KR20100015378A - 스텝 카드 및 스텝 카드를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자 카드 및 그러한 전자 카드를 제조하는 방법을 개시한다. 여기서, 상기 전자 카드는 상부면과 하부면을 가지는 인쇄 회로 보드, 상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면에 부착되고, 전자 카드의 제1 부분에 배치된 회로 부품이 전자 카드의 제2 부분에 배치된 회로 부품 보다 높이가 더 큰 복수의 회로 부품, 상기 인쇄 회로 보드의 상기 하부면에 부착되는 하부 오버레이, 상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면 위에 배치되는 상부 오버레이, 및 상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면과 상기 상부 오버레이 사이에 배치되는 코어 층으로 구성되고, 상기 전자 카드의 제1 부분은 상기 전자 카드의 제2 부분 보다 더 두꺼운 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

전자 카드, 스텝 카드

Description

스텝 카드 및 스텝 카드를 제조하는 방법{A STEP CARD AND METHOD FOR MAKING A STEP CARD}

본 발명은 일반적으로 전자 디바이스 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내장형 전원 회로를 구비한 전자 카드 및 그러한 전자 카드를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 대한 배경 기술에 대한 다음의 기재내용은 단지 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제공되는 것이지, 본 발명의 종래 기술을 기술하거나 구성하기 위한 것이 아니다.

일반적으로, 전자 디바이스는 다양한 재료에 캡슐화될 수 있고, 스마트 카드 또는 태그와 같은 다양한 응용 장치로 사용될 수 있다. 스마트 카드/태그는 신용카드, 은행카드, ID카드, 전화카드, 시크리티 카드 또는 유사한 디바이스로 사용될 수 있다. 스마트 카드/태그는 일반적으로 여러 플라스틱 시트 층을 샌드위치 배열로 조립하여 제조된다. 게다가, 스마트 카드/태그는 그러한 스마트 카드가 다수의 기능을 수행할 수 있도록 하는 내장형 전자 부품을 포함한다.

유럽 특허 0 350 179는 스마트 카드를 개시하고 있는데, 여기에서는 전자 회로가 그 카드의 두개의 표면층 사이에 개재되는 플라스틱 재료 층내에 캡술화되어 진다. 게다가, 개시된 방법은 높은 인장 강도를 가지는 홀딩 부재를 몰드의 측면에 대항하여 기대게 하는 단계, 스마트 카드의 전자 부품을 상기 측면에 대하여 위치시키는 단계 및 성형 틀내에 반응 변형가능한 중합 재료를 주입하여 전자 부품을 캡슐화시키는 단계를 포함한다.

유럽 특허출원 제95400365.3호는 비접촉 스마트 카드를 제조하는 방법을 개시한다. 상기 방법은 상부의 열가소성제 시트와 하부의 열가소성제 시트 사이의 빈 공간에 전자 모듈을 위치시켜 고정시키는 경질 프레임을 이용한다. 상기 프레임이 상기 하부의 열가소성제 시트에 기계적으로 부착된 다음, 상기 빈 공간은 중합체 수지 재료로 충진된다.

미국 특허 제5,399,847호는 3개의 층, 즉 제1 외부층, 제2 외부층 및 중간층으로 이루어지는 신용카드를 개시한다. 상기 중간층은 열가소성 바인딩 재료를 주입하여 형성되는데, 열가소성 바인딩 재료는 스마트 카드의 전자소자(예컨대, IC 칩 및 안테나)를 중간층 재료내에 밀봉시킨다. 상기 바인딩 재료는 코폴리아미드 또는 공기와 접하여 경화되는 두개 이상의 화학 반응 성분을 가지는 아교로 구성하는 것이 바람직하다. 스마트 카드의 상기 외부층은 폴리비닐 클로라이드 또는 폴리우레탄과 같은 다양한 종류의 중합 물질로 구성될 수 있다.

미국 특허 제5,417,905호는 플라스틱 신용카드를 제조하는 방법을 개시하는데, 두개의 셸(shell)로 이루어진 몰드 툴은 카드를 제조하기 위한 캐비티를 한정하도록 근접 배열 설치되어 있다. 라벨 또는 이미지 서포트가 각각의 몰드 셸내에 배치된다. 그 다음, 몰드 셸은 접하게 합쳐지고 몰드내에 주입된 열가소성 재료가 카드를 형성하게 된다. 유입되는 플라스틱은 라벨 또는 이미지 서포트를 각각의 몰드면에 대항되게 가압하게 된다.

미국 특허 제5,510,074호는 실질적으로 평행한 측면, 적어도 하나의 측면에 그래픽 소자를 가지는 서포트 부재, 칩에 고정되는 접촉 어레이를 포함하는 전자 모듈을 구비하는 카드 본체를 포함하는 스마트 카드를 제조하는 방법을 개시한다. 상기 제조 방법은 일반적으로 (1)카드의 크기와 모양을 정의하는 몰드내에 서포트 부재를 배치시키는 단계; (2) 상기 서포트 부재를 몰드의 제1 주된 벽에 대응되게 유지시키는 단계; (3) 빈 공간에 의해 정의되는 부피내에 열가소성 재료를 주입하여 서포트 부재에 의해 차지되지 않은 부피 부분에 충진시키는 단계; (4) 주입된 재료가 완전히 응고되기 전에 열가소성 재료내의 적정 위치에 전자 모듈을 삽입시키는 단계를 포함한다.

미국 특허 제4,339,407호는 특정 구멍과 함께 평활부, 홈, 혹(boss)의 특정 배열로 이루어진 벽을 가지는 캐리어 형태의 전자 회로 밀봉 장치를 개시한다. 몰드의 벽 부분은 회로 어셈블리를 소정 정렬로 이루어지도록 유지시킬 수 있다. 상기 캐리어의 벽은 다소 탄성 재료로 이루어져, 스마트 카드의 전자 회로의 삽입을 용이하게 한다. 상기 캐리어는 외부 몰드내에 삽입될 수 있다. 이는 캐리어 벽을 서로 대향되게 이동시켜 열가소성 재료를 주입하는 동안 상기 전자 부품을 정렬된 상태로 견고하게 유지시키기 위함이다. 상기 캐리어 벽의 외측은 몰드 벽상의 멈춤쇠와 결합되는 돌출부를 구비하는데, 이는 캐리어를 몰드내에 위치 또는 고정시키게 된다. 상기 몰드는 또한 채워진 가스를 방출시키는 홀을 구비한다.

미국 특허 제5,350,553호는 주입 몰딩 기계에서 그 위에 장식 패턴을 가지며 그 내부에 전자 회로가 배치된 플라스틱 카드를 제조하는 방법을 개시한다. 상기 방법은 (a)주입 몰딩 기계내의 개방된 몰드 캐비티위로 필름(예컨대, 장식 패턴을 가지는 필름)을 도입시켜 배치시키는 단계; (b)상기 필름이 그 내부의 위치에 고정되도록 상기 몰드 캐비티를 폐쇄시키는 단계; (c)몰드내의 구멍을 통하여 전자 회로 칩을 몰드 캐비티내로 삽입시켜, 상기 칩을 캐비티내에 위치시키는 단계; (d)열가소성 서포트 조성물을 몰드 캐비티내로 주입하여 일체화된 카드를 형성하는 단계; (e)모든 종류의 과잉 재료를 제거하는 단계; (f)몰드 캐비티를 개방시키는 단계; 및 (g)카드를 떼어내는 단계를 포함한다.

미국 특허 제4,961,893호는 집적 회로 칩을 지지하는 서포트 소자가 주된 특징인 스마트 카드를 개시한다. 서포트 소자는 칩을 몰드 캐비티내측에 위치시키기 위하여 사용된다. 카드 본체는 플라스틱 재료를 캐비티내에 주입하여 형성되는데, 상기 칩은 전적으로 플라스틱 재료내에 내장되게 된다. 일부 실시예에서, 서포트의 모서리부는 각각의 몰드의 표면 사이에 클램핑되어 고정된다. 서포트 소자는 최종 카드로부터 벗겨지는 필름일 수도 있고 또는 카드의 필수 부분으로 남는 판일 수도 있다. 만약 서포트 소자가 벗겨지는 필름이면, 거기에 포함된 모든 그래픽 소자는 전사되어 카드상에 보여지게 남는다. 만약 서포트 소자가 카드의 필수 부분으로 남으면, 그와 같은 그래픽 소자는 카드의 면상에 형성되어 카드 사용자에게 보여질 수 있다.

미국 특허 제5,498,388호는 관통 구멍을 가지는 카드 기판을 포함하는 스마 트 카드 장치를 개시한다. 반도체 모듈은 상기 관통 구멍상에 장착된다. 수지가 관통 구멍내로 주입되어, 단지 반도체 모듈의 외부 접속용 전극 단자면 하나가 노출되도록 수지 몰딩이 이루어진다. 카드는 관통 구멍을 가지는 카드 기판을 두개의 대응하는 몰딩 다이의 하부 몰드상에 장착시키고, 반도체 모듈을 상기 카드 기판의 관통 구멍상에 장착시키고, 게이트를 가지는 상부 다이를 하부 다이위로 죄어 주고, 수지를 게이트를 통하여 관통 구멍내로 주입시킴으로써 완성된다.

미국 특허 제5,423,705호는 디스크 바디를 가지는 디스크를 개시하는데, 디스크 바디는 열가소성 주입 몰드 재료 및 그 디스크 바디에 완전히 결합되는 라미네이트 층으로 이루어진다. 상기 라미네이트 층은 외부의 투명한 박편과 내부의 희고 불투명한 박편을 포함한다. 이미징 재료는 상기 박편들 사이에 샌드위치 모양으로 끼워진다.

미국 특허 제6,025,054호는 전자 장치를 스마트 카드의 코어층으로 되는 열경화성 재료내에 침지하는 동안에, 전자 장치를 제자리에 유지시키기 위해 저수축성 아교를 사용하여 스마트 카드를 제조하는 방법을 개시한다. 미국 특허 제6,025,054호에 개시된 상기 방법은 상당한 단점을 가지고 있다. 주로, 상기 개시된 방법은 열경화성 재료의 경화에 의하여 비틀림과 다른 바람직하지 않은 물리적 결함을 야기시킨다. 게다가, 상기 방법은 하나 또는 두개의 부품을 가지는 카드에만 단지 적합하므로, 그 기능성을 제한하게 된다. 나아가, 미국 특허 제6,025,054호에 개시된 상기 방법은 카드내의 전자 부품의 기하학적 형태가 열경화성 재료의 흐름 내지 유동을 방해하여 에어가 스마트 카드의 코어로부터 배출되는 것 보다 상 기 열경화성 재료가 더 빨리 부품 주변으로 흘러들어 가기 때문에 스마트 카드내에 공극과 에어 버블과 같은 결합을 생성시킨다. 게다가, 미국 특허 제6,025,054호는 전통적인 장비의 사용을 필요로 하므로, 그 응용 범위 및 응용 정도를 상당히 제한하게 된다.

일반적으로, 전자 카드와 같은 전자 디바이스는 공지의 산업 표준 뿐만 아니라 심미적 외양 표준을 따르도록 설계된다. 예컨대, 대부분의 모든 전자 카드는 얇고 모양에서 균일하게 편평하도록 디자인된다. 이와 같은 카드의 형태는 카드내에 내장된 모든 전원이 또한 적은 차지하는 공간을 가질 것을 요하게 된다. 이와 같은 보다 작은 전원은 제한된 전원 용량을 가지게 되고, 전자 카드의 수명을 제한하게 된다. 게다가, 이용가능한 보다 얇은 전원 타입은 개수에서 적어, 제조사의 디자인 선택권을 상당히 줄이게 된다. 따라서, 전술한 제한들은 보다 전력 집약적인 응용장치가 전자 카드 시장에 도입되는 것을 제한시키게 된다. 다음의 관점에서, 심미적 디자인을 유지하면서 전자 카드의 사이즈를 상당히 증대시키지 않고도, 다수의 전원 구동 전기 부품을 수용할 수 있는 전자 카드를 제조하는 디바이스 및 그 제조방법이 요구되어 진다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전자 카드는 상부면과 하부면을 가지는 인쇄 회로 보드, 상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면에 부착되고, 전자 카드의 제1 부분에 배치된 회로 부품이 전자 카드의 제2 부분에 배치된 회로 부품 보다 높이가 더 큰 복수의 회로 부품, 상기 인쇄 회로 보드의 상기 하부면에 부착되는 하부 오버레이, 상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면 위에 배치되는 상부 오버레이, 및 상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면과 상기 상부 오버레이 사이에 배치되는 코어 층을 포함하고, 상기 전자 카드의 제1 부분은 상기 전자 카드의 제2 부분 보다 더 두꺼운 두께를 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 전자 카드를 제조하는 방법은 상부면과 하부면을 가지는 인쇄 회로 보드를 제공하는 단계; 상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면에 복수의 회로 부품을 부착하는 단계로서, 상기 전자 카드의 제1 부분에 배치된 ㅎ회 부품이 상기 전자 카드의 제2 부분에 배치된 회로 부품 보다 높이가 더 크게 하는 단계; 감압 점착 테이프 또는 분사식 점착제를 사용하여 상기 인쇄 회로 보드의 상기 하부면을 하부 오버레이에 부착하는 단계; 상기 인쇄 회로 보드 및 하부 오버레이를 주입 몰딩 장치내로 로딩하는 단계; 상기 인쇄 회로 보드의 상부면 위에 놓여지는 상부 오버레이를 상기 주입 몰딩 장치내로 로딩하는 단계; 열경화성 중합 재료를 상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면, 상기 복수의 회로 부품 및 상기 상부 오버레이 사이에 주입하여, 상기 전자 카드의 제1 부분이 상기 전자 카드의 제2 부분 보다 더 두꺼운 두께를 가지게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징, 태양, 이점은 하기 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 하기에 간단히 기술되는 도면에 도시된 실시예로부터 보다 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 카드의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 카드의 평면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 카드 및 주입 노즐을 도시하는 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나의 몰딩된 시트위에 형성된 일련의 내장형 전자 카드를 도시하는 평면도이다.

본 발명의 실시예는 이어지는 도면을 참조하여 하기에서 설명되어질 것이다. 다음의 기술내용은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하는 것이 아님을 인지하여야만 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 전자 카드(1)는 인쇄 회로 보드(10), 복수의 회로 부품(20), 배터리(21)와 같은 전원, 하부 오버레이(30), 상부 오버레이(40) 및 코어 층(50)을 포함한다. 상기 전자 카드(1)는 다른 두께를 가지는 적어도 두개의 부분을 가진다. 상기 배터리(21)는 두께 B를 가지는 전자 카드(1)의 제1 부분에 위치된다. 전자 카드(1)의 제2 부분은 두께 A를 가진다. 도 1에 도시된 바와 같이, (배터리를 캡슐화하고 있는) 제1 부분은 제2 부분 보다 더 큰 두께(B>A)를 가진다. 전자 카드(1)는 스마트 카드, 태그, 및/또는 팔찌와 같은 응용 장치에 사용될 수 있다.

상기 인쇄 회로 보드(10)는 상부면(11)과 하부면(12)을 가진다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 인쇄 회로 보드(10)는 양면 사용이 가능하다. 따라서, 인쇄 회로 보드(10)는 상기 상부면(11)과 상기 하부면(12)에 복수의 회로 트레이스(14)(도 2에 도시됨)을 수용하도록 구성될 수 있다. 상기 회로 트레이스(14)는 상기 인쇄 회로 보드(10)에 부착된 복수의 회로 부품(20)을 작동가능하게 연결시키도록 배열된다. 상기 회로 트레이스(14)는 상기 복수의 회로 부품(20)을 전기적으로 연결시켜, 상기 회로 부품이 전자 카드(1)내에서 전자적 기능을 수행할 수 있도록 한다.

상기 회로 트레이스(14)는 상기 인쇄 회로 보드의 상부면(11)과 하부면(12) 에 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예컨대, 상기 회로 트레이스(14)는 상기 인쇄 회로 보드(10)상에 도전성 잉크를 이용하여 형성될 수 있다. 대안적으로는, 상기 회로 트레이스(14)는 상기 인쇄 회로 보드위에 에칭에 의해 구현될 수 있다.

상기 인쇄 회로 보드(10)는 전자 회로를 수용하기에 적합한 종래 공지된 모든 종류의 재료로 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 인쇄 회로 보드(10)는 직조 유리 강화 에폭시 수지로 라미네이트된 인화 억제제로 구성될 수 있다. 이와 같은 재료는 또한 FR-4 보드로 알려져 있다. 대안적으로는, 상기 인쇄 회로 보드(10)는 도전성 잉크를 수용하기에 적합한 플라스틱 화합물로 구성될 수 있다.

도 1에 도시되고 아래에서 기술되는 바와 같이, 인쇄 회로 보드(10)는 복수의 회로 부품을 수용하고 수직으로 안정화시킬 수 있도록 배열 설치된다. 상기 복수의 회로 부품(20)은 다수의 방법 중 어느 한 방법에 의하여 상기 인쇄 회로 보 드(10) 및 보다 명확하게는 상기 회로 트레이스(14)에 부착될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에서 상기 회로 부품(20)은 도전성 점착제에 의해 상기 인쇄 회로 보드(10)에 연결될 수 있다. 바람직하게는, 상기 복수의 회로 부품은 상기 인쇄 회로 보드(10)상에 납땜된다. 상기 복수의 회로 부품(20)은 상기 인쇄 회로 보드(10)의 어느 곳에 요구되는 대로 배치될 수 있다. 전자 카드(1)의 목적 및 디자인 파라메타는 회로 트레이스(14)의 위치 및 회로 부품(20)의 위치를 보다 구체화시킬 것이다. 기능성 또한 어떤 형태의 회로 부품(20)이 인쇄 회로 보드(10)에 설치될 것인가를 구체화시킬 것이다.

예컨대, 복수의 회로 부품(20)은 배터리, 버튼, 마이크로프로세서 칩 또는 스피커 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 이러한 회로 부품 중 어느 하나 또는 모두가 전자 카드의 어떤 부분을 따라 인쇄 회로 보드(10)에 설치될 수 있다. 게다가, 추가적인 회로 부품(20)이 포함될 수 있고, 이는 LED, 플렉스블 디스플레이, RFID 안테나 및 에뮬레이터에 제한되지 않는다. 도 2를 참조하면, 전자 카드(1)의 회로 레이아웃이 도시된다. 도 2에 도시된 인쇄 회로 보드(10)에는 배터리(21), 마이크로프로세서(22) 및 버튼(23)이 설치되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에서는, 전자 카드(1)는 상기 버튼(23)에 연결된 회로 부품으로서, 액정 디스플레이(24)를 포함할 수 있다. 액정 디스플레이(24)는 계정 잔액과 같이 유저에게 정보를 보여주기 위하여 사용된다. 대안 또는 추가적으로는, 도 2에 도시된 내장형 전자 카드(1)는 스피커(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

일반적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 부품은 그 두께 및 길이가 변경될 수 있 다. 예컨대, 전자 카드(1)는 0.09 인치 보다 적은 전체 두께를 가질 수 있다. 상기 전자 카드의 제1 부분은 0.030 내지 0.090 인치 범위내의 두께를 가질 수 있다. 상기 전자 카드의 제1 부분의 두께는 배터리(21)와 같은 더 크고, 더 높고, 더 강력한 전원을 가능하게 하고, 상기 전자 카드(1)내에 사용되게 한다. 상기 카드의 제2 부분은 0.030 인치 이하의 두께를 가질 수 있다. 두께면에서의 제1 부분과 제2 부분의 변화는 보다 강력한 카드가 더 작은 두께의 카드용으로 원래 디자인된 종래의 응용 장치와 함께 사용될 수 있도록 해 준다. 따라서, 이러한 치수는 상기 전자 카드(1)가 종래의 장비와 호환되게 사용될 수 있도록 해 준다. 예컨대, 배터리(21)는 0.016 인치의 두께를 가질 수 있고, 푸쉬형 버튼(23)은 0.020 인치의 두께를 가질 수 있고, 마이크로프로세스(22)는 0.015인치의 두께를 가질 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 전자 카드(1)는 O.010 인치의 두께를 가지는 스피커(도시되지 않음)를 구비할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 하부 오버레이(30)는 상기 인쇄 회로 보드(10)의 하부면(12)에 부착된다. 상기 하부 오버레이(30)는 예컨대 0.001 내지 0.002 인치의 두께를 가질 수 있다. 상기 하부 오버레이(30)는 공지된 다양한 방법에 의해 상기 인쇄 회로 보드(10)에 부착될 수 있다. 바람직하게는, 상기 하부면(12)은 감압 점착 테이프 또는 분사식 잠착제를 사용하여 상기 하부 오버레이(30)에 부착된다. 상기 하부 오버레이(30)는 모든 적합한 재료로 구성될 수 있지만, 바람직하게는 상기 하부 오버레이(30)는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), PETG, 또는 다른 적합한 재료로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 인쇄 회로 보드(10)와 접하고 있는 상기 하부 오버레이(30)의 표면은 인쇄 정보를 가진다. 대안적으로, 상기 하부 오버레이(30)의 외측 표면 상에 인쇄 정보를 가진다. 예컨대, 하부 오버레이(30)는 이름, 만료일 및 계좌 번호를 포함하여 표준 신용 카드 또는 인식 태그와 일치되는 인쇄 정보를 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 하부 오버레이(30)는 투명 또는 2/5 투명/화이트 인쇄일 수 있다. 보다 구체적으로는, 0.002 인치 두께의 투명 PVC 재료가 0.005 인치의 두께를 가진 화이트 PVC 층위에 라미네이팅된다.

상기 인쇄 회로 보드(10)의 상부면 위에 배치된 상부 오버레이(40)가 도 1에 도시된다. 상기 상부 오버레이(40)는 모든 적합한 재료로 구성될 수 있지만, 예컨대 상기 상부 오버레이(40)는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에스테르, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), PETG, 또는 다른 적합한 재료로 구성될 수 있다. 하부 오버레이(30)와 마찬가지로, 상부 오버레이(40)는 예컨대 0.001 내지 0.002 인치의 두께를 가질 수 있다.

대안적으로, 상기 상부 오버레이(40)의 외측 표면 상에 인쇄 정보를 가진다. 예컨대, 상부 오버레이(40)는 이름, 만료일 및 계좌 번호를 포함하여 표준 신용 카드 또는 인식 태그와 일치되는 인쇄 정보를 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 상부 오버레이(40)는 투명 또는 "2/5 투명/화이트 인쇄"일 수 있다.

전술한 바와 같이, 상기 전자 카드의 전체 두께는 상부(102) 및 하부(104) 커버 시트의 두께에 따라 변할 수 있다. 상기의 실시예에 더하여, 다른 실시예는 0.010 인치 이하의 두께를 가지거나 0.200 인치 이상의 두께를 가지는 전자 카드(1)를 포함할 수 있다. 또한, 상부 및 하부 커버 시트는 0.010 인치 내지 0.200 인치 범위의 두께를 가질 수 있다. 따라서, 전자 카드의 전체 두께 및 상부(102) 및 하부(104) 커버 시트와 같은 개별 부분의 두께는 전자 카드(1)의 특정 응용 및 요구되는 치수에 의존할 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 코어 층(50)은 상기 인쇄 회로 보드(10)의 상부면과 상기 상부 오버레이(40) 사이에 배치된다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 코어 층(50)은 상기 인쇄 회로 보드(10)의 하부면(11) 아래 및 상기 하부 오버레이(30)의 위 영역에 놓여지게 된다. 바람직하게는, 상기 코어 층(50)은 열경화성 중합 재료로 구성될 수 있다. 예컨대, 코어 층(50)은 폴리우레아로 구성될 수 있다.

폴리우레아는 이소시아네이트 성분과 레진 블렌드 성분의 반응 생성물로부터 유도되는 공지의 엘라스토머이다. 폴리우레아가 무엇인지는 폴리우레아 개발 연합 http://www.pda-online.org/pda_resources/whatispoly.asp(2007년 3월 21일 마지막 방문)을 참조하라. 상기 이소시아네이트는 본래 방향족 또는 지방성이다. 이는 모노머, 폴리머, 또는 이소시아네이트, 의사-프리폴리머(quasi-prepolymer) 또는 프리폴리머의 모든 변형 반응물일 수 있다. 프리폴리머 또는 의사-프리폴리머는 아민-터미네이티드 폴리머 레진 또는 하이드록실-터미네이티드 폴리머 레진으로부 터 제조될 수 있다. 상기 레진 블렌드는 아민-터미네이티드 폴리머 레진 및/또는 아민-터미네이티드 체인 익스텐더로 만들어져야만 한다. 상기 아민-터미네이티드 폴리머 레진은 어떠한 의도적인 수산기 부분을 가지지 않을 것이다. 모든 수산기는 상기 아민-터미네이티드 폴리머 레진으로의 불완전한 전환의 결과이다. 상기 레진 블렌드는 또한 첨가제 또는 비주류 성분을 함유할 수 있다. 이러한 첨가제는 폴리올 캐리어내의 분산 이전의 안료와 같이 수산기를 함유할 수 있다. 일반적으로는, 상기 레진 블렌드는 촉매를 함유하지 않을 것이다.

폴리우레아는 유사한 응용예로 주로 사용되고 있는 다른 종래의 재료 보다 많은 이점을 가진다. 폴리우레아는 UV 광에 높은 저항성을 가진다. 또한, 폴리우레아는 낮은 탄성 및 연신 특성을 가진다. 이는 전자 카드(1)를 단단하게 유지시킬 수 있다. 게다가, 폴리우레아는 높은 본딩 특성을 가져, 상부 및 하부 오버레이(40, 30)을 회로 부품에 효과적으로 본딩시킬 수 있다. 회로 부품(20)은 폴리우레아가 낮은 수축 인자를 가진다는 사실 덕분에, 단단하게 제자리에 유지될 수 있다. 본 발명의 전자 카드(1)는 또한 폴리우레아의 낮은 수분 흡수 및 고온에서의 안정성 덕분에 바람직한 주변 환경적 특성을 가진다.

본 발명에 따른 전자 카드를 제조하는 방법이 지금 기술되어질 것이다.

먼저, 인쇄 회로 보드(10)가 제공되어진다. 인쇄 회로 보드(10)는 상부면(11)과 하부면(12)를 가진다. 회로 트레이스(14)는 인쇄 회로 보드(10)의 상부면(11)상에 존재한다. 대안적으로, 인쇄 회로 보드는 상부면(11) 및 하부면(12)에 회로 트레이스(14)를 가져 양면 사용이 가능하다.

그 다음, 복수의 회로 부품(20)이 인쇄 회로 보드(10)상에 배치되고, 상기 인쇄 회로 보드(10)의 상부면 및/또는 하부면에 놓인 회로 트레이스(14)에 전기적으로 연결된다. 바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(21)와 같은 보다 크거나 보다 높은 회로 부품(20)이 상기 회로 보드(10)의 길이를 따라 동일한 영역에 놓여진다. 상기 전자 카드(1)의 이 부분은 보다 작은 회로 부품(20)을 구비하는 전자 카드(1)의 다른 부분 보다 더 큰 두께를 가질 것이다. 상기 회로 부품(20)은 양면 사용이 가능한 전기 도전성 테이프를 사용하는 것을 포함하여 다양한 방법 중 어느 하나에 의해 연결될 수 있다. 바람직하게는, 복수의 회로 부품(20)은 종래의 납땜 공정에 의해 연결될 수 있다.

그 다음, 인쇄 회로 보드(10)의 하부면(12)은 하부 오버레이(30)에 부착된다. 바람직하게는, 하부면(12)은 감압 점착 테이프 또는 분사식 점착제를 사용하여 하부 오버레이(30)에 부착된다.

그 다음, 하부 오버레이(30)에 부착된 인쇄 회로 보드(10)가 하나의 완전한 시트로서 주입 몰딩 장치내로 로드된다. 상부 오버레이(40)는 주입 몰딩 장치내에 놓여지게 되고, 상기 상부 오버레이(40)가 상기 인쇄 회로 보드(10)의 상부면(11) 위에 있도록 위치 설정된다. 상기 주입 몰딩 장치는 상기 전자 카드(1)의 디자인 스펙에 기초하여 상기 상부 오버레이(40)를 조정하도록 사전 배열되어, 상기 전자 카드(1)의 다양한 두께에 일치하도록 한다.

상기 주입 몰딩 장치는 반응 주입 몰딩 장치(이는 종종 "RIM"으로 개별 인용된다)일 수 있다. 이와 같은 기계는 상부 오버레이(40) 및 하부 오버레이(30)를 구성하는 중합 재료(예컨대, PVC) 시트 중 적어도 하나에서 냉간 저압 가공 동작을 수행할 수 있는 상부 몰드 셸과 하부 몰드 셸과 관련된다. 상기 상부 및 하부 몰드 셸은 중합 재료 몰드와 관련된 종래 기술에서 평균적 지식을 가진 당업자에게 널리 알려진 방법으로 상호 작용하게 된다.

그 다음, 상기 주입 몰딩 장치는 노즐(60)(도 3에 도시됨)을 통하여 열경화성 중합 재료를 상부 오버레이(40) 및 하부 오버레이(30) 사이에 주입하여, 열경화성 중합 재료로부터 코어 층(50)을 형성한다. 몰드에 기초하여, 상기 코어 층(50)은 전자 카드(1)에 걸쳐 다른 두께로 형성될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 배터리(21)를 둘러싸는 영역에서의 코어 층(50) 두께는 보다 작은 회로 부품을 둘러싸는 영역에서의 코어 층(50) 두께 보다 더 크다. 바람직하게는, 상술한 바와 같이, 열경화성 중합 재료는 폴리우레아일 수 있다.

일반적으로, 냉간 저압 가공 조건은 열경화성 중합 재료로 구성되는 코어 층(50)의 온도가 상부 오버레이(40) 및 하부 오버레이(30)의 열변형 온도 보다 낮고, 압력이 약 500 psi 보다 낮은 것을 의미한다. 바람직하게는, 냉간 가공 온도는 적어도 상부 오버레이(40)와 하부 오버레이(30)의 열변형 온도 보다 낮은 100℉ 일 것이다. 폴리비닐 클로라이드(PVC) 재료의 열변형 온도는 약 230℉이다. 따라서, 본 발명에서 PVC 시트 등을 냉간 가공하기 위하여 사용되는 온도는 (230℉~100℉) 130℉이다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 보다 바람직한 냉간 저압 가공 공정은 바람직하게는 대기압으로부터 약 500 psi에 이르는 압력하에서, 약 56℉ 부터 약 160℉ 에 이르는 온도를 가지는 열경화성 중합 재료를 주입하는 단계로 이루어진다. 본 발명의 다른 실시예에서, 전자 카드(1)내로 주입되는 열경화성 중합 재료의 온도는 바람직하게는 80 psi 부터 120 psi에 이르는 주입 압력하에서 약 100℉와 120℉ 사이일 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 액체 또는 반액체 열경화성 중합 재료가 이러한 바람직한 온도 및 압력 조건하에서 약 0.1 내지 약 70 gram/s 범위에 이르는 유입 속도로 주입될 것이다. 30 내지 50 gram/s의 유입 속도가 가장 바람직하다.

상기 냉간 저압 가공 조건의 사용은 주어진 게이트(즉, 러너를 각각의 개별 디바이스-성형 캐비티와 연결시키는 통로)가 종래 기술에서 고온 고압 작동에서 사용되는 게이트들 보다 더 클 것을 요구함을 유념해야 한다. 바람직하게는, 상기 게이트는 종래 게이트 보다 상대적으로 더 커서, 냉간 저압 가공 조건하에서 주입되는 열경화성 재료를 보다 빨리 통과시킬 수 있다. 유사하게는, 러너(즉, 몰드 시스템에서의 주된 열경화성 중합 재료 공급 통로로서, 열경화성 재료 소스로부터 각각의 개별 게이트에 공급함)는 일반적으로 다중-게이트 또는 다수 배열일 수 있고, 그 결과 상대적으로 낮은 온도(예컨대, 56℉ 내지 160℉) 및 낮은 압력(예컨대, 대기압 부터 500 psi) 조건하의 다중 시스템에서 다수의 게이트/디바이스-성형 캐비티(예컨대, 4 내지 8 캐비티)에 동시에 공급할 수 있어야만 한다. 저온 및 저압 조건하에서 열경화성 중합 재료의 유동 속도는 디바이스-성형 캐비티당 약 10초 이하 속도(보다 바람직하게는 약 3초 이하)로 주어진 디바이스-성형 캐비티를 완전히 채울 수 있어야만 한다. 바람직하게는, 디바이스-성형 캐비티는 1초 이하 로 채우는 것이 가장 좋다. 이러한 조건 측면에서, 상기 공정은 성형되는 디바이스의 리딩 에지(즉, 게이트에 연결되는 디바이스 에지) 길이의 대부분인 너비를 가지는 게이트를 채택할 수 있다. 바람직하게는, 주어진 게이트의 너비는 리딩 에지(또는 에지-다중 게이트가 동일한 디바이스-성형 캐비티를 채우는데 사용될 수 있다) 즉 성형되는 전자 카드의 "게이트된" 에지 너비의 약 20 내지 200 퍼센트이다.

바람직하게는, 게이트는 비교적 넓은 유입 영역으로부터 성형되는 디바이스의 리딩 에지 또는 그 근처에서 끝나는 비교적 좁은 코어 영역까지 점점 가늘어지도록 구성된다. 가장 바람직하게는, 이러한 게이트는 열경화성 재료-공급 러너와 유체 연통되는 비교적 넓은 직경(예컨대, 약 5 내지 10mm)의 주입구로부터 비교적 좁은 직경(예컨대, 0.10mm)의 게이트/디바이스 에지까지 점점 가늘어진다. 여기서, 상기 게이트는 궁극적으로 마감처리된 전자 카드(1)의 중심 또는 코어가 되는 빈 공간내로 열경화성 재료를 공급하게 된다. 약 7.0mm의 초기 직경으로부터 약 0.13mm의 최소 직경까지 점점 가늘어지는 게이트는 특히 바람직한 냉간 저압 주입 조건하에서 우수한 결과치를 생성할 것이다.

사용될 수 있는 또 다른 선택적 특징은 "과잉" 중합 재료를 수용하기 위한 하나 이상의 수용공간을 가지는 몰드 쉘을 사용하는 것이다. 상기 "과잉" 중합 재료는 상기 상부 오버레이(40) 및 하부 오버레이(30) 사이의 빈 공간으로 주입되어, 상기 빈 공간으로부터 모든 에어 및/또는 다른 가스(즉, 열경화성 중합 재료를 형성하기 위하여 사용되는 성분이 함께 혼합될 때 일어나는 발열 화학 반응에 의해 발생하는 가스)를 배출시키게 된다. 이러한 열경화성 수지 성분은 상기 빈 공간에 주입되기 이전(즉, 주입 전 몇 분의 몇 초)에 혼합되는 것이 바람직하다.

열경화성 중합 재료의 주입 후, 몰드화된 구조는 주입 몰딩 장치로부터 분리된다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 몇 개의 전자 카드(1)가 하나의 몰드화된 시트로부터 절단된다. 도 4는 하나의 시트상에 형성된 여러개의 전자 카드(1)를 도시한다. 다른 실시예에 의하면, 상기 주입된 시트는 전자 카드(1)에 대응할 수 있다. 전자 카드(1)의 단단함은 전자 카드(1)의 개별 부품 각각의 구성에 사용되는 재료에 의존하게 될 것이다.

그 다음, 마감 처리된 전자 카드(1)는 상기 과잉 중합 재료로부터 (예컨대, 전조 디바이스 바디로부터 트리밍시킴으로써) 분리되고, 전자 카드(1)의 기능성 및 디자인 파라멘타에 따라 소정의 사이즈(예컨대, ISO 표준 7810에 따라 85.6mm/ 53.98mm)로 절단된다. 상기 트리밍 공정은 또한 하나의 절단/트리밍 동작으로 과잉 재료를 제거할 수 있다. 또한, 동종 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상업적 생산 공정으로 그와 같은 디바이스를 제조하기 위하여 사용되는 상기 몰딩 디바이스가 다수의 디바이스를 동시에 제조하기 위한 다수의 캐비티(예컨대, 2, 4, 5, 6 등)를 가진 몰드 쉘을 가지는 것이 바람직함을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 하나 이상의 전자 카드를 생산하기 위한 가격 경제성을 포함하여 다양한 이점을 가진다. 전자 카드는 그 카드 전체 사이즈를 상당히 증대시키지 않고도서 큰 전원과 같은 매우 다양한 더 크고 더 높은 회로 부품을 사용하여 디자인될 수 있다. 상기 전자 카드의 일 부분은 상기 전자 카드가 가장 표준 응용 장치 와 호환되게 유지될 수 있는 물리적 치수를 가진다. 또한, 전자 카드의 변화하는 두께는 강조하기 위하여 사용될 수 있고, 나아가 로고, 상표 또는 다른 바람직한 판매 특징을 표시하기 위하여 사용될 수 있다.

게다가, 전자 카드내의 모듈 대부분은 제조 비용을 절감시키는 종래의 방법으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 방법은 폴리우레아의 사용을 통하여 변형 또는 휨을 야기시킬 수 있는 내부 응력 포인트를 가질 가능성이 적은 보다 단단한 카드 또는 태그를 제조할 수 있다. 게다가, 본 발명의 방법은 한번에 다수의 전자 카드를 생산하는데 용이하게 적용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대한 전술한 기재 내용은 설명과 기술을 위하여 제시된 것이다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위와 사상을내에서 다양한 실시예 및 수정을 할 수 있음을 인지해야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위 및 사상내에서 본 기술 분야에서 당업자에 의해 가해질 수 있는 모든 수정 변경은 본 발명의 추가적인 실시예로 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 이어지는 청구범위 및 그와 균등범위내에서 한정될 뿐이다.

Claims (20)

1. 전자 카드에 있어서,

   상부면과 하부면을 가지는 인쇄 회로 보드;

   상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면에 부착되는 복수의 회로 부품;

   상기 인쇄 회로 보드의 상기 하부면에 부착되는 하부 오버레이;

   상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면 위에 배치되는 상부 오버레이; 및

   상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면과 상기 상부 오버레이 사이에 배치되는 코어 층을 포함하고,

   상기 전자 카드의 제1 부분은 상기 전자 카드의 제2 부분 보다 더 두꺼운 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄 회로 보드는 상기 복수의 회로 부품에 작동가능하게 연결시키도록 상기 상부면에 배열된 복수의 회로 트레이스를 구비하고, 상기 인쇄 회로 보드의 상기 하부면위의 복수의 회로 부품에 작동가능하게 연결시키도록 상기 하부면에 배열된 복수의 회로 트레이스를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 카드의 제1 부분은 상기 전자 카드의 제2 부분 보다 적어도 두배 만큼 두꺼운 것을 특징으로 하는 전자 카드.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 카드의 제1 부분에 배치된 회로 부품은 상기 전자 카드의 제2 부분에 배치된 회로 부품 보다 높이가 더 큰 것을 특징으로 하는 전자 카드.
5. 제 1 항에 있어서, 배터리가 상기 전자 카드의 제1 부분에 위치되는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 카드의 상기 제1 부분은 0.030 내지 0.090 인치 범위내의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 전자 카드의 상기 제2 부분은 0.030 인치 이하의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 인쇄 회로 보드는 직조 유리 강화 에폭시 수지로 라미네이트된 인화 억제제(FR-4)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 및 하부 오버레이 양자는 폴리비닐 클로라이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
10. 제 1 항에 있어서, 상기 코어 층은 열경화성 폴리우레아로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 회로 부품 중 하나는 적어도 하나의 푸쉬형 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 회로 부품 중 하나는 적어도 하나의 액정 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 회로 부품 중 하나는 적어도 하나의 마이크로프로세서 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 회로 부품 중 하나는 적어도 하나의 스피커를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 카드.
15. 전자 카드를 제조하는 방법에 있어서,

    상부면과 하부면을 가지는 인쇄 회로 보드를 제공하는 단계;

    상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면에 복수의 회로 부품을 부착하는 단계;

    감압 점착 테이프 또는 분사식 점착제를 사용하여 상기 인쇄 회로 보드의 상기 하부면을 하부 오버레이에 부착하는 단계;

    상기 인쇄 회로 보드 및 하부 오버레이를 주입 몰딩 장치내로 로딩하는 단계;

    상기 인쇄 회로 보드의 상부면 위에 놓여지는 상부 오버레이를 상기 주입 몰딩 장치내로 로딩하는 단계; 및

    열경화성 중합 재료를 상기 인쇄 회로 보드의 상기 상부면, 상기 복수의 회로 부품 및 상기 상부 오버레이 사이에 주입하여, 상기 전자 카드의 제1 부분이 상기 전자 카드의 제2 부분 보다 더 두꺼운 두께를 가지게 하는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 카드를 제조하는 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 상기 전자 카드의 상기 제1 부분에 배치된 회로 부품은 상기 전자 카드의 상기 제2 부분에 배치된 회로 부품 보다 높이가 더 큰 것을 특징으로 하는 전자 카드를 제조하는 방법.
17. 제 15 항에 있어서, 배터리가 상기 전자 카드의 상기 제1 부분에 배열 설치되는 것을 특징으로 하는 전자 카드를 제조하는 방법.
18. 제 15 항에 있어서, 상기 복수의 전자 카드는 하나의 인쇄 회로 보드에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 카드를 제조하는 방법.
19. 제 15 항에 있어서,

    상기 주입된 상부 및 하부 오버레이를 몰드로부터 분리시키는 단계; 및

    상기 복수의 전자 카드를 절단하는 단계;

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 카드를 제조하는 방법.
20. 제 15 항에 있어서, 상기 회로 트레이스는 상기 인쇄 회로 보드에 트레이스를 에칭시킴으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 카드를 제조하는 방법.

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