KR20210087944A - 칩 카드용 전자 모듈 - Google Patents
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Abstract
듀얼 휴대용 오브젝트에서 구현을 위해 의도된 전자 모듈을 제조하기 위한 프로세스로서,
하나 이상의 접촉 영역들 (3) 및 하나 이상의 개구들을 포함하는 유전체로 구성되는 단면 필름 (4) 을 사용하는 단계;
상기 오브젝트의 비접촉 통신을 위해 의도된 하나 이상의 전기 전도성 영역들을 포함하는 기판 (6) 을 사용하는 단계;
상기 단면 필름 (4) 과 상기 기판 (6) 을 함께 고정하는 단계;
집적 회로 (20) 를 위치시키고, 상기 단면 필름의 상기 접촉 영역들 (3) 및 상기 전기 전도성 영역들 중 적어도 하나의 적어도 하나의 단자에 연결하는 단계;
적어도 상기 집적 회로를 둘러싸는 보호 층 (21) 을 디포짓하는 단계
를 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 프로세스에 의해 모듈이 획득된다.
를 적어도 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 프로세스에 의해 모듈이 획득된다.
Description
본 발명은 듀얼, 접촉 및 비접촉 기능을 갖는 휴대용 오브젝트, 예를 들어 칩 카드용 전자 모듈에 관한 것이다.
전자 모듈은 일반적으로 1 또는 2 개의 에칭된 및 금속화된 구리 층들이 있는 가요성 인쇄 회로 기판에서 생산된다. 집적회로 칩의 패드는 전도성 와이어를 통해 연결 패키지의 접촉 플레이트에 전기적으로 연결된다. 전자 모듈을 카드 본체에 내장된 다른 전기 회로에 전기적으로 연결할 수 있도록, 전자 모듈은 연결 패키지의 숨겨진 면에 배열된, 칩 내부에 한 쌍의 접촉 플레이트들 또는 안테나를 더 포함한다. 안테나는 패드를 통해 그리고 전도성 와이어들에 의해 (와이어 본딩) 또는 전도성 볼들 또는 "범프들" 을 채용하는 직접 연결 기술을 사용하여 칩에 전기적으로 연결된다. 사용되는 기판의 유형은 일반적으로 상당히 비싸다.
듀얼-인터페이스 카드의 경우, 안테나는 모듈에 통합되며, 카드의 견고한 지지부에 내장된 "부스터" 안테나와의 전자기 결합이 가능하다.
특허 출원 WO 2011/157693 는 복수의 전기 층 및 절연 층의 스택으로 구성된 다층 인쇄 회로를 개시한다.
특허 출원 US 2015/269471 는 칩을 위치시키기 위한 개구를 포함하는 낮은 두께의 구조를 기술한다.
본 발명의 목적은 통상의 접촉 및/또는 비접촉 기능들을 보장하면서, 안테나와 같은 적어도 하나의 전도성 영역을 포함하는 복합체와의 콘택들을 포함하는 단면 필름을 결합함으로써, 안테나 설계의 유연성을 제공할 수 있고 또한 제조 비용을 감소시킬 수 있는, 신규한 칩 카드용 전자 모듈 및 신규한 제조 프로세스를 제공하는 것이다.
본 발명은 듀얼-인터페이스 휴대용 오브젝트에서 구현되도록 의도된 전자 모듈을 제조하기 위한 프로세스에 관한 것으로서, 적어도 다음 단계들을 포함하는 것을 특징으로 한다:
예를 들어, 안테나 및 안테나의 적어도 하나의 단부에 위치된 적어도 하나의 접촉 패드를 형성하는 턴들로 구성되는 적어도 전기 전도성 영역을 포함하는 기판이 사용된다.
일 실시형태에 따르면, 상기 전기 전도성 영역들 중 적어도 하나는 전도성 재료의 적어도 하나의 영역으로 구성된다.
일 변형 실시형태에 따르면, 상기 전기 전도성 영역들 중 적어도 하나의 중심에서 영역이 절단되고, 상기 집적 회로는 상기 콘택들을 지지하는 상기 필름의 반대면 상에 본딩된다.
다른 변형에 따르면, 하나 이상의 개구들이 기판의 레벨로 형성되고, 상기 개구들은 집적 회로와 접촉 영역들 사이에 솔더링 웰들을 구성하기 위해 필름에 위치되는 개구들에 대응한다.
예를 들어, 안테나 또는 전도성 재료의 영역들을 형성하기 위해 알루미늄으로 제조된 하나 이상의 전기 전도성 영역들을 갖는 기판이 사용된다.
상기 전기 전도성 영역의 패턴 또는 전도성 재료의 영역은 에칭 기술, 스크린 인쇄 또는 전사에 의한 첨가 프로세스 (additive process) 를 사용하여 생산될 수도 있다.
본 발명은 또한 접촉 기능을 포함하는 휴대용 오브젝트에서 구현되도록 의도된 전자 모듈에 관한 것으로서, 적어도 다음의 엘리먼트들을 포함하는 것을 특징으로 한다:
기판은, 예를 들어, 일 단부에서 연결 패드를 포함하는 턴들의 형태의 상기 전기 전도성 영역들 중 적어도 하나를 포함한다.
또한 전도성 재료의 적어도 하나의 영역으로 구성된 상기 전기 전도성 영역들 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다.
일 변형 실시형태에 따르면, 기판은 집적 회로 및 보호 층을 수용하도록 적응된 기하학적 구조를 갖는 중공형 중심 영역을 포함한다.
기판은 또한, 집적 회로를 접촉 영역들에 연결하기 위해 단면 필름의 개구에 대응하는 하나 이상의 천공들을 포함할 수도 있다.
유전체 및/또는 기판은 다음 리스트로부터 선택된다: 에폭시 유리, 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 또는 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 및 PET 또는 PVC 로 제조된 안테나를 지지하는 기판.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 함께 완전히 제한없는 예시로서 제공된 예시적인 실시형태들의 설명을 읽음으로써 보다 명확해질 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 전자 모듈을 포함하는 칩 카드를 개략적으로 도시한다.
도 2 는 전자 모듈의 전면을 도시한다.
도 3a 및 도 3b 는 제 1 실시형태에 따른 안테나를 포함하는 필름을 나타내고, 도 3c 는 비접촉 기능을 위한 금속 랜드들을 갖는 변형을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b 는 안테나를 갖는 필름의 다른 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 5 는 크림프 연결을 회피하는 하나의 변형 실시형태를 도시한다.
도 6 은 안테나를 포함하는 필름의 표현을 도시한다.
도 7 은 모듈의 강성 지지부에 본딩된 안테나를 지지하는 필름 내의 개구들의 피어싱을 포함하는 생산 단계의 예시를 도시한다.
도 8 은 도 7 의 다른 예시를 도시한다.
도 9 는 하나 이상의 안테나를 포함하는 기판 및 콘택들을 갖는 필름의 조립체의 표현을 도시한다.
도 10 은 최종 모듈의 예시를 도시한다.
이하의 설명은 듀얼 인터페이스 카드용 모듈의 생산을 위한 전적으로 비제한적인 예시로서 주어진다. 이하에서 설명되는 단계들은, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 신용 카드들을 위한 전자 모듈들, 모바일 폰들을 위한 SIM 카드들, 교통 카드들, 신분 카드들 등에 사용될 수 있다.
설명의 단순화를 위해, 도면들은 단일 모듈을 도시하고, 대부분의 경우에, 안테나들은 넓은 폭 (수십 cm 내지 수 미터) 에 걸쳐 생산되어, 더 높은 생산을 가능하게 하는 것으로 알려져 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 프로세스를 구현함으로써 적어도 하나의 전자 모듈 (2) 을 포함하는 칩 카드 (1) 를 도시한다. 칩 카드 (1) 에 집적된 전자 모듈 (2) 은 도면의 간단함을 위해 도시되지는 않았지만, 카드 리더기와의 전기적 연결을 위해 카드 전면의 표면의 레벨에 콘택들 (3) 또는 접촉 영역들을 갖는다.
도 2 는 윗면을 통해 접촉된 단면 필름 (4) 을 도시하며, 이 면이 판독기와 접촉할 것이다. 단면 필름 (4) 은 일 면 (4a) 상에 생성되는 콘택들 (3) 과 타 면 (4b) 상에 유전체 (5) 를 지지한다. 개구들 (50) 은 콘택들의 전부 또는 일부에 대한 액세스를 제공하기 위해 유전체 (5) 에 형성된다. 모듈의 콘택들의 위치 및 치수들은 카드의 사용과 관련된 표준, 예를 들어 ISO 표준에 의해 정의된다.
유전체 층은 또한 폴리이미드 또는 PI 의 층일 수도 있다. PEN (polyethylene naphthalate), PET (polyethylene terephthalate), PVC (polyvinyl chloride) 와 같은 재료들이 사용될 수도 있다. 유전체 층의 재료의 선택은 집적 회로의 조립 및 모듈의 카드 본체로의 전달을 위해 사용될 재료들과의 호환성과 연관된 비용 및 신뢰성 트레이드 오프에 따라 결정된다.
안테나 (7) (도 3a, 도 3b) 의 생성은 콘택들을 포함하는 필름의 제조와는 별도로 수행된다. 그 후, 안테나를 보유하는 기판 (6) 은 콘택들을 지지하는 필름 상에 적층될 것이다. 전자 모듈의 생성을 위해, 예를 들어, 단일 기판이 사용될 것이다.
도 3a 및 도 3b 는 (안테나의 2 개의 면들을 구성하는) 2 개의 안테나 (71, 72) 와 같은 하나 이상의 전기 전도성 영역을 지지하는 기판 (6) 의 제 1 면 (6a) 및 제 2 면 (6b) 을 각각 도시한다. 안테나 (71) 는 연결을 위한 2 개의 패드들 (7p1, 7p2) 을 포함한다. 도 3a 및 도 3b 는 당업자에게 공지된 바와 같이 넓은 폭에 걸쳐 가요성 지지부 상에 생성될 수도 있는 "안테나 모듈" 을 도시한다. 안테나는, 예를 들어, 에칭 기술 또는 첨가 프로세스, 예를 들어, 스크린 인쇄 또는 전사에 의해 전도체의 성장 또는 전도체의 직접 전사를 허용하기 위해 원하는 패턴의 표면을 활성화시키는 프로세스를 사용하여 생산된다.
안테나를 생산하는데 사용되는 재료는, 예를 들어, 알루미늄 또는 등가의 특성들을 나타내는 임의의 다른 전기 전도성 금속 재료일 것이고, 이는 안테나를 지지하는 기판과 접촉하여 필름을 고정하는데 사용되는 접착 재료와 호환가능할 것이다.
안테나를 지지하는 기판은 PET 또는 PVC 유형의 저비용 가요성 지지체이거나, 또는 유전체에 대해 상기 언급된 재료들 중 하나로 제조된다.
도 3a, 도 3b 에 도시된 제 1 변형 실시형태에 따르면, 2 면 안테나에 대해, 2 개의 안테나 (71, 72) 는 크림프 (8) (힘과 초음파로 죠 사이의 크림핑에 의한 전기적 연결) 에 의해 연결된다. 크림프 영역은 원형 영역의 형태를 취할 수도 있다. 모듈의 에지에서의 영역은 모듈의 절단 시 절단될 수도 있다.
도 3c 는 도 3a 의 안테나가 휴대용 오브젝트의 비접촉 기능을 위한 통신을 가능하게 하는 적어도 하나의 전기 전도성 금속 영역으로 대체되는 하나의 변형 실시형태를 도시한다. 금속 랜드는 도 3c 에 도시된 바와 같이 2 개의 전기 전도성 금속 영역들 (75, 76) 로 구성될 수도 있다. 2 개의 영역들은 비접촉 기능을 위한 2 개의 연결 패드를 형성하거나 또는 카드 본체에 일체화된 부스터 안테나와 용량성 결합을 가능하게 한다.
도 4a 및 도 4b 는 크림프들 (8) 의 영역이 더 큰 면적을 가지며, 따라서 전기 연결의 성능을 증가시키는 제 2 변형 실시형태를 도시한다.
도 5 는 2 면 안테나 (71, 72) 를 갖는 다른 변형 실시형태를 개략적으로 도시하며, 안테나의 면들 (72) 중 하나는 점선으로 도시된다. 2 개의 안테나들의 상호연결은 제 1 개구 (52) 또는 비아를 통과하는 와이어 또는 "스트랩" (51) 을 사용함으로써 달성된다. 칩 (20) (도 10) 은 개구 (53) 또는 비아를 통해, 연결 패드 (7p1) 에 의해 제 1 면에 위치된 안테나 (71) 의 일 단부에 그리고 제 2 면에 위치된 안테나 (72) 의 패드 (8p1) 에 연결될 것이다. 비아 (52, 53) 는 안테나의 제조와 동시에, 예를 들어 레이저 스위핑에 의해 제조될 수도 있다. 스트랩 대신에, 안테나를 구성하는 2 개의 안테나들 (71, 72) 을 연결하기 위해 크림프 (도 3a 의 것과 동일함) 를 사용하는 것이 가능하다. 후방 금속 면의 2 개의 영역은 레이저, 플라즈마, 화학 기술을 포함할 수도 있는 프로세스들의 조합에 의해 피복되지 않고 세정된다.
그 후, 도 1 에 도시된 콘택들을 지지하는 지지부와 안테나를 지지하는 기판이 함께 적층된다.
이를 위해, 안테나를 지지하는 기판 (6) 의 일 면에 접착 수단 (9) (도 9 의 접착층) 을 디포짓하여 접촉 필름 (4) 의 후면 (4b) 에 고정한다.
도 6 에 도시된 일 변형 실시형태에 따르면, 칩 (20) 의 직접 본딩을 허용하기 위해 안테나의 중심에서 부분 (10) 이 절단된다 (도 10).
개구부의 절단은 레이저 기술을 이용하여 수행될 수도 있으며, 도 5 에 도시된 노출 영역과 동시에 수행될 수도 있다.
이러한 유형의 절단은 칩이 콘택들을 지지하는 필름의 유전체 (후면 (4b) - 도 1) 에 직접 본딩 (솔더링) 되게 할 것이다. 칩의 접착은 추가적인 접착제 및 유전체 층들에 의해 감소되지 않을 것이다. 제품의 최종 두께는 칩과 접촉 필름 사이에 중간층이 없기 때문에 감소될 것이다.
또한, 이러한 절단은 시각적 기준으로 작용하는 영역을 형성하고, 칩 및 연결들을 위한 보호 층 (21) 의 디포짓을 물리적으로 한정한다. 코팅 재료 또는 수지는 필름 유형의, 당업자에게 공지되고 완전히 이해되는 유전체에 대한 양호한 접착으로부터 이익을 얻을 것이다.
다른 변형 실시형태에 따르면, 유전체는 솔더링 웰의 레벨에서만 개방된다. 도 7 은 솔더링 웰을 드러내는, 기판의 레벨에서 만들어진 천공들 (11) 을 도시한다. 이들은 당업자에게 공지된 기술에 따라 칩을 접촉 패드에 연결하는데 사용될 것이다. 솔더링 웰의 수는 애플리케이션에 따라 선택될 것이다.
도 8 은 천공 (12) 이 중앙 크림프 (8) 주위에 분포되는 다른 변형예를 도시한다.
이렇게 형성된 안테나들은 도 9 에 도시된 바와 같이, 접촉 필름에 본딩될 수도 있다. 지지부는 듀얼-인터페이스 필름을 형성하기 위해, 예를 들어, 당업자에게 공지된 조립체와 호환가능한 포맷, Super 35 mm 필름 포맷으로 정리된다.
도 10 은 전자 모듈의 조립 결과를 위에서 본 도면을 도시한다. 칩 (20) 은 콘택들을 지지하는 면에 대향하는 필름의 면에 본딩되고, 그 후 안테나 (71, 72) 의 패드들 (7p1, 8p2) 에 배선되고 솔더링 웰 (11) 을 통해 콘택들 (3) 에 배선된다. 안테나의 2 개의 면들은 상호 연결된다. 이어서, 칩 및 연결들을 보호하는 캡슐화 수지가 제공된다.
이상에서 설명한 단계들은 당업자가 단면 안테나의 경우에 적용할 수도 있다. 단면 필름은 유전체와의 복합체의 단순한 프레임일 수도 있다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 전술한 단계들은 2 개의 연결 패드들로 구성된 안테나에 적용된다.
안테나는 또한 카드의 코어에 배치된 부스터 안테나와의 용량성 결합을 달성하도록 선택된 기하학적 구조 및 치수들을 갖는 2 개의 영역들로 구성될 수도 있다. 영역들은 예를 들어 집적 회로 또는 칩 주위에 위치될 것이다.
본 발명에 따른 프로세스 및 그 구현에 의해 획득된 전자 모듈은 생산 비용 및 안테나 설계의 유연성을 크게 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
Claims (13)
- 듀얼-인터페이스 휴대용 오브젝트에서 구현되도록 의도된 전자 모듈을 제조하기 위한 프로세스로서,
하나 이상의 접촉 영역들 (3) 및 하나 이상의 개구들 (50) 을 포함하는 유전체로 구성되는 단면 필름 (4) 을 사용하는 단계,
상기 오브젝트의 비접촉 통신을 위해 의도된 하나 이상의 전기 전도성 영역들 (7) 을 포함하는 기판 (6) 을 사용하는 단계,
상기 단면 필름 (4) 과 상기 기판 (6) 을 함께 고정하는 단계,
집적 회로 (20) 를 위치시키고, 상기 단면 필름의 상기 접촉 영역들 (3) 및 상기 전기 전도성 영역들 (7) 중 적어도 하나의 적어도 일 단자에 연결하는 단계,
적어도 상기 집적 회로를 통합하는 보호 층 (21) 을 디포짓하는 단계
를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈을 제조하기 위한 프로세스. - 제 1 항에 있어서,
안테나 (71, 72) 및 상기 안테나의 적어도 하나의 단부에 위치된 적어도 하나의 접촉 패드 (7p1, 7p2) 를 형성하는 턴들로 구성되는 적어도 하나의 전기 전도성 영역 (7) 을 포함하는 기판 (6) 이 사용되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈을 제조하기 위한 프로세스. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기 전도성 영역들 (7) 중 적어도 하나는 전도성 재료의 적어도 하나의 영역으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈을 제조하기 위한 프로세스. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 전도성 영역들 (7) 중 적어도 하나의 중심에서 영역이 절단되고, 상기 집적 회로 (20) 는 콘택들 (3) 을 지지하는 상기 필름의 반대면 상에 본딩되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈을 제조하기 위한 프로세스. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 집적 회로 (20) 와 접촉 영역들 (3) 사이에 솔더링 웰들을 형성하기 위해 상기 필름에 위치되는 상기 개구들 (50) 에 대응하는 상기 기판의 레벨로 하나 이상의 개구들 (52, 53) 이 제조되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈을 제조하기 위한 프로세스. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
안테나 또는 전도성 재료의 영역들을 형성하기 위해 알루미늄으로 제조된 하나 이상의 전기 전도성 영역들을 갖는 기판이 사용되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈을 제조하기 위한 프로세스. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
전기 전도성 영역의 패턴 또는 전도성 재료의 영역들은 에칭 기술, 스크린 인쇄 또는 전사에 의한 첨가 프로세스를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈을 제조하기 위한 프로세스. - 접촉 기능을 포함하는 휴대용 오브젝트에서 구현되도록 의도된 전자 모듈 (2) 로서,
하나 이상의 접촉 영역들 (3) 및 하나 이상의 개구들 (50) 을 포함하는 유전체 (5) 로 구성되는 단면 필름 (4),
비접촉 통신을 위해 의도된 하나 이상의 전기 전도성 영역들 (7) 을 포함하는 기판 (6) 으로서, 상기 기판은 상기 단면 필름에 고정되는, 상기 기판 (6),
상기 단면 필름의 상기 접촉 영역들 및 상기 전기 전도성 영역들 중 적어도 하나의 적어도 일 단자에 연결되는 집적 회로 (20),
적어도 상기 집적 회로를 통합하는 보호 층 (21)
을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈. - 제 8 항에 있어서,
상기 전기 전도성 영역들 중 적어도 하나는, 일 단부에서, 연결 패드 (7p1, 7p2) 를 포함하는 턴들 (71, 72) 의 형태를 취하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈. - 제 8 항에 있어서,
상기 전기 전도성 영역들 중 적어도 하나는 전도성 재료 (75, 76) 의 적어도 하나의 영역으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈. - 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은 집적 회로 (20) 및 상기 보호 층 (21) 을 수용하도록 적응된 기하학적 구조를 갖는 중공형 중심 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈. - 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은 상기 집적 회로를 상기 접촉 영역들에 연결하기 위해 상기 단면 필름의 상기 개구들에 대응하는 하나 이상의 천공들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈. - 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유전체 및/또는 상기 기판은: 에폭시 유리, 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 또는 폴리비닐 클로라이드 (PVC) 로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈.
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