KR101368721B1

KR101368721B1 - 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101368721B1
Application number: KR1020130060860A
Authority: KR
Inventors: 전제찬; 조용준
Original assignee: 유비벨록스(주)
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2014-03-03
Also published as: WO2014193006A1

Abstract

본 발명에 따른 솔더링 장치는 콤비형 아이씨 카드의 안테나 코일 접점에 솔더액을 도포하는 솔더링 장치에 있어서, 외부로 노출된 상기 안테나 코일 접점에 솔더액을 도포하고 동시에 상기 코일 접점부위에 초음파를 방사하는 솔더액 도포부를 포함하여 구성되며, 상기 솔더액 도포부는, 상기 접점 부위에 가열된 솔더액을 도포하는 솔더액 주입기와, 상기 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 접점 부위에 충분히 흡착되도록 하는 초음파 발생기를 포함하여 구성된다.
본 발명은, 안테나 코일의 접점 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 상기 접점 부위에 충분히 흡착되도록 하는 초음파 솔더링 장치를 구현하였다. 본 발명은 초음파를 이용하여 솔더액이 접점 부위에 충분히 흡착되도록 함으로써, 아이씨 칩이 아이씨 카드에 견고하게 접착되도록 하였다. 본 발명은 종래 콤비형 아이씨 카드를 제작하거나 사용하는 중에 상기 안테나 코일의 접점과 칩베이스에 형성된 접점간의 접착이 떨어지거나 전기적 단락이 빈번하게 발생하던 문제점을 해결하고 카드의 품질을 향상시키고 제조과정에서 불량률을 크게 낮추었다.

Description

콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR SOLDERING IN MANUFACTURING SYSTEM OF COMBI-TYPE IC CARD}

본 발명은 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 솔더액으로 아이씨 칩을 아이씨 카드에 접착시키는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 장치 및 방법에 관한 것이다.

아이씨 카드는 특정 트랜잭션을 처리할 수 있는 능력을 가진 아이씨 칩(Intergrated Circuit Chip)을 내장한 카드로서, 마이크로 프로세서, 카드 운영체제, 보안 모듈, 메모리 등을 구비한다.

아이씨 카드는 일반적으로 카드 리더용 단말기와 전극이 접촉함으로써 정보의 입출이 이루어지는 접촉식 아이씨 카드(Contact IC Card)와, 내부에 안테나를 구비하고 있어 카드 리더용 단말기와 접촉하지 않고도 정보의 입출이 가능한 비접촉식 아이씨 카드(Contactless IC Card)와, 상기 접촉식 및 비접촉식 카드의 역할이 모두 가능한 콤비형 아이씨 카드(Combi-type IC Card)로 분류할 수 있다.

상기 콤비형 아이씨 카드에 안착되는 COB(Chip On Board)의 경우, 일반적으로 일 면은 접촉식 단말기에 접촉하여 정보의 입출력을 담당하는 접촉형 전극을 구비하고, 다른 일면에는 아이씨 칩을 보호하기 위한 몰딩부 및 비접촉식 정보의 입출을 위한 안테나 와인딩에 연결되는 안테나 전극을 구비한다.

도1과 도2는 종래 스마트 카드의 구조의 나타낸 도면으로서, 도1은 내장된 안테나 코일(or 루프코일)을 이용하여 무선으로 데이터를 송수신하는 일반적인 스마트 카드의 내부 구성도이고, 도2는 스마트 카드에 마이크로칩을 장착하는 과정을 나타낸 예시도이다.

도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 인레이 시트에 내장된 안테나 코일을 이용하여 무선으로 데이터를 송수신하는 일반적인 콤비형 아이씨 카드의 구조는, 상부에서부터 순서대로 전면 오버레이 시트(11), 전면 인쇄시트(12), 인레이 시트(13), 후면 인쇄시트(14) 및 후면 오버레이 시트(15)가 적층된 형상이다.

마이크로 칩(31)이 탑재된 장방형의 칩베이스(30)가 카드 상부층(예: 전면 오버레이 시트(11)와 전면 인쇄시트(12))에 형성된 요홈부(12a)으로 삽입되고, 마이크로칩(31)은 상기 인레이 시트(13)에 형성된 요홈부(11a)로 삽입되면서 칩베이스(30)에 형성된 접점(32a, 32b)이 안테나 코일(20)의 접점(a1, a2)에 접촉되도록 구성된다. 상기 마이크로칩(31)의 접점(32a, 32b)은 안테나 코일(20)의 접점(a1, a2)과 접촉되어 통전이 가능하게 된다.

도1 및 도2에 도시된 콤비형 아이씨 카드 구조에 있어서, 종래 아이씨 칩과 아이씨 카드는 솔더액을 도포하여 열융착하는 방식의 압착으로, 안테나 코일(20)의 접점(a1, a2)과 칩베이스(30)의 접점(32a, 32b)을 접착하였다. 이러한 종래의 접착방식은 그러나, 콤비형 아이씨 카드를 제작하거나 사용하는 중에 상기 두 지점((a1, a2) & (32a, 32b))간의 접착이 떨어지거나 전기적 단락이 빈번하게 발생하여 카드의 품질이 낮고 제조과정에서 불량률이 높다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 솔더액 도포부위에 초음파를 방사하여 안테나 코일의 좌우측 접점부위에 솔더액이 충분히 흡착되도록 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 부가적인 특성 및 이점들은 아래의 설명에 기재될 것이며, 부분적으로는 상기 설명에 의해 명백해지거나 본 발명의 실행을 통해 숙지될 것이다. 본 발명의 목표 및 다른 이점들은 특히 아래 기재된 설명 및 부가된 도면뿐만 아니라 청구항에서 지적한 구조에 의해 구현될 것이다.

본 발명은, 안테나 코일(20)의 접점(a1, a2) 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 접점(a1, a2) 부위에 충분히 흡착하도록 하는 초음파 솔더링 장치를 구현하였다.

본 발명은 초음파를 이용하여 솔더액이 접점(a1, a2) 부위에 충분히 흡착하도록 함으로써, 아이씨 칩이 아이씨 카드에 견고하게 접착되도록 하였다.

또한, 본 발명은 아이씨 카드와 아이씨 칩의 접착부위에 열융착 프레스, 초음파 융착 프레스, 냉각 프레스를 차례로 가하여, 아이씨 칩이 아이씨 카드에 견고하게 접착되도록 함으로써, 종래 콤비형 아이씨 카드를 제작하거나 사용하는 중에 상기 안테나 코일의 접점(a1, a2)과 칩베이스(30)에 형성된 접점(32a, 32b)간의 접착이 떨어지거나 전기적 단락이 빈번하게 발생하던 문제점을 해결하고 카드의 품질을 향상시키고 제조과정에서 불량률을 크게 낮추었다.

도1은 내장된 루프코일을 이용하여 무선으로 데이터를 송수신하는 일반적인 스마트 카드의 내부 구성도.
도2는 콤비형 아이씨 카드에 칩을 장착하는 과정을 나타낸 예시도.
도3은 본 발명에 따른 카드 제조 시스템의 장치적 구성을 나타낸 예시도.
도4는 안테나 검사부를 나타낸 예시도.
도5는 솔더액 도포부의 구성을 나타낸 예시도.
도6a는 종래 기술에 따른 솔더액 도포 공정을 나타낸 예시도.
도6b는 본 발명에 따른 솔더액 도포 공정을 나타낸 예시도.
도7은 본 발명에 따른 도포상태 검출부의 비젼(vision)검사 모니터 화면을 나타낸 도면.
도8은 본 발명에 따른 프레스 융착부의 구성을 나타낸 예시도.
도9는 본 발명에 따른 콤비형 아이씨 카드 제조공정을 나타낸 흐름도.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 솔더링 장치는 콤비형 아이씨 카드의 안테나 코일 접점에 솔더액을 도포하는 솔더링 장치에 있어서, 외부로 노출된 상기 안테나 코일 접점에 솔더액을 도포하고 동시에 상기 코일 접점부위에 초음파를 방사하는 솔더액 도포부를 포함하여 구성되며, 상기 솔더액 도포부는, 상기 접점 부위에 가열된 솔더액을 도포하는 솔더액 주입기와, 상기 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 접점 부위에 충분히 흡착되도록 하는 초음파 발생기를 포함하여 구성된다.

바람직하게, 상기 솔더액 주입기는, 상기 안테나 코일의 우측 접점에 가열된 솔더액을 도포하는 제1솔더액 주입기와, 상기 안테나 코일의 좌측 접점에 솔더액을 도포하는 제2솔더액 주입기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 초음파 발생기는, 상기 우측 접점의 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 우측 접점 부위에 흡착되도록 하는 제1초음파 발생기와, 상기 좌측 접점의 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 좌측 접점 부위에 흡착되도록 하는 제2초음파 발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 초음파 발생기는 초음파 방사에 의해 상기 접점(a1, a2)의 절삭면을 녹이면서 절삭면의 플라스틱 층에 표면 요철이 형성되도록 하고, 상기 도포된 솔더액이 상기 안테나 코일 금속면의 불규칙한 틈까지 침투되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 솔더링 방법은 콤비형 아이씨 카드의 안테나 코일 접점에 솔더액을 도포하는 솔더링 방법에 있어서, 외부로 노출된 상기 안테나 코일의 접점에 솔더액을 도포하고 동시에 상기 접점 부위에 초음파를 방사하는 솔더액 도포 공정을 포함하여 구성되며, 상기 솔더액 도포 공정은, 상기 접점 부위에 가열된 솔더액을 도포하는 솔더액 주입 공정과, 상기 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 접점 부위에 충분히 흡착되도록 하는 초음파 방사 공정을 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 따른 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 장치적 구성을 나타낸 예시도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템(100)은 카드 확인부(200), 안테나 검사부(300), 솔더액 도포부(400), 도포상태 검출부(500), 칩 안착부(600), 프레스 융착부(700), 불량품 검출부 (800)를 포함하여 구성된다.

상기 카드 확인부(200)는 카드제조 시스템 내의 이송 플레이트(210) 상에 아이씨 카드가 있는지 여부와 이송된 카드가 한 장인지 여부를 체크한다.

일단, 카드공급 카트리지가 장착되고, 시스템(100)이 구동을 시작하면, 카드공급 카트리지에 적층된 아이씨 카드가 한 장씩 상기 카트리지에서 배출되어 이송 플레이트 위에 올려지고, 이송 플레이트를 따라 시스템(100)의 각 공정을 거치게 된다.

상기 카드 확인부(200)는 제조공정의 초기 단계에서, 카드공급 카트리지에서 아이씨 카드가 배출되어 이송 플레이트 위에 1장의 카드가 정확히 올려져 있는지 여부를 검사한다.

상기 카드공급 카트리지에 적층된 아이씨 카드는 밀링 처리된 것들로서, 밀링작업에 의해 아이씨 칩을 안착할 수 있도록 요홈부(11a, 12a)를 형성하고 있으며, 또한 정밀한 밀링절삭으로 안테나 코일의 접점(a1, a2)을 노출시킨다. 상기 안테나 코일은 밀링절삭으로 인해, 피복이 벗겨지며 코일의 금속면이 드러나게 되며, 드러난 금속면의 표면은 도6b의 확대화면(ES)에 도시된 바와 같이, 불규칙한 틈들(H2)을 형성하게 된다.

상기 안테나 검사부(300)는 도4에 도시된 바와 같이 상기 노출된 안테나 코일의 접점(a1, a2)에 전류를 흘려보내어, 안테나 코일의 배선에 단락이 있는지 여부를 검사한다. 안테나 검사부(300)는 안테나 코일의 일 접점(예: a1)을 통해 소정의 전기적 신호(예: 24Volt)를 흘려보내고 안테나 코일의 다른 일 접점(예: a2)에서 상기 전기적 신호(예: 24Volt)가 검출되는지를 확인한다. 도4는 안테나 검사부를 나타낸 예시도이다.

상기 솔더액 도포부(400)는 도5에 도시된 바와 같이, 상기 노출된 안테나 코일 접점(a1, a2)에 상온의 솔더액 또는 소정 온도(예: 50℃ ~ 100℃)로 가열된 솔더액을 도포한다. 이때, 솔더액 도포부(400)는 상기 솔더액이 도포될 때 상기 코일 접점(a1, a2) 부위에 초음파를 방사한다. 도5는 솔더액 도포부의 구성을 나타낸 예시도이다.

상기 코일 접점(a1, a2) 부위에 초음파가 방사되면, 도6b의 확대화면(ES)에 도시된 바와 같이, 평평했던 접점(a1, a2)의 절삭면 일부가 녹으면서 상기 절삭면의 플라스틱 층(예: 인레이 시트(13), H1)은 불균일하게 형성된 표면을 갖게 된다. 또한, 접점(a1, a2)에 도포된 솔더액은 상기 초음파 방사를 통해 상기 안테나 코일 금속면의 불규칙한 틈들(H2)까지 침투하면서, 안테나 코일의 좌우측 접점(a1, a2) 부위에 충분히 흡착된다. 도6b는 본 발명에 따른 솔더액 도포 공정을 나타낸 예시도이다.

솔더액 도포부(400)는 도5에 도시된 바와 같이, 제1솔더액 주입기(420), 제1초음파 발생기(440), 제2솔더액 주입기(460), 제2초음파 발생기(480)를 포함하여 구성된다.

상기 제1솔더액 주입기(420)는 안테나 코일의 우측 접점(a2)에 가열된 솔더액을 도포한다.

상기 제1초음파 발생기(440)는 상기 우측 접점(a2)의 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 우측 접점(a2) 부위에 충분히 흡착되도록 한다.

상기 제2솔더액 주입기(460)는 도6b에 도시된 바와 같이 안테나 코일의 좌측 접점(a1)에 솔더액을 도포한다.

상기 제2초음파 발생기(480)는 상기 좌측 접점(a1)의 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 좌측 접점(a1) 부위에 충분히 흡착되도록 한다.

상기 도5와 도6b의 제1 및 제2초음파 발생기(440, 480)는 아이씨 카드의 상부에서 초음파를 방사하는 구성(이하, 제1구성이란 한다)으로 도시되었으나, 도8의 초음파 발생기(760)와 같이 아이씨 카드의 하부에서 초음파를 방사하는 구성(이하, 제2구성이라 한다)으로 구형될 수도 있다. 본 발명은 솔더액의 온도, 배합비, 아이씨 칩과 아이씨 카드의 결합방향 등에 따라 아이씨 칩과 아이씨 카드의 접착이 보다 더 견고하게 이루어지도록 상기 제1 또는 제2구성을 선택적으로 적용할 수 있다.

상기 도포상태 검출부(500)는, 솔더액이 안테나 코일 접점(a1, a2)의 노출부위에 정상적으로 도포되었는지 체크한다. 관리자는 도7에 도시된 바와 같이, 모니터를 통해, 육안으로 솔더액이 정상적으로 도포되었는지 확인할 수 있다. 본 발명은 접점(a1, a2)의 영역과 대비하여, 도포된 솔더액의 분포 영역이 최대 116%이하이고, 최소 63%이상일 때, 솔더액이 정상적으로 도포된 것으로 판정한다. 도7은 본 발명에 따른 도포상태 검출부의 비젼(vision)검사 모니터 화면을 나타낸 도면이다. 도7에 도시된 좌측 접점(a1)의 솔더액 분포는 80%이고, 우측 접점(a2)의 솔더액 분포는 100%이다.

상기 칩 안착부(600)는 안착 암(arm)을 이용하여 아이씨 칩을 아이씨 카드의 지정 위치(예: 요홈부(11a, 12a))에 안착시킨다. 상기 칩의 안착 시, 칩 안착부(600)는 대략 180℃의 열로 아이씨 칩에 살짝 프레스(예: 0.3~1.5초)를 가하여, 다음 공정(예: 프레스 융착공정)으로 아이씨 카드가 이송되는 과정에서, 카드에 안착된 아이씨 칩이 이송속도를 못이겨 움직이거나 사라지는 것(예: 바람 또는 충격으로 인해)을 방지한다. 칩 안착공정이 완료된 후 프레스 융착공정이 시작되기 전에, 아이씨 칩이 아이씨 카드의 요홈부(11a, 12a)에 올려져 있는지 체크한다.

상기 프레스 융착부(700)는 열융착 프레스, 초음파 융착 프레스, 냉각 프레스를 차례로 가하여, 상기 요홈부에 안착된 아이씨 칩을 아이씨 카드에 압착시킨다.

프레스 융착부(700)는 도8에 도시된 바와 같이, 제1열융착 프레스(710), 제2열융착 프레스(720), 제3열융착 프레스(730), 초음파 융착 프레스(740), 냉각 프레스(750)를 포함하여 구성된다. 프레스 융착부(700)는 열융착 프레스(710 내지 730)를 통해, 0.5초 내지 1.0초의 시간동안 대략 180℃~220℃의 열(이하, '210℃'라 한다)과 2bar ~ 4bar의 압력(이하, '3.5bar'라 한다)을 가하여 솔더액이 접점(a1, a2)의 영역에 고루 도포되도록 하고 아이씨 칩과 아이씨 카드간에 열융착이 발생하도록 한다. 도8은 본 발명에 따른 프레스 융착부의 구성을 나타낸 예시도이다.

상기 제1열융착 프레스(710)는 210℃의 열과 3.5bar의 압력을 가하여, 상기 안착된 아이씨 칩을 솔더액이 도포된 아이씨 카드에 압착되도록 한다.

상기 제2열융착 프레스(720)는 상기 1차 열융착이 완료된 아이씨 카드에 210℃의 열과 3.5bar의 압력을 가하여, 아이씨 카드에 2차 압착을 수행한다.

상기 제3열융착 프레스(730)는 210℃의 열과 3.5bar의 압력을 가하여, 다시 3차 압착을 수행한다.

상기 초음파 융착 프레스(740)는 상기 3차 열융착 프레스가 완료된 아이씨 카드에 3.5bar의 압력과 초음파를 가하여, 아이씨 칩과 카드에 초음파 융착이 이루어지도록 한다. 초음파 융착 프레스(740) 공정을 통해, 3차례의 열융착 프레스를 거친 아이씨칩과 카드는 더욱 견고하게 접착된다.

본 발명에 따른 카드 제조 시스템(100)은 도8에 도시된 바와 같이 초음파 융착 프레스(740)의 아래 쪽에, 아이씨 칩과 카드의 접착부위에 초음파를 방사할 수 있는 초음파 발생기(760)를 구비한다. 초음파 융착 프레스(740)가 위쪽에서 3.5bar 압력의 프레스를 가할 때, 동시에 초음파 발생기(760)는 아이씨 카드의 하부에서 초음파를 방사하여 아이씨 칩과 카드의 접착부위를 융착시킨다.

아이씨 카드의 상부에서 초음파를 방사하는 경우, 아이씨 칩과 접착되는 아이씨 카드 측의 플라스틱 층이 녹아 내리고 그로 인해 불량품이 양산되는 문제점을 일으킨다. 본 발명에 따른 카드 제조 시스템(100)은 초음파 발생기(760)를 초음파 융착 프레스(740)의 아래 쪽에 구비하여 초음파 융착 프레스(740) 공정을 수행함으로써, 이러한 문제점을 해결하였다.

상기 냉각 프레스(750)는 상기 초음파 융착 프레스가 완료된 아이씨 카드에 대략 10℃~15℃의 냉기와 3.5bar의 압력을 가하여, 상기 아이씨 칩과 카드 간의 융착이 견고해지도록 한다.

상기 불량품 검출부(800)는 상기 아이씨 칩과 안테나 코일의 접속상태가 정상인지 여부를 테스트하고 정상품과 불량품을 분리 배출한다.

상기 불량품 검출부(800)는 RF테스트부(820), 아이씨 칩 테스트부(840), 분리 배출부(860)를 포함하여 구성된다. 상기 RF테스트부(820)는 아이씨 칩과 안테나 코일이 정상적으로 접속되었는지 테스트하는 장치로서, 10MHz ~20MHz (이하, '13.56MHz'라 한다)의 테스트 신호를 아이씨 카드에 송출하고, 아이씨 칩이 상기 테스트 신호를 정상적으로 검출하는지 여부를 확인한다.

상기 아이씨 칩 테스트부(840)는 도3에 도시된 바와 같이 8개의 바늘로 이루어진 다리를 IC칩의 8개 단자(예: 전원공급단자, 초기화 입력단자, 클럭단자, 예비단자, 접지단자, 프로그램 전압단자, 직렬 데이터 입출력단자, 예비단자)에 각각 접촉하여, 8개의 단자가 모두 정상인지 여부를 테스트 한다.

상기 분리 배출부(860)는 상기 제조공정의 오류나 불량판정된 아이씨 카드를 정상품과 분리하여 배출하는 장치이다. 분리 배출부(860)는 정상품 카트리지와 불량품 카트리지를 구비하여, 정상 아이씨 카드와 불량 아이씨 카드를 각기 다른 카트리지로 배출되도록 한다.

도9는 본 발명에 따른 콤비형 아이씨 카드 제조공정을 나타낸 흐름도이다.

도9에 도시된 바와 같이, 본 발명은 카드공급 카트리지가 장착되고 시스템(100)이 구동을 시작하면 먼저, 카드공급 카트리지에서 아이씨 카드가 배출되어 이송 플레이트 위에 올바로 올려졌는지, 올바로 올려졌다면 1장의 카드가 맞는지 혹시 2장 이상의 카드는 아닌지 등을 검사한다.

이후, 아이씨 카드는 안테나 검사부(300)로 전달되고, 안테나 검사부(300)는 도4에 도시된 바와 같이 상기 노출된 안테나 코일의 접점(a1, a2)에 전류를 흘려보내어, 안테나 코일의 배선에 단락이 있는지 여부를 검사한다. (S100) 안테나 검사부(300)는 안테나 코일의 일 접점(예: a1)에 전기적 신호(예: 24Volt)를 흘려보내고 다른 일 접점(예: a2)을 통해 상기 전기적 신호(예: 24Volt)가 검출되는지 확인한다.

그리고, 상기 안테나 코일의 배선에 단락이 없는 것으로 확인되면, 시스템(100)은 도5에 도시된 바와 같이 상기 노출된 안테나 코일의 좌,우 접점(a1, a2)에 소정 온도로 가열된 솔더액(예: 50℃ ~ 100℃)을 도포한다. (S200) 시스템(100)은 먼저, 안테나 코일의 우측 접점(a2)에 솔더액을 도포하고, 솔더액이 도포된 접점(a2) 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 접점(a2) 부위에 충분히 흡착되도록 한다.

그리고, 시스템(100)은, 안테나 코일의 좌측 접점(a1)에 솔더액을 도포 하고, 상기 접점(a1) 부위에 초음파를 방사하여 좌측의 접점(a1) 부위에도 솔더액이 충분히 흡착되도록 한다.

본 발명의 카드 제조공정에 제공되는 아이씨 카드는 사전에 밀링 처리된 것들로서, 사전 밀링작업에 의해 아이씨 칩을 안착시키는 요홈부(11a, 12a)가 형성되도록 절삭된다. 이때, 아이씨 카드는 정밀한 밀링절삭으로 인레이 시트(13)에 권선된 안테나 코일(20) 상부의 금속면과 피복이 절삭되면서, 도6b에 도시된 바와 같이 코일의 접점(a1, a2)으로서 노출되는 코일(20) 상부의 금속표면은 불규칙하게 갈라진 틈들(H2)을 형성하게 된다.

본 발명에 따른 초음파 방사는 도6b의 확대화면(ES)에 도시된 바와 같이, 접점(a1, a2)의 절삭면 일부를 녹이면서 절삭면의 플라스틱 층(예: 인레이 시트(13), H1)에 표면요철이 형성되도록 한다. 또한, 접점(a1, a2)에 도포된 솔더액은 상기 초음파 방사를 통해 상기 안테나 코일(20) 금속면의 불규칙한 틈들(H2)까지 침투하면서, 안테나 코일의 좌우측 접점(a1, a2) 부위에 충분히 흡착된다.

종래 솔더액 도포 공정의 경우, 도6a에 도시된 바와 같이 상기 접점(a1, a2)의 절삭면에 단순히, 솔더액만을 도포하므로, 솔더액이 접점(a1, a2) 부위에 충분히 흡착되지 않는 문제가 있었다. 이러한 문제는 아이씨 칩이 아이씨 카드에 견고하게 접착되지 않는 문제로 연결되었으며, 상기 안테나 코일의 접점(a1, a2)과 칩베이스(30)에 형성된 접점(32a, 32b)간의 접착이 떨어지거나 전기적 단락이 빈번하게 발생하여 아이씨 카드의 품질에 영향을 미치고 제조공정의 불량률을 높이는 요인이 되었다. 도6a는 종래 기술에 따른 솔더액 도포 공정을 나타낸 예시도이다.

상기 솔더액 도포가 완료되면, 솔더액이 안테나 코일 접점(a1, a2)의 노출부위에 정상적으로 도포되었는지 체크한다.

그리고, 솔더액 도포가 정상적인 것으로 확인되면, 칩 안착부(600)의 안착 암(arm)을 이용하여 아이씨 칩을 아이씨 카드의 지정 위치(예: 요홈부(11a, 12a))에 안착시킨다. (S300) 그리고, 안착된 아이씨 칩에 대략 180℃의 열로 살짝 프레스(예: 0.3~0.5초)를 가하여, 카드에 안착된 아이씨 칩이 이송과정에서 속도를 못이겨 움직이거나 사라지는 것을 방지한다. 시스템(100)은 이후, 프레스 융착공정이 시작되기 전에, 아이씨 칩이 아이씨 카드의 요홈부(11a, 12a)에 올려져 있는지 여부를 체크한다. 이 과정은 단순히 아이씨 카드의 요홈부(11a, 12a) 상에 아이씨 칩이 있는지 없는지를 확인하기 위한 것이다.

프레스 융착공정이 시작되기 전에, 아이씨 칩이 아이씨 카드의 요홈부 (11a, 12a)에 정상적으로 올려져 있는 것으로 확인되면, 시스템은 아이씨 카드에 열융착 프레스, 초음파 융착 프레스, 냉각 프레스를 차례로 가하여, 아이씨 칩과 카드가 견고하게 접착되도록 한다. (S400)

시스템(100)은 도8에 도시된 바와 같이, 3차례의 열융착 프레스(710 내지 730)와 한차례의 초음파 융착 프레스(740), 그리고 한차례의 냉각 프레스(750)를 이용하여, 아이씨 칩과 카드를 견고하게 접착시킨다.

시스템(100)은 먼저, 제1열융착 프레스(710)를 통해, 210℃의 열과 3.5bar의 압력을 가하여, 상기 안착된 아이씨 칩을 솔더액이 도포된 아이씨 카드에 압착되도록 한다.

그리고, 제2열융착 프레스(720)를 통해, 상기 1차 열융착이 완료된 아이씨 카드에 210℃의 열과 3.5bar의 압력을 가하여, 아이씨 카드에 2차 압착을 수행한다.

그리고, 제3열융착 프레스(730)를 통해, 아이씨 카드에 210℃의 열과 3.5bar의 압력을 가하여, 다시 3차 압착을 수행한다.

그리고, 초음파 융착 프레스(740)를 통해, 상기 3차 열융착 프레스가 완료된 아이씨 카드에 3.5bar의 압력과 초음파를 가하여, 아이씨 칩과 카드에 초음파 융착이 이루어지도록 한다.

그리고, 냉각 프레스(750)를 통해, 상기 초음파 융착 프레스가 완료된 아이씨 카드에 대략 10℃~15℃의 냉기와 3.5bar의 압력을 가하여, 상기 아이씨 칩과 카드 간의 융착이 견고해지도록 한다.

이후, 시스템(100)은 상기 아이씨 칩과 안테나 코일의 접속상태가 정상인지 여부를 테스트하고 정상품과 불량품을 분리 배출한다. (S500) 시스템(100)은 먼저, 아이씨 칩과 안테나 코일이 정상적으로 접속되었는지 테스트하기 위해, 13.56MHz의 테스트 신호를 아이씨 카드에 송출하고, 아이씨 칩이 상기 테스트 신호를 정상적으로 검출하는지 여부를 확인한다.

또한, 8개의 바늘로 이루어진 아아씨 칩 테스트부(840)를 아이씨 칩의 8개 단자(예: 전원공급단자, 초기화 입력단자, 클럭단자, 예비단자, 접지단자, 프로그램 전압단자, 직렬 데이터 입출력단자, 예비단자)에 각각 접촉하여, 8개의 아이씨 칩 단자가 모두 정상인지 여부를 테스트 한다.

시스템(100)은 이상의 제조공정(S100 ~ S500)에서, 오류나 불량판정된 아이씨 카드를 정상품과 분리하여 불량품 카트리지로 배출시킨다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상 기술된 바와 같이, 본 발명은, 안테나 코일(20)의 접점(a1, a2) 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 접점(a1, a2) 부위에 충분히 흡착하도록 하는 초음파 솔더링 장치를 구현하였다.

100 : 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템 200 : 카드 확인부
300 : 안테나 검사부 400 : 솔더액 도포부
420 : 제1솔더액 도포부 440 : 제1초음파 발생기
460 : 제2솔더액 도포부 440 : 제2초음파 발생기
500 : 도포상태 검출부 600 : 칩 안착부
700 : 프레스 융착부 710 : 제1열융착 프레스
720 : 제2열융착 프레스 730 : 제3열융착 프레스
740 : 초음파 융착 프레스 750 : 냉각 프레스
760 : 초음파 발생기 800 : 불량품 검출부
820 : RF테스트부 840 : 아이씨 칩 테스트부
860 : 분리 배출부

Claims

콤비형 아이씨 카드의 안테나 코일 접점(a1, a2)에 솔더액을 도포하는 솔더링 장치에 있어서,
외부로 노출된 상기 안테나 코일 접점(a1, a2)에 솔더액을 도포하고 동시에 상기 코일 접점(a1, a2) 부위에 초음파를 방사하는 솔더액 도포부(400)를 포함하여 구성되며,
상기 솔더액 도포부(400)는
상기 안테나 코일 접점(a1, a2) 부위에 가열된 솔더액을 도포하는 솔더액 주입기와;
상기 안테나 코일 접점(a1, a2)에 도포된 솔더액에 초음파를 방사하여 가열된 솔더액이 접점(a1, a2) 부위에 충분히 흡착되도록 하는 초음파 발생기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 장치.
제1항에 있어서, 상기 솔더액 주입기는
상기 안테나 코일의 우측 접점(a2)에 가열된 솔더액을 도포하는 제1솔더액 주입기(420)와;
상기 안테나 코일의 좌측 접점(a1)에 솔더액을 도포하는 제2솔더액 주입기(460)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 장치.
제1항에 있어서, 상기 초음파 발생기는
우측 접점(a2)의 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 상기 우측 접점(a2) 부위에 흡착되도록 하는 제1초음파 발생기(440)와;
좌측 접점(a1) 의 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 상기 좌측 접점(a1) 부위에 흡착되도록 하는 제2초음파 발생기(480)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 장치.
제1항에 있어서, 초음파 발생기는
초음파 방사에 의해 상기 접점(a1, a2)의 절삭면을 녹이면서 절삭면의 플라스틱 층 표면에 불규칙한 요철이 형성되도록 하고, 상기 도포된 솔더액이 상기 안테나 코일 금속면의 불규칙한 틈들까지 침투되도록 하는 것을 특징으로 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 장치.
제1항에 있어서, 상기 솔더액 도포부(400)는
상기 안테나 코일 접점(a1, a2)에 50℃ 내지 60℃의 온도로 가열된 솔더액을 도포하는 것을 특징으로 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 장치.
콤비형 아이씨 카드의 안테나 코일 접점(a1, a2)에 솔더액을 도포하는 솔더링 방법에 있어서,
외부로 노출된 상기 안테나 코일의 접점(a1, a2)에 솔더액을 도포하고 동시에 상기 접점(a1, a2) 부위에 초음파를 방사하는 솔더액 도포 공정을 포함하여 구성되며,
상기 솔더액 도포 공정은
상기 안테나 코일 접점(a1, a2) 부위에 가열된 솔더액을 도포하는 솔더액 주입 공정과;
상기 안테나 코일 접점(a1, a2)에 도포된 솔더액에 초음파를 방사하여 가열된 솔더액이 접점(a1, a2) 부위에 충분히 흡착되도록 하는 초음파 방사 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 방법.
제6항에 있어서, 상기 솔더액 주입 공정은
상기 안테나 코일의 우측 접점(a2)에 가열된 솔더액을 도포하는 제1솔더액 주입 공정과;
상기 안테나 코일의 좌측 접점(a1)에 솔더액을 도포하는 제2솔더액 주입 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 방법.
제6항에 있어서, 상기 초음파 방사 공정은
우측 접점(a2)의 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 상기 우측 접점(a2) 부위에 흡착되도록 하는 제1초음파 방사 공정과;
좌측 접점(a1)의 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 상기 좌측 접점(a1) 부위에 흡착되도록 하는 제2초음파 방사 공정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 방법.
제6항에 있어서, 상기 초음파 방사 공정은
상기 초음파 방사에 의해 상기 접점(a1, a2)의 절삭면을 녹이면서 절삭면의 플라스틱 층 표면에 불규칙한 요철이 형성되도록 하고, 상기 도포된 솔더액이 상기 안테나 코일 금속면의 불규칙한 틈들까지 침투되도록 하는 것을 특징으로 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템의 솔더링 방법.
안테나 코일 접점(a1, a2)에 솔더액을 도포하여 아이씨 칩을 아이씨 카드에 접착시키는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템에 있어서,
외부로 노출된 상기 안테나 코일 접점(a1, a2)에 솔더액을 도포하고 동시에 상기 코일 접점(a1, a2) 부위에 초음파를 방사하는 솔더액 도포부(400)와;
열융착 프레스, 초음파 융착 프레스, 냉각 프레스를 차례로 가하여, 솔더액으로서 아이씨 칩을 아이씨 카드에 접착시키는 프레스 융착부(700)를 포함하여 구성되며,
상기 솔더액 도포부(400)는
상기 접점(a1, a2) 부위에 가열된 솔더액을 도포하는 솔더액 주입기와;
상기 솔더액 도포 부위에 초음파를 방사하여 솔더액이 접점(a1, a2) 부위에 충분히 흡착되도록 하는 초음파 발생기를 포함하여 구성되며,
상기 초음파 융착 프레스(740)는 아이씨 칩 상부에서 프레스가 소정 압력으로 아이씨 칩과 아이씨 카드의 접착부위를 압착시킬 때 아이씨 카드 하부에서 초음파가 상기 접착부위에 방사되도록 하는 것을 특징으로 하는 콤비형 아이씨 카드 제조 시스템.