KR20150105513A

KR20150105513A - 안테나를 구비하는 금속재 카드

Info

Publication number: KR20150105513A
Application number: KR1020140026565A
Authority: KR
Inventors: 김광화; 김봉섭
Original assignee: (주)파트론
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2015-09-17

Abstract

안테나를 구비하는 금속재 카드가 개시된다. 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예는 금속재로 형성되는 카드 바디부, 상기 카드 바디부의 일 영역에 부착되는 자기 시트, 상기 자기 시트에 결합되는 안테나 및 상기 안테나와 연결되는 IC칩을 포함한다.

Description

안테나를 구비하는 금속재 카드{Metal card with antenna}

본 발명은 금속재 카드에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 근거리 무선 통신을 수행할 수 있는 안테나를 구비하는 금속재 카드에 관한 것이다.

전자 금융의 확대 및 컴퓨터에 의한 데이터 처리가 일반화됨에 따라 신용카드 및 고객 관리용 카드 등의 각종 카드의 사용이 확산되고 있다. 초기의 카드는 마그네틱 카드가 주로 사용되었다. 마그네틱 카드는 자기 스트라이프 형태의 자성체를 구비하는 카드로서, 자성체에 카드 번호 등의 고유 정보를 저장할 수 있어 금융 결제 및 고객 관리 등에 사용되었다. 그러나 마그네틱 카드는 위조나 개조가 비교적 쉬울 뿐만 아니라 강한 자기장 주변에서 자기의 영향을 받아 손상될 수 있다는 단점이 있었다. 이에 따라 최근에는 IC카드가 널리 사용되고 있다. IC카드는 IC칩(집적회로 칩)을 내장한 카드로서, IC칩은 마그네틱 카드보다 더 많은 저장 공간을 가지고 있으면서도, 자기장에 영향을 받지 않고, 보안성이 우수한 장점이 있다.

최근에는 스마트폰 등의 보급에 따라 근거리 무선통신을 이용한 전자 금융 등이 확산되고 있다. 따라서 IC칩과 물리적으로 직접 접촉하지 않아도 통신이 가능하며, 스마트폰 등의 다른 통신 기기와 상호적으로 통신이 가능한 형태의 카드가 요구되고 있다.

더불어 최근에는 카드가 단순한 결제의 수단 등이 아니라 개성을 표현하는 도구로서 사용되고 있다. 이러한 추세에 따라 기존에 널리 사용되던 플라스틱 재질이외에 금속과 같은 고급스런 재질을 사용한 카드가 등장하였다. 그러나 금속재 카드의 경우 무선 통신 신호가 통과하지 못해 근거리 무선통신이 쉽지 않다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 금속재 카드에 있어서 근거리 무선통신이 가능하도록 안테나를 구비하는 금속재 카드를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 안테나를 구비하여 근거리 무선통신이 가능한 금속재 카드에 있어서 송수신 효율을 향상시킬 수 있는 구조의 안테나를 구비하는 금속재 카드를 제공하는 것에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예는 금속재로 형성되는 카드 바디부, 상기 카드 바디부의 일 영역에 부착되는 자기 시트, 상기 자기 시트에 결합되는 안테나 및 상기 안테나와 연결되는 IC칩을 포함한다.

일 측에 있어서, 상기 카드 바디부에는 마그네틱 선이 형성되어 있고, 상기 자기 시트가 부착되는 일 영역은 상기 마그네틱 선이 형성된 영역에 포함될 수 있다.

일 측에 있어서, 상기 안테나는 연성필름에 형성되는 도전성 패턴으로 형성될 수 있다.

일 측에 있어서, 상기 안테나는 상기 연성필름의 일면에 루프 형태로 형성된 안테나 패턴부, 상기 IC칩과 연결되는 두 개의 단자부 및 상기 안테나 패턴부의 양단과 상기 단자부를 연결하는 연결부를 포함하고, 상기 연결부 중 하나는 상기 연성필름의 타면에 형성되고, 상기 안테나 패턴부의 일단과 연성필름을 관통하는 비아홀을 통해 연결될 수 있다.

일 측에 있어서, 관통구를 구비하고, 상기 카드 바디부와 결합되어 상기 카드 바디부와 상기 관통구에 의해 상기 자기 시트, 상기 안테나 및 상기 IC칩이 수용되는 리세스부를 형성하는 중간층부 및 상기 중간층부와 결합되어 상기 리세스부를 밀폐하는 커버부를 더 포함할 수 있다.

일 측에 있어서, 상기 자기 시트는 페라이트 재질로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드는 근거리 무선통신이 가능하다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드는 안테나가 방사하는 신호의 송수신 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 안테나이 일 실시예의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 다른 일 실시예의 분해 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하는데 있어서, 해당 분야에 이미 공지된 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명을 부가하는 것이 본 발명의 요지를 불분명하게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명에서 이를 일부 생략하도록 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 실시예들을 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 해당 분야의 관련된 사람 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성을 나타낸다.

이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예의 사시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예의 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예의 평면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 안테나이 일 실시예의 사시도이다. 도 5는 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 일 실시예는 카드 바디부(100), 자기 시트(magnetic sheet)(200), 안테나(300) 및 IC칩(400)을 포함한다.

카드 바디부(100)는 신용 카드 등의 통상적인 카드 형태 및 크기를 가진다. 또한, 카드 바디부(100)는 금속 재질로 형성된다.

카드 바디부(100)는 일부의 영역에 마그네틱 선(110)이 형성된다. 마그네틱 선(110)은 자기 스트라이프 형태의 자성체로 형성된다.

자기 시트(200)는 카드 바디부(100)의 일 영역에 부착된다. 자기 시트(200)에는 안테나(300)가 결합된다.

금속 재질로 형성된 카드 바디부(100)는 안테나(300)의 송수신 효율을 크게 저하시킬 수 있다. 안테나(300)가 금속 재질의 카드 바디부(100)에 가까이 설치되는 경우 다양한 현상이 발생한다. 일례로 금속 재질의 카드 바디부(100)는 안테나(300) 코일의 인덕턴스(inductance)를 감소시켜, 품질 지수(Quality factor)를 감소시키고, 자기 공명 주파수(self-resonance frequency)를 변화시킬 수 있다. 또한, 다른 일례로 안테나(300)의 방사 신호에 의해 금속 재질의 카드 바디부(100)에 와전류(eddy current)가 유도될 수 있다. 상기 와전류는 안테나(300)가 방사하는 신호와 반대 방향의 자기장을 형성하여 안테나(300)의 효율을 떨어뜨릴 수 있다.

자기 시트(200)는 안테나(300)와 카드 바디부(100) 사이에 위치하여 상기 현상들을 억제할 수 있다. 자기 시트(200)는 높은 저항과 높은 투자율을 가져, 카드 바디부(100)의 안테나(300)에 대한 영향을 최소화할 수 있다.

자기 시트(200)는, 예를 들어 페라이트 시트가 사용될 수 있다. 페라이트는 산화철을 포함한 자성체 세라믹의 총칭으로, 페라이트 시트는 페라이트 재질을 포함하는 시트 형태의 물질을 의미한다. 페라이트 시트는 통상적으로 페라이트 분말과 레진을 혼합하여 시트 형태로 형성하거나, 페라이트 분말을 고온에서 소결하여 시트 형태로 형성한다.

페라이트 시트는 투자율에 따라 다양한 제품이 상용화되어 있으며, 대부분의 페라이트 시트는 높은 투자율을 가지는 특징이 있다.

자기 시트(200)는 일면 또는 양면에 접착제가 도포되어 다른 부재와 결합될 수 있다. 본 발명의 자기 시트(200)의 일면은 카드 바디부(100)의 표면과 접착제 등을 이용하여 결합될 수 있다.

자기 시트(200)의 타면은 안테나(300)와 결합된다. 자기 시트(200)의 타면과 안테나(300)도 접착제 등을 이용하여 결합될 수 있다.

안테나(300)의 양단은 IC칩(400)과 결합되고, IC칩(400)은 카드 바디부(100)에 부착되어 고정된다.

도 3을 참조하면, 자기 시트(200)가 부착되는 카드 바디부(100)의 일 영역은 마그네틱 선(110)이 형성된 영역에 포함된다. 마그네틱 선(110)도 자성체로서, 일정 수준의 투자율을 가진다. 따라서 자기 시트(200)가 마그네틱 선(110)이 형성된 부분에 결합되는 경우, 안테나(300)의 송수신 효율을 높이는 효과를 극대화할 수 있다. 또한, 통상적으로 마그네틱 선(110)이 형성되는 부분을 제외하는 다른 부분에는 펀칭 등을 이용하여 카드 번호 및 유효 기간 등이 형성될 수 있다. 펀칭 등의 공정은 안테나(300)를 절단하는 등의 손상을 일으킬 수 있으므로 안테나(300)가 마그네틱 선(110)이 형성된 영역에 형성된다면 펀칭 등에 의해 손상되는 것을 막을 수 있다.

도 4는 도 1 내지 도 3의 안테나(300)를 확대한 도면이다. 도 4를 참조하면, 안테나(300)는 자기 시트(200)에 결합된다. 구체적으로, 안테나(300)는 카드 바디부(100)와 결합된 자기 시트(200)의 면의 반대면에 결합된다. 따라서 안테나(300)와 카드 바디부(100) 사이에 자기 시트(200)가 위치한다.

안테나(300)는 연성필름(310)에 형성되는 도전성 패턴으로 형성된다. 구체적으로, 연성회로기판(FPCB ; Flexible Printed Circuit Board)의 형태로 형성될 수 있다.

안테나(300)는 안테나 패턴부(330), 두 개의 단자부(350) 및 두 개의 연결부(370)를 포함한다.

안테나 패턴부(330)는 연성필름(310)의 일면에 형성된다. 구체적으로 안테나 패턴부(330)는 자기 시트(200)와 맞닿는 면의 반대면에 형성되는 것이 바람직하다. 이는 안테나 패턴부(330)와 금속 재질의 카드 바디부(100)의 이격 거리가 클수록 송수신 효율이 높기 때문이다. 이러한 경우 연성필름(310)의 두께에 해당하는 만큼 이격 거리를 확보할 수 있다.

안테나 패턴부(330)는 루프 형태로 형성된다. 안테나 패턴부(330)가 송수신하는 신호의 크기는 안테나 패턴부(330)의 권선수에 비례하므로 안테나 패턴부(330)는 적어도 2회 이상 권선된 형태의 루프 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

두 개의 단자부(350)는 IC칩(400)과 연결된다. 두 개의 단자부(350)는 연성 필름(310)의 일면 또는 타면에 함께 또는 각각 형성될 수 있다.

두 개의 연결부(370)는 두 개의 단자부(350)를 각각 안테나 패턴부(330)의 양단(331, 333)과 연결한다. 안테나 패턴부(330)의 양단(331, 333)은 루프의 외측에 위치하는 외측단(331)과 루프의 내측에 위치하는 내측단(333)으로 구분된다. 외측단(331)과 상기 외측단(331)과 연결되는 단자부(350)는 연성필름(310)의 동일면에 위치하고, 이를 연결하는 연결부(370)도 동일면에 함께 위치할 수 있다.

도 5는 본 발명의 안테나를 구비하는 금속재 카드를 AA'선으로 절단한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 내측단(333)과 상기 내측단(333)과 연결되는 단자부(350) 역시 연성필름(310)의 동일면에 위치하나, 이를 연결하는 연결부(370)는 반대면에 위치할 수 있다. 이는 연결부(370)가 루프 형태의 안테나 패턴부(330)와 겹쳐지며 통과하여야 하기 때문이다. 서로 반대면에 위치하는 연결부(370)와 내측단(333) 및 단자부(350)는 연성필름(310)을 관통하는 비아홀(335)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다. 도 5 및 도 6의 다른 실시예는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 안테나를 구비한 금속재 카드와 중간층부(500) 및 커버부(600)를 제외하고 모두 동일하므로, 중간층부(500) 및 커버부(600)를 중심으로 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 안테나를 구비하는 금속재 카드의 다른 일 실시예의 분해 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 안테나를 구비하는 금속재 카드는 중간층부(500) 및 커버부(600)를 더 포함한다.

중간층부(500)는 카드 바디부(100)의 자기 시트(200), 안테나(300) 및 IC칩(400)이 부착된 면과 결합한다. 중간층부(500)는 관통구(501)를 구비하여, 카드 바디부(100)와 결합하는 경우 리세스부를 형성한다. 리세스부는 카드 바디부(100)가 하면을 이루고, 관통구(501)의 내측면이 측면을 이루도록 형성된다. 리세스부 내부에는 자기 시트(200), 안테나(300) 및 IC칩(400)이 수용된다.

커버부(600)는 중간층부(500)와 결합하여 리세스부를 밀폐한다. 커버부(600)는 리세스부를 밀폐하는 부분을 포함하는 적어도 일부는 비전도성 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

중간층부(500)와 커버부(600)를 통해 자기 시트(200), 안테나(300) 및 IC칩(400)이 외부에 노출되지 않도록 차폐할 수 있다.

이상, 본 발명의 안테나를 구비하는 금속재 카드의 다양한 실시예들에 대해 설명하였다. 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100 : 카드 바디부 110 : 마그네틱 선
200 : 자기 시트 300 : 안테나
310 : 연성 필름 330 : 안테나 패턴부
350 : 단자부 370 : 연결부
400 : IC칩 500 : 중간층부
501 : 관통구 600 : 커버부

Claims

금속재로 형성되는 카드 바디부;
상기 카드 바디부의 일 영역에 부착되는 자기 시트(magnetic sheet);
상기 자기 시트에 결합되는 안테나; 및
상기 안테나와 연결되는 IC칩;
을 포함하는 안테나를 구비하는 금속재 카드.
제1 항에 있어서,
상기 카드 바디부에는 마그네틱 선이 형성되어 있고,
상기 자기 시트가 부착되는 일 영역은 상기 마그네틱 선이 형성된 영역에 포함되는 것을 특징으로 하는 안테나를 구비하는 금속재 카드.
제1 항에 있어서,
상기 안테나는 연성필름에 형성되는 도전성 패턴으로 형성되는 것을 특징으로 하는 안테나를 구비하는 금속재 카드.
제3 항에 있어서,
상기 안테나는 상기 연성필름의 일면에 루프 형태로 형성된 안테나 패턴부, 상기 IC칩과 연결되는 두 개의 단자부 및 상기 안테나 패턴부의 양단과 상기 단자부를 연결하는 연결부를 포함하고,
상기 연결부 중 하나는 상기 연성필름의 타면에 형성되고, 상기 안테나 패턴부의 일단과 연성필름을 관통하는 비아홀을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 안테나를 구비하는 금속재 카드.
제1 항에 있어서,
관통구를 구비하고, 상기 카드 바디부와 결합되어 상기 카드 바디부와 상기 관통구에 의해 상기 자기 시트, 상기 안테나 및 상기 IC칩이 수용되는 리세스부를 형성하는 중간층부; 및
상기 중간층부와 결합되어 상기 리세스부를 밀폐하는 커버부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나를 구비하는 금속재 카드.
제1 항에 있어서,
상기 자기 시트는 페라이트 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 안테나를 구비하는 금속재 카드.