KR20190143610A - Smart card - Google Patents

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KR20190143610A
KR20190143610A KR1020180071256A KR20180071256A KR20190143610A KR 20190143610 A KR20190143610 A KR 20190143610A KR 1020180071256 A KR1020180071256 A KR 1020180071256A KR 20180071256 A KR20180071256 A KR 20180071256A KR 20190143610 A KR20190143610 A KR 20190143610A
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이상열
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주식회사 아모센스
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Abstract

Provided is a smart card, which forms an antenna for communication and a pattern for wiring to at least one of cover rays disposed on upper and lower surfaces of a main substrate in which a semiconductor element is mounted, and uses a limited space to provide various functions. The smart card includes a main substrate, an upper cover ray formed of a transparent material and disposed on an upper portion of the main substrate, and a lower cover ray formed of a transparent material and disposed on a lower portion of the main substrate. A plurality of transparent antennas are formed in one cover ray between the upper cover ray and the lower cover ray.

Description

스마트 카드{SMART CARD}Smart card {SMART CARD}

본 발명은 스마트 카드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한정된 수용 공간을 이용하여 다양한 기능을 제공하는 스마트 카드에 관한 것이다.The present invention relates to a smart card, and more particularly to a smart card that provides a variety of functions using a limited accommodation space.

스마트 카드(smart card)는 데이터 저장 및 처리가 가능한 지능형 카드로, 중앙처리장치(마이크로프로세서), 메모리, 보안 알고리즘 등을 포함하는 전자식 카드의 일종이다. 스마트 카드는 문자, 이미지 등을 표시하는 디스플레이, 사용자로부터 키, 터치 등을 입력받는 입력부를 더 포함할 수도 있다.A smart card is an intelligent card capable of storing and processing data, and is a kind of electronic card including a central processing unit (microprocessor), a memory, a security algorithm, and the like. The smart card may further include a display for displaying text, an image, and the like, and an input unit for receiving a key, a touch, etc. from a user.

스마트 카드는 중앙처리장치 및 메모리를 포함하기 때문에 일반적인 신용 카드 기능 이외에도, 교통 카드, 포인트 적립 등의 제휴 서비스 기능과 같은 다양한 기능을 제공할 수 있다.Since the smart card includes a central processing unit and a memory, in addition to the general credit card function, the smart card may provide various functions such as an affiliate service function such as a transportation card and point accumulation.

최근에는 스마트 카드의 다양한 기능을 보다 효율적으로 활용하기 위해서 다양한 방법들이 연구되고 있으며, 스마트폰과의 연동 및 사용 시간 증대를 위해 근거리 통신, 무선 전력 전송(충전), 전자 결제 등을 적용한 스마트 카드가 연구되고 있다.Recently, various methods have been researched to utilize various functions of smart cards more efficiently, and smart cards using short-range communication, wireless power transfer (charging), and electronic payment have been applied to increase interworking and usage time with smart phones. Is being studied.

스마트 카드는 사용자의 용이한 접근 및 보관을 위해 일반 신용카드와 거의 같은 면적 및 두께를 갖는 플라스틱 카드 형태로 제작되기 때문에 한정된 실장 공간을 갖는다. 스마트 카드는 한정된 실장 공간으로 인해 다양한 기능 중 일부 기능만을 갖도록 제작된다.Smart cards have limited mounting space because they are manufactured in the form of plastic cards with the same area and thickness as regular credit cards for easy access and storage for users. Smart cards are designed to have only some of the various functions due to the limited mounting space.

한국등록특허 제10-0798682호(명칭: 스마트 카드)Korea Patent Registration No. 10-0798682 (Name: Smart Card)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 반도체 소자가 실장된 메인 기판의 상하면에 배치되는 커버 레이들 중 적어도 하나에 통신용 안테나, 배선을 위한 투명 안테나 패턴을 형성하여 한정된 공간을 이용하여 다양한 기능을 제공하도록 한 스마트 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and forms a limited space by forming a communication antenna and a transparent antenna pattern for wiring on at least one of the cover ladles disposed on the upper and lower surfaces of the main substrate on which the semiconductor device is mounted. It is an object of the present invention to provide a smart card to provide various functions.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 카드는 메인 기판, 투명 재질로 형성되고, 메인 기판의 상부에 배치된 상부 커버 레이 및 투명 재질로 형성되고, 메인 기판의 하부에 배치된 하부 커버 레이를 포함하고, 상부 커버 레이 및 하부 커버 레이 중 하나 커버 레이에는 복수의 투명 안테나가 형성된다.In order to achieve the above object, a smart card according to an embodiment of the present invention is formed of a main substrate, a transparent material, formed of an upper cover lay and a transparent material disposed on an upper portion of the main substrate, and disposed below the main substrate. A lower cover lay, wherein one of the upper cover lay and the lower cover lay comprises a plurality of transparent antennas.

복수의 투명 안테나는 상부 커버 레이의 하면 및 하부 커버 레이의 상면 중 적어도 한 면에 형성되고, NFC 안테나, 블루투스 안테나, 전자결제용 안테나 및 무선 전력 전송용 안테나를 포함할 수 있다.The plurality of transparent antennas may be formed on at least one of a lower surface of the upper cover lay and an upper surface of the lower cover lay, and may include an NFC antenna, a Bluetooth antenna, an electronic payment antenna, and a wireless power transmission antenna.

메인 기판의 면적은 상부 커버 레이의 면적 및 하부 커버 레이의 면적보다 좁게 형성될 수 있다.The area of the main substrate may be smaller than the area of the upper cover lay and the area of the lower cover lay.

본 발명의 실시 예에 따른 스마트 카드는 상부 커버 레이 및 하부 커버 레이 사이에 위치한 투명 윈도우 영역 및 상부 커버 레이 및 하부 커버 레이 사이에 배치되고, 메인 기판에 형성된 발광 소자에서 출력하는 광을 반사시키는 발광 가이드 영역을 더 포함할 수 있다. 이때, 상부 커버 레이 및 하부 커버 레이 중 적어도 하나에는 발광 윈도우 영역이 형성되고, 발광 가이드 영역은 발광 소자에서 출력하는 광을 발광 윈도우 영역으로 반사시킬 수 있다.The smart card according to an embodiment of the present invention is disposed between the transparent window area and the upper cover lay and the lower cover lay positioned between the upper cover lay and the lower cover lay, and emit light reflecting the light output from the light emitting element formed on the main substrate It may further include a guide region. In this case, a light emitting window region may be formed in at least one of the upper cover lay and the lower cover lay, and the light emitting guide region may reflect light output from the light emitting element to the light emitting window region.

본 발명의 실시 예에 따른 스마트 카드는 상부 커버 레이 및 하부 커버 레이 사이에 개재된 배터리를 더 포함하고, 배터리는 복수의 투명 안테나 중 적어도 하나를 통해 무선 수신한 전력으로 충전되거나, 복수의 투명 안테나 중 적어도 하나의 에너지 하베스팅을 통해 생성된 전력으로 충전될 수 있다.The smart card according to the embodiment of the present invention further includes a battery interposed between the upper cover lay and the lower cover lay, the battery is charged with power received wirelessly through at least one of the plurality of transparent antenna, or a plurality of transparent antenna May be charged with power generated through at least one energy harvesting.

본 발명에 의하면, 스마트 카드는 반도체 소자가 실장된 메인 기판의 상면 및 하면에 배치되는 커버 레이들 중 적어도 하나에 통신을 위한 안테나 패턴을 형성함으로써, 한정된 실장 공간에 근거리 통신, 전자 결제, 무선 충전 등을 다양한 통신용 안테나를 형성할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, the smart card forms an antenna pattern for communication on at least one of the cover ladles disposed on the upper and lower surfaces of the main board on which the semiconductor device is mounted, thereby enabling short-range communication, electronic payment, and wireless charging in a limited mounting space. There is an effect that can form a variety of antennas for communication.

또한, 스마트 카드는 한정된 실장 공간에 다양한 안테나 패턴을 형성하기 때문에 다양한 외부 기기들과의 연동을 통해 다양한 기능을 제공할 수 있다.In addition, since the smart card forms various antenna patterns in a limited mounting space, the smart card can provide various functions through interworking with various external devices.

즉, 스마트 카드는 블루투스(Bluetooth, BLE) 안테나, 근거리 통신용(NFC) 안테나를 통해 스마트폰과 연동하여 정보 변경, 보안 알고리즘 적용 등과 같은 다양한 기능을 제공하거나, 전자결제용(MST) 안테나를 통해 포스(POS) 기기와 연동하여 비용 결제를 수행할 수 있는 효과가 있다.In other words, the smart card provides various functions such as changing information and applying a security algorithm by interworking with a smartphone through a Bluetooth (BLE) antenna and a near field communication (NFC) antenna, or using a POS through an electronic payment (MST) antenna. (POS) There is an effect that the payment can be performed in conjunction with the device.

또한, 스마트 카드는 다양한 부품들에 구동 전원을 공급하기 위해 내장된 배터리(예를 들면, 페이퍼 배터리, 이차전지 등)를 무선 전력 전송용 안테나를 통해 충전할 수 있는 효과가 있다.In addition, the smart card has an effect of charging the built-in battery (for example, paper battery, secondary battery, etc.) through the antenna for wireless power transmission to supply driving power to the various components.

또한, 스마트 카드는 반도체 소자가 실장된 메인 기판의 상면 및 하면에 배치되는 커버 레이들 중 적어도 하나에 실장된 부품들을 연결하는 배선 패턴을 형성함으로써, 배선 공간을 최소화하여 터치 스크린 패널(TSP), 기능 키(Function Key), 생체 지문인증 센서 등을 위한 실장 공간을 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, the smart card forms a wiring pattern for connecting the components mounted on at least one of the cover ladles disposed on the upper and lower surfaces of the main substrate on which the semiconductor device is mounted, thereby minimizing the wiring space and thus the touch screen panel (TSP), It is effective to secure a mounting space for a function key and a biometric fingerprint sensor.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 카드를 설명하기 위한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 카드의 일례를 설명하기 위한 도면.1 to 4 are diagrams for explaining a smart card according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are views for explaining an example of a smart card according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. . First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트 카드(100)는 ISO7816 규격을 만족하는 플라스틱 카드의 형태이다. 스마트 카드(100)는 BLE, NFC, SE 등의 다양한 통신 방식을 제공한다.Referring to FIG. 1, the smart card 100 according to an embodiment of the present invention is in the form of a plastic card that satisfies the ISO7816 standard. The smart card 100 provides various communication methods such as BLE, NFC, and SE.

이를 위해, 스마트 카드(100)는 다수의 안테나를 포함하며, 다양한 주변 장치들과의 연동(통신)을 통해 전자 결제, 근거리 통신, 무선 전력 수신 등의 다양한 기능을 수행한다. 스마트 카드(100)는 다양한 기능을 수행하기 위해서 복수의 안테나를 포함하여 구성된다.To this end, the smart card 100 includes a plurality of antennas, and performs various functions such as electronic payment, local area communication, and wireless power reception through interworking (communication) with various peripheral devices. The smart card 100 includes a plurality of antennas to perform various functions.

스마트 카드(100)는 MST(Magnetic Secure Transmission) 안테나를 포함한다. 스마트 카드(100)는 MST 통신을 통해 포스(POS) 기기(200)와 전자 결제를 수행한다. 이때, 스마트 카드(100)는 MST 통신을 통한 전자 결제와 함께, 일반적인 신용카드의 마그네틱 결제를 함께 제공할 수도 있다.The smart card 100 includes a magnetic secure transmission (MST) antenna. The smart card 100 performs electronic payment with the POS device 200 through MST communication. In this case, the smart card 100 may also provide the magnetic payment of a general credit card together with the electronic payment through MST communication.

스마트 카드(100)는 NFC(Near Field Communication) 안테나, 블루투스(Bluetooth, BLE) 안테나 등의 근거리 통신용 안테나를 포함한다. 스마트 카드(100)는 근거리 통신을 통해 스마트폰, 태블릿 등의 휴대 단말(300)과 다양한 정보를 송수신한다. 스마트 카드(100)는 인증, 보안, 카드 추가와 삭제 및 수정, 신용카드와 멤버십 카드의 정보 조회 등을 위해 휴대 단말(300)과 다양한 정보를 송수신한다.The smart card 100 includes a near field communication antenna such as a NFC (Near Field Communication) antenna and a Bluetooth (Bluetooth, BLE) antenna. The smart card 100 transmits and receives various information with the mobile terminal 300, such as a smart phone, tablet, etc. through short-range communication. The smart card 100 transmits and receives various information to and from the mobile terminal 300 for authentication, security, card addition and deletion and modification, information retrieval of credit and membership cards, and the like.

스마트 카드(100)는 접촉식 충전 또는 비접촉식 충전을 통한 배터리(예를 들면, 이차 전지)의 전력을 사용하여 동작한다. 스마트 카드(100)는 무선 전력 수신용(WPC, Qi) 안테나를 포함한다. 스마트 카드(100)는 내장된 부품의 전원 공급을 위해 페이퍼 배터리, 이차전지 등의 배터리를 포함한다. 스마트 카드(100)는 무선 충전 장치(400)와의 무선 전력 수신을 통해 내장된 배터리를 충전한다. 스마트 카드(100)는 NFC 안테나를 통한 에너지 하베스팅(Energy Harvesting) 전력을 사용하여 동작할 수도 있다.The smart card 100 operates using the power of a battery (eg, a secondary battery) through contact charging or contactless charging. The smart card 100 includes a wireless power reception (WPC, Qi) antenna. The smart card 100 includes a battery such as a paper battery and a secondary battery for supplying power to internal components. The smart card 100 charges the built-in battery through wireless power reception with the wireless charging device 400. The smart card 100 may operate using energy harvesting power through the NFC antenna.

이외에도, 스마트 카드(100)는 개인의 보안 인증을 위해서 지문 인식 기능을 사용하여 사용의 권한 부여를 결정할 수 있다. 스마트 카드(100)는 일반 금융신용카드와 멤버십 카드를 모두 사용할 수 있는 구조를 가지며, 차량과 통신하여 차량접근시 환영 표시(Welcome Sign), 스마트키의 기능과 함께 차량의 내부정보 수신을 통한 정보의 전달을 수행할 수도 있다.In addition, the smart card 100 may determine authorization of use by using a fingerprint recognition function for security authentication of an individual. The smart card 100 has a structure that can use both a general credit credit card and membership card, and communicates with the vehicle to receive information through the reception of the vehicle's internal information along with a welcome sign and the function of the smart key. Can also be performed.

도 2를 참조하면, 스마트 카드(100)는 스마트 카드(100)의 주요 기능을 제공하기 위한 다수의 부품이 실장된 메인 기판(120), 메인 기판(120)의 상부 및 하부에 각각 배치된 상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 2, the smart card 100 includes a main board 120 on which a plurality of components are mounted to provide main functions of the smart card 100, and an upper portion of the main board 120 disposed above and below the main board 120, respectively. It includes a coverlay 140 and the lower coverlay 160.

이때, 스마트 카드(100)는 사용자의 용이한 접근 및 보관을 위해 일반 신용 카드와 유사한 두께 및 면적으로 형성된다. 이에, 스마트 카드(100)에 내장된 모든 부품의 높이는 대략 400um 정도를 초과하지 않는다. 다만, 단면이 노출되는 지문 인식 센서(Fingerprint Sensor)와 금융 IC(Secure Element Module)은 예외일 수 있다.At this time, the smart card 100 is formed with a thickness and area similar to a general credit card for easy access and storage of the user. Thus, the height of all the components embedded in the smart card 100 does not exceed about 400um. However, the fingerprint sensor and the financial IC that expose the cross section may be an exception.

중앙처리장치는 메일 기판에 실장되어, 지문 인증 알고리즘, 카드의 다양한 통신, 전력 소비 제어(Power Consumption Control) 등을 담당한다. 중앙처리장치는 배터리의 사용 시간 연장, 에너지 하베스팅시 유도되는 전력량을 고려하여 설정된 소모 전력을 만족하는 MCU(Micro Controller Unit)으로 구성된다.The central processing unit is mounted on a mail board to handle fingerprint authentication algorithms, various communication of cards, power consumption control, and the like. The central processing unit is composed of a micro controller unit (MCU) that satisfies the set power consumption in consideration of the extended battery life and the amount of power induced during energy harvesting.

일례로, 이차 전지(Embedded Li-ion Battery)의 사용 시간 연장 및 에너지 하베스팅 과정에서 유도되는 전력량이 대략 5mAh 정도인 것을 감안하여, 중앙처리 장치는 48MHz의 동작 속도에 480uAh 소모전력을 만족하는 32bit Coretex-M4 MCU으로 구성될 수 있다. 이때, 후술할 지문 인식 센서(Fingerprint Sensor) 및 중앙처리장치의 전류소모가 5mAh를 초과하지 않도록 구성될 수 있다.For example, considering that the amount of power induced during the extended use time and energy harvesting process of the embedded lithium battery is about 5 mAh, the central processing unit has a 32-bit power consumption of 480 uAh at a 48 MHz operating speed. It can be configured with a Coretex-M4 MCU. At this time, the current consumption of the fingerprint sensor (fingerprint sensor) and the central processing unit to be described later may be configured not to exceed 5mAh.

중앙처리장치는 NFC 안테나를 통해 차량과 데이터를 송수신할 수 있다. 중앙처리장치는 NFC 안테나를 통해 차량 제어를 위한 양방향 통신을 수행할 수 있다. 이때, 중앙처리장치는 NFC 안테나를 통해 차량 내부진입 감지, 차량 시동 등의 차량 제어를 수행할 수 있다.The central processing unit may transmit and receive data with the vehicle through the NFC antenna. The CPU may perform bidirectional communication for controlling a vehicle through an NFC antenna. In this case, the CPU may perform vehicle control such as vehicle ingress detection and vehicle starting through the NFC antenna.

중앙처리장치는 블루투스 안테나를 통해 차량과 데이터를 송수신할 수도 있다. 차량 advertisement 방식을 채택하면 Average connection current consumption 7.059μμ㎄ (connection interval 1000 ms) 정도의 전력소모를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 중앙처리 장치는 스마트 카드(100)가 활성화(Activation)되면 블루투스 안테나를 대기 모드로 동작 시켜 전력소모를 최소화할 수 있다.The central processing unit may transmit and receive data with the vehicle through a Bluetooth antenna. By adopting the vehicle advertisement method, data can be transmitted and received through average power consumption of about 7.059μμ㎄ (connection interval 1000ms). The central processing unit may minimize the power consumption by operating the Bluetooth antenna in the standby mode when the smart card 100 is activated.

이때, NFC 안테나 및 블루투스 안테나는 상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160) 중 적어도 하나에 형성된다. NFC 안테나는 에너지 하베스팅을 통해 전력을 생성할 수 있다. NFC 안테나 및 블루투스 안테나는 투명 재질로 형성될 수 있다.In this case, the NFC antenna and the Bluetooth antenna are formed on at least one of the upper cover lay 140 and the lower cover lay 160. NFC antennas can generate power through energy harvesting. NFC antenna and Bluetooth antenna may be formed of a transparent material.

지문 인식 센서는 메인 기판(120)에 실장되어 지문을 인식한다. 지문 인식 센서는 상용화된 지문 인식 센서, 저렴한 가격의 투명 필름 방식의 지문 인식 센서, 투명 필름 방식 및 초음파 정맥 센서를 혼합한 지문 인식 센서로 구성될 수도 있다.The fingerprint recognition sensor is mounted on the main board 120 to recognize a fingerprint. The fingerprint sensor may be composed of a commercially available fingerprint sensor, a low cost transparent film fingerprint sensor, a transparent film sensor, and an ultrasonic vein sensor.

터치 스크린 패널은 메인 기판(120)에 실장되어 스마트 카드(100)의 표시 장치 및 입력 장치로 사용된다. 터치 스크린 패널은 화면 변경시 외에는 전력소모가 없는 전자종이로 구성될 수 있다. 이때, 전자종이 윗면 및 주변에는 투명패턴이 형성되어 터치 스크린을 구현할 수 있다. 일례로, 터치 스크린 패널은 Graphic E-Paper Display, 2um이하의 Transparent Film Pattern Touch Screen으로 구성될 수 있다.The touch screen panel is mounted on the main board 120 and used as a display device and an input device of the smart card 100. The touch screen panel may be composed of electronic paper that consumes no power except when the screen is changed. In this case, a transparent pattern is formed on the top and the periphery of the electronic paper to implement the touch screen. For example, the touch screen panel may be configured with a Graphic E-Paper Display and a transparent film pattern touch screen of 2 μm or less.

배터리는 메인 기판(120)에 실장되며, 재충전이 가능한 이차 전지로 구성된다. 이차 전지는 대략 5년의 사용 수명을 고려하여 추전시 배터리 전극 손상을 최소화하고, 교체가 가능하도록 실장된다. 배터리는 재충전이 가능한 15mAh의 리튬이온 배터리로 구성될 수 있다. 배터리는 제1 스테이지 정전류 레벨(1'st Stage Constant Current Level)까지만 충전하여 전체 사용 수명을 연장한다. 즉, 배터리는 대략 70% 정도의 충전으로 배터리 수명을 연장한다.The battery is mounted on the main substrate 120 and is configured as a rechargeable secondary battery. The secondary battery is mounted to be replaceable to minimize battery electrode damage when driven in consideration of a service life of approximately five years. The battery may consist of a rechargeable 15 mAh lithium-ion battery. The battery only charges up to the 1'st Stage Constant Current Level to extend the overall service life. That is, the battery extends battery life with approximately 70% charge.

슈퍼 캡은 메인 기판(120)에 실장되며, 스마트 카드(100)의 일시 사용을 위한 전력을 저장한다. 배터리의 잔량 소모시 에너지 하베스팅을 통해 생성된 전력에 의해 카드를 활성화시킬 수 있다. 이때, 슈퍼 캡은 활성화된 스마트 카드(100)를 일정 시간 유지시키기 위한 최소의 전력을 저장한다. 슈퍼 캡은 대략 30초 이상 스마트 카드(100)를 활성화 상태 유지하기 위한 전력을 저장한다.The super cap is mounted on the main substrate 120 to store power for temporary use of the smart card 100. The card can be activated by the power generated by energy harvesting when the battery is depleted. At this time, the super cap stores the minimum power for maintaining the activated smart card 100 for a certain time. The super cap stores power for keeping the smart card 100 active for about 30 seconds or more.

활성화 소자는 메인 기판(120)에 실장되어 스마트 카드(100)를 활성화한다. 활성화 소자는 맴브레인 스위치(Membrane Switch), 열전소자 등으로 구성될 수 있다. 맴브레인 스위치는 대기전력을 필요로 하지 않는 가장 일반적으로 사용하는 방식인 기계적인 소자이다. 열전소자는 사용자의 체온에 의한 활성화 신호를 발생한다. 열전소자는 자연적인 카드 삽지 동작으로 활성화 신호를 발생하여 대기전력을 최소화(즉, Zero-watt)할 수 있다.The activation element is mounted on the main substrate 120 to activate the smart card 100. The activation element may be composed of a membrane switch, a thermoelectric element, and the like. Membrane switches are mechanical devices that are the most commonly used method that does not require standby power. The thermoelectric element generates an activation signal according to the user's body temperature. Thermoelements can generate activation signals with natural card insertion to minimize standby power (ie, zero-watt).

전자결제용 안테나는 상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160) 중 적어도 하나에 형성된다. 전자결제용 안테나는 DMST(Dynamic Magnetic secure Transmission)인 것을 일례로 한다. 전자결제용 안테나는 투명 재질로 형성될 수 있다.The electronic payment antenna is formed on at least one of the upper cover lay 140 and the lower cover lay 160. For example, the electronic payment antenna may be a dynamic magnetic secure transmission (DMST). Electronic payment antenna may be formed of a transparent material.

중앙처리장치는 은행 카드나 멤버십 카드의 전자 결제를 사용자의 인증에 의해 선별적으로 활성화시킨다. 중앙처리장치는 사용자의 선택에 의해 결제 대상 카드를 변경할 수 있다. 중앙처리장치는 사용이 허가된 시간 동안만 전자결제용 안테나를 활성화시킨다.The central processing unit selectively activates electronic payment of a bank card or membership card by user authentication. The CPU may change the payment target card by the user's selection. The central processing unit activates the electronic payment antenna only during the time period for which it is authorized.

무선 전력 수신용 안테나는 상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160) 중 적어도 하나에 형성된다. 무선 전력 수신용 안테나는 투명 재질로 형성될 수 있다. 무선 전력 수신용 안테나는 배터리의 무선충전을 위해 무선 충전 장치로(400)부터 전력을 무선 수신한다. 무선 전력 수신용 안테나는 Qi 안테나, WPC 안테나인 것을 일례로 한다. An antenna for receiving wireless power is formed on at least one of the upper cover lay 140 and the lower cover lay 160. The wireless power reception antenna may be formed of a transparent material. The antenna for receiving wireless power wirelessly receives power from the wireless charging device 400 for wireless charging of the battery. An example of the wireless power reception antenna is a Qi antenna or a WPC antenna.

유선 충전 모듈은 메인 기판(120)에 실장되어, 배터리를 유선 충전한다. 유선 충전 모듈은 USB 전원 DC 5V를 통해 배터리를 충전한다.The wired charging module is mounted on the main board 120 to charge the battery wired. The wired charging module charges the battery via USB powered DC 5V.

전력 제어 모듈은 제한된 전력(즉, 배터리 전력)을 기반으로 운영되는 스마트 카드(100)의 특성상 최소의 전력 사용 플랜을 기반으로 동작한다. 전력 제어 모듈은 무선 또는 유선 충전 방식을 통해 배터리의 충전 및 전력 공급을 제어한다.The power control module operates based on a minimum power usage plan due to the characteristics of the smart card 100 that is operated based on limited power (ie, battery power). The power control module controls the charging and power supply of the battery through wireless or wired charging.

메인 기판(120)에는 다양한 금융사의 카드를 복수로 사용하기 위해 ISO-7816 Interface가 실장될 수 있다.The main board 120 may be equipped with an ISO-7816 interface to use a plurality of cards of various financial companies.

여기서, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스마트 카드(100)는 상술한 구성 요소들이 다양한 방식으로 배치 및 연결되어 구성될 수 있다. 스마트 카드(100)의 메인 기판(120)에 실장되는 전자부품들은 열에 취약하므로, 제조시 대략 85oC 이하의 온도에서 라미네이팅을 진행한다.3 and 4, the smart card 100 may be configured by arranging and connecting the aforementioned components in various ways. Since the electronic components mounted on the main board 120 of the smart card 100 are susceptible to heat, lamination is performed at a temperature of about 85 ° C. or lower during manufacturing.

본 발명의 실시 예에 따른 스마트 카드(100)는 저전력 구현을 위해 하기와 같은 전력 관리 플랜을 통해 구동한다.Smart card 100 according to an embodiment of the present invention is driven through the power management plan as follows to implement a low power.

스마트 카드(100)가 활성화 되기 전에 모든 기능은 휴면(Deep Sleep) 상태이다. 스마트 카드(100)가 활성화(Activation)되고 사용자의 카드활성화가 승인되면 NFC/BLE의 통신기능이 활성화된다. Beacon Advertising mode가 개시되면 1000msec 간격으로 UID가 발신되며 차량은 RSSI를 측정하여 근접도를 계산한다. Welcome signal 등의 실시가 가능하며 차량내장 근접센서를 사용하여 사용자의 접근이 감지되면 NFC Read mode로 진입한다. 사용자가 카드를 접근시켜 승인을 요구할 때 승인된 NFC Card ID인지 여부를 감지하고 차량출입문의 개폐를 결정한다. 차량안으로 사용자가 들어오고 카드가 거치대에 탑재되면 시동을 승인한다. BLE는 비활성화 된다.All functions are in a deep sleep state before the smart card 100 is activated. When the smart card 100 is activated (Activation) and the user's card activation is approved, the communication function of the NFC / BLE is activated. When the Beacon Advertising mode is initiated, UIDs are sent at 1000msec intervals and the vehicle calculates proximity by measuring RSSI. It is possible to carry out the welcome signal and enter the NFC Read mode when the user's approach is detected using the in-vehicle proximity sensor. When the user approaches the card and asks for approval, it detects whether it is an approved NFC Card ID and decides to open and close the door. When the user enters the vehicle and the card is loaded into the cradle, the vehicle is authorized to start. BLE is disabled.

사용자는 신용카드/멤버십카드의 내용을 스마트폰과 연동하여 조회할 수 있으며 차량 정보 역시 차량의 BLE와 통신하여 공유할 수 있다. 모든 조회정보는 Display 를 통해 사용자에게 전달된다. 최종 조작이 종료되고 일정시간이 경과하면 카드는 파워 절약모드로 진입한다.The user can search the contents of the credit card / membership card in conjunction with the smartphone and the vehicle information can also be shared by communicating with the BLE of the vehicle. All inquiry information is transmitted to user through Display. After a certain time has elapsed since the last operation, the card enters the power saving mode.

대부분 사용대기 모드에 있게 되므로 사용 대기모드에서는 모든 전원을 Off하고 LDO(Low dropout regulator) 대기모드로 진입시킨다. 통상 10nA의 누설전류가 예상된다. 사용자가 지문 인식 센서를 중심으로 카드를 삽지하면 온도 차이에 의해 카드 하단의 열전소자는 수백 mV의 기전력을 발생시키며 이 기전력은 카드의 active Logic Level 2.0V로 증폭되어 LDO를 활성화시킨다. 전원은 Main Controller에 공급되며 Wake-up된 Main controller의 제어 하에 LDO를 On 시킨다. 사용 승인 여부를 위해 지문 인식 센서의 정보를 읽어드리고 승인 여부를 비교 연산한다. 승인된 지문으로 확인되면 카드의 모든 기능을 활성화 시킨다. 미승인자의 지문이면 1회 재확인 절차를 거친다. 승인이 실패하면 메시지를 표시하고 카드는 Power Off상태로 진입한다.Most are in standby mode, so in standby mode, all power is turned off and the low dropout regulator (LDO) standby mode is entered. Normally a leakage current of 10nA is expected. When the user inserts the card around the fingerprint sensor, the thermoelectric element at the bottom of the card generates hundreds of mV of electromotive force due to the temperature difference, which is amplified by the card's active logic level 2.0V to activate the LDO. Power is supplied to the main controller and the LDO is turned on under the control of the wake-up main controller. For the approval of use, the information of the fingerprint sensor is read and the approval is compared and calculated. Once the fingerprint is confirmed, all functions of the card are activated. Unauthorized fingerprints will be reviewed once. If authorization fails, a message is displayed and the card enters the Power Off state.

도 5 및 도 6을 참조하여 스마트 카드(100)의 적층 구조 및 각 구성 요소의 배치를 예를 들어 설명하면 아래와 같다.Referring to FIGS. 5 and 6, the stacked structure of the smart card 100 and the arrangement of each component will be described below.

상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160)는 근거리 통신용 안테나, 전자 결제용 안테나, 무선 충전용 안테나를 형성하는 복수의 투명 안테나 패턴이 형성된다. 투명 안테나 패턴은 상부 커버 레이(140)의 하면 및 하부 커버 레이(160)의 상면에 형성된다. 상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160) 중 하나에는 터치 스크린을 구현하기 위한 투명 안테나 패턴이 형성될 수도 있다.The upper cover lay 140 and the lower cover lay 160 are formed with a plurality of transparent antenna patterns forming a short range communication antenna, an electronic payment antenna, and a wireless charging antenna. The transparent antenna pattern is formed on the lower surface of the upper cover lay 140 and the upper surface of the lower cover lay 160. One of the upper cover lay 140 and the lower cover lay 160 may be formed with a transparent antenna pattern for implementing a touch screen.

투명 안테나 패턴은 수 um 정도의 선폭을 갖도록 형성될 수 있으며, 대략 2um 정도의 선폭으로 형성된 것을 일례로 한다. 무선 전력 수신용 안테나를 구성하는 투명 안테나 패턴은 상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160)에 모두 형성되어 면적을 최대화할 수 있다.The transparent antenna pattern may be formed to have a line width of about several um, and for example, the transparent antenna pattern is formed to have a line width of about two um. The transparent antenna pattern constituting the wireless power reception antenna may be formed in both the upper cover lay 140 and the lower cover lay 160 to maximize an area.

복수의 투명 안테나 패턴은 루프 형상으로 형성되고, 상호 이격되어 안테나를 구성한다. 복수의 투명 안테나 패턴은 서로 다른 안테나(즉, NFC 안테나, 블루투스 안테나, 무선 전력 수신용 안테나, 전자결제용 안테나 등)를 구성한다. 물론, 2개의 이상의 투명 안테나 패턴이 조합되어 하나의 안테나를 구성할 수도 있다.The plurality of transparent antenna patterns are formed in a loop shape and spaced apart from each other to form an antenna. The plurality of transparent antenna patterns constitute different antennas (ie, NFC antenna, Bluetooth antenna, antenna for receiving wireless power, antenna for electronic payment, etc.). Of course, two or more transparent antenna patterns may be combined to form one antenna.

메인 기판(120)은 상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160)의 사이에 개재된다. 메인 기판(120)은 투명 윈도우 영역(Transparent window area), 발광 가이드(Light Guide) 영역 등의 확보를 위해 최소의 면적으로 형성될 수 있다. 발광 윈도우(Light window) 및 투명 윈도우 영역(Transparent window area) 중 적어도 하나의 영역에는 다양한 형태의 로고가 형성될 수 있다. 스마트 카드(100)는 투명 윈도우 영역(Transparent window area) 및 발광 윈도우(Light window)을 형성함으로써 다양한 형태의 디자인 적용이 가능하다.The main substrate 120 is interposed between the upper cover lay 140 and the lower cover lay 160. The main substrate 120 may be formed with a minimum area to secure a transparent window area, a light guide area, and the like. Various types of logos may be formed in at least one of the light window and the transparent window area. The smart card 100 may apply various types of designs by forming a transparent window area and a light window.

메인 기판(120)은 발광 윈도우(Light window)의 조명을 위한 발광 소자(Side LED)가 실장될 수 있다. 발광 소자(Side LED)는 투명 윈도우 영역(Transparent window area)과 메인 기판(120) 사이의 발광 가이드(Light Guide) 영역을 조명한다. 발광 가이드(Light Guide) 영역은 복수의 반사 기재가 배치되어 발광 소자(Side LED)에서 조명된 광을 발광 윈도우(Light window)으로 반사(굴절)시킨다. 이때, 상부 커버 레이(140)의 발광 윈도우(Light window)에는 안테나를 형성하기 위한 투명 안테나 패턴이 형성되기 때문에 발광 윈도우(Light window)로 광을 통과시킨다.The main substrate 120 may be mounted with a light emitting device (Side LED) for the illumination of the light window (light window). The light emitting device (Side LED) illuminates a light guide area between the transparent window area and the main substrate 120. In the light guide region, a plurality of reflective substrates are disposed to reflect (refract) the light illuminated by the light emitting device (Side LED) to a light window. In this case, since a transparent antenna pattern for forming an antenna is formed in the light window of the upper cover lay 140, light passes through the light window.

이상에서는 상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160)에 투명 안테나 패턴이 형성된 스마트 카드(100)를 예로 들어 설명하였으나, 상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160) 중 하나가 복수의 레이어로 구성되고, 복수의 레이어에 투명 안테나 패턴이 형성될 수도 있다. 이를 통해, 상부 커버 레이(140) 및 하부 커버 레이(160) 중 하나에 안테나가 형성될 수 있다.In the above description, the smart card 100 having the transparent antenna pattern formed on the upper cover lay 140 and the lower cover lay 160 has been described as an example. However, one of the upper cover lay 140 and the lower cover lay 160 is provided in a plurality of forms. It is composed of a layer, a transparent antenna pattern may be formed on a plurality of layers. Through this, an antenna may be formed in one of the upper cover lay 140 and the lower cover lay 160.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.Although a preferred embodiment according to the present invention has been described above, modifications can be made in various forms, and those skilled in the art may make various modifications and modifications without departing from the scope of the claims of the present invention. It is understood that it may be practiced.

100: 스마트 카드 120: 메인 기판
140: 상부 커버 레이 160: 하부 커버 레이100: smart card 120: main board
140: upper cover lay 160: lower cover lay

Claims (9)

메인 기판;
투명 재질로 형성되고, 상기 메인 기판의 상부에 배치된 상부 커버 레이; 및
투명 재질로 형성되고, 상기 메인 기판의 하부에 배치된 하부 커버 레이를 포함하고,
상기 상부 커버 레이 및 상기 하부 커버 레이 중 하나 커버 레이에는 복수의 투명 안테나가 형성된 스마트 카드.Main substrate;
An upper cover lay formed of a transparent material and disposed on the main substrate; And
A lower cover lay formed of a transparent material and disposed under the main substrate;
A smart card having a plurality of transparent antennas formed on one coverlay of the upper coverlay and the lower coverlay. 제1항에 있어서,
상기 복수의 투명 안테나는 상기 상부 커버 레이의 하면 및 상기 하부 커버 레이의 상면 중 적어도 한 면에 형성된 스마트 카드.The method of claim 1,
And the plurality of transparent antennas are formed on at least one of a lower surface of the upper cover lay and an upper surface of the lower cover lay. 제1항에 있어서,
상기 복수의 투명 안테나는 NFC 안테나, 블루투스 안테나, 전자결제용 안테나 및 무선 전력 전송용 안테나를 포함하는 스마트 카드.The method of claim 1,
The plurality of transparent antennas smart card including an NFC antenna, a Bluetooth antenna, an electronic payment antenna and a wireless power transmission antenna. 제1항에 있어서,
상기 메인 기판의 면적은 상기 상부 커버 레이의 면적 및 상기 하부 커버 레이의 면적보다 좁게 형성된 스마트 카드.The method of claim 1,
And an area of the main substrate is narrower than an area of the upper cover lay and an area of the lower cover lay. 제1항에 있어서,
상기 상부 커버 레이 및 상기 하부 커버 레이 사이에 위치한 투명 윈도우 영역을 더 포함하는 스마트 카드.The method of claim 1,
The smart card further comprises a transparent window area located between the upper cover lay and the lower cover lay. 제1항에 있어서,
상기 상부 커버 레이 및 상기 하부 커버 레이 사이에 배치되고, 상기 메인 기판에 형성된 발광 소자에서 출력하는 광을 반사시키는 발광 가이드 영역을 더 포함하는 스마트 카드.The method of claim 1,
And a light emitting guide region disposed between the upper cover lay and the lower cover lay and reflecting light output from a light emitting element formed on the main substrate. 제6항에 있어서,
상기 상부 커버 레이 및 상기 하부 커버 레이 중 적어도 하나에는 발광 윈도우 영역이 형성되고,
상기 발광 가이드 영역은 상기 발광 소자에서 출력하는 광을 상기 발광 윈도우 영역으로 반사시키는 스마트 카드.The method of claim 6,
At least one of the upper cover lay and the lower cover lay is formed with a light emitting window area,
The light emitting guide area is a smart card reflecting the light output from the light emitting element to the light emitting window area. 제1항에 있어서,
상기 상부 커버 레이 및 상기 하부 커버 레이 사이에 개재된 배터리를 더 포함하고,
상기 배터리는 상기 복수의 투명 안테나 중 적어도 하나를 통해 무선 수신한 전력으로 충전되는 스마트 카드.The method of claim 1,
Further comprising a battery interposed between the upper cover lay and the lower cover lay,
The battery is a smart card that is charged at the power received wirelessly through at least one of the plurality of transparent antenna. 제1항에 있어서,
상기 상부 커버 레이 및 상기 하부 커버 레이 사이에 개재된 배터리를 더 포함하고,
상기 배터리는 상기 복수의 투명 안테나 중 적어도 하나의 에너지 하베스팅을 통해 생성된 전력으로 충전되는 스마트 카드.The method of claim 1,
Further comprising a battery interposed between the upper cover lay and the lower cover lay,
And the battery is charged with power generated through energy harvesting of at least one of the plurality of transparent antennas.
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