KR20040100283A - method of manufacturing a combi-card - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 콤비 카드의 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 기존의 콤비 카드 제조에 의한 카드에서 발생 가능한 전기적인 특성 변화를 최소화하고 카드의 평면도를 향상시키기 위한 제조 방법을 다루고 있으며, 또한, 본 발명에서는 특성 변화를 최소화하고 카드의 평면도를 향상시키고자 안테나와 칩의 부착 후 열압착을 통한 칩과 안테나 및 카드 몸체와의 밀,부착을 제시하며 접착제를 도포, 충전하고 2차의 열압착을 실시하여 카드내 부품의 일체화 및 카드 평면도를 향상시키고 제작된 시트구성물의 각 카드를 펀칭하는 방법을 제시하고자 한다.The present invention relates to a manufacturing method of a combination card, and more particularly, to a manufacturing method for minimizing the electrical characteristic change that can occur in the card by the conventional combination card manufacturing and to improve the plan of the card, and also in the present invention In order to minimize the characteristic change and improve the flatness of the card, after the antenna and the chip are attached, the chip and the antenna and the card body are suggested by the thermal compression process. The present invention proposes a method of improving the integration of components in a card and the plan of the card and punching each card of the manufactured sheet member.
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 제조되어지는 것이 일반적이다.Conventional Combi card is composed of a plurality of layers including an antenna mounted layer called a inlet and a printed layer, and are formed in close contact with each other by cold or hot compression, and then through the groove part of the generated card. It is generally manufactured after inserting a chip, attaching it to a conductive part of an antenna and bringing it into close contact with the antenna.
상기의 공정을 통하여 제조되어진 콤비 카드의 구조는 도 1과 같다. 사용하는 안테나는 코일을 시트 부재 내에 매립하는 방식과 엣칭 방식 등으로 제조되어지며, 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 접합되어진다. 사용하는 코일 매립 방식의 안테나의 일부로서 칩의 안테나 패드와 접합되는 영역은 도 2의 그림과 같고 도3의 사선 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 변화 등에 대하여 정전 용량이 가변되어지므로 카드의 전기적인 특성 변화를 유발시킬 수있는 영역이 된다.The structure of the combination card manufactured through the above process is as shown in FIG. The antenna used is manufactured by embedding coil in sheet member and etching method.In case of coil embedding method, it is generally used to have insulation layer on the outside of coil. After a separate insulating layer is removed, the conductive part of the coil and the antenna pad of the chip are bonded using a conductive adhesive containing a silver component or other conductive metal material. As a part of the coil-embedded antenna used, the area where the chip is bonded to the antenna pad of the chip is as shown in FIG. 2, and the area indicated by the diagonal line of FIG. 3 is the area where the conductive bonding agent is absent and is directly electrically connected to the antenna pad of the chip. Although the coupling is not made, it is a part that has its own capacitance, and because the capacitance changes due to the change in the position and shape of the antenna pad and the antenna junction of the chip, the area that can cause a change in the electrical characteristics of the card. Becomes
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 섭씨180도∼200도의 고온과 소정의 압력을 일정시간 가하는 핫 스탬핑이란 공정을 통하여 칩은 전체 카드의 일부로서 부착되어 지게 된다.It is common to use chips made in the form of modules and to attach hot melt tapes to and around the module parts of the chip except for antenna pads for attachment in the card of the chip. As described above, the chip is attached as part of the entire card through a hot stamping process in which a high temperature of 180 degrees to 200 degrees Celsius and a predetermined pressure are applied to the upper end of the contact pad portion of the chip simultaneously with the bonding of the chip and the antenna. do.
상기의 공정으로 만들어진 콤비형 카드의 경우, 핫멜트 테잎의 부착 이후 복원력과 사용하는 전도성 접합제의 신율과 경화시의 응축성질 등에 의한 칩의 안테나 패드가 안테나와 결합된 영역의 물리적인 변위가 발생되어지고 이로 인한 전기적인 특성 변화가 유발되어 비접촉 통신의 특성이 변화되어지므로 카드의 안정성과 신뢰성에 영향을 미치게 된다. 심지어는 제조이후 시간에 따른 변화가 발생되어질 수 있으며, 카드의 사용에 있어 휨이나 비틀림 등에 의하여 사용상의 전기적인 특성 변화가 동반되어질 수 있다.In the case of the combination card made by the above process, the physical displacement of the area where the antenna pad of the chip is coupled with the antenna is generated due to the resilience after the adhesion of the hot melt tape, the elongation of the conductive binder to be used, and the condensation property during curing. As a result, the electrical characteristics are changed and the characteristics of the contactless communication are changed, which affects the stability and reliability of the card. Even after manufacture, a change in time may occur, and the use of the card may be accompanied by a change in electrical characteristics in use due to bending or twisting.
본 발명은 기존의 콤비 카드 제조에 의한 카드에서 발생 가능한 전기적인 특성 변화를 최소화하고 카드의 평면도를 향상시키기 위한 제조 방법을 다루고 있다.The present invention deals with a manufacturing method for minimizing the change in electrical characteristics that can occur in the card by the conventional combination card manufacturing and to improve the top view of the card.
또한, 본 발명에서는 특성 변화를 최소화하고 카드의 평면도를 향상시키고자 안테나와 칩의 부착 후 열압착을 통한 칩과 안테나 및 카드 몸체와의 밀,부착을 제시하며 접착제를 도포, 충전하고 2차의 열압착을 실시하여 카드내 부품의 일체화 및 카드 평면도를 향상시키고 제작된 시트구성물의 각 카드를 펀칭하는 방법을 제시하고자 한다.In addition, in the present invention, to minimize the change in characteristics and to improve the plan of the card, after the attachment of the antenna and the chip, the chip and the antenna and the card body through the thermal compression is presented, and the adhesive is applied, filled, and the secondary The present invention proposes a method of integrating components in a card, improving card planarity, and punching each card of a manufactured sheet component by performing thermocompression bonding.
도 1은 종래의 방식으로 제조된 콤비 카드의 일부구조의 단면도.1 is a cross-sectional view of a partial structure of a combination card manufactured in a conventional manner.
도 2는 종래의 제조 방식에서의 콤비 카드내 칩의 안테나 패드와 안테나가 결합되는 영역을 도시한 도면.2 is a view showing a region where an antenna pad and an antenna of a chip in a combination card are combined in a conventional manufacturing method.
도 3은 도 2의 영역에서 자체 캐퍼시턴스(정전용량)을 갖게 되는 부분을 도시한 개략도 및 정전용량의 식.FIG. 3 is a schematic diagram showing the portion of the self-capacitance (capacitance) in the region of FIG.
도 4는 본 발명의 제조 방식으로 제조된 콤비 카드의 구성 예(6층 시트 구조)를 도시한 일부단면도,4 is a partial cross-sectional view showing a configuration example (six-layer sheet structure) of a combination card manufactured by the manufacturing method of the present invention;
도 5는 단 매의 제1코어 시트의 일부 평면도 및 단면도.5 is a partial plan view and a cross-sectional view of the first core sheet in a single sheet;
도 6은 단 매의 제2코어 시트의 일부 평면도.6 is a partial plan view of a second core sheet of a single sheet;
도 7은 복수개의 시트로 구성되는 제1 코어 구성물의 예를 도시한 개략도.7 is a schematic view showing an example of a first core structure composed of a plurality of sheets.
도 8은 복수개의 시트로 구성되는 제2 코어 구성물의 예를 도시한 개략도.8 is a schematic diagram showing an example of a second core component composed of a plurality of sheets.
본 발명은 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 1차 열압착을 실시하고 난 후, 칩과 시트의 여백을 접착제를 사용하여 충전하고 카드의 잔여 시트 구성물들을 모두 적층하며 2차 열압착(라미네이션)의 과정을 통하여 칩 및 각 각의 시트들을 서로 밀착시키고 카드의 외형으로 펀칭시킴으로서 카드를 완성하는 과정을 다루고 있다.According to the present invention, in order to minimize the electrical characteristic change that can occur in the card by the conventional combination card manufacture, the antenna pad and the antenna are bonded to each other in the stacking process of the card manufacturing process and subjected to the first thermocompression. After that, by filling the margins of the chip and sheet with adhesive, laminating all the remaining sheet components of the card, and through the process of secondary thermocompression lamination, the chips and the respective sheets are brought into close contact with each other and punched into the shape of the card. It covers the process of completing a card.
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 도포 등을 사용하여 전기적으로 연결한다. 칩의 몰드부와 칩의 안테나 패드부에 대응하는 천공부를 가진 시트를 단매 또는 복수매 적층한 후 정합하고 1차 열압착을 실시한다. 이 때 열압착을 위하여 사용하는 금속판위에 칩의 표면을 보호하기 위하여 매우 부드러운 종이류나 열압착이후 칩의 표면 또는 금속판과 접착되지 않는 필름류를 부착하여 사용하고 칩의 몰드부에 대응하는 금속판부는 2차 열압착시 사용되는 잔여 시트류와의 접착을 용이하게 하기 위하여 표면이부드럽지 않은 것(Matte)을 사용하는 편이 바람직하다.And a series of processes for arranging the components of a card such as a sheet or a chip by using a jig for locating the mating positions of the sheets to be used and the positions of the chips and the cards within each sheet. First, the chip is inserted or arranged at the fixed position of the chip set on the jig, and has an antenna on one side, and at the same time, a perforation part of the area including a perforation part for the mold part of the chip and part or all of the antenna pad of the chip. Place the sheet having the jig on the jig and electrically connect the antenna pad of the chip and a part of the antenna using thermocompression bonding, ultrasonic welding or soldering, conductive adhesive coating, or the like. A sheet having a perforated portion corresponding to the mold portion of the chip and the antenna pad portion of the chip is stacked one by one or plural sheets, then matched and subjected to primary thermocompression bonding. At this time, in order to protect the surface of the chip on the metal plate used for thermocompression bonding, it is used by attaching a very soft paper or a film that is not adhered to the surface of the chip or the metal plate after the thermocompression bonding. In order to facilitate adhesion with the remaining sheets used during thermocompression bonding, it is preferable to use a matte surface.
1차 열압착하여 만들어진 구성물은 칩과 시트류가 일체화된 형태이나, 칩의 안테나 패드부에 대응하는 시트류의 천공부와 칩의 몰드부에 대한 천공부가 노출되어 있게 된다. 각 천공부에 열경화 접착제를 도포하여 매립하고 잔여 시트를 적층, 정합하고 2차 열압착을 통하여 카드의 구성물들을 일체화한다.In the first thermocompression-bonded construction, the chip and the sheets are integrated, but the perforations of the sheets and the perforations of the molds of the chips corresponding to the antenna pads of the chips are exposed. A thermosetting adhesive is applied to each of the perforations and embedded, the remaining sheets are laminated, mated and the components of the card are integrated through secondary thermocompression.
이 때 만들어진 시트 카드는 복수개의 카드로 구성되고 열압착 과정중에 최초의 카드의 위치는 시트의 수축으로 자신의 고유 위치를 이탈하게 된다. 발생된 위치 편차에 대하여 정확한 카드 펀칭을 위하여 카드의 외곽부로부터 정해진 칩의 중심위치에 대한 표준(ISO7816)을 기준으로 칩의 중심점에 대한 카드의 외형을 펀칭하는 것이 바람직하다. 이의 실현을 위하여 인쇄면내에 카드 펀칭을 위한 표식을 미리 처리하고 표식을 기준으로 칩의 가상 위치를 정한 후 CCD 카메라를 통하여 칩 부위를 촬영하고 영상의 분석과정을 거친 후 칩의 중심 위치를 찾고 카드의 정해진 외곽 위치를 정의하고 이 분석 내용에 따라 카드의 외형 펀칭을 하는 것도 한 방법이다.The sheet card made at this time is composed of a plurality of cards, and during the thermocompression process, the position of the first card leaves its original position due to the contraction of the sheet. It is preferable to punch the outline of the card with respect to the center point of the chip based on the standard for the center position of the chip (ISO7816) determined from the outer edge of the card for accurate card punching with respect to the generated position deviation. In order to realize this, the mark for punching the card is processed in advance on the printing surface, the virtual position of the chip is determined based on the mark, the chip area is photographed through a CCD camera, the image analysis process is performed, and the center of the chip is found. Another method is to define the defined outline position of and to punch the card according to the analysis.
전체의 카드 제조 과정 중, 칩의 안테나 패드와 안테나의 전기적인 연결이 되고 난 후 일련의 시트 적층 과정중에 각각의 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. 이때의 불량 여부에 따라 열압착이전의 과정중에 칩을 회수 또는 수리를 하여 공정에 의한 손실을 최소화시키는 것이 가능하다.During the entire card manufacturing process, after the electrical connection between the antenna pads of the chip and the antenna is performed, the components corresponding to the individual cards with the connection of each chip and antenna are contacted with a separate card reader during a series of sheet stacking processes. It is desirable to have a process of conducting functional tests through communication and identifying and labeling abnormalities. In this case, it is possible to minimize the loss caused by the process by recovering or repairing the chip during the process of thermocompression transfer.
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 가진 정합 지그를 설계, 제작하었다.As an embodiment, the chip has a thickness of 0.42 mm, and an external interface board having a contact pad part and an antenna pad part having a thickness of 0.18 mm is used. And a matching jig having a reference pin as a reference for matching sheets.
사용하는 시트는 통상적으로 6매이상으로 구성되어 도 4의 형태로 제작하였으며 0.18mm의 접촉 패드부에 대응하여 칩의 접촉 패드부 외형(가로 13.0mm, 세로 11mm) 보다 가로 세로 각각 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 칩의 몰드부와 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 몰드부 및 안테나 패드와 유사한 형상의 천공부를 갖고 있고 두께 0.21mm인 도 6의 제2 코어 시트를 제1 코어 시트 상에 배치하고 초음파를 사용하여 시트간을 정합하였으며 이를 1차 열압착 실시하였다. 만들어진 구성물은 각 시트들과 칩이 단단이 밀착되어진 상태이고, 인쇄층 반대방향의 후면부에 형성된 칩의 몰드부와 시트 천공부 사이의 여백과 칩의 안테나 패드와 최외각 후면부에 이르는 칩의 안테나 패드와 유사한 천공부는 열압착과정에서 수축하여 모두 좁아지게 되었다. 이 부위들에 카드의 평면도를 개선하기 위하여 열경화 접착제를 도포하고 충전하였다.The sheet to be used is generally composed of 6 or more sheets produced in the form of FIG. 4 and corresponding to a contact pad portion of 0.18 mm, each 0.2 mm larger than the outer contact pad portion of the chip (13.0 mm wide and 11 mm long). In the same size as the perforated 0.06mm transparent front overlay sheet, a 0.12mm front printed layer perforated on the jig was stacked side by side on the corresponding cross-section of the applied chip, where the overlay sheet was in the direction of the contact pad of the chip, namely the card. When it was set to be positioned to the outermost front. 0.21mm thick, with an antenna made by embedding a coil with an insulating layer using ultrasonic vibration on one side, and having a shape similar to the mold part of the chip and having a perforation part having the size of the antenna pad part of the chip. The sheet was laminated using the first core sheet of FIG. 5, and the sheet bonded together with the antenna pad portion of the chip and a part of the antenna using liquid lead and using a high frequency fusion machine was placed on the printed layer. The second core sheet of FIG. 6 having a perforated portion similar to the mold portion of the chip and the antenna pad and having a thickness of 0.21 mm was disposed on the first core sheet, and the sheets were matched with each other using ultrasonic waves. Was carried out. The resulting components are in a state in which the sheets and the chips are in close contact with each other, and the margin between the mold part of the chip and the perforation of the sheet formed in the rear part opposite to the printing layer and the antenna pad of the chip and the antenna pad of the chip reaching the outermost rear part. The perforations, similar to, contracted during thermocompression and became narrower. These areas were applied and filled with a thermoset adhesive to improve the top view of the card.
앞서 만들어진 접착제가 충전된 구성물상에 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. 이렇게 구성한 후 초음파를 사용하여 정합하고 2차 열압착을 실시하였다.On the adhesive-filled construct made previously, a back printing sheet having the same thickness as the front printing layer and a transparent back overlay sheet having the same thickness as the front overlay sheet were disposed on the second core sheet. At this time, the rear overlay sheet is placed on the outermost side of the rear when the card. After this configuration was matched using ultrasonic waves and subjected to secondary thermocompression.
이 후 CCD 카메라를 통하여 각 카드부의 영상을 획득 분석하여 칩의 중심위치를 기준으로 정해진 카드 외형부를 펀칭함으로써 카드를 완성하였다. 최종적으로 만들어진 카드는 2차의 열압착 과정과 접착제 충전을 통하여 우수한 평면도를 유지하였고 특히 칩 부위에서의 전,후면 평면도가 기존의 카드에 비하여 매우 뛰어난 외형과 품질을 갖게 되었다.Afterwards, the card was completed by acquiring and analyzing images of each card unit through a CCD camera and punching a card outline determined based on the center position of the chip. The final card retained its excellent flatness through the second thermocompression process and adhesive filling. Especially, the front and rear planar view at the chip area has much better appearance and quality than the existing card.
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.In order to improve the top view of the card, it is also effective to treat the first core sheet having a antenna or a plurality of components separately by thermal compression (lamination) prior to bonding a portion of the antenna to the chip antenna pad portion.
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 확산되어지고 있다. 이러한 추세와 응용 분야의 확대로 많은 데이터의 보유가 가능하고 접촉방식의 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 최소화함으로서 콤비 카드의 시장이 활성화 될 수 있고 카드의 발행이후 카드 사용상의 관리 요소가 줄어 드는 효과를 기대할 수 있다.The use of smart cards continues to expand based on security stability as a means of payment for authentication or transaction to individuals or groups, and the transaction of data using RF communication is rapidly spreading due to the demand for convenience and speed of use. ought. With this trend and the expansion of the application field, it is possible to hold a lot of data, to use the existing infrastructure for the contact type smart card, and to combine the functionality and convenience of the contactless smart card such as the means of payment for public transportation. It is expected to spread by replacing existing cards. When using a card manufactured by the conventional combination card manufacturing method, the card manufacturing method can be used for various reliability or functional problems such as unstable communication characteristics or inability to communicate due to chip detachment or chip and antenna disconnection. By minimizing the application, the combi card market can be activated and the management factor on card use can be reduced after the card issuance.
카드의 제조 과정 중에 비접촉 통신에 대한 불량 요인을 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 운영 가능하게 되고 품질 관리 비용이 줄어드는 부수적인 효과도 동반하게 될 것으로 판단된다.It is expected that the overall manufacturing cost will be reduced by detecting defect factors for contactless communication, recovering chips or correcting the factors during the manufacturing process of the card. In addition, the history management of the cause of defects will be able to more reasonably operate the entire process related to quality, and it will be accompanied by the side effect of reducing the quality control cost.
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