KR20000029797A - 전기신호전송용데이터매체 - Google Patents

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테트레프 호우데아우
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칼 하인쯔 호르닝어
지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은, 집적 전자 회로를 가진 반도체 칩(3)이 형성된 데이터 매체 바디(2)를 가진, 전기 신호를 판독 또는 기록 장치에 전송하기 위한 데이터 매체에 관한 것이다. 상기 데이터 매체 바디(2)는 2개의 판지층 또는 종이층(6, 7)을 포함하고, 상기 층 사이에 반도체 칩(3)을 적어도 부분적으로 감싸는 보강재(8)가 삽입된다.

Description

전기 신호 전송용 데이터 매체 {DATA MEDIUM FOR TRANSMISSION OF ELECTRICAL SIGNALS}
상기 방식의 데이터 매체는 EP 0 710 919 A2 호에 공지되어 있다. 이러한 데이터 매체는 집적 회로(반도체 칩)를 갖는 전자 모듈 및 권선 코일을 포함하며, 상기 집적 회로는 권선 코일상에 직접 배치된다. 집적 회로 영역에서 상기 코일에 밀봉제가 부어진다.
독일 특허 4 403 513 A1 호에는 종이 및/또는 마분지로 이루어진 데이터 매체가 공지되어 있다. 상기 간행물에 자세히 설명된 실시예는 접촉면을 갖는 접촉식 칩 카드에 관한 것이다. 그 표면상에 비접촉식 데이터 교환에 적합한 전자 모듈이 제공될 수 있다는 것 또한 언급된다. 그러나 종이 또는 마분지로 이루어진 비접촉식 칩 카드에 대한 더 자세한 세부 사항은 설명되지 않는다.
상기 방식에 따른 데이터 매체는 특히, 체크 카드 형태로 형성된 비접촉식 칩 카드가 공지되어 있고, 상기 칩 카드는 기능의 융통성이 높아서 매우 많은 방면에서 사용된다. 의료 보험 카드, 타임 카드, 전화 카드 등과 같은 이러한 칩 카드의 전형적인 사용 분야 외에도, 앞으로는 가능한 짧은 시간 안에 가능한 많은 인원을 검출해야 하는 근거리 대중 교통에도 사용된다. 이러한 사용에 있어서, 비접촉식 칩 카드는 접촉식 칩 카드와 비교해서, 칩 카드가 반드시 판독 또는 기록 장치에 삽입될 필요가 없고, 접촉 없이 몇 미터 거리 이상에서 작동한다는 장점이 있다. 비접촉식 칩 카드는 부가의 장점들 외에, 카드 표면에서 기술적인 소자가 보이지 않기 때문에 자기선 또는 콘택면에 의한 카드 표면의 시각적 디자인의 제한이 없다는 장점을 제공한다. 현재 사용할 수 있는 비접촉식 칩 카드의 단점은 무엇보다 카드에 집적될 수 있는 전송 코일 또는 캐퍼시터 플레이트와 같은 추가 부품에 있다. 게다가 비접촉식 칩 카드에 요구되는, 전기 신호를 판독 또는 기록 장치에 접촉 없이 전송하기 위한 전자 부품은 더 비싸다. 여기에는, 극초단파, 광학 신호, 용량성 또는 유도성 커플링에 의해 신호 전송을 가능하게 하는 회로가 적합하며, 칩 카드의 평평한 구조적 형상 때문에 용량성 및 유도성 커플링이 가장 적합하다. 현재, 대부분의 비접촉식 카드에서 전송은 유도 방식으로 이루어지며, 상기 방식으로 데이터 및 에너지 전송이 실현된다. 이렇게 카드 바디에 하나 또는 다수의 유도 코일이 집적되어 형성되고, 상기 유도 코일은 적합한 방식으로 반도체 칩 상에 존재하는 회로와 접촉된다. 전기 신호의 전송은 느슨하게 커플링된 변압기의 원리에 따라 이루어지며, 캐리어 주파수는 예를 들어 100 내지 300 kHz의 범위에 있거나 수 MHz, 특히 13.56 MHz의 산업 주파수이다. 이를 위해 약 10 mm2크기의 반도체 칩의 베이스면에 비해 큰 코일면을 가진, 전형적으로 약 30 내지 40 cm2크기의 유도 코일이 필요하며, 유도 코일은 일반적으로 적은 권선을 포함하고 평평하게 형성된다. 일반적으로 반도체 소자는 조립식 모듈의 형태로 또는 직접 칩으로서 에칭된 코일상에 조립되고, 이어서 분리된 부품으로서 존재하는 칩 모듈이 유도 코일과 함께 칩 카드 제조를 위해 카드 바디에 적층되며, 적층시 체적 보상을 위해 경우에 따라 펀칭이 제공되는 중간 박막이 속박막으로서 삽입된다.
지금까지 사용된 비접착식 칩 카드는 예외 없이 완전 플라스틱 재료로 그리고 대부분 ISO-기준에 맞는 크기로 제조되었다. 또한 카드 바디의 높은 기계적인 유연성은 상기 기준의 특징이지만 휨 또는 비틀림에 매우 민감한 반도체 칩의 보호를 위한 특별한 조치가 필요하여 이러한 조치는 비접촉식 칩 카드의 비싼 제조 또는 조립 비용을 초래한다. ISO-기준에 따라 제조된 비콘택 칩 카드는 서로 적층되는 플라스틱-개별층들로 이루어진다. 이 경우, 특히 일반적으로 6 내지 7개의 플라스틱층으로 이루어지는 카드 구조의 제조 및 이에 뒤따르는 문자 표기 및 커버층 제공에 대한 표면 디자인이 비싸다. 이와 관련한 상기 방식의 비접촉식 칩 카드의 높은 제조비는 일반적으로 원하는 모든 사용 분야에서 감당할 수 있는 것은 아니다.
본 발명은 청구항 제 1항에 따른 전제부에 따른 데이터 매체에 관한 것이다.
도 1은 개략적인 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따라 전기 신호를 판독 또는 기록 장소로 전송하기 위한 데이터 매체의 개략적인 평면도이다.
본 발명의 목적은, 플라스틱 바디를 갖는 지금까지의 비접촉식 칩 카드에 비해 현저히 저렴하게 제조될 수 있는, 전기 신호를 판독 또는 기록 장치에 전송하기 위한 데이터 매체를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 제 1항에 따른 데이터 매체에 의해 달성된다.
본 발명에 따라, 데이터 매체가 2개의 판지층 또는 종이층을 포함하고, 상기 종이층 사이에 반도체 칩을 적어도 부분적으로 감싸는 보강재가 삽입된다. 본 발명의 기본 원리에 따라 보강재는 적어도 부분적으로 유도 코일의 권선으로 형성된다.
ISO-기준에서 벗어나 값싼 칩 카드의 의미에서 매우 저렴하게 제조되고 완전 플라스틱 바디를 사용하지 않는 데이터 매체가 제안된다. 또한 본 발명에 따른 데이터 매체의 전체 두께는 ISO-기준에 비해 증가될 수 있어서, ISO-기준에 따른 지금까지의 칩 카드에서 요구되는 반도체 칩의 보호를 위한 특별한 조치가 생략될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에서는, 2개의 판지층 또는 종이층 사이에 삽입된 유도 코일의 권선이 반도체 칩 또는 반도체 칩 하우징과 같은 높이로 그리고 같은 조립면에 배치되고 따라서 동시에 기계적 하중으로부터 반도체 칩을 보호하기 위한 보강재로 사용된다. 충분히 높은 기계적 강도를 보장하기 위해 에나멜 와이어로 이루어지는 유도 코일의 권선은 적어도 200 ㎛, 특히 바람직하게 적어도 500 ㎛의 직경을 갖는다.
또한, 2개의 판지층 또는 종이층 사이에 삽입된 유도 코일에 코일 코어, 특히 페라이트 코어가 배치되고, 상기 페라이트 코어가 반도체 칩 또는 반도체 칩 하우징을 적어도 부분적으로 감싸고 또는 적어도 대략적으로 포지티브하게 수용하며, 그 높이 및 조립면이 재차 반도체 칩 또는 반도체 칩 하우징의 높이 및 어셈블리면과 일치한다. 이 때, 코일 코어는 두꺼운 와이어로 제조된 유도 코일의 회선과 같이 반도체 칩의 기계적 보호를 위한 보강재로 사용된다. 본 발명에 따른 데이터 매체는 공지된 완전 플라스틱-칩 카드와 비교해서 전체적으로 확실히 휨 강도가 더 크고, 이에 따라 기계적 하중에 대한 반도체 칩의 특별한 보호 조치가 필요치 않다.
다른 바람직한 실시예에서, 각각 반도체 칩에 접한 데이터 매체의 2개의 판지층 또는 종이층의 표면상에 접착층이 제공된다. 상기 접착층은 데이터 매체 및 그곳에 삽입되는 부품의 조립 및 개별 부품의 높이차를 보상하기 위해 사용된다. 접착층으로 바람직하게 약 20 ㎛ 이상의 두께의 상온 접착층이 사용된다.
또한, 데이터 매체의 가장 자리 영역에 2개의 판지층 또는 종이층 사이에 삽입된 지지 프레임이 제공된다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 데이터 매체의 제조시, 우선 바람직하게 500 ㎛ 높이의 코일 코어 또는 페라이트 코어가 에나멜 와이어로 감겨지고, 상기 와이어도 역시 약 500 ㎛의 두께를 갖는다. 집적 전자 회로가 제공되는 반도체 칩은 리드 프레임 및 오버 모울드-몰딩 혼합물로 이루어지는 반도체 칩용으로 전형적인 모듈 하우징에 내장된다. 그 다음으로 반도체 칩 하우징은 포지티브하게 코일 코어에 삽입되고, 상기 코어에는 이러한 목적을 위해 적합하게 형성된 수용 개구를 갖는다. 모듈 하우징의 전체 두께는 바람직하게 재차 약 500 ㎛이다. 에나멜 와이어가 감겨지고 노출된 와이어 단부와 리드 프레임이 전기적으로 접속된 다음, 코일 코어가 강도를 더 높이기 위해 역시 약 500 ㎛ 높이의 추가 지지 프레임으로 둘러싸일 수 있다. 이어서 상기 방식으로 제조되고, 칩 모듈, 코일 코어 및 유도 코일의 권선으로 이루어진 블랭크의 양면에, 접착성이 있고, 프린트된, 각각의 전체 두께가 바람직하게 약 100 ㎛ 이상인 판지층 또는 종이층이 제공된다. 상기 방식으로 제조된 데이터 매체 바디의 층두께는 ISO-기준에 따른 해당 값보다 크다.
첨부한 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 자세히 살펴보면 하기와 같다.
도 1 및 2에 도시된 본 발명의 실시예에서 데이터 매체(1)는 데이터 매체 바디(2)를 갖는 비접촉식 칩카드의 형태로 도시되며, 상기 데이터 매체(1)에 (자세히 도시되지 않은) 집적 전자 회로를 갖는 반도체 칩(3)이 형성된다. 반도체 칩(3)은 (개략적으로 도시된) 리드 프레임(4) 및 전기 절연 플라스틱 몰딩 혼합물(5)로 이루어진 공지된 모듈 하우징에 내장된다. 데이터 매체 바디(2)는 2개의 동일한 베이스면을 가지며 각각 약 100 ㎛ 이상의 두께를 갖는 판지층 또는 종이층(6, 7)을 포함하며, 상기 층(6, 7) 사이에 반도체 칩(3)을 적어도 부분적으로 감싸고 높이가 약 500 ㎛인 보강재(8)가 삽입된다. 반도체 칩(3)에 접하는 각각의 판지층 또는 종이층(6, 7)의 표면상에 접착층(9, 10)이 제공된다. 각각의 접착층(9, 10)은 바람직하게 약 20 ㎛ 이상의 두께를 가지며 개별 부품의 조립 뿐만 아니라 높이차의 보상을 위해 사용된다. 보강재(8)는 자기 물질로 제조된 권선 코어(11) 외에 에나멜 와이어(12)를 포함하며, 상기 와이어(12)는 도시된 경우에서 반도체 칩(3)의 전자 회로에 배치된 유도 코일의 2개의 권선(13, 14)을 형성하고, 상기 유도 코일은 반도체 칩(3)의 외부 치수보다 큰 코일 둘레를 가진다. 코일 회선의 단부(15, 16)는 바람직하게 리드 프레임(4)(시스템 캐리어 플레이트)의 접속부(17, 18)와 남땜되고, 이것에 의해 반도체 칩(3)상에 집적된 전자 회로와 유도 코일의 전기적 접속이 이루어진다. 데이터 매체 바디(2)의 가장 자리 영역에서 2개의 판지층 또는 종이층(6, 7) 사이에 바람직하게 역시 약 500㎛의 두께를 가진 지지 프레임(19)이 제공된다.

Claims (8)

  1. 집적 전자 회로를 가진 반도체 칩(3)이 형성되는 데이터 매체 바디(2) 및 반도체 칩(3)의 집적 전자 회로에 배치되고 데이터 매체 바디(2) 내에 삽입되며 반도체 칩(3)의 외부 치수보다 큰 코일 둘레를 가진 적어도 하나의 유도 코일을 포함하는, 전기 신호를 판독 또는 기록 장치로 비접촉으로 전송하기 위한 데이터 매체에 있어서, 데이터 매체 바디(2)가 2개의 판지층 또는 종이층(6, 7)을 포함하며, 상기 층(6, 7) 사이에 반도체 칩(3)을 적어도 부분적으로 둘러 싸고 적어도 부분적으로 유도 코일의 권선(13, 14)으로 형성된 보강재(8)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 데이터 매체.
  2. 제 1항에 있어서, 2개의 판지층 또는 종이층(6, 7) 사이에 삽입되는 유도 코일의 권선(13, 14)이 하우징이 있는 또는 하우징이 없는 반도체 칩과 동일한 높이로 그리고 동일한 조립면에 장착되는 것을 특징으로 하는 데이터 매체.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 유도 코일의 권선(13, 14)이 에나멜 와이어로 이루어지는 것을 특징으로 하는 데이터 매체.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 보강재가 코일 코어(11)로 형성되고, 상기 코일 코어가 하우징이 없는 또는 하우징이 있는 반도체 칩(3)을 적어도 부분적으로 감싸고 또는 적어도 대략적으로 포지티브하게 수용하며, 그 높이 및 조립면이 또한 하우징이 없는 또는 하우징이 있는 반도체 칩(3)의 높이 및 조립면과 일치하는 것을 특징으로 하는 데이터 매체.
  5. 제 4항에 있어서, 코일 코어(11)가 페라이트 코어이고, 상기 페라이트 코어는 반도체 칩(3) 또는 반도체 칩 하우징을 적어도 부분적으로 감싸며, 그 높이가 반도체 칩(3) 또는 반도체 칩 하우징의 높이와 일치하는 것을 특징으로 하는 데이터 매체.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 유도 코일의 권선(13, 14)이 적어도 200 ㎛, 바람직하게 적어도 500 ㎛의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 데이터 매체.
  7. 제 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체 칩(3)에 접하는 데이터 매체 바디(2)의 2개의 판지층 또는 종이층(6, 7)의 각각의 표면상에 접착층(9, 10)이 제공되는 것을 특징으로 하는 데이터 매체.
  8. 제 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 데이터 매체 바디(2)의 가장 자리 영역에서, 2개의 판지층 또는 종이층(6, 7) 사이에 삽입된 지지 프레임(19)이 제공되는 것을 특징으로 하는 데이터 매체.
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