KR20010013578A - 비접촉형 스마트 카드의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스마트 카드, 특히 카드에 집적된 안테나를 통해 접촉없이 동작할 수 있는 스마트 카드에 관한 것으로서, 표준적인 접촉을 갖는 혼합형 카드를 포함한다. 이 제조 방법은: 층 내에 두 개의 도전성 액세스 영역(60, 24; 62, 26)을 포함하는 안테나(22)를 둘러싸서, 겹쳐진 플라스틱 박판들을 조립하는 공정; 조립물 최상부면에 개구부를 형성하고, 형성 중에 도전성 액세스 영역을 노출하는 공정; 개구부 내에 전자 모듈(M)을 접착하고, 모듈은 바닥면 상에, 개구부의 내부를 향하는, 안테나 도전성 액세스 영역과 접촉을 시작하는 도전성 영역(72)을 갖는 공정을 포함한다. 도전성 접착제로(60, 62)로 코팅된 안테나의 두 도전성 단부(24, 26)로 안테나의 도전성 액세스 영역을 구성한다. 개구부 형성 후에 도전성 접착제를 안테나에 피착한다.

Description

비접촉형 스마트 카드의 제조 방법{METHOD FOR MAKING A CONTACTLESS SMART CARD}

ISO 7810 규격은 길이 85mm, 폭 54mm, 두께 0.76mm인 카드를 정의한다. 접촉부는 카드의 표면 상의 윤곽에 꼭 맞는다.

이들 규격은 카드 제조에 심각한 제한을 부과한다. 카드의 매우 얇은 두께가 주된 제한인데, 카드에 안테나를 통합시킬 필요성 때문에, 접촉형 카드보다 비 접촉형 카드에서 더욱 심각하다.

기술적인 문제로, 안테나가 카드의 거의 전 표면을 차지하기 때문에, 카드에 안테나의 위치를 정하는 문제, 칩의 전자 기능을 제공하는 집적 회로 모듈 (칩과 칩의 접촉부를 포함)의 위치를 정하는 문제, 및 모듈과 안테나간의 접속의 정밀도와 신뢰도의 문제가 있고, 마지막으로 기계적인 작용, 신뢰성 및 제조 단가를 고려해야 한다.

본 발명은 스마트 카드 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 카드에 집적된 안테나를 통해서 접촉없이 동작할 수 있는 스마트 카드에 관한 것이다.

"비접촉형 카드"라는 용어는 한편으로 외부와 안테나를 통해서만 통신할 수 있는 카드임을 뜻할 수 있고, 또한 특히 안테나 혹은 종래의 규격화된 접촉 중 어느 하나를 통해 통신할 수 있는 혼합형 카드를 뜻할 수 있다.

이러한 카드는, 예를 들어, 은행 업무, 전화 통화, 신분 조회, 지불 또는 재충전, 및 카드를 판독기에 삽입하거나 일정 거리에서 송/수신 단말기와 이 단말기의 작동 범위 내에 위치한 카드간의 전자기적 커플링 [원칙적으로 유도형(inductive type)]에 의해 발생할 수 있는 모든 종류의 동작과 같은 다양한 동작을 수행할 수 있다.

비접촉형 카드는 바람직하게는 종래의 접촉형 스마트 카드와 동일한 규격 치수를 가져야 한다. 이는 특히 혼합형 카드에 필수적이고, 비 접촉으로서만 동작하는 카드에도 바람직한 것이다.

도 1은 내지 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 방법의 연속적인 과정을 도시하는 도면.

도 6은 두 면간에 도전성 비아가 없는 이중면(double-face) 전자 모듈을 도시하는 도면.

도 7 내지 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 방법을 도시하는 도면.

본 발명의 목적은 카드의 크기, 정밀도, 기계적인 작용 및 더 일반적으로는 신뢰성, 제조 단가 및 제조의 효율성 등에 대한 제한을 해결하는 것이다.

이러한 목적에서, 본 발명은, 스마트 카드를 제조하는 방법에 있어서,

- 박판들을 겹치는 중에 두 개의 도전성 액세스 영역을 갖는 안테나를 둘러싸서, 프라스틱 소재의 박판들을 겹쳐서 조립하는 단계,

- 이 조립물의 윗면에 개구부(cavity)를 형성하여 도전성 액세스 영역을 노출시키는 단계, 및

- 전자 모듈의 바닥면 상에, 개구부의 내부를 향하고, 안테나의 도전성 액세스 영역과 전기 접촉을 하는 도전성 표면을 갖는 전자 모듈을 개구부에서 접합하는 단계

를 포함하는 방법을 제공한다.

안테나의 도전성 액세스 영역은 도전성 접착제를 피복한 안테나 콘덕터의 단부(end)로 구성된다. 도전성 접착제를 원칙적으로 개구부 형성 후에 피착하지만, 몇가지 패스로 수행되는 롤링 공정의 두 단계 사이에서 피착할 수도 있다.

바람직하게는, 박판의 조립물은 안테나 단부 위에 있는 천공부(perforation)를 가진 박판을 포함하며, 개구부가 형성될 때 천공부는 노출되고, 도전성 접착제를 이 천공부에 피착한다.

전자 모듈은 단일면형 또는 이중면형일 수 있으며, 후자의 경우, 이중면을 채택해서 칩과 두 면간에 접합되는 와이어를 갖고 두 면간에 접촉 비아(via)가 없는 이중면 회로가 된다. 모듈을 어떻게 설계하든지 간에, 개구부를 마련해서 모듈의 형태로 하우징의 윤곽을 정하고, 이에 따라 모듈의 콘덕터를 카드의 윗면과 같은 높이로 하여 스마트 카드로의 액세스 접촉부를 구성한다.

안테나 콘덕터는 바람직하게는 절연판 상에 프린팅된 콘덕터이나, 플라스틱 소재의 박판들의 조립물 내에서 둘러싸는 코일 와이어로도 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로 알 수 있을 것이다.

일반적으로, 비접촉형 칩 카드는, 안테나 콘덕터가 삽입 또는 개재된 플라스틱 소재의 박판들을 접합 (열간 혹은 냉간 롤링)하고, 집적 회로 모듈을 위한 하우징을 모듈 안에 생성하기 위해, 또는 이미 부분적으로 생성된 하우징을 완성하기 위해 개구부를 형성하고, 모듈을 끼워 맞춰서 모듈의 두 개의 도전성 영역이 안테나 콘덕터의 양 끝과 전기적 접촉을 하도록 함으로써 제작될 것이다.

도 1 내지 5는 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예를 도시한다.

먼저, 몇 개의 플라스틱 소재의 박판 [여기에서는 네 개의 박판(10, 20, 30, 40)]을 열간 혹은 냉간 롤링에 의해 각 윗면 상에 하나씩 겹친다. 두 개 또는 세 개의 박판을 사용하는 것도 가능하다. 롤링 공정은 박판간에 접합 재료를 개재하여 다른 판에 대고 하나씩 편평하게 압착하는 것이다. 압연 공정 전에 또는, 바람직하게는 공정 후에, 규격 치수로 카드를 절단한다.

박판(10)은 스마트 카드의 후면 클래드를 구성한다.

박판(20)은 프린트 회로 안테나(22), 즉, 증착 및 에칭된 또는 스크린 프린팅된 콘덕터를 박판 상에 갖는다. 상당히 큰 전자기 플럭스를 차단하기 위해, 카드의 외주를 따라 안테나(22)를 보통 여러번 감는다. 안테나는 서로 약간 떨어져서 위치한 두 단부(24, 26)를 갖는다. 이 간격은 카드 내에 삽입될 전자 모듈의 도전 영역에 따라 선택된다.

박판(30)은 바람직하게는 안테나의 두 단부(24, 26)에 각각 위치한 두 천공부(34, 36)를 갖고 있다. 안테나와 집적 회로 모듈간의 전기적 접촉이 이들 천공부를 통해 일어날 것이다.

마지막으로, 박판(40)은 칩의 전면 클래딩 (도 1)을 구성한다.

롤링 공정은, 네개의 박판들로부터, 안테나(22)와 안테나의 단부(24, 26) [두 단부는 천공부(34, 36)의 아래에 있음]를 포함하는 프라스틱 소재의 웨이퍼(50) (도 2)를 형성한다.

다음에 개구부(52)을 형성하고, 개구부는 개구부 내에 삽입될 일반적 형상의 전자 모듈을 갖고, 개구부의 깊이는, 접촉부를 가진 판독기로 삽입될 카드의 액세스 접촉부가 될 모듈의 외부 액세스 접촉부가 웨이퍼의 윗면과 동일한 높이가 되도록 한다. 일반적인 경우, 개구부는 두 개의 편평한 바닥을 가진 이중의 사발 형태가 될 것이고, 바닥 중 하나(54)는 덜 깊고, 나머지(56)는 더 깊다. 덜 깊은 부분은 두 단부(24, 26)의 위에 닿고 더 깊은 부분은 전체가 두 단부의 사이에 위치한다.

바람직하게는 두번의 연속적인 밀링 가공에 의해 개구부를 형성한다. 개구부의 형성 후에, 안테나 콘덕터의 두 단부(24, 26)는 천공부(34, 36)를 통해 액세스가능하다. 이는 바닥(54)의 깊이가 적어도 박판(40)의 전체 두께를 천공하고 박판(30)과 박판(30)의 구멍에 도달하기에 충분함을 뜻한다 (도 3).

그 다음에, 바람직스럽게는 도전성 접착제(60, 62)를 각 구멍(34, 36)에 한 방울씩 묻힌다. 도포된 안테나의 두 단부는 안테나에 액세싱하는 도전 영역을 구성한다 (도 4).

그 다음에, 스마트 카드의 전자 기능을 제공하는 집적 회로를 포함하는 전자 모듈(M)을 위치시킨다. 이 모듈은 단일면 프린트 회로 모듈 혹은 이중면 프린트 회로 모듈이 될 수 있고, 후자의 경우 두 가지의 가능한 구성을 가질 수 있는데, 나중에 언급할 것이다. 도 4에서 개구부(52) 위에 모듈(M)을 도시한다. 여기에서는 개구부의 외부로 향하는 면 상의 상부 콘덕터(70) 및 개구부의 내부로 향하는 면 상의 하부 콘덕터(72)를 갖는 이중면 프린트 회로 모듈의 경우를 나타낸다. 콘덕터들은 절연판 상에 형성되고 도전성 비아는 상부 및 하부 콘덕터를 접속한다. 보호 레진(74) 속의 칩이 바닥면 상에 설치되고 콘덕터(72)에 접속된다 [그리고 콘덕터(70)에 접속됨].

모듈은 모듈의 치수에 맞게 절삭된 개구부(52)에 꼭 맞는다. 도 5는 카드에 설치된 모듈을 도시한다. 안테나의 두 단부(24, 26)의 바로 위에 배치된 모듈 바닥면의 두 도전 영역은 천공부(34, 36)에 있는 도전성 접착제를 통해 이들 두 단부에 전기적으로 접속된다.

도전성 접착제는 모듈을 제자리에 고정하고, 또한 개구부의 바닥면 또는 안테나 단부와의 접촉을 위해 지정된 곳의 외부의 모듈 바닥면 상에 위치한 비전도성 접착제에 의한 보충적인 고정도 가능하다. 함께 접속되지 않은 모듈 혹은 안테나의 특정 전기부간의 단락을 방지하는 데에도, 접착제층에 평행이 아니라 수직으로 전도하는 이방성의 도전성 접착제를 사용할 수 있다. 이 등방성 접착제를 특별한 주의없이 천공부(34, 36)와 개구부(52)의 남은 부분 모두에 넣을 수 있다.

이 방법을 단일면 집적 회로 모듈에도 사용할 수 있다. 이 경우에, 윗면이 스마트 카드의 액세스 접촉부를 구성하고 안테나 단부를 향한 바닥면이 도전성 접착제를 통해 단부와 접촉하는 금속 그리드 상에 칩을 피착할 수 있다. 이 금속 그리드의 바닥면 상에 절연판을 피복할 수 있다. 절연판은 안테나와 접촉해야 하는 곳에서 천공되고, 바람직하게는 절연판 혹은 칩의 보호 레진 중의 어느 하나에 의해 그리드의 바닥면의 다른 도전부를 보호한다.

특히 장점이 있는 변형 실시예에서, 모듈을 집적 회로 칩을 갖는 이중면 프린트 회로로 구성하며, 도전성 비아없이 두 면의 콘덕터 사이에서 이중면 회로를 제작하며, 이로 인해 가격이 저렴해진다.

도 6은 비아 없이 이중면 모듈을 설계하는 방법을 상세하게 도시한다. 모듈은 최상부면 (모듈을 카드 내에 부착할 때의 외부면)에 피착되고 에칭된 제1 콘덕터(70) 및 바닥면에 피착하고 에칭된 제2 콘덕터(72)를 가진 절연판(80)을 포함한다. 제1 콘덕터는 스마트 카드의 액세스 접촉부로 쓰인다. 제2 콘덕터는 칩과 안테나의 접속을 위한 것이다. 집적 회로 칩(82)은 바닥면에 접착되고, 접합 와이어에 의해, 한편으로 바닥면 상의 콘덕터에 직접적으로 접합되고 다른 한편으로는 절연판 내의 개구부를 통해 최상부면 상의 콘덕터(70)의 뒷쪽에 접속된다.

더 자세하게 설명하면, 두 개의 접합 와이어는 칩에서 시작해서 바닥면 상의 두 콘덕터(72)에서 끝나고, 안테나의 단부에 콘덕터를 접속한다. 와이어 중의 하나(84)를 도 6에 도시한다. 비접촉 판독기에서 카드에 접속을 생성하기 위해 다른 접속 와이어를 칩에서 시작해서 윗면 상의 콘덕터(70)의 뒷쪽에 접합한다. 이 접합 와이어 중의 하나(86)를 도 6에 도시한다.

도 1 내지 6에 도시된 실시예는 프라스틱 소재의 네 개의 박판에 대한 롤링 공정을 나타낸다. 박판들(10, 20)은 단일판(20)으로 (아마 더 두꺼울 것임) 대체할 수 있고, 마찬가지로 박판들(30, 40)은 단일판(30)으로 (아마 더 두꺼울 것임)대체할 수 있다. 후자의 경우에, 천공부(34, 36)는 롤링 가공된 웨이퍼(50)의 표면과 같은 높이이고, 개구부의 바닥(54)의 깊이에 관계없이 노출된다.

다른 변형 실시예에서, 최상부판(40)을 박판(30) 위에 접착하기 전에, 그러나 박판(30)을 박판(20) 위에 접착한 후에 도전성 접착제(60, 62)의 피착을 실시할 수 있다. 이 경우에 두 가지 패스로 롤링을 시행하고, 두 패스간에 접착제의 피착을 시행한다. 그 다음에 접착제를 천공부(34, 36)로 주입하고 개구부(52)가 절삭될 때 접착부를 노출한다. 전자 모듈을 맞추기 전에, 필요하다면, 이미 접착제를 채운 천공부(34, 36) 상에 일정량의 접착제를 첨가할 수 있다.

도 7에 도시한 바와 같이, 다른 변형 실시예에서, 개구부를 형성할 때 두 박판의 접합을 방지하고 불순물의 제거를 용이하게 하기 위해, 비접착성 물질을 준비해서 조립물의 두 박판간의 개구부를 위해 마련된 곳에 주입한다. 박판 중의 하나는 안테나를 가지며 개구부 내의 안테나 단부를 노출한다. 더 자세하게 설명하면, 최상부판(30)은 천공부(34, 36)를 갖지 않지만, 개구부(52) 위 안테나의 단부에 박판(30)의 접합을 방지하는 비접착 물질(90)을 갖는다. 롤링 후에, 박판(30) 위의 프라스틱을 접착성이 아닌 곳에서 스케일링하고, 접촉부를 노출하고, 부분적으로 개구부(52)을 형성한다 (도 8).

더 깊은 부분의 윤곽을 뚜렷하게 하기 위해, 개구부의 최종적 형태를 절삭 가공으로 얻는다. 모듈을 접착하기 전에 도전성 접착제 한 방울을 안테나의 단부 상에 피착한다 (도 9).

마지막으로, 어떤 경우에는, 절연판 상에 프린팅된 안테나보다 코일 와이어로된 안테나를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이 경우에, 코일 안테나를 박판(20)과 유사한 플라스틱 소재의 박판에 대고 압착하고, 따라서 열간 혹은 냉간 롤링 시에 스마트 카드 내에 코일 안테나를 둘러싼다. 천공부(34, 36)을 박판(30)에 형성할 수 있지만, 코일 안테나를 마련해서 개구부의 절삭 가공 시에 천공을 노출하는 것이 가능하기 때문에 강제적인 것은 아니다. 사실 이 방법은 코일 와이어가 프린팅된 콘덕터보다 두껍기 때문에 가능하며, 따라서 와이어가 노출될 때 절삭 가공을 제한하는 것이 가능하다. 전자 모듈을 맞추기 전에, 노출된 와이어 단부에 도전성 접착제 한 방울을 피착할 수 있다.

Claims (9)

1. 스마트 카드의 제조 방법에 있어서,

   하나의 판이 다른 판의 상부에 놓이며, 두 개의 도전성 액세스 영역(60, 24; 62, 26)을 갖는 안테나(22)를 중첩 하여 감싸는 플라스틱 소재의 박판(10, 20, 30, 40)들을 조립하는 단계,

   상기 조립물의 최상부면에 개구부(52)를 형성하여, 상기 개구부 형성 시에 상기 도전성 액세스 영역을 노출시키는 단계, 및

   상기 개구부 내에 전자 모듈(M)을 접합하는 단계

   를 포함하며, 상기 모듈은 바닥면 상에, 상기 개구부 내부를 향하고, 상기 안테나의 상기 도전성 액세스 영역과 전기 접촉하는 도전면(72)을 갖는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 안테나의 상기 도전성 액세스 영역을, 도전성 접착제(60, 62)로 피복된 상기 안테나의 두 개의 도전성 단부(24, 26)로 구성하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 개구부를 형성한 후에 상기 도전성 접착제가 상기 안테나의 상기 단부에 피착되는 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 박판의 조립물이 상기 안테나의 상기 단부의 위에 천공부(perforation)(34, 36)를 구비한 박판(30)을 포함하고, 상기 천공부는 상기 개구부를 형성할 때 노출되며, 상기 도전성 접착제(60, 62)가 상기 천공부에 피착되는 방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 조립물은 상기 도전성 안테나(22)를 갖는 적어도 하나의 박판(20), 상기 단부(24, 26) 위에 천공부(34, 36)를 구비한 박판(30), 및 상부 밀폐 박판(40)을 포함하고,

   우선 상기 두 박판(20, 30)을 조립하고, 상기 천공부에 도전성 접착제를 피착하고, 상기 제3 박판(40)을 조립하고, 그 다음에, 상기 개구부를 형성할 때, 상기 도전성 접착제를 노출시키고, 상기 전자 모듈을 끼우는 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 모듈(M)은 집적 회로 칩(82) 및 두 면간에 도전성 비아(via)가 없는 이중면(double-face) 프린트 회로를 가지며, 상기 이중면 회로는 한 면에는 상기 스마트 카드의 액세스 접촉부으로서 기능하는 제1 콘덕터(70)를 갖고 다른 면에는 상기 안테나에 접속되는 제2 콘덕터(72)를 갖는 절연판(80)을 갖고,

   상기 절연판의 천공 영역을 통해 상기 칩과 상기 제1 콘덕터(70)간에 접속 와이어(86)를 접합하고, 상기 절연판을 통하지 않고 상기 칩과 상기 제2 콘덕터(72)간에 다른 접속 와이어(84)를 접합하는 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나는 상기 조립물의 플라스틱 소재의 박판(20)들 중의 어느 하나 상에 프린팅된 콘덕터의 형태로 제조되는 방법.
8. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나는 코일 와이어 형태로 제조되는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 개구부에 제공된 영역 내의 상기 조립물의 두 박판간에 비접착 물질(90)을 배치하여, 상기 개구부가 형성될 때 상기 영역의 상기 두 박판의 접합을 방지하고, 상기 영역의 재료의 제거를 용이하게 하며, 상기 박판들 중의 하나는 상기 개구부의 상기 형성이 상기 안테나 단부를 노출시키도록 상기 안테나를 갖는 방법.