KR20040087203A - 콤비 카드의 제조 방법 및 그 콤비카드 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 접촉방식의 외부 인터페이스와 비접촉 방식의 인터페이스를 동시에 제공하는 단일 칩을 카드의 일부로 내장 적용하는 콤비 카드의 제조 방법 및 그 콤비카드를 제공한다.

그 콤비 카드는 외부와의 두 개의 인터페이스를 동시에 제공하고 있고 외부와의 비접촉 통신을 위하여 내부에 안테나를 두고 칩과 연결하여 적용된다. 기존의 제조 방법에 있어 칩과 안테나를 결선되는 영역에서 발생 가능한 시간에 대한 정전 용량의 변화 또는 단선발생 등을 최소화함으로써 카드의 비접촉 통신특성을 안정화하며 신뢰성을 향상시키기 위한 방법을 본 발명을 통하여 제공하고자 한다.

Description

콤비 카드의 제조 방법 및 그 콤비카드{method of manufacturing a combi card and the combi card}

본 발명은, 콤비 카드의 제조 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 기존의 콤비 카드 제조에 의한 카드에서 발생 가능한 전기적인 특성 변화를 최소화시키기 위한 제조 방법 및 그 콤비카드에 관한 것이며, 또한, 특성 변화를 최소화 하고자, 안테나와 칩의 부착 후 라미네이션을 통한 칩과 안테나 및 카드 몸체와의 밀,부착을 제시하며 칩과 안테나와의 접합에 있어서의 시트가 가져야 할 요건과 적층 방법 등에 관한 것이다.

기존의 콤비 카드는 인렛이라고 불리는 안테나를 탑재한 층 및 인쇄층등을 포함한 복수개의 층으로 구성되어 있고 냉간 또는 열간 압축을 통하여 서로 밀착 구성되어 진 후 밀링의 공정을 거치고 생성된 카드의 홈부를 통하여 칩을 삽입, 안테나의 전도부와 부착하고 밀착시킨 후 제조 되어 지는 것이 일반적이다.

상기의 공정을 통하여 제조되어진 콤비 카드의 구조는 도1과 같다. 사용하는 안테나는 코일을 시트 부재 내에 매립하는 방식과 엣칭 방식등으로 제조 되어 지며 코일 매립 방식의 경우 코일의 외부에 절연층을 갖고 있는 것이 일반적으로 사용되므로 칩과의 결선이전에 밀링등을 통하여 별도의 절연층 제거 과정을 거친 후 은 성분이나 기타 전도성이 우수한 금속 재료를 포함한 전도성 접착제를 사용하여 코일의 전도부와 칩의 안테나 패드가 접합되어 진다. 사용하는 코일 매립 방식의 안테나의 일부로서 칩의 안테나 패드와 접합되는 영역은 도2의 그림과 같고 도3의사선 영역으로 표시된 부위는 전도성 접합제가 부재한 영역으로 칩의 안테나 패드와 직접적으로 전기적인 결합이 이루어지지는 않으나 자체 정전 용량을 갖게 되는 부분으로 칩의 안테나 패드와 안테나 접합부의 상호 역학적인 위치나 형상 변화등에 대하여 정전 용량이 가변되어지므로 카드의 전기적인 특성 변화를 유발시킬 수 있는 영역이 된다(C = ε₀·ε_ｒ·(A/D)).

칩은 모듈의 형태로 제작된 것을 사용하고 칩의 카드내에 부착을 위하여 핫멜트 테잎을 안테나 패드를 제외한 칩의 모듈부와 주위에 부착하여 사용하는 것이 일반적이다. 상기된 바와 같이 칩과 안테나의 접합과 동시에 칩의 접촉식 패드부 상단을 180도-200도씨의 고온과 소정의 압력을 일정시간 가하는 핫 스탬핑이란 공정을 통하여 칩은 전체 카드의 일부로서 부착되어 지게 된다.

상기의 공정으로 만들어진 콤비형 카드의 경우, 핫멜트 테잎의 부착 이후 복원력과 사용하는 전도성 접합제의 신율과 경화시의 응축성질등에 의한 칩의 안테나 패드가 안테나와 결합된 영역의 물리적인 변위가 발생되어 지고 이로 인한 전기적인 특성 변화가 유발되어 비접촉 통신의 특성이 변화가 되어 지므로 카드 안정성과 신뢰성에 영향을 미치게 된다. 심지어는 제조이후 시간에 따른 변화가 발생되어 질 수 있으며, 카드의 사용에 있어 휨이나 비틀림 등에 의하여 사용상의 전기적인 특성 변화가 동반되어 질 수 있다.

따라서, 본 발명은 기존의 콤비 카드 제조에 의한 카드에서 발생 가능한 전기적인 특성 변화를 최소화시키기 위한 제조 방법 및 그 콤비카드를 제공하는 데에 주된 목적이 있다.

또, 본 발명에서는 특성 변화를 최소화 하고자, 안테나와 칩의 부착 후 라미네이션을 통한 칩과 안테나 및 카드 몸체와의 밀,부착을 제시하며 칩과 안테나와의 접합에 있어서의 시트가 가져야 할 요건과 적층 방법 등을 제공하고자 한다.

도1은 종래의 방식으로 제조된 콤비 카드의 구조도,

도2는 종래의 제조 방식에서의 콤비 카드내 칩의 안테나 패드와 안테나가 결합되는 영역을 도시하는 개략도,

도3은 도2의 영역에서 자체 캐퍼시턴스(정전 용량)을 갖게 되는 부분(Capacitor)을 도시하는 개략도,

도4는 본 발명의 제조 방식으로 제조된 콤비 카드의 구성 예 (6층 시트 구조)를 도시하는 구성도,

도5는 단 매의 제1 코어 시트를 도시한 개략도,

도6는 단 매의 제2 코어 시트를 도시한 개략도,

도7은 복수개의 시트로 구성되는 제1 코어 구성물 예를 도시한 개략도,

도8은 복수개의 시트로 구성되는 제2 코어 구성물 예를 도시한 개략도,

도9는 전,후면 오버레이와 인쇄 시트사이의 복수개 시트의 구성 예를 도시한 개략도,

도10은 전,후면 오버레이와 인쇄 시트사이의 복수개 시트의 구성 예를 도시한 개략도.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일실시예에 따른 콤비 카드의 제조 방법은, 기존의 콤비 카드 제조에 의한 카드에서 발생 가능한 전기적인 특성 변화를 최소화시키기 위하여 칩의 안테나 패드와 안테나를 카드의 제조 공정중의 여러 시트 적층 과정에서 접합하고, 카드의 시트 구성물들이 모두 적층되고 난 후 열압착(라미네이션)의 과정을 통하여 칩 및 각각의 시트들을 서로 밀착시키고 카드의 외형으로 펀칭시킴으로서 카드를 완성하는 과정을 제공한다.

사용하는 시트들의 정합 위치 및 각 시트 내에서 칩들과 카드의 위치를 정하기 위한 지그를 사용하여 시트나 칩 등의 카드의 구성물을 배열하는 일련의 공정을 포함한다. 먼저 상기의 지그상에 설정된 칩의 고정위치에 칩을 삽입 또는 배치하고 한 면부에 안테나를 갖고 있고 동시에 칩의 몰드부에 대한 천공부와 칩의 안테나 패드의 일부 또는 전부를 포함하는 영역의 천공부를 갖고 있는 시트를 상기의 지그상에 배치하고 칩의 안테나 패드와 안테나의 일부를 열압착이나 초음파 융착 또는 납땜, 전도성 접착제 도포등을 사용하여 전기적으로 연결한다.

칩의 몰드부에 대한 천공부를 가진 시트나 또는 천공부를 갖지 않은 시트를 상기의 안테나를 갖는 시트위에 상기의 지그상에서 적층하고 기타의 카드내 구성 시트를 적층하고 정합한 후 열압착(라미네이션)과정을 거쳐 카드 형태로 시트상에서 펀칭하여 카드를 제조하게 된다. 전체의 카드 제조 과정 중, 칩의 안테나 패드와 안테나의 전기적인 연결이 되고 난 후 일련의 시트 적층 과정중에 각 각의 칩과 안테나의 연결부를 가진 개별 카드에 대응하는 구성물을 별도 카드 리더기와의 비 접촉 통신을 통하여 기능성 테스트를 실시하고 이상 유무를 식별하여 표식 처리하는 공정을 두는 것이 바람직하다. 이 때의 불량 여부에 따라 열압착이전의 과정중에 칩을 회수 또는 수리를 하여 공정에 의한 손실을 최소화시키는 것이 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예로서, 칩은 몰드부가 0.42mm의 두께를 갖고 있고 접촉 패드부 및 안테나 패드부를 가진 외부 인터페이스 보드가 0.18mm의 두께를 가진 것을 사용하였고 칩의 인터페이스 보드의 외형 및 두께에 대응하는 복수개의 홈 및 시트들의 정합 기준이 되는 기준핀을 가지고 설계, 제작되었다.

사용하는 시트는 통상적으로 6매로 구성되어 도4의 형태로 제작하였으며 0.18mm의 접촉 패드부에 대응하여 칩의 접촉 패드부 외형(가로 13.0mm, 세로 11mm) 보다 가로 세로 각 각 0.2mm 정도 크게 천공된 0.06mm의 투명한 전면 오버레이 시트와 동일한 크기로 상기의 지그위에서 천공된 0.12mm의 전면 인쇄층을 적용 칩의 해당 단면부에 나란이 적층 하였고, 이 때 오버레이 시트는 칩의 접촉 패드 방향 즉 카드가 되었을 때 전면 최외부에 위치하도록 배치하였다. 한 면부에 초음파 진동을 사용하여 절연층을 갖고 있는 코일을 매립하여 제작한 안테나를 가지고 있고 칩의몰드부와 유사한 형상을 포함하고 칩의 안테나 패드부 영역 크기를 가진 천공부를 포함한 두께 0.21mm인 도5의 제1 코어 시트를 사용하여 적층하고 칩의 안테나 패드부와 안테나의 일부를 액상 납을 사용하고 고주파 융착기를 사용하여 접합한 시트를 상기의 인쇄층 상부에 배치하였다. 칩의 몰드부와 유사한 형상의 천공부를 갖고 있고 두께 0.21mm인 도6의 제2 코어 시트를 제1 코어 시트 상에 배치하였다. 전면 인쇄층과 동일한 두께의 후면 인쇄 시트와 전면 오버레이 시트와 동일한 두께의 투명한 후면 오버레이 시트를 제2 코어 시트상에 배치하였다. 이 때 후면 오버레이 시트는 카드가 되었을 때 후면의 최외부에 배치하게 된다. 전체의 적층 과정은 상기의 순서대로 배치할 수도 있고 지그상에서 칩을 배치 후 제1 코어 시트를 천공부가 칩과 일치하도록 배치하고 제2 코어 시트를 적층하고 후면 인쇄 시트와 후면 오버레이를 차례로 적층한 후 가접하고 적층구조물을 뒤집은 후에 전면의 인쇄 시트 및 전면의 오버레이 시트를 적층하는 것도 실시하였다.

상기 적층에서 제1 코어 시트의 안테나를 가진 면부를 칩의 안테나 패드의 방향으로 단면부를 갖도록 배치하거나 반대 방향으로 배치하는 것 모두 가능하고 제1 코어 시트를 도7과 같이 복수개의 시트로 구성하여 적용하는 것도 가능하며 이 때 제2 코어 시트는 도8과 같이 제1 코어 시트구조에 대하여 대칭 구조 및 동일 수량으로 복수개 구성하여 사용하는 것이 바람직하며 복수개의 시트를 갖는 제2 코어 시트 구성물에서 카드 후면부와 가장 가깝게 배치되는 시트는 천공부를 가지거나 완전이 막힌 시트를 모두 적용 가능하다. 또한 다른 실시 예로서 단 매의 제1 코어 시트와 단 매의 제2 코어 시트 사이에 별도의 단 매의 천공부를 갖는 시트를 구성하는 것이 가능하며 천공부는 제1 코어 시트의 천공부 보다는 작고 제2 코어 시트의 천공부 보다는 크게 제작하는 것이 바람직하다. 이 때 제2 코어 시트내에 천공부를 갖지 않는 것도 가능하다.

카드의 평면도를 향상시키기 위하여 안테나를 갖고 있는 제1 코어 시트 단매 또는 복수개의 구성물을 안테나 일부를 칩 안테나 패드부와의 접합하기 이전에 별도로 열압착(라미네이션)하여 처리하는 것도 효과적이다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 콤비 카드의 제조 방법 및 그 콤비카드의 구성과 작용에 의하면, 개인 또는 단체에 대한 인증이나 거래의 지불수단으로 보안상의 안정성을 기반으로 스마트 카드의 사용이 지속적으로 확대되어 지고 있고 사용상의 편리함과 신속성에 대한 요구로 RF 통신을 이용한 데이터의 트랜잭션이 급속도로 확산되어 지고 있다. 이러한 추세와 응용 분야의 확대로 많은 데이터의 보유가 가능하고 접촉 방식의 스마트 카드에 대한 기존의 인프라를 활용 가능하며 대중 교통의 지불 수단등의 비접촉 스마트 카드의 기능성과 편의성을 모두 내재한 콤비 카드가 기존의 카드를 대체하며 확산되어질 전망이다. 기존의 콤비 카드의 제조 방식으로 제조되어진 카드를 사용할 때 통신특성이 불안정하거나 장시간 사용시 칩의 이탈이나 칩과 안테나의 단선으로 인한 통신 불가와 같은 여러 가지 신뢰성이나 기능성에서의 문제점을 본 카드 제조 방식을 적용하여 최소함으로서 콤비 카드의 시장이 활성화 될 수 있고 카드의 발행이후 카드 사용상의 관리 요소가 줄어 드는 효과를 기대할 수 있다. 카드의 제조 과정중에 비접촉 통신에 대한 불량요인을 검출하고 칩을 회수하거나 요인에 대한 수정을 가함으로써 전체적인 제조 비용이 감소하는 효과가 기대된다. 또한 불량의 요인에 대한 이력 관리가 가능함으로써 품질과 관련된 전체 공정을 보다 합리적으로 운영가능하게 되고 품질 관리 비용이 줄어드는 부수적인 효과도 동반하게 될 것으로 판단된다.

Claims (5)

1. 도5 및 도6과 같이 서로 다른 천공부 형상을 갖는 시트를 적어도 1매 이상 사용하며 솔더링, 전도성 접착제사용, 용접 및 열압착등의 방법으로 안테나의 일부와 칩의 안테나 패드부를 전기적으로 접합하고, 최종적으로 열압착공정을 통하여 칩모듈을 카드 본체에 고정, 안착시키는 것을 특징으로 하는 콤비 카드의 제조방법
2. 콤비 카드의 내부에 칩의 안테나 패드와 안테나의 결선을 위하여 안테나 패드의 일부 또는 전체 영역을 포함하는 한 개 이상의 천공부를 갖고 있는 시트를 단 매 또는 복수의 매수로 사용하는 구조를 특징으로 하는 콤비 카드.
3. 제 2 항에 있어서, 천공부를 갖는 시트의 한면에 안테나를 초음파 진동을 사용한 코일 매립 방식으로 제조하여 사용하는 것을 특징으로 하는 콤비 카드.
4. 전후면 오버레이와 인쇄면의 내부에 존재하는 단 매 또는 복수개로 각 각 구성되는 제1, 제2의 코어 시트 구성물로서 천공부를 가진 시트가 짝수개 또는 중심기준 시트 두께가 대칭인 구조로 존재하거나, 적어도 두 개 이상의 서로 다른 크기 또는 형상의 천공부를 갖는 구조를 특징으로 하는 콤비 카드.
5. 도5 또는 도7의 안테나와 천공부를 갖고 있는 제1 코어 시트 단 매 또는 복수개의 구성물을 칩의 안테나 패드부와 제1 코어 단매 또는 복수개의 구성물내에 존재하는 안테나 일부와 전기적으로 접합하기 이전에 별도의 열압착(라미네이션)하여 사용하는 제1 코어부를 내부에 가진 것을 특징으로 하는 콤비 카드.