KR20110080026A - 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드 - Google Patents

루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드 Download PDF

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Abstract

본 발명은 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드에 관한 것으로, 도체 와이어를 일정간격으로 평행하게 배치한 복선의 패러럴 패턴으로 형성된 하나의 폐회로(제1루프)와, 반도체 칩을 포함하며 폐회로(제 1루프)와 인접하여 형성되는 또 하나의 폐회로(제2루프)를 형성한 루프형 안테나를 포함하고, 반도체 칩이 스마트 카드의 끝부분에 형성될 수 있도록 루프형 안테나를 스마트 카드 상에 구현할 수 있다. 본 발명에 의하면, 반도체 칩을 스마트 카드의 끝부분에 형성함에 따라 스마트 카드의 휘어짐 발생 시 반도체 칩의 파손을 방지할 수 있으며, 인접하는 두 개의 폐회로를 갖는 루프형 안테나에 의해 무선 송수신 감도를 향상시킬 수 있다.

Description

루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드{The Smart Card which includes the Loop-Antenna}
본 발명은 스마트 카드에 형성되는 반도체 칩을 스마트 카드의 끝부분에 형성시켜 카드의 휨 현상으로부터 반도체 칩의 손상을 방지하고, 반도체 칩을 연결하는 도체 와이어를 인접하는 두 개의 폐회로로 형성한 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드에 관한 것이다.
현재 정보화 신용 사회가 급속하게 발전함에 따라 개인 및 법인 사용자들의 현금 사용에 따른 위험 부담과 불편함을 절감하고, 정부 기관은 현금 흐름의 투명성을 높이기 위하여 정책적으로 카드 사용을 권장하고 있어 각종 카드의 사용 빈도수가 급증하고 있는 실정이다.
종래의 카드로는 마그네틱 스트립(magnetic stripe)가 카드 배면에 위치하여 사용자 식별자 정보를 저장하는 단순 기록매체를 사용하였으나, 현재는 무선(Radio Frequency)을 이용하는 전자 칩(반도체 칩)을 내장하여 지능화된 스마트 카드의 사용이 점점 증대하고 있다.
이러한 반도체 칩을 내장한 스마트 카드는 종래 마그네틱 스트립 카드와는 달리 무선(RF)으로 데이터의 전송이 가능한 비접촉식 카드가 주류를 이루고 있으며, 이에 따라 스마트 카드 내에 안테나를 내장하여 데이터 전송이 원활하게 이루어지도록 하고 있다.
이때, 스마트 카드에 내장되는 안테나는 루프형 안테나로서 도 1을 참조하면, 스마트 카드(100) 배면의 모서리를 따라서 안테나(110)가 형성되어 하나의 폐회로(114)를 형성한다.
그리고, 하나의 폐회로(114) 내에 다른 폐회로(116)를 구성하여 다른 폐회로(116)를 구성하는 도체 와이어(112)의 소정 부분에 반도체 칩(120)을 형성하여 반도체 칩(120)이 스마트 카드(100)의 중심부에 형성한다.
따라서, 스마트 카드(100)의 휘어짐이 발생하였을 경우에 스마트 카드(100)의 중심에 형성된 반도체 칩(120)이 손상되는 문제가 발생하며, 반도체 칩(120)이 안테나 내부에 형성됨에 따라 안테나의 감도를 저하시키는 문제가 발생한다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 스마트 카드의 중심부에 존재하던 반도체 칩을 스마트 카드의 끝부분으로 이동시키고, 이를 인접하는 두 개의 폐회로로 형성된 루프형 안테나로 연결함으로써 스마트 카드의 휘어짐 발생 시 반도체 칩이 손상되는 것을 방지하면서 두 개의 폐회로로 인해 안테나의 감도를 향상시키는 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드는 스마트 카드에 장착되는 안테나를 겹치지 않고 인접하는 두 개의 폐회로로 형성한 고주파 안테나로 구성하여 고주파 신호의 송수신 감도를 향상시키며, 스마트 카드의 중심이 아닌 끝부분에 반도체 칩을 형성함으로써 카드 휘어짐 현상이 있을 때에도 반도체 칩의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명은 외부로부터 입력되는 고주파 신호를 이용하여 전력을 야기하는 안테나와 상기 안테나로부터 여기되는 전력을 변환하고 생성된 전원을 이용하여 메모리 소자로부터 데이터를 판독하여 전송하거나 기록하는 반도체 칩을 포함하는 비접촉식 스마트 카드에 있어서, 도체 와이어가 패러럴 루프 패턴으로 형성되는 제 1루프;와 상기 제1루프의 외부에 인접하게 형성되며, 상기 도체 와이어로 상기 제 1루프의 일단과 타단 및 반도체 칩을 전기적으로 연결하는 제 2루프;를 포함하는 루프형 안테나를 포함하고, 문자 또는 도안이 인쇄되며, 상기 루프형 안테나 및 반도체 칩을 포함하는 시트를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제 1루프는 원형, 타원형, 및 다각형 중 선택되는 어느 하나의 형태로 형성할 수 있으며, 상기 도체 와이어가 일정 간격으로 평행하게 배치된 복선의 도체 와이어가 일조를 이루어 배선되는 패러럴 루프 패턴을 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기 제 2루프는 제 1루프 끝단을 연결함으로써 상기 제1루프의 폐회로의 외부에 또 하나의 폐회로를 형성하여 스마트 카드 내에 겹치지 않고 인접하는 두 개의 폐회로를 형성함으로써 안테나의 감도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 반도체 칩은 상기 제 2루프상에 형성되며, 상기 제1루프의 중심으로부터 최외각에 위치할 수 있으며, 이에 의해 반도체 칩은 시트의 끝부분(꼭지점에 인접한 부분)에 형성되어 스마트 카드의 휘어짐으로부터 반도체 칩의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 반도체 칩이 스마트 카드의 끝부분에 형성됨으로써 제 2루프의 내부 면적을 사용자가 임의로 변경할 수 있으며, 이에 따라 안테나가 복사하는 전파의 세기를 조절하여 스마트 카드의 무선 송수신 감도를 제어할 수 있다.
본 발명에서 상기 시트는 절연물질로 형성할 수 있으며, 스크린 인쇄 방식을 통해 상기 루프형 안테나가 인쇄되는 제 1시트와 문자 또는 도안이 인쇄되는 제 2시트를 겹쳐서 형성할 수 있다. 좀더 자세하게, 제 1시트의 루프형 안테나가 인쇄된 면과 제 2시트의 문자 또는 도안이 인쇄된 반대면을 서로 부착하여 스마트 카드를 형성할 수 있으며, 이렇게 형성된 스마트 카드는 문자 또는 도안은 외부로 노출되고, 안테나는 스마트 카드에 내장하여 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면 반도체 칩을 스마트 카드 끝 부분에 형성하여 스마트 카드의 휘어짐 발생 시 반도체 칩의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 반도체 칩을 도체 와이어로 연결하여 형성된 루프형 안테나가 겹치지않고 인접하는 두 개의 폐회로를 구비함에 따라 무선 송수신 감도가 향상시켜 안테나의 성능을 향상시키는 효과가 있다.
그리고, 루프형 안테나의 제 1루프를 원형으로 형성하고, 스마트 카드의 시트에 스크린 인쇄방식을 사용하여 루프형 안테나를 구현함으로써 스마트 카드 제작이 간편하며 이에 따라 제작 공정 및 시간이 절감되는 효과가 있다.
게다가, 루프형 안테나의 제 1루프의 지름 및 제 2루프의 면적을 조절하여 무선 송수신 감도를 제어할 수 있으며, 제 1루프를 기준으로 하여 반도체 칩을 형성하는 제 2루프의 형태를 조절함에 따라 다양한 크기와 형태를 갖는 스마트 카드를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 카드를 나타낸 도면.
스마트 카드는 안테나와 한개의 칩으로 구성되어 있으며, 좀 더 구체적으로 안테나는 외부로부터 입력되는 고주파 신호를 이용하여 전력을 야기하며 칩은 반도체 칩으로는 안테나로부터 여기되는 전력을 변환하고 생성된 전원을 이용하여 메모리 소자로부터 데이터를 판독하여 전송하거나 기록한다.
이때, 형성되는 안테나의 형태는 루프형 안테나로서 도1에서와 같이 스마트 카드의 모서리를 따라 도체 와이어가 병렬 형태로 복선되어 형성하며, 안테나를 이루는 도체 와이어의 가장 안쪽에 칩을 형성한다.
이로 인해 데이터가 저장되는 칩이 스마트 카드의 중앙에 위치하게 되고 이에 따라 안테나의 감도가 저하되는 현상 및 스마트 카드 휘어짐으로부터 칩이 손상되는 현상을 방지하고자 본 발명에서 같이 반도체 칩을 스마트 카드의 끝부분에 형성한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드를 나타낸 도면으로, 스마트 카드에 형성되는 반도체 칩의 위치를 조절하고자 안테나의 형태를 변경하였다.
도 2를 참조하면, 스마트 카드(100)는 반도체 칩(120)과 반도체 칩(120)을 전기적으로 연결하는 루프형 안테나(110)를 포함한다.
반도체 칩(120)은 무선(RF)을 이용하는 전자 칩으로서 루프형 안테나(110)를 통해 송수신 되는 데이터를 저장한다.
예를 들어, 반도체 칩(120) 내에 전자화폐 관련 데이터를 저장할 경우 현금을 소지하지 않고서도 물건이나 서비스에 대한 구매대금 또는 요금지불이 가능하며, 신용카드, 신분증, 주민등록증, 공중전화카드, 전자지갑, 및 현금카드 등 다양하게 이용할 수 있다.
루프형 안테나(110)는 한 선의 도체 와이어(112)가 평면(스마트 카드를 이루는 시트)상에 소정 간격을 두고 병렬적으로 감겨져서 내부에 일정한 지름을 갖도록 형성되며, 도체 와이어(112)의 소정부분을 반도체 칩(120)과 연결한다.
루프형 안테나(110)는 기존의 사각 형태로 이루어지는 하나의 폐회로 내에 칩 형성을 위한 다른 폐회로를 구성하는 형태와는 달리, 원형의 제1루프(114)와 제1루프(114)의 외부에 형성되며 반도체칩(120)을 포함하는 제2루프(116)로 구성할 수 있다. 이 때, 제 1,2루프(114, 116)는 하나의 도체 와이어(112)로 형성한다.
제 1루프(114)는 도체 와이어(112)가 일정간격으로 평행하게 배치된 복선의 도체 와이어(112)가 일조로 이루어 배선되는 패러럴 루프 패턴으로 형성하며, 복선의 도체 와이어(112) 사이의 간격 및 루프 패턴의 내부 반지름을 조절하여 안테나의 무선 송수신 감도를 제어할 수 있다.
그리고, 제 1루프(114)는 원형, 타원형, 및 다각형 중 선택되는 어느 하나의 형태로 구현할 수 있으며, 바람직하게는 원형으로 구현할 수 있다.
제 1루프(114)가 원형으로 구현됨에 따라 다른 형태에 비하여 제작이 간편하며 안테나의 무선 송수신 감도를 제어가 용이하고, 직사각형 형태의 스마트 카드 외에 다른 형태의 제품-카드 외에 안테나가 필요한 모든 제품 포함-에도 용이하게 적용할 수 있다.
제 2루프(116)는 제 1루프(114)에 사용된 도체 와이어(112)를 연장하여 사용함에 따라 제 1루프(112)의 도체 와이어(114)의 일단과 타단 즉, 양끝을 연결함으로써 제 1루프(112)에 의한 폐회로의 외부에 또 다른 하나의 폐회로를 형성한다.
이에 따라, 스마트 카드(100) 하나에 서로 겹치지 않는 두 개의 폐회로가 형성되며, 패러럴 루프 패턴으로 형성되는 제 1루프(114)를 원형으로 일정하게 형성하고, 한 선의 도체 와이어를(112) 사용하여 제 2루프(116)의 형태를 손쉽게 제어함으로써 스마트 카드(120)의 무선 송수신 감도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 제 2루프(116)를 이루는 도체 와이어(112)의 중간에 반도체 칩(120)을 형성함으로써, 종래의 제 1루프(도 1의 제 1폐회로) 내에 제 2루프(도 1의 제 2폐회로)를 형성하고 그 중간에 반도체 칩을 형성하는 스마트 카드에 비하여, 제 2루프(116)의 크기 및 형태를 자유롭게 조절하여 스마트 카드(120)의 무선 송수신 감도를 향상시키며, 반도체 칩(120)을 제 1루프(114) 내 즉, 스마트 카드(100)의 중심부가 아닌 스마트 카드(100)의 끝부분에 형성하여 스마트 카드(100) 휨현상 시 반도체 칩(120)의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명은 스마트 카드 내에 형성되는 반도체 칩의 위치 변경과 인접하게 형성되나 겹치지 않는 두 개의 폐회로를 갖는 루프형 안테나에 관한 것으로, 안테나의 수신감도를 위한 제 1루프의 반지름, 제 1루프를 이루는 복선의 도체 와이어 사이의 간격, 제 1루프의 도체 와이어의 감김 수, 및 제 2루프의 면적(제 2루프를 이루는 도체 와이어의 전체 길이 및 형태)의 내용은 이미 공지되어 사용되는 것으로 안테나가 포함하는 스마트 카드의 형태에 따라 당업자가 용이하게 설계할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스마트 카드를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 스마트 카드(100)의 두 장의 시트(310, 320)를 겹쳐서 형성할 수 있으며, 제 1,2시트(310, 320)는 절연성 물질로 형성한다.
제 1시트(310)는 일면에 문자(312) 또는 도안이 인쇄하며(본 도면에서는 문자만 나타냄), 제 2시트(320)의 일면에는 루프형 안테나 및 반도체 칩을 형성할 수 있으며 자세한 내용은 도 2를 참조할 수 있다.
제 2시트(320)에 루프형 안테나 및 반도체 칩을 형성하는 방법은 제 2시트(320) 상에 직접 안테나를 형성하는 방법과 안테나를 형성한 필름을 이용하는 방법으로 구분할 수 있다.
제 2시트(320) 상에 직접 안테나를 형성하는 방법은 시트에 도전성 물질(안테나를 이루는 도체 와이어)을 매립하여 안테나를 구성하는 방법 또는 스크린 인쇄 방식- 국내 공개 특허 "2003-0051539" 참조-을 통해 안테나를 구성하는 방법 등을 포함한다.
그리고, 필름을 이용하는 방법은 루프형 안테나 및 반도체 칩은 별도의 필름에 형성된 후 제 1시트(310)와 절연성 물질로 이루어진 시트 사이에 끼워서 스마트 카드(100)를 형성하거나, 루프형 안테나 및 반도체 칩이 형성된 필름을 절연성 물질로 이루어진 시트에 열 또는 자외선을 통해 조사하여 판박이 형태로 제 2시트(320)를 형성한 후, 이를 이용하여 스마트 카드(100)를 형성할 수 있다.
스크린 인쇄 방식은 국내 출원되어 공개된 "출원번호 10-2003-0035811"을 참조할 수 있다.
스마트 카드(100)는 일면에 문자와 도안(312)을 인쇄한 제 1시트(310)의 타면(문자 또는 도안 등의 인쇄가 없는 면)과 제 2시트(320)의 루프형 안테나 및 반도체 칩이 형성된 일면을 부착하여 형성할 수 있으며, 스크린 인쇄 방식에 의해 형성되는 도전성 물질(도체 와이어)에 접착성분이 포함되어 있기 때문에 별도의 접착수단 없이 용이하게 스마트 카드(100)를 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면 종래의 스마트 카드의 휘어짐에 의해 내부 칩의 손상을 방지하기 위해 반도체 칩의 위치를 스마트 카드의 끝단으로 이동시키며, 이에 따라 안테나를 서로 겹치지 않는 두 개의 폐회로로 형성함으로써 무선 송수신 감도의 향상 및 형태 변화의 용이성의 효과를 동시에 창출할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 스마트 카드 110 : 안테나
112 : 도체 와이어 114 : 제 1폐회로, 제1루프
116 : 제 2폐회로, 제2루프 120 : 반도체 칩
310 : 제 1시트 320 : 제 2시트
312 : 문자

Claims (5)

  1. 외부로부터 입력되는 고주파 신호를 이용하여 전력을 야기하는 안테나와 상기 안테나로부터 여기되는 전력을 변환하고 생성된 전원을 이용하여 메모리 소자로부터 데이터를 판독하여 전송하거나 기록하는 반도체 칩을 포함하는 비접촉식 스마트 카드에 있어서,
    도체 와이어가 패러럴 루프 패턴으로 형성되는 제 1루프;와 상기 제1루프의 외부에 인접하게 형성되며, 상기 도체 와이어로 상기 제 1루프의 일단과 타단 및 반도체 칩을 전기적으로 연결하는 제 2루프;를 포함하는 루프형 안테나; 및
    문자 또는 도안이 인쇄되며, 상기 루프형 안테나를 포함하는 시트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1루프는
    원형, 타원형, 및 다각형 중 선택되는 어느 하나의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 반도체 칩은
    상기 제 2루프 상에 형성되며, 상기 제1루프의 중심으로부터 최외각에 위치하는 것을 특징으로 하는 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 패러럴 루프 패턴은,
    상기 도체 와이어가 일정 간격으로 평행하게 배치되는 복선의 도체 와이어가 일조를 이루어 배선되는 것을 특징으로 하는 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 시트는,
    스크린 인쇄 방식을 통해 상기 루프형 안테나가 인쇄되는 제 1시트와 문자 또는 도안이 인쇄되는 제 2시트를 겹쳐서 형성하는 것을 특징으로 하는 루프형 안테나를 포함하는 스마트 카드.
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