KR20220112296A - 생체 인식 기능을 가지는 카드형 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

스마트 카드는 "이중" 플립 칩 본딩 기술을 기반으로 하는 생체 인식 센서 칩을 통합하여 생체 인식 기능을 수용한다. 특정 실시예에서, 센서 칩은 카드형 기판의 다양한 호일 층을 적층하는데 필요한 임의의 고온 공정 단계를 완료한 후에 카드형 기판에 통합될 수 있다.

Description

생체 인식 기능을 가지는 카드형 기판 및 그 제조 방법

일반적으로 본 발명은 생체 인식 기능이 추가된 카트형 기판, 즉 스마트 카드와 같은 카드 형태의 장치에 관한 것으로, 생체 인식 기능은 예를 들어 지문 등을 평가하는 것과 같은 생체 특징을 평가하기 위한 기능을 제공하는 센서에 의해 부여될 수 있다.

많은 기술 분야에서, 정보 및/또는 특정 위치 등에 대한 액세스를 요청할 때 전반적인 보안 및 신뢰성을 높이기 위해, 지문, 홍채의 특성 등 생체 특징을 감지하거나 평가할 수 있는 센서를 사용하는 경향이 있다. 잘 알려진 바와 같이, 이러한 맥락의 한 측면은 카드형 장치 또는 기판을 사용하는 것이며, 이것들은 민감한 정보, 은행 계좌, 금융 거래 개시 등에 접근하기 위해 자주 사용된다. 다른 경우에, 카드형 기판 또는 장치는 이터 페이지 등의 형태로 보안 문서의 일부를 구성하여, 식별 목적 등을 위해 민감한 정보를 제공할 수 있다. 이러한 카드형 기판의 사용은 일반적으로 비밀 식별 번호 등과 같은 특정 보안 기능과 연관되지만, 카드형 기판에 예를 들어 사용자의 생체 특징을 평가하는 추가 또는 대체 보안 기능을 통합하는 것이 매우 바람직하다.

따라서 컴퓨터 또는 기타 유형의 가전 제품, 문 등에 일반적으로 사용되는 지문 센서를 통합하는 것이 표준 관행이 되었고, 이는 비밀 식별번호나 기타 키워드의 사용을 피하거나 카드형 기판에서 생체 특징에 기초하여 이용자 고유의 부가 정보를 제공하여, 보안 수준을 높이기 위함이다.

지문 센서 등과 같은 생체 특징을 식별하기 위한 센서를 스마트 카드에서 구현할 때, 센서 및/또는 이와 관련된 제어 회로는 예를 들어 신호 교환 및/또는 전원 공급을 가능하게 하기 위해 스마트 카드의 나머지 부분에 전기적으로 연결되어야 하므로, 적절한 접촉 방식이 필요하다. 이를 위해 일부 기존 접근 방식에서는, 지문 센서를 적층된(laminated) 호일 층의 스택(stack)에 통합하기 위해, 스마트 카드의 프리폼에 센서를 부착하고, 예를 들어 와이어 본딩 기술을 사용하여 센서 칩과 나머지 프리폼 사이의 전기적 연결을 설정하고, 그 후 각각의 창에 의해 그 특정 부분을 노출시키면서 센서의 상부에 추가 층을 배치한다. 결과적으로, 센서 칩은 스마트 카드를 완성하기 위한 적층 공정을 포함하는 다수의 공정 단계를 견뎌야 하며, 이러한 공정에서 층 스택에 열과 압력이 가해짐으로써 본질적으로 센서 칩 및/또는 해당 전기 연결에 손상을 일으킬 위험이 있다.

또 다른 통상적인 접근 방식에서, 센서 칩은 센서 칩에 우수한 기계적 견고성을 부여하도록 패키징되고, 그 후 센서 칩을 포함하는 패키지는 임의의 적절한 제조 단계에서 호일 층의 스택에 통합되며, 여기에서 패키지와 스마트 카드의 나머지 부분 사이의 전기적 연결은 와이어 본딩으로 생성될 수 있다. 패키지의 우수한 견고성으로 인해 패키지된 센서 칩을 스마트 카드에 통합할 때 센서 칩의 손상 위험이 크게 줄어든다. 한편, 센서용 패키지를 사용하면 패키지된 센서 칩의 전체 치수 증가에 기여할 수 있으며, 이는 카드형 기판에 해당 생체 인식 센서를 통합할 때 유연성을 제한할 수 있는데, 일반적으로 카드 유형 기판의 특정 요구 사항 특히 전체 두께에 대한 요구 사항이 충족되어야 하기 때문이다.

위에서 설명된 상황의 관점에 비추어 볼 때, 본 발명의 목적은 위에서 확인된 하나 이상의 문제를 피하거나 적어도 감소시키면서, 카드형 기판에 생체 기능을 통합할 수 있게 하는 것이다.

위에서 설명한 상황에 비추어 볼 때, 본 발명은 일반적으로 생체 인식 기능이 생체 인식 센서 칩을 사용하여 지불 카드, 모든 유형의 스마트 카드, 보안 문서의 데이터 페이지 등과 같은 카드형 기판에 통합될 수 있다는 점에 기초하며, 생체 인식 센서 칩은 카드 유형 기판에 대한 직접적인 전기적 및 기계적 연결을 기반으로 카드형 기판에 효율적으로 부착할 수 있도록 "사전 조정"될 수 있다. 즉, 종래의 솔루션의 대부분은 패키지 형태의 구성을 기반으로 하기 때문에, 본 발명은 비용 절감 및 두께 감소를 제공할 수 있는 직접 칩 부착을 포함하는 솔루션에 관한 것이다. 이를 위해 일종의 “플립 칩형 본딩 기술”이 카드형 기판에 연결될 때 “사전 조정”된 센서 칩에 적용될 수 있으며, 또한 "플립 칩형 본딩 기술"은 센서 칩을 적절한 플렉서블 캐리어 재료에 부착함으로써 센서 칩을 "사전 조정"하는 데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로 생체 인식 기능은 적절한 제조 단계에서 예를 들어 "이중" 플립 칩 본딩에 의해 매우 늦은 단계에서 카드형 기판에 통합될 수 있으며, 그럼에도 불구하고 카드형 기판에 대한 직접적인 전기적 및 기계적 연결은 생체 인식 기능을 포함하는 카드형 기판에 대한 매우 견고한 전체 구성을 보장할 수 있다.

본 발명의 일 측면에서, 상술한 기술적 과제는 카드형 기판에 생체 인식 기능을 추가하는 방법에 의해 해결된다. 상기 방법은 제1 표면 및 대향하는 제2 표면을 갖도록 생체 인식 칩을 제공하는 단계를 포함하며, 여기에서 상기 제1 표면 위에 칩 접촉 요소가 형성된다. 상기 방법은 칩 접촉 요소를 칩 수용 기판의 접촉 표면에 형성된 대응하는 제1 기판 접촉 요소 세트에 접착 및/또는 납땜함으로써 생체 인식 칩을 칩 수용 기판에 연결하는 단계를 더 포함한다. 추가적으로, 상기 방법은 칩 수용 기판의 제2 기판 접촉 요소 세트를 카드형 기판의 카드 접촉 요소에 접착 및/또는 납땜함으로써 칩 수용 기판을 카드형 기판에 연결하는 단계를 포함한다.

본 발명의 이러한 양태에 따르면, 생체 인식 칩은 직접적인 기계적 및 전기적 연결에 의해 즉, 접착 및/또는 납땜 기술에 의해 적절하게 설계되고 위치된 칩 수용 기판의 제1 접촉 요소에 각각의 칩 접촉 요소와 연결된다. 그러므로, 개별 접촉 요소들 사이의 상응하는 연결을 병행하여 생성할 수 있는 효과적인 공정을 수립할 수 있다. 마찬가지로, 생체 인식 칩을 칩 수용 기판에 부착하여, 생체 인식 칩의 "사전 조정된" 상태를 제공한 후, 칩 수용 기판과 카드형 기판의 나머지 부분 사이의 연결이 또한 직접 연결을 기반으로 이루어지므로, 센서 칩을 카드형 기판의 나머지 부분에 연결할 때 공정 시간을 단축하고 공정 신뢰성을 높이는 데 기여한다.

하나의 예시적인 실시예에서, 칩 수용 기판에는 칩 수용 기판에 연결된 후에 생체 인식 칩의 제1 표면의 적어도 일부를 노출시키는 개구부가 제공된다. 일반적으로 생체 인식 칩은 적어도 하나의 "활성" 표면 부분을 포함할 수 있는데, 예를 들어 기계적으로 및/또는 광학적으로 및/또는 전기적으로 사용자와 상호 작용하여 특정 사용자에 대해 고유한 것으로 간주될 수 있는 각각의 생체 특징을 평가한다. 이 경우, 칩 수용 기판의 나머지 부분의 각 재료가 센서 표면과 사용자 간의 상호 작용을 가능하게 하기에 부적절하다고 판단되는 경우, 칩 수용 기판에 제공된 개구부는 제1 표면 즉, 각각의 활성 부분 또는 그 상호 작용 구역과의 상호 작용을 허용한다.

하나의 예시적인 실시예에서, 생체 인식 칩의 제1 표면의 적어도 일부를 덮도록 충전 재료가 개구부 내로 채워진다. 결과적으로, 제1 표면의 적어도 일부를 덮는 충전 재료를 사용함으로써, 각각의 센서 특성이 고려 중인 요구사항에 구체적으로 적응될 수 있고 및/또는 표면의 노출된 부분의 전반적인 견고성이 향상될 수 있는 반면, 각각의 표면 부분의 상호 작용 감도의 과도한 감소를 방지한다. 즉, 개구부를 제공하고 그 적어도 일부를 충전 재료로 채우는 것에 의해, 생체 인식 기능의 전체 특성을 조정할 때 높은 정도의 유연성이 달성될 수 있다. 예를 들어 생체 인식 센서 칩과의 광학적 상호 작용이 필요한 경우, 충전 재료는 예를 들어, 굴절률, 투과율, 반사율 등의 측면에서 각각의 광학 특성을 충족하도록 선택될 수 있으며, 동시에 또는 대안적으로 유전 요구 사항이 충족될 수 있다. 칩의 감도를 각각의 생체 인식 특징에 적응시키는 것에 추가로 또는 대안적으로, 환경 영향에 대한 전반적인 견고성은 충전 재료를 제공함으로써 다루어질 수 있다. 위에 명시된 측면에 추가로 또는 대안적으로 충전 재료는 예를 들어 생체 인식 칩의 제1 표면의 전체 노출 부분을 덮음으로써 우수한 기계적 견고성을 제공할 수 있다. 경우에 따라 카드형 기판의 표면 특성에 대한 특정 요구 사항을 충족하기 위해 충전재료를 적용할 수도 있다. 예를 들어, 실질적으로 균일하거나 평평한 표면이 요구될 때, 충전 재료는 전체적으로 평평한 표면이 얻어지도록 도포되고 처리될 수 있다. 다른 경우에, 예를 들어 사용자에게 센서 창의 존재를 기계적으로 나타내기 위해 카드형 기판의 전체 표면 내에 특정 단차(step)를 제공하는 것이 바람직할 수 있으며, 이에 따라 계단형 표면 구성을 얻기 위해 해당 정도의 언더필 또는 오버필의 제공될 수 있다. 채우기 재료는 또한 예를 들어 색상을 변경하는 등의 미적 효과를 가질 수 있다. 개구부가 없을 때 코팅으로 제공되는 "충전" 재료의 경우에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 마스크 층이 칩 수용 기판 상에 형성되고, 마스크 층은 측면 크기 및 위치가 실질적으로 생체 인식 칩의 측면 크기 및 위치에 대응한다. 이 경우, 생체 인식 칩의 각각의 "상호작용 구역"의 최종 표면 특성이 마스크 층과 조합된 기판 재료에 의해 정의되고 적응될 수 있도록, 생체 칩이 부착된 칩 수용 기판은 어떠한 개구부도 없이 제공될 수 있다. 예를 들어, 칩 수용 기판의 "상호작용 구역"의 광학적, 기계적, 전기적 또는 유전적 특성은 마스크 층에 의해 적절하게 조정될 수 있다. 또한, 충전 재료와 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 마스크 층은 칩 수용 기판 "아래에" 제공된 생체 인식 칩과의 적절한 상호작용을 달성하기 위해, 표면 재료에 필요한 특성을 구체적으로 다루기 위해 적용될 수 있다. 예를 들어, 마스크 층은 각각의 상호작용 구역의 적응된 광학적 및/또는 전기적 특성을 제공할 수 있다. 또한, 마스크 층은 계단형 표면 구성을 제공할 수 있으며, 이는 상호작용 구역을 터치해야 하는 경우 사용자에 대한 우수한 촉각 안내를 초래할 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 방법은 칩 수용 기판을 카드형 기판에 연결하기 전에 또는 동시에 칩 수용 기판에 전자 부품과 같은 개별 기능 부품을 연결하는 단계를 더 포함한다. 이 경우, 일반적으로 생체 인식 칩 외부에 제공되어야 하는 커패시터, 인덕터 등과 같은 추가 구성 요소는 칩 수용 기판에 연결될 수 있고, 따라서 최종적으로 카드형 기판에 안정적으로 연결된다.

이를 위해, 일부 예시적인 실시예에서, 개별 기능 부품 및 제2 기판 접촉 세트를 위한 납땜 재료 및/또는 전도성 접착 재료가 동일한 공정 순서에서 형성된다. 즉, 개별 기능 부품을 칩 수용 기판에 전기적으로 기계적으로 연결하고 제2 기판 접촉 세트를 카드형 기판에 전기적으로 기계적으로 연결하기 위한 재료를 형성하기 위해 동일한 공정이 사용된다. 즉, 개별 기능 부품을 칩 수용 기판에 연결하기 위한 납땜 재료 및/또는 전도성 접착 재료와, 칩 수용 기판을 카드형 기판에 연결하는데 사용되는 제2 기판 접촉 세트에 대한 납땜 재료 및/또는 전도성 접착 재료는, 동일한 공정 단계에서 적용되어 전체 공정 복잡성을 크게 줄인다. 유사하게, 추가적인 개별 부품, 전자 부품, 광전자 부품, 기계적 부품 등이 적어도 하나의 개별 기능 부품과 함께 칩 수용 기판 상에 배치될 수 있고, 따라서 공정 복잡성을 추가하지 않고 카드형 기판의 원하는 생체 인식 기능에 필요한 구성을 가능하게 한다.

하나의 예시적인 실시예에서, 카드형 기판을 처리하기 위한 임의의 열적 응력(stress) 및 기계적 응력 유도 공정은 칩 수용 기판을 카드형 기판에 연결하기 전에 수행된다. 이와 관련하여 "열 응력 및 기계적 응력 유도 공정"이라는 용어는 임의의 적층(lamination) 공정을 포함하는 것으로, 이러한 공정에서는 스마트 카드, 결제 카드, 보안 데이터 페이지 등의 적층 호일 구조 제조 분야에서 잘 알려진 바와 같이 열과 압력을 가하여 카드형 기판의 호일 층들이 연결된다. 결과적으로, 이러한 예시적인 실시예에 따르면, 칩 수용 기판 및 이에 따른 생체 인식 칩 및 카드형 기판에 대한 각각의 전기적 및 기계적 연결은, 적층 공정을 수행하는 데 전형적으로 수반되는 응력을 겪지 않을 것이다. 특히, 각각의 라미네이션 공정 또는 공정 시퀀스 동안 적용되는 공정 온도는 생체 인식 칩을 칩 수용 기판에 연결하고 칩 수용 기판을 카드형 기판에 연결하는 데 사용되는 임의의 납땜 재료의 용융 온도와 독립적으로 선택될 수 있다. 즉, 특히 적층 공정 동안 사용되는 공정 온도는 생체 인식 칩을 카드형 기판에 연결하는 데 사용되는 임의의 납땜 재료의 용융 온도를 초과할 수 있다.

또 다른 양태에 따르면, 전술한 기술적 목적은 복수의 재료를 스태킹(stacking)하거나 라미네이팅(laminating)함으로써 카드형 기판을 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 해결되며, 이때 카드형 기판은 복수의 접촉 요소를 포함한다. 이 방법은 복수의 접촉 요소 중 적어도 일부를 노출시키기 위해 카드형 기판에 캐비티를 형성하고, 이에 의해 카드형 기판을 마무리하는 단계를 추가로 포함한다. 추가로, 방법은 캐비티 내에 칩을 위치시키는 단계를 포함하고, 여기서 칩은 생체 기능을 갖는다. 추가적으로, 방법은 칩을 복수의 접촉 요소 중 적어도 일부에 전기적으로 연결하는 단계를 포함한다.

이 양태에 따르면 생체 인식 기능을 제공하는 칩은 매우 늦은 제조 단계에서, 즉 카드형 기판의 임의의 물질 층을 적층하는데 필요한 임의의 공정 단계를 수행한 후에 카드형 기판에 연결된다. 결과적으로, 생체 인식 칩은 적층 공정 또는 공정 시퀀스 동안 직면하는 공정 조건에 영향을 받지 않고, 임의의 적절한 기술에 기초하여 카드형 기판에 전기적으로 연결될 수 있다.

일부 예시적인 실시예에서, 복수의 접촉 요소 중 적어도 일부에 대한 칩의 전기적 연결은, 칩의 표면에 형성되는 칩 접촉 요소를 칩 수용 기판의 표면에 형성되는 제1 접촉 요소 세트에 전기적으로 기계적으로 연결하는 단계를 포함하는데, 여기에서 전기적 기계적 연결은 납땜 및/또는 접착에 의해 이루어진다.

따라서 이전 공정 단계의 영향을 받지 않는 후반 제조 단계에서 견고하고 신뢰할 수 있는 전기 및 기계적 연결을 설정할 수 있다.

이를 위해, 일부 예시적인 실시예에서, 카드형 기판의 복수의 접촉 요소 중 적어도 일부를 칩 수용 기판의 표면에 형성된 제2 접촉 요소 세트에 전기적 및 기계적으로 연결시키는 것은 납땜 및/또는 접착에 의해 이루어진다. 또한 이 경우 견고하고 안정적인 전기 및 기계 연결이 생성되며, 여기서 각각의 연결은 병렬로 생성되고, 따라서 전체 공정 시간이 단축된다.

하나의 예시적인 실시예에서, 방법은 동일한 공정에서 납땜 재료 및/또는 접착제 재료를 제2 접촉 요소 세트와 칩 수용 기판의 표면에 형성된 하나 이상의 추가 접촉 요소에 또한 적용하는 단계를 포함한다. 즉, 동일한 공정 단계가 사용되어도 제2 접촉 요소 및 임의의 추가 접촉 요소에 대한 납땜 재료 및/또는 접착제 재료를 제공하기에 충분하며, 이때 추가 접촉 요소는 칩 수용 기판 상의 적어도 하나의 개별 기능 부품의 연결을 가능하게 하도록 제공될 수 있다. 이 경우, 요구되는 납땜 재료 및/또는 접착제 재료를 적용하기 위한 단일 공정 단계를 사용하여 칩 수용 기판에 요구되는 전체 구성이 이루어질 수 있다.

일부 예시적인 실시예에서 칩을 복수의 접촉 요소 중 적어도 일부에 연결하는 단계는 다음 단계를 포함한다 : 즉, 칩 수용 기판의 제1 접촉 요소 세트에 부착되도록 캐비티 내에 칩을 배치하는 단계, 및 제2 접촉 요소 세트와 함께 복수의 접촉 요소 중 적어도 일부에 접착되도록 칩 수용 기판을 위치시키는 단계를 포함한다. 결과적으로, "이중" 플립 칩 본딩 기술을 적용하여 먼저 생체 인식 칩을 칩 수용 기판에 부착한 다음 칩 수용 기판을 카드형 기판에 연결하고, 따라서 공정 신뢰성을 높이고 전체 공정 복잡성을 줄이는 데 기여할 수 있다.

일부 예시적인 실시예에서, 열처리는 적어도 하나의 개별 기능 부품을 칩에 일반적으로 전기적으로 기계적으로 연결하기 위해 수행된다. 즉, 적어도 하나의 개별 기능 부품 및 생체 인식 칩에 대한 해당 전기 및 기계 연결을 생성하기 위해, 단일 열처리를 납땜 재료를 리플로우하거나 및/또는 접착제 재료의 점도를 낮추고 이를 경화하는 데 적용할 수 있다.

이러한 맥락에서, 적어도 하나의 기능 부품에 더하여 기계적 부품, 전기 광학 부품, 광학 부품 등과 같은 다른 부품들이 칩 수용 기판에 부착될 수 있음을 또한 주목해야 하며, 이는 바람직하게는 동일한 공정 순서 동안 달성될 수 있고, 그 동안에 적어도 하나의 기능 부품이 칩 수용 기판에 부착된다.

예시적인 실시예에서, 방법은 칩 수용 기판의 표면에 개구부를 제공하는 단계를 포함하고, 여기서 개구부는 칩 수용 기판에 연결된 후에 칩의 표면의 일부를 노출시키도록 구성된다.

마찬가지로 위에서 논의한 바와 같이, 개구부는 상호작용 구역의 기계적 특성 및/또는 표면 구성 및/또는 광학적 특성 및/또는 전기적 특성과 같은 특정 특성을 적절하게 적용할 가능성을 제공하는데, 예를 들어 위에서 설명한 것처럼 특정 요구 사항을 준수하는 적절한 충전 재료를 채우는 것으로 구현할 수 있다.

일부 예시적인 실시예에서, 방법은 납땜에 의해 칩 접촉 요소를 제1 접촉 요소 세트에 전기적으로 기계적으로 연결하기 전 또는 후에 칩 수용 기판의 표면에 언더필 재료를 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 이러한 방식으로, 임의의 적절한 "언더필 재료"가 칩 수용 기판에 제공될 수 있으며, 따라서 칩 수용 기판에 각각의 개구부가 제공되지 않더라도 칩과 칩 수용 기판 사이의 연결의 전반적인 기계적 특성을 조정할 수도 있다.

다른 양태에 따르면, 상기 언급된 기술적 목적은 카드형 기판을 포함하는 스마트 카드에 의해 해결되는데, 스마트 카드는 캐비티 및 캐비티에 제공된 복수의 카드 접촉 요소를 포함한다. 스마트 카드는 캐비티 내에 위치되고 복수의 칩 접촉 요소를 포함하는 생체 인식 칩을 추가로 포함한다. 또한, 스마트 카드는 캐비티 쪽 표면에 형성된 제1 접촉 요소 세트 및 제2 접촉 요소 세트를 포함하는 칩 수용 기판을 포함하고, 칩 수용 기판은 캐비티의 적어도 일부를 덮는다. 복수의 칩 접촉 요소는 제1 접촉 요소 세트에 기계적으로 그리고 전기적으로 직접 연결되고, 복수의 카드 접촉 요소는 제2 접촉 요소 세트에 직접 전기적으로 기계적으로 연결된다.

결과적으로 특정 유형의 "이중" 플립 칩 본딩 구성이 설정되어 스마트 카드의 전반적인 견고성과 신뢰성에 기여한다.

하나의 예시적인 실시예에서, 스마트 카드는 캐비티 내에 위치되고 칩 수용 기판의 하나 이상의 추가 접촉 요소에 전기적으로 기계적으로 연결된 하나 이상의 개별 기능 부품을 추가로 포함한다. 따라서, 기계적, 전기적 및/또는 광학적 거동과 관련하여 원하는 구성은 개별 기능 부품을 제공함으로써 달성될 수 있다.

하나의 예시적인 실시예에서, 칩 수용 기판은 생체 인식 칩의 센서 표면 부분에 정렬되는 개구부를 포함한다. 위에서 이미 논의된 바와 같이, 각각의 개구부는 생체 인식 칩의 "상호작용 구역"을 특정 사용 요구 사항에 유연하게 적용할 수 있는 가능성을 제공한다. 예를 들어, 센서 표면 부분이 사용자와의 직접 접촉에 적절하게 적응된 것으로 간주된다면, 센서 표면 부분이 사용자와 직접 상호작용할 수 있을 것이다. 다른 예시적인 실시예에서, 센서 표면 부분은 개구부 내에 형성된 적절한 필름 재료에 의해 덮이고, 따라서 기계적 견고성, 광학적 거동 및 다양한 색상과 같은 미적 외관, 전기적 거동 등과 같은 특정 특성들을 적절하게 조정할 수 있다. 또한, 특정 특성의 적응에 추가로 또는 대안적으로 재료에 적절한 구성을 제공함으로써 전체 표면 구성이 적절하게 조정될 수 있는데, 예를 들어, 센서 표면 부분의 측방향 크기 및 위치에 대한 기계적 표시를 제공하는 단차 구성을 제공함으로써 조정될 수 있다.

또 다른 예시적인 실시예에서, 스마트 카드는 칩 수용 표면의 외부 표면에 형성된 마스크 층을 포함하고, 여기에서 마스크 층은 측면 크기 및 형상이 생체 인식 칩의 센서 표면 부분에 대응한다. 결과적으로, 마스크 층은 각각의 개구부 및 각각의 충전 재료가 제공되지 않는 경우에도 임의의 원하는 특성과 관련하여 "상호작용 구역"의 적절한 적응을 허용할 수 있다.

본 발명의 추가의 예시적인 실시예 및 다른 측면은 첨부 도면을 참조하면서 이하의 명세서에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1a 및 도 1b는 예시적인 실시예에 따른 생체 인식 센서 기능을 포함하는 스마트 카드의 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 생체 인식 센서 기능을 구현한 스마트 카드의 단면도를 개략적으로 도시한다.

첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 추가의 예시적인 실시예 및 위에서 논의된 실시예를 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 다양한 구성요소들은 선행 숫자 1 또는 2를 제외하고는 도 1 및 도 2에서 동일한 참조 번호로 표시되므로, 적절한 경우, 선행 숫자 1 및 2를 제외하고 동일한 참조 번호를 갖는 구성 요소에 대한 각각의 설명은 생략될 수 있다. 결과적으로, 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명된 임의의 구성요소는, 그러한 구성 요소가 설명의 각 부분에서 명시적으로 언급되지 않은 경우에도 마찬가지이로, 도 2a 및 도 2b의 맥락에서 논의된 임의의 실시예에서도 구현될 수 있다.

도 1a는 예시적인 실시예에 따른 스마트 카드(100)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 본 명세서에서 사용된 "스마트 카드"라는 용어는 정보 저장, 정보 액세스, 정보 처리 및/또는 신호 교환 기능을 제공하기 위해 일정 전자부품이 구현된 예를 들어 지불 카드, 보안 문서의 데이터 페이지 등으로 사용되는 모든 유형의 카드를 포함하기 위해 사용된다. 이전에 논의된 바와 같이, 위에서 식별된 방식으로 이해된 바와 같이, 전형적인 스마트 카드는 생체 인식 센서 기능을 구비할 수 있으며, 따라서 일반적으로 생체 인식 센서 칩의 통합을 필요로 한다.

이를 위해, 스마트 카드(100)는 카드형 기판(101)을 포함하고, 카드형 기판은 캐비티(105)가 내부에 형성되어 있고, 캐비티는 생체 인식 칩(110)을 수용하도록 적절하게 구성된다. 도시된 실시예에서, 생체 인식 칩(110)은 제1 표면(111) 및 대향하는 제2 표면(112)을 갖고, 여기서 제1 표면(111)은 도시된 실시예에서 납땜 범프의 형태로 제공될 수 있는 칩 접촉 요소(113)를 포함한다. 즉, 접촉 요소(113)는 임의의 적절한 조성의 납땜 재료와 조합된 적절한 전도성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 접촉 요소(113)는 금, 주석/금 조성 등을 포함할 수 있고, 여기에서 전형적인 언더 범프 금속화는 TiCuCu로 구성된 층 스택을 포함할 수 있다. 접촉 요소(113)는 칩(110)의 입출력 구성에 따르도록 적절한 측방향 거리를 가질 수 있다. 접촉 요소(113)의 최소 측면 공간 또는 전형적인 최소 측면 피치는 칩(110)을 형성하기 위해 사용되는 기술 노드에 의존할 수 있다. 예를 들어, 현재 사용 가능한 기술에 따르면 일반적인 최소 피치는 약 80 μm일 수 있다. 그러나 다른 기술 노드를 사용하거나 다른 기술들을 사용 가능하게 되면, 다른 최소 측면 치수가 실현될 수 있다. 본드 패드, 즉 칩(110) 상의 입출력 구성이 예를 들어, 너무 작은 크기 및/또는 너무 작은 측면 간격으로 인해 납땜 범프에 적합하지 않은 경우, 재분배 층이 칩(110) 위에 적용될 수 있다. 각각의 재분배 층은 칩 접촉부에 개구부를 가진 PI 또는 PBO와 같은 재패시베이션층과, 언더 범프 금속화 및 PI 또는 PBO와 같은 제2 재패시베이션 층을 포함할 수 있다. 이 재분배 층은 또한 상호 연결 시스템의 신뢰성을 증가시킬 수 있다. 칩(110) 상의 입력/출력 패드가 너무 작지만 위치가 적절하다면, 다른 옵션으로 예를 들어 PI 또는 PBO와 같은 패시베이션 층 및 언더 범프 금속화를 포함하는 재패시베이션 층을 사용할 수 있다. 재패시베이션은 또한 재분배만큼 덜하지만 비용을 절감하면서 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

칩(110)은 연성(flexible) 인쇄 회로 기판과 같은 칩 수용 기판(120)에 부착되며, 칩 수용 기판은 칩(110)의 접촉 요소(113)의 형상 및 배열을 따르도록 형성되고 배열된 제1 접촉 요소 세트(121)를 포함할 수 있다. 또한, 칩 수용 기판(120)은 제2 접촉 요소 세트(122)를 포함하는데, 제2 접촉 요소 세트는 캐비티(105) 내에 형성되는 각각의 기판 접촉 요소(102)에 대응하도록 제공된다. 즉, 칩 수용 기판(120)은 제1 및 제2 접촉 요소 세트(121, 122)를 포함하며, 이것들은 카드형 기판(101)과 마주하는 칩 수용 기판(120)의 동일한 면에 형성된다. 도시된 실시예에서, 칩 수용 기판(120)은 캐비티(105)를 실질적으로 덮도록 치수가 정해지며, 캐비티는 생체 인식 칩(110)을 수용할 수 있도록 계단식 구성을 가지며, 칩은 칩 수용 기판(120)에 부착되고, 이어서 칩 수용 기판의 관련 부분이 캐비티(105)의 제1 계단 내에 제공된 접촉 요소(102)에 부착된다.

예시적인 실시예에서, 수동 전자 부품, 광학 부품, 기계 부품 등과 같은 하나 이상의 기능 부품(130)이, 기판(120)의 각각의 추가 접촉 요소(128)에 부착됨으로써 칩 수용 기판(120)에 부착될 수 있다. 다만, 기능 부품(130)의 각각의 접촉 요소는 도시되어 있지 않다. 하나의 기능 부품(130)만이 도 1a에 도시되어 있지만, 스마트 카드(100)의 전체 구성에 적절한 것으로 간주되는 바와 같이, 그러한 구성요소 중 둘 이상이 제공될 수 있고 캐비티(105) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 스마트 카드(100)에 복수의 기능 부품(130)이 구현되는 경우, 칩(110)에 대해 대칭적인 구성이 적용될 수 있다. 그러나, 캐비티(105)의 측면 크기 및 형상 즉, 스마트 카드(100)의 평면도에 따른 크기 및 형상(미도시)은 전체 설계 요구 사항에 따라 선택될 수 있다. 전형적으로, 칩(110)은 평면도에서 볼 때 직사각형 구성을 가질 수 있고, 캐비티(105)는 칩(110)의 기본 구성에 적응될 수 있지만, 여전히 하나 이상의 추가 기능 부품(130)을 수용하기 위한 공간을 남겨둘 수 있다. 따라서, 하나의 예시적인 실시예(미도시)에서, 하나 이상의 기능 부품(130)은 적어도 하나의 측방향에 따라, 바람직하게는 스마트 카드(100)의 2개의 독립적인 측방향을 따라 특정 정도의 대칭을 얻도록 배열될 수 있다.

도 1a에 도시된 실시예에서, 비전도성 접착제 등과 같은 임의의 적절한 재료의 형태로 제공될 수 있는 언더필 재료(127)는 제1 접촉 요소 세트(121)에 연결된 접촉 요소(113)를 측방향으로 캡슐화할 수 있다. 대안으로서, 흐름 없는 언더필 재료가 사용될 수 있으며, 흐름 없는 언더필 재료는 칩(110)을 배치하기 전에 적용되는 플럭스 재료 및 언더필 재료의 혼합물일 수 있다. 이 경우 플럭스 적용이 더 이상 필요하지 않다.

전형적으로 복수의 도체가 칩 수용 기판(120) 내에 제공될 수 있으며, 복수의 도체는 스마트 카드(100)의 회로 요구사항에 따라 제1 접촉 요소 세트(121) 및 추가 접촉 요소(128)를 각각의 제2 접촉 요소(122)에 전기적으로 연결한다. 일반적으로, 각각의 도체는 어느 정도의 유연성을 나타내도록 구현될 수 있으며, 이에 의해 스마트 카드(100)의 처리 및 사용 중에 발생할 수 있는 어느 정도의 휘어짐 또는 굽힘을 대응할 수 있다.

또한, 칩 수용 기판(120)에는 제1 표면(111)의 표면부(111A)를 노출시키는 개구부(125)가 형성될 수 있다. 표면부(111A)는 일반적으로 칩(110)과 상호작용하기 위한 상호작용 구역(115)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상호작용 구역(115)은 칩(110)과의 기계적 및/또는 광학적 및/또는 전기적 상호작용을 가능하게 할 수 있다. 도시된 실시예에서, 개구부(125)의 적어도 일부를 덮는 충전 재료(126)가 제공될 수 있다. 충진 재료(126)는 예를 들어 광학적 특성, 기계적 특성, 전기적 특성 등을 조정함으로써 센서(110)와의 상호작용을 가능하게 하는 관점에서 적절한 특성을 가질 수 있다. 도 1a에 도시된 실시예에서, 충전 재료(126)는 칩 수용 기판(120)의 외부 표면과 조합하여 실질적으로 평평한 표면 구성을 형성하도록 제공된다. 다른 경우에, 임의의 다른 원하는 표면 구성, 예를 들어 계단형 구성이 충전 재료(126)에 기초하여 형성될 수 있다.

스마트 카드(100)를 형성하기 위한 일반적인 공정 흐름은 다음과 같은 단계를 포함할 수 있다.

카드형 기판(101)은 잘 정립된 라미네이션 기술에 기초하여 형성될 수 있다. 즉, 적절한 조성의 복수의 호일 층을 스태킹할 수 있고, 승온 및 기계적 압력을 가함으로써 라미네이팅하여, 개별 호일 층 사이의 연결을 확립할 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 카드형 기판을 형성하는 동안 적절한 중간 단계에서 전자 모듈, 접촉 요소, RF 기능이 필요한 경우 RF(무선 주파수) 안테나 등과 같은 추가 부품은 잘 확립된 공정 기술을 기반으로 구현될 수 있다. 결과적으로, 카드형 기판(101)을 제조하는 동안, 캐비티(105)는 또한 예를 들어 내부에 형성된 적절한 치수의 개구부를 갖는 투시 호일 층을 제공함으로써 형성될 수 있다. 또한, 전자 모듈, 안테나 등과 같은 부품들이 통합되어, 각각의 부품(미도시)에 내부적으로 연결된 접촉 요소(102)를 갖는 카드형 기판(101)을 얻을 수 있다. 결과적으로, 일부 예시적인 실시예에서, 센서 칩(110)을 칩 수용 기판(120)과 함께 캐비티(105) 내로 통합하기 전에, 복수의 호일 층을 라미네이팅하기 위해 일반적으로 요구되는 임의의 고온 단계가 완료되었다.

임의의 적절한 제조 단계에서, 칩 수용 기판(120)이 제공될 수 있다. 그 후, 제2 접촉 요소 세트(122) 및 추가 접촉 요소(128)가 제공되는 경우 그 위에 납땜 페이스트를 수용하도록 처리될 수 있으며, 이는 동일한 적용 공정 동안 달성될 수 있다. 다음으로, 칩(110)의 납땜 범프(113)에 플럭스제를 적용하기 위해, 플럭스제를 도포(dispensed)하거나 해당 딥 공정이 수행될 수 있다. 그 후, 칩(110) 및 하나 이상의 기능 부품(130)은 칩 수용 기판(120) 상에 배치될 수 있다. 이를 위해, 기판(120)은 제1 및 제2 접촉 요소 세트(121, 122) 및 추가 접촉 요소(128)를 포함하는 표면이 칩(110)을 향하도록 하는 적절한 캐리어 상에 배치될 수 있다. 잘 알려진 픽 앤 플레이스 기술에 기초하여 추가 기능 부품(130) 및 칩(110)은 가능하게는 별도의 공정 단계에서 칩 수용 기판(120) 상에 적절하게 위치될 수 있다. 그 후, 열 처리가 수행되어 접촉 요소 또는 납땜 범프(113)와 접촉 요소(121, 128)의 납땜 재료를 리플로우함으로써, 납땜 재료의 응고 후에 신뢰할 수 있는 전기 및 기계적 연결을 얻을 수 있다. 다른 경우에, 하나 이상의 기능 부품(130)은 칩 수용 기판(120)에 접착될 수 있다. 후속적으로, 언더필 재료(127)가 예를 들어 적절한 도포(deposition) 기술에 의해 부착되어, 접촉 요소 또는 납땜 범프(113) 및 제1 접촉 요소 세트(121)에 의해 형성되는 연결부 주위에 언더필 재료(127)를 바람직하게 제공할 수 있다. 다음으로, 충전 재료(126)는 이 재료가 제공되어야 하는 경우, 인쇄, 스핀온 기술 등과 같은 임의의 적절한 도포 기술에 의해 도포될 수 있으며, 원하는 경우 칩 수용 기판(120)의 표면의 나머지 부분에 대해 개구부(125)의 일정 정도의 레벨링이 달성될 수 있다. 도포 공정에 따라, 충전 재료(126)의 임의의 초과 재료는 임의의 적절한 공정 기술에 의해 제거될 수 있다. 다른 실시예에서, 언더필 재료(127) 및 충진 재료는 동일한 재료로 제공될 수 있고/있거나 공통 공정 시퀀스에서 형성될 수 있다.

칩(110) 및 칩 수용 기판(120)을 포함하는 모듈을 설정한 후, 이 모듈은 카드형 기판(101)에 부착될 수 있다. 일 예에서, 칩(110) 및 기판(120)으로 구성된 모듈은 칩(110), 접촉 요소(113) 및 기판(120)의 두께의 각 치수에 의존하며, 350 내지 410 μm 범위의 두께를 가질 수 있다. 결과적으로, 예를 들어 패키징된 센서 칩을 사용하는 종래의 접근 방식과 비교하여 감소된 두께의 구성이 달성될 수 있고, 이에 의해 스마트 카드(100)의 우수한 공정 능력 및 증가된 견고성을 얻을 수 있다.

칩(110) 및 칩 수용 기판(120)을 포함하는 모듈을 캐비티(105) 내에 배치할 때, 제2 접촉 요소 세트(122)와 접촉 요소(102)를 접촉시키도록, 각각의 대응하는 접촉 요소(122, 102)를 서로 기계적으로 전기적으로 연결하기 위해 추가 열처리가 수행될 수 있다. 대응하는 열처리는 또한 접촉 요소(113, 121) 사이의 연결과 같이 이전에 확립된 연결의 특정 리플로우를 일으킬 수 있다. 이러한 추가 열처리 동안, 칩(110) 및 하나 이상의 기능 부품(130)을 기계적으로 지지할 수 있는 추가 재료 층(도시되지 않음)을 캐비티(105) 내에 제공하여, 이러한 접촉 요소의 기계적 및 전기적 분리를 쉽게 피할 수 있다. 다른 실시예에서, 더 낮은 융점을 갖는 상이한 납땜 재료가 칩 기판 대 카드 상호접속에 사용되거나, 칩 기판 대 카드 상호접속이 이방성 접착제에 의해 제조될 수 있다.

결과적으로, 납땜 재료의 응고 후에 접촉 요소(122, 102)는 서로 연결되고 따라서 칩(110)은 칩 수용 기판(120)에 의해 카드형 기판(101)의 나머지 부분에 전기적으로 연결되며, 여기서 각각의 전기적 및 기계적 연결은 "이중" 플립 칩 본딩 기술에 의해 설정된다.

도 1b는 다른 예시적인 실시예에 따른 스마트 카드(100)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 도 1b의 스마트 카드(100)는 생체 인식 칩(110) 상에 형성된 칩 접촉 요소(114)를 제외하고는 도 1a의 스마트 카드(100)와 동일한 구성을 갖는다. 본 실시예에서, 접촉 요소(114)는 도 1a를 참조하여 전술한 납땜 기반 접촉 요소(113)와 같은 납땜 재료 대신에 금 범프 또는 주석/금 범프의 형태로 제공될 수 있다.

결과적으로, 칩(110) 및 하나 이상의 추가 기능 부품(130)을 칩 수용 기판(120)에 부착할 때, 위에서 그림 1a를 참조하여 논의된 바와 같이, 각각의 납땜 페이스트는 임의의 적절한 도포 기술에 기초하여 접촉 요소(122) 및 접촉 요소(128)에 부착될 수 있다. 그 후, 하나 이상의 기능 부품(130)은 적절한 픽 앤 플레이스 기술에 의해 각각의 접촉 요소(128) 위에 위치될 수 있다. 후속적으로, 기판(120) 및 하나 이상의 기능 부품(130)을 포함하는 모듈은 납땜 재료를 리플로우하기 위해 열처리를 받을 수 있으며, 이에 의해 납땜 재료의 응고 시에 기판(120)에 대한 부품(130)의 신뢰할 수 있는 기계적 및 전기적 연결을 확립할 수 있다.

그 후, 두께 방향으로만 전도성인 임의의 적절한 이방성 전도성 접착제, 또는 비전도성 접착제가 예를 들어 적층 또는 다른 분배 기술에 의해 기판(120)에 적용될 수 있고, 이어서 각각의 도전성 또는 비전도성 접착제가 도포된 각각의 제 1 접촉 요소 세트(121)에 범프(114)를 연결하기 위해 칩(110)이 배치된다. 다음으로, 범프(114)를 접촉 요소(121)에 기계적 및 전기적으로 안정적으로 연결하기 위해 열처리가 수행될 수 있으며, 이때 접촉 요소(122, 128)에 사용되는 납땜 재료의 용융 온도보다 높은 온도가 적용되어야 하는 경우, 위에서 논의된 바와 같이, 칩(110) 및 기능 부품(130)을 기계적으로 고정하기 위한 각각의 조치가 적용될 수 있다. 그 후, 납땜 재료가 사용되는 경우, 임의의 언더필 재료 및 도 1a의 맥락에서 또한 논의된 바와 같이, 충전 재료가 임의의 적절한 기술에 기초하여 적용될 수 있다. 접착제를 사용할 때, 접착제가 언더필 역할도 할 수 있으므로, 언더필 재료가 필요하지 않을 수 있다. 또한 적절하다고 판단되는 경우, 모든 언더필 재료 및 충전 재료를 공통 공정 시퀀스로 제공할 수 있다.

결과적으로, 이 경우에도 칩(110)은 플립 칩 본딩 기술을 통해 카드형 기판(101)에 기계적으로 및 전기적으로 안정적으로 연결될 수 있으며, 이에 따라 요구되는 수용 체적을 줄이고 높은 정도의 견고성을 보장하면서 감소된 공정 복잡성을 제공할 수 있다. 또한, 기판(120) 및 칩(110)으로 구성된 각각의 모듈은 카드형 기판(101)을 형성하기 위해 필요한 어떠한 고온 공정 단계를 수행한 후에 실장될 수 있기 때문에, 따라서 생체 인식 센서를 카드형 기판의 프리폼에 장착한 후 추가적인 라미네이션 공정을 수행하는 것과 관련된 각각의 응력을 피할 수 있다.

도 2a는 추가의 예시적인 실시예에 따른 스마트 카드(200)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 스마트 카드(200)는 내부에 캐비티(205)가 형성된 카드형 기판(201)을 포함하고, 캐비티에는 생체 인식 센서 칩(210), 선택적 추가 기능 부품(230) 및 칩 수용 기판(220)으로 구성된 모듈이 장착된다. 기판(220)은 도 1a 및 1b의 스마트 카드(100)와 관련하여 설명된 것과 유사하게, 제1 접촉 요소 세트(221), 제2 접촉 요소 세트(222) 및 추가 접촉 요소(228)를 포함할 수 있다. 또한, 센서 칩(210)은 도 1a 및 1b의 스마트 카드(100)와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이 납땜 재료로 형성될 수 있거나 이를 포함할 수 있는 칩 접촉 요소(213)를 포함할 수 있다. 더욱이, 도시된 실시예에서, 기판(220)은 칩(210)의 표면 부분을 노출시키는 개구부를 내부에 형성하지 않은 연속 기판을 나타낼 수 있다. 오히려, 비전도성 재료와 같은 임의의 적절한 조성의 언더필 재료(226)가, 기판(220)과 칩(210) 사이의 버퍼 층으로서 제공될 수 있으며, 동시에 또한 접촉 요소(213)를 측방향으로 둘러쌀 수 있다.

일부 예시적인 실시예에서, 또한 도 2a에 도시된 바와 같이, 마스크 층(229)이 제공될 수 있는데, 마스크 층은 상호작용 구역(215)으로서 작용할 수 있는 칩(210) 또는 적어도 각각의 표면 부분과 기본적으로 측방향 크기 및 형상에서 대응한다. 마스크 층(229)은 제공되는 경우 임의의 적절한 재료 조성 및 두께를 가질 수 있으며, 예를 들어 납땜 재료와 같은 물질 잔류물이 이동하는 것으로부터 상호 작용 구역(215)을 보호하는 것과 관련하여, 상호 작용 구역(215)의 전기적 암 또는 기계적 및/또는 광학적 특성을 특정 요구 사항 등에 적용하는 것과 관련하여, 특정 요구 사항을 충족시킬 수 있다.

스마트 카드(200)는 다음과 같은 과정을 거쳐 형성될 수 있다.

카드형 기판(201)은 전자 모듈, 필요한 경우 RF 안테나 및 접촉 요소(202)에 연결하는 각각의 도체와 같은 임의의 필수 구성요소를 통합하기 위해, 임의의 적절한 공정 기술에 기초하여 형성될 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 카드형 기판(201)의 다양한 호일 층을 라미네이팅하는 데 필요한 임의의 공정 단계는 기판(201)에 칩(210)이 존재하지 않는 상태에서 수행될 수 있다. 그 후, 도 1a 및 도 1b의 스마트 카드(100)와 관련하여 위에서 논의된 바와 같이, 임의의 적절한 도포 기술에 기초하여 납땜 재료가 접촉 요소(222, 228)에 적용될 수 있다. 다음으로, 센서 칩(210)에 플럭스제를 도포할 수 있다. 그 후에, 하나 이상의 기능 부품(230)은 또한 위에서 논의된 바와 같이 접촉 요소(228) 상에 배치될 수 있는 한편, 칩(210)은 또한 납땜 기반 접촉 요소(213)가 접촉 요소(221)와 접촉하도록 배치될 수 있다. 그 후, 임의의 납땜 재료를 리플로우하기 위해 열처리가 수행될 수 있으며, 이에 의해 한편으로는 접촉 요소(228)와 하나 이상의 기능 부품(230)의 각각의 접촉 요소(미도시) 사이, 다른 한편으로는 접촉 요소(213)와 접촉 요소(221) 사이에 신뢰할 수 있는 기계적 및 전기적 연결을 획득한다. 다음으로, 필요하다면, 언더필 재료(226)가, 도 1a 및 도 1b와 관련하여 위에서 또한 논의된 바와 같이, 칩(210)의 가장자리에서 접촉 요소들(213)을 둘러싸기 위한 충전 재료와 가능하게 조합하여 도포(deposited)될 수 있다. 대안적으로, 흐름이 없는 언더필 재료는 칩(210)을 배치하기 전에 도포(dispensed)되어 플럭스 및 표준 언더필 재료를 대체할 수 있다.

마스크 층(229)은 예를 들어 각각의 리플로우 공정을 수행하기 전에, 예를 들어, 임의의 적절한 재료를 도포(depositing)하고 에칭 기술 등에 의해 패터닝함으로써, 임의의 적절한 제조 단계에서 형성될 수 있으며, 경우에 따라, 마스크(229)는 프린팅 등과 같이 공간적으로 선택적인 도포 기술에 기초하여 적용될 수 있다. 마스크 층(229)을 제공함으로써 상호작용 구역은 심미적 측면과 관련하여 적절하게 설계될 수 있고/있거나 표면 특성은 고려 중인 특정 사용 사례에 의해 부과된 요구사항을 준수하도록 조정될 수 있다.

이후, 칩(210)과 기판(220)으로 구성된 모듈을 카드형 기판(201)에 부착할 수 있고, 이는 캐비티(205) 내에 모듈을 배치하고 접촉 요소(222)의 납땜 재료를 리플로우함으로써 부착할 수 있는데, 이미 도 1a 및 1b의 맥락에서 위에서 논의되었다. 또한, 이 경우, 기계적 고정은 필요한 경우 캐비티(205) 내에 추가 재료(미도시)를 제공하거나, 예를 들어 칩 기판과 카드 상호 연결을 위해 용융 온도가 낮은 납땜을 사용하거나 이방성 전도성 접착제를 사용하는 것처럼 임의의 다른 적절한 기술에 의해 달성될 수 있다.

도 2b는 스마트 카드(200)의 단면도를 개략적으로 도시하는데, 접촉 요소(214)를 제외하고는 도 2a의 스마트 카드(200)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있으며, 이는 도 1b의 맥락에서 또한 위에서 논의된 바와 같이, 예를 들어 금, 니켈/금 등으로 구성된 적절한 범프 구조의 형태로 제공될 수 있다.

따라서, 도 2b의 스마트 카드(200)를 형성할 때 각각의 납땜 재료는 위에서 논의된 바와 같이 접촉 요소(222, 228)에 적용될 수 있다. 그 후, 접촉 요소(228)가 부품(230)의 각각의 접촉 영역(미도시)에 연결된 상태로, 부품(230)이 픽 앤 플레이스 단계에서 위치될 수 있고, 또한 위에서 논의된 바와 같이, 부품(230)을 접촉 요소(228)에 전기적으로 기계적으로 연결하기 위해 리플로우 공정이 수행될 수 있다. 그 후, 비전도성 또는 이방성 전도성 재료(226)는 예를 들어 적층(lamination)에 의해 제공될 수 있으며, 기판(220) 상에 칩(210)을 배치한 후 접촉 요소(214)를 접촉 요소(221)에 기계적으로 및 전기적으로 안정적으로 연결하기 위해 후속 열처리를 위해 칩(210)을 사전 조정할 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 마스크 층(229)이 제공된다면, 예를 들어, 상호작용 구역(215)의 미적 측면 및/또는 기능을 조정하기 위해 비전도성 접착제에 기초하여 기판(220)에 칩(210)을 부착하기 전과 같이, 임의의 적절한 제조 단계에서 형성될 수 있다.

그 결과, 본 발명은 칩 상에 형성된 각각의 접촉 요소 및 칩 수용 기판의 제1 접촉 요소사이의 신뢰할 수 있는 직접적인 전기적 및 기계적 연결을 기반으로 하여, 생체 인식 센서 칩이 스마트 카드의 카드형 기판에 공간 효율적인 방식으로 연결될 수 있는 스마트 카드 및 각각의 제조 기술을 제공하며, 이어서 칩 수용 기판의 제2 접촉 요소를 카드형 기판의 각각의 접촉 요소에 직접 연결함으로써 카드형 기판에 연결된다. 이러한 방식으로, 센서 칩은 감소된 전체 두께로 카드형 기판에 통합될 수 있으며, 이에 의해 생체 인식 기능을 카드형 기판에 통합하는 신뢰할 수 있고 유연한 방식을 제공할 수 있다.

Claims (25)

1. 카드형 기판에 생체 인식 기능을 추가하는 방법에 있어서,
   제1 표면 및 대향하는 제2 표면을 갖는 생체 인식 칩을 제공하는 단계로서, 상기 제1 표면은 칩 접촉 요소가 그 위에 형성되어 있는 생체 인식 칩을 제공하는 단계;
   상기 생체 인식 칩을 칩 수용 기판에 연결하는 단계로서, 상기 칩 접촉 요소를 상기 칩 수용 기판의 접촉 표면에 형성된 대응하는 제1 기판 접촉 요소 세트에 접착하거나 납땜하는 것 중 적어도 하나에 의해 상기 생체 인식 칩을 칩 수용 기판에 연결하는 단계; 및
   상기 칩 수용 기판을 상기 카드형 기판에 연결하는 단계로서, 상기 칩 수용 기판의 제2 기판 접촉 요소 세트를 상기 카드형 기판의 카드 접촉 요소에 접착하거나 납땜하는 것 중 적어도 하나에 의해 상기 칩 수용 기판을 상기 카드형 기판에 연결하는 단계;
   를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 칩 수용 기판에 개구부가 제공되어, 상기 생체 인식 칩이 상기 칩 수용 기판에 연결된 후 상기 제1 표면의 적어도 일부를 노출시키는,
   방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 방법은,
   상기 생체 인식 칩의 상기 제1 표면의 상기 적어도 일부를 덮도록 상기 개구부 내로 충전 재료를 채우는 단계;
   를 더 포함하는, 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 충전 재료는 상기 카드형 기판의 외부 표면과 같은 높이로 실질적으로 균일한 표면 영역을 형성하도록 제공되는,
   방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 칩 수용 기판을 상기 카드형 기판에 연결하면, 상기 칩 수용 기판이 상기 생체 인식 칩을 완전히 덮도록 상기 칩 수용 기판이 제공되는,
   방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 방법은,
   상기 칩 수용 기판 상에 마스크 층을 형성하는 단계로서, 상기 마스크 층은 측면 크기 및 위치가 상기 생체 인식 칩의 측면 크기 및 위치에 실질적으로 대응하는, 단계;
   를 더 포함하는, 방법.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은,
   상기 칩 수용 기판을 상기 카드형 기판에 연결하기 전에 개별 기능 부품을 상기 칩 수용 기판에 연결하는 단계;
   를 더 포함하는, 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 방법은,
   동일한 공정 순서로 상기 개별 기능 부품 및 상기 제2 기판 접촉 요소 세트를 위한 납땜 재료 및 전도성 접착 재료 중 적어도 하나를 형성하는 단계;
   를 더 포함하는, 방법.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 카드형 기판을 처리하기 위한 임의의 열적 응력 및 기계적 응력 유도 공정이 상기 칩 수용 기판을 상기 카드형 기판에 연결하기 전에 수행되는,
   방법.
10. 복수의 물질층을 스태킹하거나 라미네이팅하여 카드형 기판을 형성하는 단계로서, 상기 카드형 기판은 복수의 접촉 요소들을 포함하는, 단계;
    상기 복수의 접촉 요소들 중 적어도 일부를 노출시켜 상기 카드형 기판을 완성하도록 상기 카드형 기판에 캐비티를 형성하는 단계;
    그 후, 생체 인식 기능을 갖는 칩을 상기 캐비티 내에 위치시키는 단계; 및
    상기 칩을 상기 복수의 접촉 요소들 중 적어도 일부에 전기적으로 연결하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 칩을 상기 복수의 접촉 요소들 중 적어도 일부에 전기적으로 연결하는 단계는, 상기 칩의 표면에 형성된 칩 접촉 요소를 칩 수용 기판의 표면에 형성된 제1 접촉 요소 세트에 납땜 및 접착 중 적어도 하나에 의해 전기적으로 기계적으로 연결하는 단계;를 포함하는,
    방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 방법은,
    카드형 기판의 상기 복수의 접촉 요소들 중 적어도 일부를 납땜 및 접착 중 적어도 하나에 의해 칩 수용 기판의 상기 표면에 형성된 제2 접촉 요소 세트에 전기적으로 기계적으로 연결하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 방법은,
    납땜 재료 및 접착 재료 중 적어도 하나를 상기 제2 접촉 요소 세트 및 동일한 공정에서 칩 수용 기판의 상기 표면에 형성된 하나 이상의 추가 접촉 요소에 적용하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 방법은,
    칩 수용 기판의 상기 하나 이상의 추가 접촉 요소 상에 하나 이상의 개별 기능 부품을 배치하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
15. 제12항에 있어서,
    상기 칩을 상기 복수의 접촉 요소들 중 적어도 일부에 연결하는 단계는,
    칩 수용 기판의 상기 제1 접촉 요소 세트에 부착되도록, 상기 캐비티 내에 상기 칩을 배치하는 단계; 및
    제2 접촉 요소 세트와 함께, 상기 복수의 접촉 요소들 중 적어도 일부에 접착되도록, 상기 칩 수용 기판을 위치시키는 단계;를 포함하는,
    방법.
16. 제14항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 하나 이상의 개별 기능 부품과 상기 칩을 전기적으로 기계적으로 공통으로 연결하도록 열처리를 수행하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
17. 제14항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 칩 수용 기판을 배치하기 전에 상기 하나 이상의 개별 기능 부품을 전기적으로 기계적으로 연결하도록 열처리를 수행하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
18. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 칩 수용 기판의 상기 표면에 개구부를 제공하는 단계로서, 상기 개구부는 상기 칩 수용 기판에 연결된 후에 상기 칩의 상기 표면의 일부를 노출시키도록 구성되는, 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 칩을 상기 복수의 접촉 요소들 중 적어도 일부에 연결한 후에 상기 개구부에 충전 재료를 채우는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
20. 제11항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은,
    납땜에 의해 상기 칩 접촉 요소를 상기 제1 접촉 요소 세트에 전기적으로 기계적으로 연결하기 전 또는 후에 상기 칩 수용 기판의 상기 표면에 언더필 재료를 형성하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
21. 캐비티 및 상기 캐비티에 제공된 복수의 카드 접촉 요소들을 포함하는 카드형 기판;
    상기 캐비티 내에 위치되고 복수의 칩 접촉 요소들을 포함하는 생체 인식 칩; 및
    캐비티 측면 표면에 형성된 제1 접촉 요소 세트 및 제2 접촉 요소 세트를 포함하는 칩 수용 기판으로서, 상기 캐비티의 적어도 일부를 덮는 칩 수용 기판;
    을 포함하고,
    상기 복수의 칩 접촉 요소들은 상기 제1 접촉 요소 세트에 기계적으로 전기적으로 직접 연결되고,
    상기 복수의 카드 접촉 요소들은 상기 제2 접촉 요소 세트에 전기적으로 기계적으로 직접 연결되는,
    스마트 카드.
22. 제21항에 있어서,
    상기 캐비티 내에 위치되고 상기 칩 수용 기판의 하나 이상의 추가 접촉 요소에 전기적으로 기계적으로 연결되는 하나 이상의 개별 기능 구성요소;
    를 더 포함하는, 스마트 카드.
23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 칩 수용 기판은, 상기 생체 인식 칩의 센서 표면 부분에 정렬된 개구부;를 포함하는,
    스마트 카드.
24. 제23항에 있어서,
    상기 개구부에 형성된 충전 재료;
    를 더 포함하는, 스마트 카드.
25. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    상기 칩 수용 기판의 외부 표면에 형성된 마스크 층;
    을 더 포함하고,
    상기 마스크 층은, 측면 크기 및 형상이 상기 생체 인식 칩의 센서 표면의 일부에 대응하는,
    스마트 카드.

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