 질 수도 있다.
도 5는 스마트 카드의 최종적인 구성을 도시한 단면도이다. 플라스틱 재료의 층은 안테나 지지물(10)의 양면 상에 적층되어졌고, 칩 지지물(20)을 포함하며, 그에 따라 카드 본체(32,34)를 형성한다. 상기 적층은 바람직하게는 핫 프레스 몰딩에 의해 수행된다. 카드 본체를 위해 사용되는 플라스틱 재료는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에스테르(PET, PETG), 폴리카보네이트(PC) 또는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS)이다. 바람직한 실시예에 따르면, 카드 본체는 PVC로 만들어진다. 본 실시예에 따르면, 카드 본체의 각각은 하나의 단일층을 구성한다. 그러나, 카드 본체의 각각은 동일한 또는 다른 플라스틱 재료의 몇몇의 층을 구성한다.
이에 따라 얻어진 스마트 카드는 안테나 지지물 및 칩 지지물이 매우 유연한 동일한 섬유질 재료로 만들어진다는 사실에 기인하여 탁월한 기계적 내성을 제공한다. 이와 같이, 금속 모듈을 가지는 비접촉 카드와는 반대로, 안테나의 단선을 초래할 지도 모르는 어떠한 기계적 응력도 안테나 지지물에 전해지지 않는다. 본 카드에 존재하는 유일한 응력점은 칩 그 자체인데, 이는 칩의 단단한 구조에 기인한 다. 그러나, 칩의 표면 영역이 매우 작아짐에 따라, 이러한 응력 또한 역시 작아진다. 더군다나, 칩이 특정한 칩 지지물 상에 위치되어지고, 지지물 내에 만들어진 공동 내에 존재함으로써, 칩은 안테나 형상 또는 접점과 접촉하지 않는 것처럼 후자와 직접적으로 접촉하지 않고, 이는 기계적 응력 및 적층 과정 동안에 안테나 접점 또는 안테나 그 자체에 현저하게 나타날 수 있는 전단 응력(shearing stress)을 감소시킨다. 이와 같이 큰 신뢰성을 제공하는 스마트 카드는 비싸지 않은 재료의 사용에도 불구하고 매우 낮은 비용 가격에 생산되어질 수 있다.

Claims (8)

  1. 카드는 칩 접점에 접속되고, 칩 지지물(20) 상에 스크린 인쇄되는 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)로 된 2개의 선로를 포함하는 섬유질 재료로 된 칩 지지물(20)을 포함하되 칩의 접점(28,30)에 접속되어지며,
    상기 칩 지지물(20)은 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)의 선로가 안테나 접점(14,16)과 만나 접속되도록 하고, 상기 칩은 칩상의 어떤 딱딱한 요소도 상기 안테나 접점(14,16) 또는 안테나(12)와 접촉하지 않도록 안테나 지지물(10) 내에 본 목적을 위해 만들어진 안테나 지지물 내의 공동(18)에 위치하게 되는 것과 같은 방법으로 상기 안테나 지지물 상에 위치하며,
    상기 안테나(12)는 1 이상의 전도성 잉크의 형상 및 상기 안테나 지지물(10) 상에 스크린 인쇄되는 2개의 접점(14,16)을 갖되, 각 카드본체는 1 이상의 플라스틱 재료의 층으로 이루어지고, 그리고 칩(26)은 안테나에 접속되는 접점(28,30)을 제공하는 섬유질 재료로된 안테나 지지물(10) 상에 안테나를 형성하는 비접촉 스마트 카드.
  2. 제1항에 있어서,
    중합 가능한 전도성 잉크의 선로에 대한 칩의 접속은 상기 전도성 잉크의 선로 및 상기 칩 지지물에 상기 칩 접점을 매설함에 의해 구비되는 스마트 카드.
  3. 제1항에 있어서,
    중합 가능한 전도성 잉크의 선로에 대한 칩의 접속은 칩의 접점 및 상기 중합 가능한 전도성 잉크의 선로간에 위치한 전도성 접착제 층을 통해 얻어지는 스마트 카드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유질 재료는 종이인 스마트 카드.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합 가능한 전도성 잉크의 선로는 전도성 접착제 층에 의해 안테나 접점에 접속되어지는 스마트 카드.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    카드 본체를 형성하는 플라스틱 재료는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에스테르(PET, PETG), 폴리카보네이트(PC) 또는 아크릴노니트릴-부타디엔-스틸렌(ABS)인 스마트 카드.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합 가능하고 전도성인 잉크는 은, 구리 또는 카본의 입자와 같은 전도성 요소가 첨가된 에폭시 잉크인 스마트 카드.
  8. - 중합가능한 전도성 잉크를 사용하여 인쇄된 스크린 인쇄 형상과, 섬유질 재료로된 안테나 지지물(10) 상의 안테나 접점(14,16) 및 안테나 지지물(10)은 전도성 잉크를 중합하고 구워 말리기 위하여 열처리되어지는 것으로 구성된 안테나(12)의 제조 단계,
    - 후반부에 차단에 의해 상기 안테나 지지물(10) 내에 공동(18)의 생성 단계,
    - 섬유질 재료로된 지지물(20) 상에 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)의 2개의 선로를 스크린 인쇄하는 것에 의한 섬유질 재료로된 칩 지지물 제조 단계,
    - 접점(28,30)이 중합 가능한 전도성 잉크(22,24)의 선로와 접촉함으로써, 상기 칩 지지물 상에 접점(28,30)을 형성하고 칩(26)을 접속하는 단계,
    - 중합 가능한 전도성 잉크의 상기 선로는 안테나(12)의 상기 접점(28,30)과 접촉되도록 하고, 칩의 어떠한 단단한 요소도 상기 안테나 접점(14,16) 또는 상기 안테나(12)와 접촉하지 않도록 하며, 상기 칩(26)은 공동(18) 내에 위치하도록 하기 위하여 안테나 지지물(10) 상에 칩 지지물(20)을 위치시키는 단계, 및
    - 핫 프레스 몰딩 및 완벽하게 상기 칩(26)을 안테나에 접속하는 것에 의해 안테나 지지물의 양면에 플라스틱 재료의 하나의 층을 용접하는 것으로 구성된 상기 안테나 지지물(10)의 양면 상에 카드 본체(32,34)를 적층하는 단계를 포함하는 스마트 카드의 제조방법.
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