KR20030051539A - 도전성물질로 루프안테나가 구성된 스마트카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 콤비 또는 비접촉(RF) 방식의 스마트카드에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 외부로부터 무선신호를 수신하고 데이터를 판독하여 전송하거나 기록하는 콤비 또는 비접촉방식의 스마트카드의 루프안테나를 도전성물질을 이용하여 인쇄함으로서 작업 공정이 단순화되어 제조가 용이하고 생산원가가 절감되며 또한 대량생산에 유리한 스마트카드에 관한 것이다.

본 발명의 도전성물질로 루프안테나가 구성된 스마트카드는, 외부로부터 입력되는 고주파신호를 이용하여 전력을 여기하는 루프안테나(20)와, 상기 루프안테나(20)로부터 여기된 전력을 변환하고 생성된 전원을 이용하여 메모리소자로부터 데이터를 판독하여 전송하거나 기록하는 반도체칩(16)을 포함하는 콤비 또는 비접촉방식의 스마트카드에 있어서, 상기 루프안테나(20)가 도전성물질로 카드의 표면에 인쇄되어서 형성되며, 상기 인쇄되는 도전성물질의 길이와 폭을 변경시킴으로서 내부저항 및 인덕턴스를 용이하게 가변시키는 것을 특징으로 한다.

Description

도전성물질로 루프안테나가 구성된 스마트카드{Smart card having loof antenna made with conducting material}

본 발명은 콤비 또는 비접촉(RF) 방식의 스마트 카드 또는 IC 카드(이하 "스마트 카드"라 통칭함)에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 외부로부터 무선신호를 수신하고 데이터를 판독하여 전송하거나 기록하는 콤비 또는 비접촉방식의 스마트카드의 루프안테나를 도전성물질을 이용하여 인쇄함으로서 작업 공정이 단순화되어 제조가 용이하고 생산원가가 절감되며 또한 대량생산에 유리한 스마트카드에 관한 것이다.

종래 마그네틱 스트립을 이용한 단순한 기능을 가진 신용카드를 대체하여, 반도체칩을 구비한 스마트 카드의 사용이 증대하고 있다. 이러한 스마트 카드는 단순한 데이터의 저장기능을 이용하고 있으나, 저장기능이 확대되고 또한 반도체칩의 소형화 기술의 향상에 힘입어 다양한 기능을 제공할 수 있는 스마트한 능력을 가지고 있다.

특히 이러한 기능을 전자화폐에 이용하고 있어서 현금을 소지하지 않고서도 물건이나 서비스에 대한 구매대금 또는 요금지불이 가능하며, 기존의 마그네틱 카드를 대체하여 신용카드, 신분증, 주민등록증, 공중전화카드, 전자지갑, 현금카드 등에 광범위하게 사용된다. 더욱이, 스마트카드는 종래 마그네틱 스트립 카드와는 달리 무선으로 데이터의 전송이 가능한 비접촉식 카드가 주류를 이루고 있으며, 접촉식 기능과 비접촉식 기능을 동시에 구비한 콤비형 카드도 사용되고 있다.

통상적인 스마트카드는 한 쌍의 시트, 즉 상부측에 위치하며 외부로 노출되는 인쇄표면을 가지는 제1시트와, 상기 제1시트의 하부에 위치하며 대부분 감춰진 상태로서 루프안테나와 반도체칩을 수납하는 제2시트가 접착제 또는 테이프등을 이용하여 결합된 상태로서 사용된다.

먼저 도 1 및 도 2를 참고하여 종래 사용되는 비접촉식 스마트카드(10)의 구조를 간단히 설명한다. 콤비방식의 스마트카드도 외부로 접촉단자가 노출되는 것 이외에는 비접촉식 카드와 유사하다.

스마트카드(10)는 표면에 문자나 도안 등이 인쇄되는 제1시트(12)와, 상기 제1시트(12)의 표면에 형성된 수납공간(14)에 의하여 고정되는 반도체칩모듈(16)을 포함하고 있다. 상기 반도체칩모듈(16)은 상세히 도시되지 않았지만 통상 외부로 노출되는 기판과, 기판의 저면에 안착되는 것으로 데이터의 처리 및 저장을 위한 반도체칩과, 상기 반도체 칩의 주위에 부착되는 테이프와, 상기 반도체 칩과 기판을 연결하는 동선을 포함하고 있다. 이러한 반도체칩모듈(16)의 구조는 종래 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

또한 도 2에 도시된 것은 스마트카드(10)의 이면에 부착되는 제2시트(18)로서, 제1시트(12)가 제거된 상태를 도시하고 있다. 제2시트(18)의 표면에는 배선패턴을 형성하는 루프안테나(20)가 부착된다. 비접촉식 스마트카드의 경우에는 루프안테나(20)가 무선안테나기능을 수행하며, 접촉식의 경우에는 접속단자 기능을 수행하는데 사용된다. 상기 제1시트(12)와 제2시트(18)는 접착제 또는 테이프 등을 이용하여 결합되어서 하나의 스마트카드(10)를 형성한다.

상기와 같은 종래 스마트카드(10)의 루프안테나(20)는 제2시트(18)의 표면에 코일(coil)을 매립하여 형성한다. 즉, 제2시트(18)의 표면상에 일정한 깊이를 가지는 매립홈을 형성하고, 형성된 매립홈안에 코일을 매립하여 루프안테나(20)를 제작한다. 이 때 루프안테나(20)의 내부저항이나 인덕턴스(L)등은 미리 계산되어지고 이에 따라서 코일의 직경 및 길이가 결정된다. 상기와 같이 루프안테나(20)의 매립이 완료되면 미리 패키징된 반도체칩모듈(12)을 접속단자(22)와 통전되도록 연결한 후에, 제1시트(12)와 제2시트(18)를 결합시킨다.

상기와 같은 종래 스마트카드(10)는, 그러나, 루프안테나(20)를 도 3에 도시된 것과 같이, 매립홈(24)에 매립하는 구조를 가지기 때문에 제작에 많은 시간이 소요되는 단점을 가지고 있다. 다시 말하면, 제2시트(18)의 표면에 일정한 깊이와 간격을 가지는 매립홈(24)을 3~4회 형성시키기 때문에 제2시트(18)에 준비에 많은 시간이 소요된다. 더욱이 상기와 같이 준비된 홈에 코일을 매립하고, 또한 전극단자(22)와 납땜 또는 용접에 의하여 연결하는 공정에 많은 시간이 소요되기 때문에 작업성이 떨어지는 등의 문제점이 있었다. 이러한 제조상의 문제점은 점차 사용량이 증대되는 스마트카드의 제조에 많은 시간이 소요되므로 원활한 공급에 차질을 초래하는 한 요인이 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 외부로부터 무선신호를 수신하고 데이터를 판독하여 전송하거나 기록하는 콤비 또는 비접촉방식의 스마트카드의 루프안테나를 도전성물질을 이용하여 인쇄함으로서 작업공정이 단순화되어 제조가 용이하고 생산원가가 절감되며 또한 대량생산에 유리한 스마트카드를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 다양한 크기 및 형태를 갖도록 구성함으로서 루프안테나의 내부저항과 인덕턴스의 조정이 용이한 스마트카드를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 사용되는 스마트카드의 일례의 평면도.

도 2는 도 1의 스마트카드의 이면에 부착되는 제2시트의 평면도.

도 3은 도 1의 코일설치상태를 도시하는 측단면도,

도 4는 본 발명에 의한 루프안테나의 인쇄상태도,

도 5는 본 발명에 의한 도전성물질의 도포상태를 나타내는 측단면도,

도 6은 내부저항 및 인덕턴스에 따른 도전성물질의 도포상태 예시도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 스마트카드 12 : 제1시트

14 : 수납공간 16 : 반도체칩모듈

18 : 제2시트 20 : 루프안테나

22 : 전극단자 24 : 매립홈

30 : 도전체

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 도전성물질로 루프안테나가 구성된 스마트카드는, 외부로부터 입력되는 고주파신호를 이용하여 전력을 여기하는 루프안테나(20)와, 상기 루프안테나(20)로부터 여기된 전력을 변환하고 생성된 전원을 이용하여 메모리소자로부터 데이터를 판독하여 전송하거나 기록하는 반도체칩(16)을 포함하는 콤비 또는 비접촉방식의 스마트카드에 있어서, 상기 루프안테나(20)가 도 전성물질로 카드의 표면에 인쇄되어서 형성되며, 상기 인쇄되는 도전성물질의 길이와 폭을 변경시킴으로서 내부저항 및 인덕턴스를 용이하게 가변시키는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도 4 내지 도 6을 참고하여 본 발명의 도전성물질로 루프안테나가 구성된 스마트카드을 설명한다.

본 발명에 의한 스마트카드(IC 카드 포함)는, 종래 스마트카드에서 외부로부터 무선고주파신호를 입력받고 또한 내장된 데이터를 전송하는 루프안테나를 종래와 같은 코일을 이용하지 않고 도전성물질을 이용하여 인쇄, 제작하여 구성한다. 이렇게 도전성물질을 인쇄하여 코일을 구성함으로서 종래 코일과 전극단자와의 납땜 또는 용접과 같은 작업 공정이 제거되고, 또한 코일의 매립을 위한 작업 공정이제거되므로 제조 공정이 간단해지고 이에 따라서 대량생산에 유리한 이점을 가진다.

도 4는 본 발명에 의한 도전성물질(이하 "도전체'라 함)이 인쇄된 스마트카드의 제2시트(18)의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 도전체(30)가 스크린인쇄방식에 의하여 형성되어 있다. 이러한 도전체(30)의 인쇄는 본질적으로 도 2에 도시된 루프안테나(20)와 동일하게 표시된다. 그러나 종래 코일을 이용하여 안테나를 구성하는 것에 비하여, 전극단자(22)와의 납땜 또는 용접이 필요하지 않는 장점을 가진다. 다시 말하여, 코일의 경우에는 매립된 코일의 단부를 전극단자(22)와 연결하기 위하여 납땜 또는 용접을 하는데 비하여, 본 발명에 의한 인쇄방식에서는 미리 고정된 전극단자(22)에 도전체(30)를 연결하도록 인쇄함으로서 결합이 완료된다. 특히 도전체(30)에 접착제성분이 포함되어 있으므로 별도의 접착수단을 이용하지 않아도 제2시트(18)의 표면에 단단하게 고정된다. 상기 도전체(30)는 스크린인쇄방식에 의하여 용이하게 형성할 수 있으며, 스크린인쇄에 대하여 간단히 설명한다.

스크린인쇄에서 스크린은, ①두툼한 종이나 특수한 필름을 커터(cutter)로 잘라내어 형지를 만들거나, ② 원고를 특수한 크레용으로 직접 그린 다음, 전면에 아교재를 부으면 화선부는 크레용에 섞여 있는 초로 인해 아교재가 배어 들어가지 않게 되는데, 이 뒷면에서 기름으로 크레용을 씻어내어 판을 만들거나, ③ 사진제판법에 의해 직접 젤라틴감광액을 천에 칠한 다음, 빛쬐기로 현상하거나, ④ 카본 티슈에 원고를 빛쬔 다음, 스크린에 전사하는 등으로 제조한다. 인쇄는 스퀴지(squeegee)라는 밀대로 잉크(본 발명에서는 접착제성분이 포함된 도전체)를 밀어내는 손인쇄가 많으나, 실크 스크린인쇄 전용의 인쇄기도 사용되고 있다.

인쇄되는 도전체(30)는 스마트카드의 반도체회로에서 필요한 크기의 내부저항과 인덕턴스(L)를 갖도록 설정된 것이다. 상기와 같이 도전체(30)를 루프안테나형태로 인쇄한 후에 실온에서 자연 건조하거나 또는 반응기를 사용하여 특정한 온도에서 건조시킨다. 이 때 라미네이팅 필름(film)을 코팅하여 도전체(30)를 보호할 수 있다.

도 5는 도 4의 도전체(30)의 인쇄상태를 도시한 측단면도이다.

도시된 바와 같이, 제2시트(18)의 상부표면에 도전체(30)가 인쇄되어 있다. 상기 도전체(30)는 종래 코일을 사용하는 것과 비교하여 볼 때, 제2시트(18)의 표면에 매립홈(24)을 구성할 필요가 없다. 다시 말하면, 제2시트(18)의 표면에 도전체(30)를 인쇄하여 처리하기 때문에 제2시트(18)의 표면으로부터 일정한 높이를 가지도록 설정된다.

또한 상기의 도전체(30)의 표면으로부터의 높이도 도전체(30)의 전도율을 높임으로서 동일한 저장(R)과 인덕턴스(L)를 갖더라도 낮출 수 있다. 또한 전도율을 변경시킴으로서 코일의 길이 또는 도전체(30)의 전체길이도 축소 변경시킬 수 있다. 따라서 종래 코일을 이용하여 제2시트(18)를 구성하는 것에 비하여 제작시간이 단축되는 효과가 있는 것이다.

도 6에 도시된 것은 동일한 길이(Ll,L2)를 갖는 경우에 있어서, 폭(D1,D2)을 변경시킴으로서 도전체의 전도율을 변경시키고, 이에 따라서 저항 및 인덕턴스를 변경시키는 경우를 도시하고 있다.

더욱이 본 발명에 의한 도전체(30)는 종래 코일을 이용한 것에 비하여 파손율이 감소된다. 다시 말하여 사용자가 부주의하여 스마트카드를 접거나 꺾은 경우에는 코일은 대부분 절단되기 때문에 사용이 불가능해진다. 그러나 본 발명에 의하면 도전체(30)가 꺾이더라도 코일과는 달리 완전히 절단되는 경우가 매우 적기 때문에 재사용이 가능하므로 내구성이 증대된다.

더욱이 본 발명에 의한 도전체(30)는 다층으로 형성하는 것이 가능하다. 다시 말하여, 도 5에 도시된 것과 같은 하나의 도전체(30)의 상부에 절연체를 도포하고, 다시 그 상부에 도전체(30)를 인쇄하는 것과 같은 방식으로 하여 다수의 도전체(30)를 형성하는 것이 가능하다. 이것은 스마트카드의 크기가 소형화될 때 매우 유리한 특징이 된다.

본 발명의 상기 설명에서는 스마트카드를 예로 들었지만, 본 발명은 스마트카드뿐만 아니라 IC카드 등과 같은 카드에 적용할 수 있음은 명백하며, 그러나 변형이나 변경은 모두 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 외부로부터 무선신호를 수신하고 데이터를 판독하여 전송하거나 기록하는 콤비 또는 비접촉방식의 스마트카드의 루프안테나를 도전성물질을 이용하여 인쇄함으로서 작업 공정이 단순화되어 제조가 용이하고 생산원가가 절감되며 또한 대량생산에 유리한 이점이 있다.

또한 다양한 크기 및 형태를 갖도록 구성함으로서 루프안테나의 내부저항과 인덕턴스의 조정이 용이한 이점이 있다.

Claims (4)

1. 외부로부터 입력되는 고주파신호를 이용하여 전력을 여기하는 루프안테나 (20)와, 상기 루프안테나(20)로부터 여기된 전력을 변환하고 생성된 전원을 이용하여 메모리소자로부터 데이터를 판독하여 전송하거나 기록하는 반도체칩(16)을 포함하는 콤비 또는 비접촉방식의 스마트카드에 있어서,

   상기 루프안테나(20)가 도전성물질로 카드의 표면에 인쇄되어서 형성되는 것을 특징으로 하는 도전성물질로 루프안테나가 구성된 스마트카드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 인쇄되는 도전성물질의 길이와 폭을 변경시킴으로서 내부저항 및 인덕턴스를 용이하게 가변시키는 것을 특징으로 하는 도전성물질로 루프안테나가 구성된 스마트카드.
3. 제 1항에 있어서, 상기 도전성물질이 실크스크린인쇄방식에 의하여 제2시트 (18)의 표면에 인쇄되는 것을 특징으로 하는 도전성물질로 루프안테나가 구성된 스마트카드.
4. 제 1항에 있어서, 상기 도전성물질이 인쇄된 도전성물질의 상부에 절연체를 도포하고, 다시 그 상부에 도전성물질을 인쇄하는 것과 같은 방식으로 하여 다수의 층을 구성하는 것을 특징으로 하는 도전성물질로 루프안테나가 구성된 스마트카드.