KR101754985B1

KR101754985B1 - 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101754985B1
Application number: KR1020160048787A
Authority: KR
Inventors: 김남주; 황희철
Original assignee: 주식회사 아이씨케이; 김남주
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-07-19
Also published as: US20200125913A1; US10140569B2; US10546225B2; US20170308785A1; US10832116B2; US20180232617A1

Abstract

본 발명은, 가장 최상급의 고객층인 VVIP 고객을 위하여, 적어도 일 측면 전체가 실제 두꺼운 금속판으로 이루어진 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드 및 그 제조방법을 제공하는 것으로, 본 발명의 하나 이상의 칩을 내장하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드(100,100',100")는, 비접촉식 카드 기능을 수행하기 위한 RFIC 칩모듈(20); 상기 RFIC 칩모듈(20)의 비접촉식 통신을 직접 행하기 위한 안테나가 형성된 인레이(40); 상기 RFIC 칩모듈(20)이 삽입될 수 있는 칩모듈 관통홀(12)과, 상기 인레이(40)가 안착될 수 있는 인레이 안착홈(11)이 형성되어 있는 제1 금속층(10,10'); 및 상기 제1 금속층의 하측에 합지되는 제2 층(60,80); 을 포함하며, 상기 제1 금속층(10,10')의 일측에는 상기 칩모듈 관통홀(12)이 외부로 개방되도록 하는 슬릿(15,15',85)이 형성되어 있어, 상기 슬릿 부분에서 상기 제1 금속층의 전도성이 단절되는 것을 특징으로 한다.

Description

비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드 및 그 제조 방법{A METAL CARD HAVING A CONTACTLESS CARD FUNCTION AND THE METHOD FOR FABRICATION THE SAME}

본 발명은 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적어도 일측 면이 금속이어서 쉽게 구부러지지 않고 미려한 외관을 가지면서도 RF나 NFC 기능과 같은 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 카드는, 기록 방식에 따라 마그넷 스트립을 이용한 마그네틱 카드와 IC 칩을 이용한 스마트 카드 및 이들을 겸한 콤비 카드로 분류되고, 스마트 카드는 판독 방식에 따라 접촉식과 비접촉식으로 분류되며, 다시 비접촉식은 수~십수 cm 이내의 거리에서만 판독가능한 근접식 통신(NFC) 카드와 보다 원거리에서도 판독이 가능한 RF 카드로 분류되는바, 통상적으로 이들 방식이 중복되게 구비되는 경우가 많다. 이하, 본 명세서에서, 근거리용 NFC나 원거리용 RF를 크게 구별하지 않고, 경우에 따라 'RF' 혹은 '비접촉식'으로 통칭하며, 근거리용 NFC칩이나 원거리용 RF칩을 포함한 모든 비접촉식 카드를 위한 칩을 'RFIC'로 통칭한다.

한편, 일반적으로 플라스틱카드(plastic card)는 특정의 회원에게 상품, 서비스 대금의 회수를 일정기간 유예하기 위하여 발행하는 것으로 주로 신용카드(credit card), 현금카드(cash card), 교통카드와 같이 현금을 대신하여 사용하거나 각종 진료카드, 멤버쉽카드 등으로 널리 활용되는 것으로서, 현대에는 고객의 신용등급에 따라 차별화된 다양한 종류의 플라스틱카드들이 고객들에 제공되고 있다.

이중에서도 신용등급이 높은 VIP고객을 위하여 제작되는 골드카드(gold card)나 플래티늄카드와 같은 특별카드는 금색(金色)이나 은색(銀色)으로 도장되어 보다 고품위를 느낄 수 있도록 제작된다.

그러나, 전술한 특별카드들은 안료에 금분(金粉)이나 은분(銀粉)을 혼합하여 인쇄하는 작업방식에 의하여 금빛 및 은빛이 표출되도록 하는 것이므로 안료에 혼합되는 금분과 은분은 순수한 순금이나 순은을 사용하지 않았을 뿐 아니라 기타 안료와 접착제 등이 혼합되는 것이므로 순수한 금속에서 발산되는 고광택의 질감을 얻을 수 없었다.

또한, 금분이나 은분은 광택이나 질감이 절대 변하지 않는 순수한 금속과는 달리 습도나 온도조건 등에 의하여 변질되는 등의 성질이 있는 것이므로 플라스틱카드를 장시간 사용하면 도장이 변색 및 변질되어 광택이 저하되는 등의 폐단이 발생되었으므로 결국 고품질의 플라스틱카드를 제공할 수 없었다.

더욱이, 최근에는 가장 최상급의 고객층인 VVIP 고객을 위하여, 실제 두꺼운 금속판으로 플라스틱 카드를 대체하려는 움직임이 있다.

도 1은, 이상의 플라스틱 카드의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 금속 박막을 갖는 플라스틱 카드에 대한 것으로, 등록실용신안 제0382725호에 대한 것이다. 즉, 상기 제1 종래기술은, PVC와 같은 합성수지로 이루어진 코어시트(13)의 상부면에는 금속박막(12)이 부착되어 있고, 금속박막(12)은 코어시트(13) 보다 작은 크기가 작으면서도 대응되는 형상을 이루어 코어시트(13)의 상부면 둘레에는 여백(13a)이 형성되어 있다.

상기 코어시트(13)의 상부면 여백(13a)에는 안테나코일(21)이 둘레를 따라 설치되어 있고, 안테나코일(21)은 연속으로 감겨진 상태로 설치된다.

상기 안테나코일(21)의 양단은 코어시트(13) 내측에 고정된 IC칩(20)과 연결되어 리더기(도시하지 않았음)와 교신하면서 IC칩(20)에 저장된 각종 정보를 리더기가 읽어들여 파악할 수 있도록 되어 있다.

상기 코어시트(13)의 상부면에는 투명한 상부 코팅지(11)가 부착되어 있고, 상부 코팅지(11)의 하부면에는 인쇄층(11a)이 형성되어 있다. 상기 인쇄층(11a)에는 카드사와 관련된 각종 그림이나 문자가 인쇄된다.

상기 코어시트(13)의 하부면에는 투명한 하부 코팅지(14)가 부착되어 있고, 하부 코팅지(14)의 상부면에는 인쇄층(14a)이 형성되어 있다. 상기 인쇄층(14a)에도 카드사와 관련된 각종 그림이나 문자가 인쇄되어 있다.

한편, 상기 코어시트(13)의 상,하부면에 각각 부착된 금속박막(12)은 금속재료를 녹여 연금(鍊金) 한 후 통상의 압연기를 사용하여 얇은 호일 형태 즉, 0.02∼0.1mm 정도의 두께를 갖는 박막(薄膜)으로 성형한 것을 사용하였으며, 금속재료는 순금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 니켈(Ni)과 같이 연성 및 전성이 양호하면서도 고광택을 발산하는 귀금속을 사용하였다. 물론, 경우에 따라서는 상기 금속재료들을 둘 이상 합금(合金)하여 사용할 수도 있다.

전술한 구성으로 이루어진 본 고안은 코어시트(13)의 상,하부면에 열 접착된 금속박막(12)들이 투명한 상,하부 코팅지(11)(14)들에 의하여 보호된 상태에서 높은 광택을 발산함에 따라 보다 격조가 높고 고품위를 느낄 수 있는 플라스틱카드를 구현할 수 있을 뿐 아니라 순수한 금속재질로 구성된 금속박막(12)은 장기간 사용하더라도 변색 및 변질되는 폐단이 방지되어 항상 높은 광택을 유지할 수 있는 것이므로 플라스틱카드의 대외 경쟁력을 최대한 높여줄 수 있는 등의 어느 정도의 이점이 있다.

또한, 상기 안테나코일(21)은 금속박막(12)의 둘레에 형성된 코어시트(13)의 여백(13a)에 설치되어 안테나코일(21)이 금속박막(12)에 방해받지 않고 리더기와 교신할 수 있는 것이므로 마그네틱테이프(30)가 부착된 플라스틱카드(1) 뿐 아니라

IC칩(20)이 내장된 플라스틱카드(1)에도 고광택의 금속박막(12)을 적용시킬 수 있는 것이다.

그러나, 상기 제1 종래기술은, RF 통신을 위해서는, 금속박막(12)을 코어시트(13) 보다 작은 크기로 하면서 코어시트(13)의 상부면 둘레에 여백(13a)을 형성하여야 하며, 그 상부면 여백(13a)에 안테나코일(21)을 감을 수 밖에 없는 구조이며, 따라서, 상기 여백으로 인한 금속성 미감이 반감되어 버리는가 하면, 여백 부분의 안테나 코일로 인하여 코어시트와 상부 코팅지와의 결합력도 낮아지며, 무엇보다 금속박막과 코어시트 및 코팅지 간의 결합에 대한 충분한 고려가 없어, 아이디어에 그칠 뿐, 실제로 양산화되지 못하였다.

참고로, 상기 제1 종래기술에서도, 이상의 문제점을 인식하여, 상,하부 코팅지(11)(14)들의 둘레에 금속분말이 혼합된 잉크로 인쇄를 하여 금속박막(12)과 대응되는 색상의 테두리 인쇄층(11b)(14b)을 형성하면 코어시트(13) 둘레에 고정된 안테나 코일(21)이 상,하부 코팅지(11)(14)들을 통해 외부로 노출되는 것을 방지하여 전체적인 플라스틱카드(1)의 외관을 미려하게 유지하고자 하는 추가적인 제안을 하고는 있지만, 이 역시, 안테나코일(21)이 리더기와 교신할 수 있도록 하기 위해서는 금속분말 함유량은 30％ 이하로 하여야 하므로, 실제 금속층으로 제작하는 메탈 카드의 미려한 질감 및 내구성을 결코 따라갈 수는 없다.

한편, 추가로 이러한 메탈카드의 일종으로서, 상기 금박의 크기를 카드의 크기와 동일하게 한 대한민국 특허 제0516106호 (금박층이 형성된 신용카드 및 그 제조방법) 가 개시되어 있지만, 상기 기술의 경우, 코어 상의 안테나에서 발생한 플럭스가 금박에 의해 반대방향의 유도 플럭스를 생성하게 되고, 결국 플럭스의 상쇄에 의해 RF 기능을 실제로 발휘할 수 없음은, 상기 제1 종래기술에서도 알 수 있다.

다른 한편, 대한민국 특허공개 제2013-0006358호 (금속카드 및 그의 제조방법) 는, 최외측에 투명 플라스틱 코팅층을 형성하지 않고 실제 금속층을 형성하되, 아노다이징 기법에 의해 외관상의 시각적 효과를 극대화하며, 또한 IC 칩을 수용하는 계단식의 식각 영역에도 아노다이징을 행하여 절연을 행하는 기술이나, 이는 어디까지나 접촉식 IC 칩을 수용하는 접촉식 카드에 관한 기술이다.

그리고, 그마저도 단말기에 금속카드를 다수 번 사용하는 것에 의해 카드의 금속부분과 단말기 간에 정전기가 발생하게 되고 그로 인해 카드사용에 따른 에러가 발생될 수 있는 문제점이 있었으며, 상기 식각 영역에 대해 아노다이징을 행할 때 식각 영역의 모서리부에서 아노다이징 처리가 얇게 이루질 수 밖에 없어 접촉식 IC 칩이 부착됨에 따른 금속카드 시트재와의 절연이 잘 안 될 수 있는 문제점이 있었다.

그리고, 이러한 제3 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명자 역시, 대한민국 특허출원 제2015-0157255호 (금속카드 및 그 제조 방법) 를 출원한 적이 있으며, 상기 발명의 내용은 본 명세서에서도 참작되어 진다 (다만, 상기 선 출원의 내용은, 본 출원일 당시에 공개된 기술은 아니므로, 본 출원발명에 대한 공지기술로서는 인용되지 않는다).

무엇보다도, 상기 제1 종래기술을 비롯한 이후 종래기술들 및 본 발명자의 상기 선출원 기술의 경우, 카드 전체 크기에 금속층을 형성하는 메탈 카드로서 제작시, RF나 NFC 기능과 같은 비접촉식 카드 기능을 발휘할 수 없다는 치명적인 단점이 있었다.

또다른 한편으로, 제2 종래기술로서, 일본 특허공개 제2006-270681호 (휴대기기) 는, 안테나 모듈 및 리더/라이터와의 근접 대향시 양자 사이의 통신 특성의 변동을 억제할 수 있는 휴대용 장치를 제공하기 위한 것으로, 도 2에서 보는 바와 같이, 단말기 본체(22)에 내장된 안테나 모듈(10)의 통신면(CS)보다도, 리더/라이터로부터 방사된 전자파의 입사측에 금속층(30)을 마련함으로서, 이 금속층(30)에서, 통신용 자기장을 안테나 모듈(10)의 안테나 코일 (15)로 유도하는 통신 상태를 확보하는 기술을 개시하고 있다. 이때, 금속층(30)은 동박 등으로 구성할 터미널 내부와 외부의 소정 위치에 붙여진다. 따라서 리더/라이터와 단말기 본체(22)의 근접시 서로의 위치 관계에 의한 통신의 결함을 억제할 수 있다는 장점이 있다.

즉, 도 2는, 상기 제2 종래기술의 휴대 정보 단말기(21)와 리더/라이터 간의 근접시 통신의 모습을 나타내는 도면이다. 도 2에서, 리더/라이터의 송수신 안테나 (26)에서 방출되는 전자파 중 일부 자기장(H)이 단말기 본체(22) 내의 배터리 팩(25) 등의 금속 물체의 영향을 받아 반사, 흡수 등에 의한 감쇠 작용을 받는다. 안테나 모듈(10)의 통신면(CS)보다 전자파의 입사측에 금속층(30)이 배치되어 있어, 이 금속층(30)의 표면에 외부 자기장의 인가에 유도 전류(와전류)가 발생하고 이에 기인하여 발생한 자기장(H1)이 안테나 모듈(10)의 안테나 코일(15)에 유도 전류를 발생시킨다.

상기 제2 종래기술에서는, 금속층(30)이 안테나 코일(15)의 일부를 덮도록 안테나 모듈(10)에 근접 대향 배치함으로써, 금속층(30)에서 발생하는 자기장 성분(H1)을 통해 리더/라이터의 송수신 안테나(26)와 안테나 모듈(10)의 안테나 코일(15)과의 사이가 유도 결합한다.

그리하여, 도 2에 나타낸 제2 종래기술의 안테나 장치는, 통신 상대방의 안테나와의 거리가 매우 근접했을 때, 안테나끼리의 중심 간의 위치 차이의 크기에 따라 통신 특성이 크게 변동하는 문제를 해결하려고 하는 것이다.

그러나, 휴대 정보 단말기(21) 쪽의 안테나 모듈(10)의 안테나 코일(15)과 리더/라이터 측 송수신 안테나(26)와 쇄교하려고 하는 자속이, 케이스 내부의 배터리 팩(25) 등의 금속 물체로 차단되는 것을 해소하기 위해, 자속을 유도하기 위한 금속층(30)이 설치되는 것이나, 상기 배터리 팩(25) 등의 장애물의 위치 관계에 따라 큰 효과를 얻을 수 있다고는 할 수 없다. 또한, 안테나 장치와 통신 상대측의 안테나가 떨어진 상태에서, 상기 금속층(30)이 통신 거리를 확대하는데 유효하게 작용하는 것은 아니다는 한계가 있다.

또다른 한편, 이러한 상기 제2 종래기술의 문제점을 해결하고자, 제3 종래기술로서, 일본 특허 제4947217호 (안테나 장치 및 휴대전화)와 같은 기술이 개시되어 있다.

상기 제3 종래기술은, 통신 상대방의 안테나에 비해 상대적으로 소형화하고도 안정된 통신을 할 수 있게 하고, 통신 가능한 최대 거리도 크게 할 수 있도록 하는 휴대폰 케이스(1)의 내부 또는 외부에 설치되는 안테나 장치(101)로서, 도 3a에서 보는 바와 같이, 권회 중심부를 코일 개구부로 하는 루프 모양 또는 나선형 코일 도체와 도체 개구부(CA) 및 상기 도체 개구부와 외연과 사이를 연접하는 슬릿부(SL)를 갖는 도체층(2)을 구비하고, 상기 코일 도체를 평면에서 볼 때, 상기 코일 개구부와 상기 도체 개구부와 겹쳐 있고, 상기 도체 층의 면적은 상기 코일 도체의 형성 영역의 면적보다 크고, 평면에서 보아, 상기 도체 개구부의 내연으로부터 상기 코일 도체의 내연까지의 거리보다 상기 도체 개구부의 바깥에서 상기 코일 도체의 외연까지의 거리가 크고, 상기 슬릿부가 상기 케이스의 단부로 향하도록 상기 단부에 근접 배치되어 있으며, 또한, 상기 도체 개구부의 바깥에서 가장 가까운 상기 도체층의 외연 사이를 연접하고, 상기 도체층은 상기 케이스의 내면 또는 외면에 형성된 금속막 또는 금속 호일 또는 금속으로 이루어진 상기 케이스로 구성되는 것을 특징으로 한다.

그리하여, 상기 제3 종래기술에 의하면, 코일 도체에 전류가 흐름에 의해 발생하는 자기장을 차단하도록, 도체층에 전류가 흐르고, 도체층의 개구부 주변에 흐르는 전류가, 슬릿부 주변을 통과하여, 가장자리 효과에 의해 도체층 주변으로 전류가 흐르며, 따라서 도체층에서 자기장이 발생하여 통신 거리를 넓힐 수 있다. 또한, 도체층이 자속을 크게 선회시키기 때문에, 안테나 장치에서 통신 상대측의 안테나까지 또는 통신 상대방의 안테나에서 안테나 장비까지 자속이 도착하는 안테나 장치와 통신 상대방 안테나와 통신 가능한 최대 거리가 커진다.

다만, 도 3b에서 보는 바와 같이, 상기 제3 종래기술의 면형상 도체(2)에는 도체 개구부(CA) 및 슬릿(2S)이 형성되어 있고, 코일형상 도체(31)는 그 코일 개구부가 도체 개구부(CA)와 겹치도록 배치되어 있으며, 코일형상 도체(31)에 실선의 화살표로 나타내는 전류가 흐르면, 면형상 도체(2)에는 파선의 화살표로 나타내는 전류가 유도되는바, 영역 A1, A2, A3, A4에서는 코일형상 도체(31)에 흐르는 전류와 면형상 도체(2)에 흐르는 전류의 방향이 일치하고 있으나, 영역 B에서는 코일형상 도체(31)에 흐르는 전류와 면형상 도체(2)에 흐르는 전류의 방향이 반대이므로, 이와 같이 전류의 방향이 반대인 영역이 존재함으로써, 안테나(코일)의 인덕턴스(inductance)가 작아져서 통신 특성이 열화하는 문제가 있다. 또, 코일형상 도체(31)와 면형상 도체(2)의 부착 위치나 부착했을 때의 코일형상 도체(31)와 면형상 도체(2)의 거리 편차에 의해 유도전류의 발생량이 변화되기 때문에, 인덕턴스 값이 차이가 나기 쉽다는 문제가 있다.

이상의 제3 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 제4 종래기술로서, 대한민국 특허 제1470341호 (안테나 장치 및 무선통신 장치) 는, 급전 회로에서 본 안테나 장치의 인덕턴스의 저하 및 편차의 문제를 해소한 안테나 장치를 제공하기 위해, 도 4에서 보는 바와 같이, 급전 코일(3)과 면형상 도체(2)를 구비하고 있다.

이때, 급전 코일(3)은 자성체 코어(32)와 이 자성체 코어(32)에 권회된 코일형상의 도체(31)를 구비하고 있다. 이 코일형상의 도체(31)는 자성체 코어(32)에 권회된 도선(권선 도체)이어도 되고, 복수의 유전체층을 적층하여 이루어지는 적층체나 복수의 자성체층을 적층하여 이루어지는 적층체, 혹은 하나 또는 복수의 유전체층과 하나 또는 복수의 자성체층을 적층하여 이루어지는 적층체에 형성된 도체 패턴이어도 된다. 특히, 소형으로 표면 실장 가능한 급전 코일을 구성할 수 있기 때문에, 복수의 자성체층(예를 들면, 페라이트 세라믹층)을 적층하여 이루어지는 적층체에 면내 도체 패턴 및 층간 도체 패턴으로 코일형상의 도체(31)를 구성한 칩형의 급전 코일인 것이 바람직하다.

급전 코일(3)에는 급전 회로인 RFIC(13)이 접속된다. 즉, 코일형상 도체(31)의 일단 및 타단은 RFIC(13)의 두 개의 입출력 단자에 각각 접속되어 있다. 상기 RFIC(13)는 NFC용 RFIC칩이며, NFC용 고주파신호를 처리하는 반도체 IC칩이다.

면형상 도체(2)는 급전 코일(3)보다 면적이 크다. 즉, 면형상 도체(2)의 법선방향에서 봤을 때, 면형상 도체의 외형 치수는 급전 코일의 외형 치수보다도 크다. 면형상 도체(2)에는 바깥쪽 가장자리의 일부로부터 내부로 연장되는 슬릿(2S)이 형성되어 있다. 상기 제4 종래기술에서 슬릿(2S)은 그 일단에서 타단까지 일정 폭을 가지고 있지만, 그 폭은 반드시 일정하지는 않아도 된다.

상기 제4 종래기술에서, 면형상 도체(2)는 통신 단말 하우징의 금속 하우징부(금속제 커버부)이며, 도 4에 나타낸 상태에서 면형상 도체(2)의 하면에, 즉 통신 단말 하우징의 안쪽에 급전 코일(3)이 배치되어 있다. 급전 코일(3)은 코일 형상 도체(31)의 권회축 방향이 면형상 도체(2)의 법선방향과는 다르게 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 코일 형상 도체(31)의 권회축이 면형상 도체(2)에 대해 평행이 되도록 배치되어 있다.

또, 급전 코일(3)은 그 코일 개구가 슬릿(2S)에 근접하면서 급전 코일(3)의 코일 개구가 슬릿(2S) 쪽을 향하도록 배치되어 있다. 즉, 급전 코일(3)은 면형상 도체(2)의 슬릿(2S)을 통과하는 자속이 코일 개구를 통과할 수 있도록, 환언하면, 슬릿(2S)으로부터 코일 개구가 보이도록 배치되어 있다.

면형상 도체(2)는 금속 하우징부에 한하지 않고, 절연성 기재에 형성된 도체막 또는 절연성 기재 중에 형성된 도체층이어도 된다. 즉, 면형상 도체(2)는 통신 단말에 탑재된 그라운드 도체, 금속 섀시나 실드 케이스, 배터리 팩의 금속 커버 등의 각종 금속판이어도 되고, 플렉시블 시트에 마련된 금속 박막에 의한 평면 패턴이어도 된다. 면형상 도체(2)가 플렉시블 시트 상에 마련된 금속 박막 패턴인 경우는, 통신 단말의 백 커버(back cover) 안쪽에 접착제 등을 통해 부착하면 된다. 또한, 면형상 도체(2)는 면형상으로 넓어지는 면을 가진 도체이면 되며, 반드시 평면일 필요는 없다(곡면이어도 된다).

도 4에 나타나 있는 바와 같이, 상기 제4 종래기술의 통신 상대측의 안테나 코일(4)에는 RFIC(14)이 접속되어 있다. 면형상 도체(2)가 통신 상대의 안테나 코일(4)에 근접함으로써, 면형상 도체(2)에 유도전류가 발생하고, 이 전류는 에지 효과에 따라 면형상 도체(2)의 주로 끝가장자리를 따라 흐른다. 즉 안테나 코일(4)이 발생한 자속의 통과를 방해하는 방향으로 전류(과전류)가 흐른다. 도 1 중의 자속(Φ1)은 안테나 코일(4)을 통과하는 자속을 나타내고 있다.

슬릿(2S)도 끝가장자리의 일부이며, 슬릿(2S)의 끝가장자리를 따른 부분의 전류 밀도가 높아진다. 그리고, 슬릿(2S)의 틈이 좁을수록 슬릿(2S) 부근의 자계 강도가 높아진다. 도 4 중의 자속(Φ2)은 슬릿(2S)을 통과하는 자속을 나타내고 있다. 급전 코일(3)에 자속(Φ2)의 일부가 쇄교한다. 또한, 면형상 도체(2)의 외주 가장자리 단부를 따라 흐르는 전류에 의한 자계도 발생하지만, 급전 코일(3)은 면형상 도체(2)의 외주 가장자리 단부로부터는 충분히 떨어져 있으므로, 주로 슬릿(2S) 부근의 자계와 강하게 결합한다. (외주 가장자리 단부 부근의 자계와의 결합에 의해, 결합이 상쇄되는 일은 없다.)

이렇게 하여, 면형상 도체(2)가 자계 포착 소자(방사판)로서 작용하고, 급전 코일(3)은 면형상 도체(2)를 통해 통신 상대측 안테나 코일(4)과 자계 결합한다. 또, 급전 코일을 구성하는 코일형상 도체의 코일 개구면이 면형상 도체에 대면해 있지 않고, 코일형상 도체의 일부만이 면형상 도체에 근접해 있으므로, 더 말하자면, 코일형상 도체의 권회축 방향에서 봤을 때, 코일형상 도체에는 면형상 도체와의 거리가 가까운 부분과 먼 부분을 가지고 있으므로, 급전 코일(3)과 면형상 도체(2)의 상대적인 위치 관계가 다소 바뀌어도, 급전 코일(3)의 인덕턴스 값은 크게 변화되지 않는다. 때문에, 제조 편차가 작은 안테나 장치를 실현할 수 있다.

급전 코일(3)의 코일 개구는 슬릿(2S) 쪽을 향하도록 배치되어 있으면 되지만, 도 4에 나타낸 바와 같이, 급전 코일(3)의 코일 권회축이 슬릿(2S)의 연장방향(연장되게 존재하는 방향)에 대해 직교하고 있으면, 슬릿(2S)에 발생하는 자속(Φ2)과의 결합 효율이 최대가 된다.

실로 상기 제4 종래기술에 의하면, 금속층을 갖는 안테나 장치의 효과적인 장치를 제공한다고 할 수 있다.

그러나, 그럼에도 불구하고, 상기 제4 종래기술은 휴대단말기와 같은 비교적 크기가 어느 정도 있는 통신장치에서의 해법을 제공하는 것이며, 기존의 신용카드와 같이 두께가 겨우 1mm가 되지 못하는 경우에는 적용하기가 곤란하다.

등록실용신안 제0382725호 (금속 박막 플라스틱카드) 일본 특허공개 제2006-270681호 (휴대기기) 일본 특허 제4947217호 (안테나 장치 및 휴대전화) 대한민국 특허 제1470341호 (안테나 장치 및 무선통신 장치)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 가장 최상급의 고객층인 VVIP 고객을 위하여, 적어도 일 측면 전체가 실제 두꺼운 금속판으로 이루어진 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

이상의 목적 및 다른 추가적인 목적들이, 첨부되는 청구항들에 의해 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 당업자들에게 명백히 인식될 수 있을 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드는, 하나 이상의 칩을 내장하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드로서, 비접촉식 카드 기능을 수행하기 위한 칩모듈(20); 상기 칩모듈(20)의 비접촉식 통신을 직접 행하기 위한 안테나가 형성된 인레이(40); 상기 칩모듈(20)이 삽입될 수 있는 칩모듈 관통홀(12)과, 상기 인레이(40)가 안착될 수 있는 인레이 안착홈(11)이 형성되어 있는 제1 금속층; 및 상기 제1 금속층의 하측에 합지되는 제2 층; 을 포함하며, 상기 제1 금속층의 일측에는 상기 칩모듈 관통홀(12)이 외부로 개방되도록 하는 슬릿이 형성되어 있어, 상기 슬릿에서 상기 제1 금속층의 전도성이 단절되며, 상기 인레이(40)는, 안테나로서의 권선(42)이 코일 형상으로 권회되고, 상기 칩모듈의 단자와 전기적으로 접속되는 인레이 단자(41, 41')를 갖으며, 위에서 정사영으로 투사했을 때에, 상기 인레이(40)에 형성된 안테나의 코일 중 상기 슬릿 쪽의 코일 형상의 일부 또는 전부는 상기 칩모듈(20) 보다 더 바깥쪽에 형성되며, 상기 슬릿에 삽입되는 비전도성 재질의 삽입체를 더 포함하며, 상기 삽입체는, 막대형 몸체(90a)에 좌우 날개(90b)를 갖는 형태이며, 이때 상기 좌우 날개(90b)의 두께는 상기 막대형 몸체(90a)의 두께보다 상대적으로 낮은 형태이며, 상기 제1 금속층의 슬릿 역시, 상기 삽입체에 대응되는 형태인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 슬릿의 폭은 0.1mm 이상인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 슬릿은, 단면 형상이 상협하광(上陜下廣) 형태인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 제2 층은 합성수지층(60)인 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 제2 층은 금속층(80)이며, 상기 제1 금속층(10)에 형성된 슬릿(15)과 상기 제2 층에 형성된 슬릿(85)은 슬릿의 폭 방향으로 쉬프트되어 있는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 제1 금속층(10)과 제2 금속층(80) 사이에 반드시 접속층(70)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

삭제

더욱 바람직하게는, 상기 인레이(40)의 양 전극(41, 41')이 인레이의 기판을 관통하도록 양 측면에 형성되어 있으며, 상기 제1 전극(41)에서 상측면에 형성된 제1 권선(42)과 하측면에 형성된 제2 권선(42')은 비어홀(43)을 통해 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.

한층 더 바람직하게는, 상기 인레이(40)의 상기 제1 권선(42) 및 상기 제2 권선(42')의 어느 일측 권선의 적어도 일부는 광폭부(42a)로 형성되며, 상기 광폭부에 대응되는 위치에서 타측 권선에는 다수개의 섬 형상의 아일랜드(44, 44')가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 제2 층 상의 인레이(40)가 위치하는 부분에, PVC 박막(50)을 위치시키고, 그 위에 다시 인레이(40)를 위치시키며, 그 위에 인레이 안착홈(11)이 위치하도록 하면서 제1 금속층(10)을 적층하는 것을 특징으로 한다.

삭제

한층 더 바람직하게는, 상기 삽입체(90')는, 상기 막대형 몸체(90a) 및 좌우 날개(90b)에 더하여, 동일한 재질의 박막부(90c)가 추가되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 제조 방법은, 상기 제1 금속층(10)에 상기 칩모듈 관통홀(12)과, 상기 인레이 안착홈(11)을 형성하는 단계; 상기 제2 층(60,80) 상에, 상기 인레이(40), 상기 비전도성 재질의 삽입체, 상기 제1 금속층(10) 및 상기 칩모듈(20)과 같은 형상의 더미칩(20')을 적층 후, 가열압착 등의 방법으로 합지를 행하는 단계; 및 상기 더미칩(20')을 제거하고, 그 자리에 상기 칩모듈(20)을 장착하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따른 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드에 의하면, 적어도 일측 면이 금속이어서 쉽게 구부러지지 않고 미려한 외관을 가지면서도 RF나 NFC 기능과 같은 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드가 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 제조 방법에 의하면, 적어도 일측 면이 금속이어서 쉽게 구부러지지 않고 미려한 외관을 가지면서도 RF나 NFC 기능과 같은 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 안정된 제조방법을 제공한다.

한편, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.

도 1은 제1 종래기술의 금속박막 플라스틱 카드의 분해사시도.
도 2는 제2 종래기술의 휴대 정보 단말기와 리더/라이터 간의 근접시 통신의 모습을 나타내는 단면도.
도 3a는 제3 종래기술에 따른 안테나 장치를 구비하는 휴대 전화로서, (A)는 휴대 전화의 뒷면이고, (B)는 후면 하단 케이스의 내부 평면도이다.
도 3b는 제3 종래기술에 따른 안테나 장치의 평면도.
도 4는 제4 종래기술에 따른 안테나 장치 및 통신 상대측의 안테나 코일의 사시도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 금속층의 구조 및 인레이의 구조를 보여주는 도면으로서, (a)는 금속층의 평면도, (b)는 금속층의 VB-VB선 횡단면도, (c)는 금속층의 VC-VC선 종단면도, (d)는 인레이의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 분리상태의 단면도.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 결합상태의 단면도로서, (a)는 일부 결합상태의 단면도이고, (b)는 전체 결합상태의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 인레이의 실제 사진으로서, (a)는 상면의 사진이고, (b)는 하면의 사진이다.
도 9a 내지 도 9d는, 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 제조단계를 보여주는 실제 사진이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 금속층의 구조를 보여주는 도면으로서, (a)는 상부 금속층의 평면도, (b)는 상부 금속층의 XB-XB선 횡단면도, (c)는 하부 금속층의 평면도, (d)는 하부 금속층의 XD-XD선 횡단면도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 금속층의 슬릿의 정렬 관계를 보여주는 도면으로서, (a)는 상/하부 금속층의 수평 정렬관계를, (b)는 상/하부 금속층의 수직 정렬 관계를 보여준다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 분리상태의 단면도.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 결합상태의 단면도로서, (a)는 일부 결합상태의 단면도이고, (b)는 전체 결합상태의 단면도이다.
도 14는, 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 하측면의 저면도.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 금속층의 구조를 보여주는 도면으로서, (a)는 금속층의 평면도, (b)는 사출물이 삽입된 금속층의 XVB-XVB선 횡단면도, (c)는 금속층의 XVC-XVC선 종단면도, (d)는 사출물의 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 사출물의 상세도로서, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 좌측면도이다.
도 17은 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 분리상태의 사시도.
도 18은 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 분리상태의 사시도.
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 안테나 부위의 부분상세도로서, (a)는 결합상태의 평면도, (b)는 B-B선 단면도, (c)는 C-C선 단면도.
도 20은, 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 조립도로서, (a)는 금속층의 저면도, (b)는 IIXB-IIXB선 단면도, (c)는 IIXC-IIXC선 단면도, (d)는 인레이를 안착한 상태의 저면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드 및 그 제조 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

본 명세서에서, 후술하는 실시예 및 실시 형태들은 예시로서 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 하며, 본 발명은 여기에 주어진 상세로 제한되는 것이 아니라 첨부된 청구항의 범위 및 동등물 내에서 치환 및 균등한 다른 실시예로 변경될 수 있다.

(제1 실시예)

먼저, 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드에 대하여, 도 5 내지 도 9d를 참조하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 금속층의 구조 및 인레이의 구조를 보여주는 도면으로서, (a)는 금속층의 평면도, (b)는 금속층의 VB-VB선 횡단면도, (c)는 금속층의 VC-VC선 종단면도, (d)는 인레이의 평면도이고, 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 분리상태의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 결합상태의 단면도로서, (a)는 일부 결합상태의 단면도이고, (b)는 전체 결합상태의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 인레이의 실제 사진으로서, (a)는 상면의 사진이고, (b)는 하면의 사진이며, 도 9a 내지 도 9d는, 본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 제조단계를 보여주는 실제 사진이다.

본 발명의 제1 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드는, 도 6에서 보는 바와 같이, 제1층으로서의 금속층(10)의 하부에, 제2층으로서의 PVC층(60)이 덧대어져 이루어지는바, 제2층으로서의 상기 PVC층은 반드시 이에 한정되지 않고 다른 합성수지층이나, 심지어 합성수지와 유사한 특성을 갖는 다른 비전도성 재질의 층이어도 된다. 아울러, 상기 PVC층과 같은 합성수지층이 직접 상기 금속층에 가열압착되어 합지될 수도 있고, 이들 사이에 별도의 접착제를 통하여 합지될 수도 있다.

제1층으로서의 금속층(10)에는, 도 5의 (a) 내지 (c)에 나타난 바와 같이, 일측면에 RFIC 칩모듈(20)이 삽입될 수 있는 칩모듈 관통홀(12)이 천공되어 있고, 상기 칩모듈 관통홀(12) 외주로 그보다 조금 더 큰 인레이(40)가 안착될 수 있는 인레이 안착홈(11)이 형성되어 있다.

무엇보다도 중요한 점은, 도 5의 (a) 및 (c)에서 보듯이, 상기 칩모듈 관통홀(12)이 외부로 개방되도록 하는 슬릿(15)이 형성되어야 하는바, 상황에 따라 차이가 있으나, 대체로 0.1 mm 이상이 되어야 충분한 방사특성을 갖는 것으로 확인되었다. 즉, 상기 슬릿의 폭이 너무 넓으면 금속층의 휨강도가 나빠지므로 좁게 형성하는 것이 바람직하나, 또 너무 좁으면 방사특성이 나빠지므로, 0.1~3 mm 정도인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 1~2mm인 것이 좋다. 도 5의 (a)에서, 부재번호 (13)으로 표시된 점선은, 칩모듈(20)의 돌출부(22)를 나타내고, 부재번호 (14), (14')는 칩모듈의 양 접속단자를 나타낸 것이다. 상기 슬릿은 상기 금속층(10)의 어디에 형성되어도, 상기 칩모듈 관통홀(12)이 외부로 개방되도록 하여 상기 슬릿 부분에서 상기 금속층의 전도성이 단절되는 것이면 되지만, 0.1mm 미만에서는 커패시터성 소자의 기능이 발휘되므로, 바람직하지 않으며, 또한 가급적이면 상기 칩모듈 관통홀(12)과 금속층(10) 가장자리와의 폭이 짧은 곳에 설치하는 것이 슬릿의 길이를 줄일 수 있어 바람직할 것이다.

한편, 도 5의 (d) 및 도 8에서 보듯이, 상기 인레이(40)는, 안테나로서의 권선(42)이 코일 형상으로 권회되고, 상기 칩모듈의 단자(14, 14')와 전기적으로 접속되는 인레이 단자(41, 41')를 갖는바, 이에 대해서는 후에 다시 상술한다.

그리하여, 도 5의 (a) 및 (d) 에서 보듯이, 도 5의 (d)에서의 인레이가 화살표 방향으로 상기 도 5의 (a)에서의 금속층(10)의 인레이 안착홈(11)에 안착되면서, 상기 칩모듈의 단자(14, 14')와 상기 인레이 단자(41, 41')가 각각 전기적으로 접속되도록 한다.

이들 부품의 결합 관계를, 도 6 및 도 7을 참조하여 더 상술하면, PVC층(60) 상의 인레이(40)가 위치하는 부분에, PVC 박막(50)을 위치시키고, 그 위에 다시 인레이(40)를 위치시키며, 그 위에 인레이 안착홈(11)이 위치하도록 하면서 금속층(10)을 올려놓게 된다. 본 실시예에서는, 다음에 설명할 제2 실시예에 비해, 상기 PVC 박막(50)은, 반드시 필요한 것은 아니나, 각 층의 두께를 맞추고 인레이를 보호하기 위한 용도로 사용되었다.

이후, 금속층(10)의 칩모듈 관통홀(12)을 통해, 사각 고리 모양의 칩모듈 결합용 PVC 절편(30)을 삽입하고, 상기 인레이의 단자(41, 41')에 전도성 접착제나 전도성 납땜과 같이, 접속수단으로서의 전도성 물질(35)을 묻히고 (혹은 칩모듈의 단자(14, 14')에 상기 전도성 물질을 묻혀도 됨), 칩모듈(20)을 그 위해 정합시킨다.

마지막으로, 상기 금속층(10)의 슬릿(15)을 매우기 위한 비전도성 재질의 PVC 삽입체(90)를 상기 슬릿(15)에 끼워넣는다. 최종적인 가열압착은 종래의 기술이므로 자세한 설명을 생략한다.

참고로, 각 부품의 두께는 상황에 따라 가변적이나, 일례로 카드의 전체 두께가 0.84±0.04mm라고 경우에, 상기 금속층(10)의 두께는 0.6mm, 상기 PVC층(60)은 0.24mm (별도의 접착제층을 사용할 경우에는 0.2mm), 상기 인레이 안착홈(11)의 깊이는 0.24mm, 상기 인레이(40)는 0.04mm, 상기 PVC 박막은 0.15mm, 상기 칩모듈 관통홀(12)의 깊이는 0.36mm이면 적당하다. 물론, 반드시 이에 한정되지는 않으며, 상기 PVC 박막이나 PVC 절편 혹은 PVC 삽입체는 각 하드한 부품 간의 틈새를 메우는 역할도 겸하게 되므로, 약간의 공차를 두어야 한다. 아울러, 상기 PVC 박막이나 PVC 절편 역시, 반드시 PVC에 한정되는 것은 아니며, PET나 PC 등의 다른 합성수지, 혹은 유사한 기능을 하는 기타 비도전성 물질로 이루어질 수 있다.

이제, 도 8을 참조하여, 상기 인레이(40)에 대해 상술하면, 상기 인레이(40)의 적어도 상측면의 상기 칩모듈의 단자(14, 14') 위치에는, 인레이의 전극(41, 41')이 형성되어 있으며, 양 전극을 연결하면서 안테나 역할을 하기 위한 권선(42)이 권회되어 있다. 물론, 상기 안테나는 반드시 권선으로 권회되어야 하는 것은 아니며, 패턴으로 인쇄 혹은 식각되어 있을 수도 있으며, 동박이나 기타 전도성 박막으로 부착되어 있을 수도 있다.

본 실시예에서는, 인레이의 크기에 비해 안테나의 길이가 길어야 하는 관계로, 양 전극(41, 41')이 인레이의 FPCB 기판을 관통하도록 양 측면에 전극(41, 41')이 형성되어 있으며, 상기 제1 전극(41)에서 상측면을 따라 제1 권선(42)이 시계방향으로 권회되다가 (도 8의 (a) 참조), 비어홀(43)을 통해 하측면으로 연결되며, 다시 반시계방향으로 (상측에서 보았을 때는 시계방향으로) 제2 권선(42')이 적정한 길이만큼 권회된 후에, 제2 전극(41')에 접속된다 (도 8의 (b) 참조).

한편, 도 8의 (a)에서 보듯이, 상기 인레이(40) 상측면의 상기 제1 권선(42)의 일부는 광폭부(42a)로 형성되며, 도 8의 (b)에서 보듯이, 이에 대응되는 위치에서 상기 인레이(40) 하측면의 상기 제2 권선(42')의 해당 부위 (광폭부(42a) 아래쪽) 에는 다수개의 섬 형상의 아일랜드(44, 44')가 형성되어 있는바, 일부는 제2 권선(42')과 병렬 접속되어 상기 광폭부(42a)와 커패시터를 형성하고, 나머지는 차단됨으로써 전체 커패시던스 값을 조정하여, 임피던스 매칭을 용이하게 할 수 있다.

이제, 도 9a 내지 도 9d를 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드(100)의 제조 방법을 설명한다.

먼저, 본 발명의 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 금속층(10)을 재단한다. 바람직하게는, 표면에 아노다이징을 행하는 등의 적절한 표면 처리가 행하여진다 (도 9a 참조).

이제, 상기 도 6 및 도 7의 (a)에서와 같이, PVC층(60) 상에, PVC 박막(50), 인레이(40), 금속층(10), PVC 절편(30), 칩모듈과 같은 형상의 더미칩(20'), 및 PVC 삽입체(90)를 적층 후, 가열압착 등의 방법으로 합지를 행하게 된다 (도 9b 참조).

이후, 다시 더미칩(20')을 빼내고, 그 자리에 칩모듈(20)을 장착하되, 각 단자들의 위치에 전도성 물질(35)을 사용하여, 전기적 접속이 이루어지도록 한다 (도 9c 참조). 이때, 상기 전기적 접속은, 전도성 글루, 땜납, 혹은 특허 제1073440호의 기폭제를 이용한 접합 방식들을 사용하면 된다.

도 9c는 완성된 본 발명의 제1 실시예에 의한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 상측면 사진이고, 도 9d는 완성된 본 발명의 제1 실시예에 의한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 하측면 사진이다. 도 9d에서 보는 바와 같이, 카드 뒷면인 PVC층(60) 표면에는 통상의 플라스틱 카드의 방식으로 마그넷 스트립(62), 서명부(63) 및 홀로그램부(64)가 형성된다.

한편, 상기 제1 실시예에 대한 변형예로서, 상기 슬릿에 삽입되는 삽입체가 별도로 미리 제작되어 삽입되지 않고, 마무리 단계에서 임의의 비전도성 재질로 소성가공 혹은 비전도성 재질의 물질이 충전되는 형태로 이루어질 수도 있다.

(제2 실시예)

다음, 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드에 대하여, 도 10 내지 도 14를 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 금속층의 구조를 보여주는 도면으로서, (a)는 상부 금속층의 평면도, (b)는 상부 금속층의 XB-XB선 횡단면도, (c)는 하부 금속층의 평면도, (d)는 하부 금속층의 XD-XD선 횡단면도이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 금속층의 슬릿의 정렬 관계를 보여주는 도면으로서, (a)는 상/하부 금속층의 수평 정렬관계를, (b)는 상/하부 금속층의 수직 정렬 관계를 보여준다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 분리상태의 단면도이고, 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 결합상태의 단면도로서, (a)는 일부 결합상태의 단면도이고, (b)는 전체 결합상태의 단면도이며, 도 14는, 본 발명의 제2 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 하측면의 저면도이다.

본 제2 실시예와 제1 실시예의 차이점은, 제1 실시예의 경우에는 상측은 금속층으로, 하층은 PVC층으로 형성함에 비해, 본 제2 실시예의 경우에는 상하층이 모두 금속층(10, 80)이라는 점이며, 따라서 보다 메탈카드의 기능에 충실할 수 있다.

먼저, 도 10의 (a) 및 (b)를 참조하여, 상측 금속층(10)에 대해 설명하면, 이는 도 5의 제1 실시예의 금속층(10)과 동일하다. 다만, 상하층의 제1 및 제2 금속층(10, 80) 모두 금속층인 관계로, 양 금속층의 두께를 동일하게 하도록 제1 금속층(10)의 두께만 0.4mm로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 10 (a)의 XB-XB선을 따른 단면도인 도 10의 (b)에서 보듯이, 상기 인레이 안착홈(11)의 깊이가 상기 인레이(40)의 두께인 0.04mm 정도로 밀링하게 된다.

다음, 도 10의 (c) 및 (d)를 참조하여, 하측 금속층(80)에 대해 설명하면, 상술하였듯이 두께가 상기 도 5의 제1 실시예의 PVC층(60)보다 더 두꺼운 0.4mm 정도로 하며, 대신 상기 칩모듈(20)의 칩돌출부(22)가 안착되도록 안쪽에 칩돌출부 안착홈(81)이 약 0.2mm정도의 깊이로 밀링 가공된다. 한편, 하층 금속층인 제2 금속층(80)에도 상기 제1 금속층(10)의 제1 슬릿(15)에 대응되는 위치에 마찬가지의 제2 슬릿(85)이 형성되도록 하여야 한다.

다만, 도 11에서 보듯이, 상기 제1 슬릿(15)과 상기 제2 슬릿(85)을 완전히 동일한 위치에 형성하게 되면, 그 부분만 뻥 뚫리게 되어, 그 사이에 삽입되어야 하는 PVC 삽입체(90: 도 12 참조)의 이탈 가능성으로 인한 내구성 문제가 있을 수 있는바, 보다 바람직하게는 폭 방향으로 (도 11 (a)에서 수직방향으로) 다소 쉬프트되도록 형성하며, 다만 이 경우에도 상기 제1 및 제2 금속층(10, 80)의 양쪽 모두의 슬릿 폭(d)은 0.1mm 이상인 것이 바람직하다. 이렇게 슬릿의 단면이 크랭크 형성이고, 여기에 삽입되어야 할 PVC 삽입체(90)의 단면 형상도 크랭크 형상으로 함으로써, 카드 완성 후에 PVC 삽입체가 슬릿으로부터 쉬 이탈하지 않도록 한다.

한편, 도 12 및 13에서 보는 바와 같이, 본 제2 실시예에서는 상하층이 모두 금속층인 관계로, 양 금속층 사이에 반드시 접속층(70)이 형성되어야 한다. 상기 접속층은, 박형의 PVC 등의 합성수지 박막(시트)을 삽입 후 가열압착에 의해 합지할 수도 있고, 별도의 접착제를 사용하여 접합할 수도 있다.

참고로, 상기 제2 금속층(80)의 상기 칩돌출부 안착홈(81)에 직접 상기 칩돌출부(22)가 안착되도록 하여도 되나, 보다 바람직하게는 완충을 위해, 상기 칩돌출부 안착홈(81)에 PVC 박막(50')이 안착되고, 상기 PVC 박막(50')에 형성된 홈부에 상기 칩돌출부(22)가 안착되도록 하는 것이 좋다.

추가적으로, 본 제2 실시예에서는, 도 14의 (a)에서 보는 바와 같이, 제2 금속층(80)의 바깥쪽인 카드의 하측면에 통상의 플라스틱 카드와 같은 마그넷 스트립(82), 서명부(83) 및 홀로그램부(84)가 형성되어야 하는바, 도 14의 (b)에서 보는 바와 같이, 제2 금속층(80)의 외측면에 적당한 깊이로 마그넷 스트립(82), 서명부(83) 및 홀로그램부(84)가 형성되도록, 원하는 사이즈 및 위치에 NC 가공 등의 방식으로 대략 0.15mm 정도 깊이의 홈부(82,83,84)를 형성하며, 그 홈부에 필요한 기능을 형성하게 된다.

나머지는 상기 제1 실시예와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.

한편, 도 12 내지 도 14를 참조하여, 본 제2 실시예의 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 조립방법을 설명하면, 제2 금속층(80) 상의 칩돌출부 안착홈(81)에 PVC 박막(50')이 안착되도록 하고, 차례대로 접속층(70), 인레이(40), PVC 삽입체(90), 금속층(10), PVC 절편(30), 및 더미칩(20')을 적층하되, 상기 PVC 박막(50')에 형성된 홈부에 상기 더미칩(20')의 칩돌출부(22)가 안착되도록 하면서 더미칩(20')을 적층하고, 가열압착 등의 방법으로 합지를 행하게 된다. 나머지 공정은 제1 실시예의 제조방법과 동일하다.

상기 PVC 삽입체(90)의 금형이 복잡하면, 제2 금속층(80)의 슬릿(85)에 제1 실시예의 막대형 PVC 삽입체(90)를, 그리고 제1 금속층(10)의 슬릿(15)에 제1 실시예의 막대형 PVC 삽입체(90)를 각각 삽입하고, 이들을 가열압착하여 합지하여도 되며, 이 경우에는 제조 공정이 간단하여 지지만, 내구성을 위해서는 상술한 바와 같이, 단면이 크랭크형인 일체로 된 PVC 삽입체(90)를 사용하는 것이 바람직하다.

(제3 실시예)

이제 마지막으로, 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드에 대하여, 도 15 내지 도 20을 참조하여 설명한다.

도 15는 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 금속층의 구조를 보여주는 도면으로서, (a)는 금속층의 평면도, (b)는 사출물이 십입된 금속층의 XVB-XVB선 횡단면도, (c)는 금속층의 XVC-XVC선 종단면도, (d)는 사출물의 평면도이고, 도 16은 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 사출물의 상세도로서, (a)는 평면도, (b)는 정면도, (c)는 좌측면도이다.

도 17은 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 분리상태의 사시도이고, 도 19는 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 안테나 부위의 부분상세도로서, (a)는 결합상태의 평면도, (b)는 B-B선 단면도, (c)는 C-C선 단면도이며, 도 20은, 본 발명의 제3 실시예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 조립도로서, (a)는 금속층의 저면도, (b)는 IIXB-IIXB선 단면도, (c)는 IIXC-IIXC선 단면도, (d)는 인레이를 안착한 상태의 저면도이다.

본 제3 실시예는 제1 실시예와 유사하나, PVC 삽입체(90')에 있어서 상이하다. 즉, 제1 실시예의 PVC 삽입체(90)는 일자형의 막대형이므로, 카드를 심하게 구부렸을 때에 금속층(10)의 슬릿(15)이 벌어짐으로써 이탈될 가능성이 다소 있다. 이에 반해, 제3 실시예의 PVC 삽입체(90')는, 도 15 (d) 및 도 16에서 보는 바와 같이, 제1 실시예의 금속층(10)의 슬릿(15)과 같은 형상의 막대형 몸체(90a)에 좌우 날개(90b)를 갖는 형태이며, 이때 상기 좌우 날개(90b)의 두께는 상기 몸체부(90a)의 두께보다 상대적으로 낮은 형태이다.

따라서, 본 제3 실시예서의 금속층(10')의 슬릿(15') 역시, 도 15의 (b) 및 (c)에서 보는 바와 같이 상측(칩모듈 관통홀(12)에 해당하는 부분)의 협소부(15a)와 하측(인레이 안착홈(11)에 해당하는 부분)의 확개부(15b)가 계단형으로 가공되어 있어, 각각, 본 실시예의 슬릿(15')의 몸체(90a) 및 날개(90b)에 대응되도록 가공되어야 한다.

참고로, 본 제3 실시예서의 금속층(10')의 슬릿(15')의 구체적인 형태는, 도 16에서 보듯이, 상기 몸체(90a)의 길이는 금속층의 좌측 가장자리에서 칩모듈 관통홀(12)까지의 길이이며, 두께는 칩모듈 관통홀(12)의 깊이에 해당하는 0.36mm정도로, 그리고 폭은 0.1mm 이상으로 하는 것이 바람직하며, 상기 날개(90b)의 길이는 가장자리에서 인레이 안착홈(11)까지의 길이이며, 두께는 인레이 안착홈(11)의 깊이에 해당하는 0.24mm정도 하는 것이 바람직하다. 그리하여 도 8에서 보는 바와 같이, 상기 인레이(40)의 가장자리를 따라서 안테나(42)가 형성되어 있어, 도 7, 도 10 내지 도 13 및 도 15 내지 도 17에서 보는 바와 같이, 위에서 정사영으로 투사했을 때에, 상기 인레이(40)에 형성된 안테나의 코일 중 상기 슬릿(삽입체) 쪽의 코일 형상의 일부 또는 전부는 상기 칩모듈(20) 보다 더 바깥쪽 (도 5, 도 10 및 도 15에서 인레이 안착홈(11)의 좌측 단부와 칩모듈 관통홀(12)의 좌측 단부 사이, 즉, 도 16에서 날개(90b)의 우측 단부와 몸체(90a)의 우측 단부 사이) 에 형성되게 된다.

다만, 본 제3 실시예서의 상기 계단형 슬릿(15')의 기술사상이, 외부로의 (즉, 상측으로의) 이탈을 방지하기 위하여, 상협하광(上陜下廣)의 형태를 취하는 이상, 상기 몸체와 날개의 경계가 반드시 계단형으로 될 필요는 없고, 비스듬한 평면이나 곡면으로, 혹은 이들의 조합으로 이루어져 있어도 된다.

한편, 본 제3 실시예의 분리사시도인 도 17은, 제1 실시예의 분리 상태의 단면도인 도 6에 대응하는 도면으로서, 차이점은 본 제3 실시예에서는 인레이(40) 상에 PVC 삽입체(90')가 먼저 적층된 후에, 금속층(10')이 적층되어야 한다는 점이다.

즉, 도 17, 도 19 및 도 20을 참조하여, 본 제3 실시예의 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 조립방법을 설명하면, PVC층(60) 상에, PVC 박막(50), 인레이(40), PVC 삽입체(90'), 금속층(10'), PVC 절편(30), 및 더미칩(20')을 차례대로 적층 후, 가열압착 등의 방법으로 합지를 행하게 된다. 나머지 공정은 제1 실시예의 제조방법과 동일하다.

도 20에서, (a)는 금속층(10')을 아래에서 바라본 저면도이고, (b)는 IIXB-IIXB선 단면도이며, (c)는 IIXC-IIXC선 단면도인바, 상기 금속층(10')에 PVC 삽입체(90')와 인레이(40)를 적층한 상태에서 가접합하고 (도 20의 (d) 참조), 이를 뒤집어 PVC층(60)과 합지하는 것도 가능하다.

(제3 실시예의 변형예)

다른 한편, 도 18은 본 발명의 제3 실시예의 변형예에 관한 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 분리상태의 사시도이다.

상술한 제3 실시예와 차이점은, PVC 삽입체(90")에 있는바, 도 18에서 보는 바와 같이, 막대형의 본체(90a)의 양측에 날개(90b)를 형성하여 상협하광 형의 제3 실시예의 PVC 삽입체와 상기 인레이(40)의 하부에 삽입되는 PVC 박막에 해당하는 박막부(90c)를 일체로 성형 제조함으로써, 더욱 견고성과 내구성을 향상시킨 점이다.

다만, 상기 변형례의 PVC 삽입체(90")의 경우에는 금형이 복잡하여질 수 있다는 단점이 존재한다.

즉, 이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

100 : 제1 실시예의 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드
10 : 제1 금속층 20 : 칩모듈
30 : PVC 절편 40 : 인레이
50 : PVC 박막 60 : PVC층
90 : PVC 삽입체
100' : 제2 실시예의 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드
70 : 접속층 80 : 제2 금속층
100" : 제3 실시예의 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드
10' : 제1 금속층 90' : PVC 삽입체

Claims

하나 이상의 칩을 내장하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드로서,
비접촉식 카드 기능을 수행하기 위한 칩모듈(20);
상기 칩모듈(20)의 비접촉식 통신을 직접 행하기 위한 안테나가 형성된 인레이(40);
상기 칩모듈(20)이 삽입될 수 있는 칩모듈 관통홀(12)과, 상기 인레이(40)가 안착될 수 있는 인레이 안착홈(11)이 형성되어 있는 제1 금속층; 및
상기 제1 금속층의 하측에 합지되는 제2 층;
을 포함하며,
상기 제1 금속층의 일측에는 상기 칩모듈 관통홀(12)이 외부로 개방되도록 하는 슬릿이 형성되어 있어, 상기 슬릿에서 상기 제1 금속층의 전도성이 단절되며,
상기 인레이(40)는, 안테나로서의 권선(42)이 코일 형상으로 권회되고, 상기 칩모듈의 단자와 전기적으로 접속되는 인레이 단자(41, 41')를 갖으며,
위에서 정사영으로 투사했을 때에, 상기 인레이(40)에 형성된 안테나의 코일 중 상기 슬릿 쪽의 코일 형상의 일부 또는 전부는 상기 칩모듈(20) 보다 더 바깥쪽에 형성되며,
상기 슬릿에 삽입되는 비전도성 재질의 삽입체를 더 포함하며,
상기 삽입체는, 막대형 몸체(90a)에 좌우 날개(90b)를 갖는 형태이며, 이때 상기 좌우 날개(90b)의 두께는 상기 막대형 몸체(90a)의 두께보다 상대적으로 낮은 형태이며, 상기 제1 금속층의 슬릿 역시, 상기 삽입체에 대응되는 형태인 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드.
제 1 항에 있어서,
상기 슬릿의 폭은 0.1mm 이상인 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드.
제 1 항에 있어서,
상기 슬릿은, 단면 형상이 상협하광(上陜下廣) 형태인 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 층은 합성수지층(60)인 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 층은 금속층(80)이며,
상기 제1 금속층(10)에 형성된 슬릿(15)과 상기 제2 층에 형성된 슬릿(85)은 슬릿의 폭 방향으로 쉬프트되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드.
제 5 항에 있어서,
상기 제1 금속층(10)과 제2 금속층(80) 사이에 반드시 접속층(70)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 인레이(40)의 양 전극(41, 41')이 인레이의 기판을 관통하도록 양 측면에 형성되어 있으며, 제1 전극(41)에서 상측면에 형성된 제1 권선(42)과 하측면에 형성된 제2 권선(42')은 비어홀(43)을 통해 전기적으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드.
제 8 항에 있어서,
상기 인레이(40)의 상기 제1 권선(42) 및 상기 제2 권선(42')의 어느 일측 권선의 적어도 일부는 광폭부(42a)로 형성되며, 상기 광폭부에 대응되는 위치에서 타측 권선에는 다수개의 섬 형상의 아일랜드(44, 44')가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 층 상의 인레이(40)가 위치하는 부분에, PVC 박막(50)을 위치시키고, 그 위에 다시 인레이(40)를 위치시키며, 그 위에 인레이 안착홈(11)이 위치하도록 하면서 제1 금속층(10)을 적층하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 삽입체(90')는, 상기 막대형 몸체(90a) 및 좌우 날개(90b)에 더하여, 동일한 재질의 박막부(90c)가 추가되는 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드.
삭제
제 1 항의 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 제조 방법으로서,
상기 제1 금속층(10)에 상기 칩모듈 관통홀(12)과, 상기 인레이 안착홈(11)을 형성하는 단계;
상기 제2 층 상에, 상기 인레이(40), 상기 비전도성 재질의 삽입체, 상기 제1 금속층(10) 및 상기 칩모듈(20)과 같은 형상의 더미칩(20')을 적층 후, 가열압착 등의 방법으로 합지를 행하는 단계; 및
상기 더미칩(20')을 제거하고, 그 자리에 상기 칩모듈(20)을 장착하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드의 제조 방법.