KR20220148276A - 스마트카드용 프리패키지, 스마트카드 및 그 형성방법 - Google Patents

스마트카드용 프리패키지, 스마트카드 및 그 형성방법 Download PDF

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KR20220148276A
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Abstract

스마트카드 또는 그 프리폼을 구성할 때 예를 들어, 디스플레이 장치 등과 같은 구성 요소를 프리폼의 나머지 부분과 별도로 프리패키지를 준비하고, 이어서 프리폼에 프리패키지를 삽입하여 통합함으로써 추가 기능을 구현할 수 있으며, 그 결과 우수한 공정 견고성과 생산 수율을 달성할 수 있다.

Description

스마트카드용 프리패키지, 스마트카드 및 그 형성방법
본 발명은 일반적으로 신용 카드, 지불 카드, 키 카드, 전자 라벨, 보안 문서의 데이터 페이지 등과 같은 모든 유형의 스마트카드에 관한 것으로, 카드형 기판은 정보를 제공하고/하거나 외부 자극에 응답하기 위한 전자 부품 등을 포함한다.
위에 명시된 것과 같은 유형의 스마트카드 사용은 민감한 정보를 처리하기 위한 광범위한 개념으로 발전했다. 최근 발전에서, 변조 방지 및 정보의 우수한 보안이 중요한 측면을 나타낼 뿐만 아니라, 우리의 복잡한 사회에서 직면하는 여러 측면의 요구를 충족시키기 위해 카드형 기판에 기능을 증가시키는 통합도 중요하게 고려된다. 예를 들어, 카드형 기재는 신용 카드, 지불 카드 등의 형태로 금융 거래를 관리하는 데 점점 더 많이 사용된다. 이를 위해 많은 유형의 스마트카드가 스마트카드에 특정 기능을 부여하기 위해 다소 복잡한 전자 부품들을 구현하였는데, 예를 들어, 외부 자극에 대한 반응, 민감한 정보 제공 및/또는 처리, 무선 연결 제공, 정보 발표, 쾌적한 외관 제공 등이며, 스마트카드가 사용되는 특정 컨텍스트와 관련된 전체 요구 사항에 의존한다.
기본적으로 스마트카드는 일반적으로 복수의 재료 층들로 구성되는데, 재료 층들은 각각의 전자 부품들을 통합한 재료의 실질적인 모놀리식(monolithic) 블록을 형성하기 위해 처리되며, 전자 부품들은 예를 들어, 스마트카드에 RFID(무선 주파수 식별) 기능을 부여하기 위한 하나 이상의 안테나, 정보를 저장하고 처리하기 위한 전자 모듈, 전기 연결의 해당 네트워크, 카드 내부 구성 요소를 유도 및/또는 용량적으로 상호 연결하기 위한 추가 구성 요소, 등이 있다. 따라서, 실질적으로 모놀리식 재료 블록을 형성하는 동시에 관련 기능 부품을 적절하게 둘러싸기 위해 다양한 재료 층을 연결하는 것을 목표로 여러 기술이 개발되었다. 개별 전자 부품의 형태로 스마트카드 특정 부품에 추가 기능을 통합하려는 지속적인 경향으로 인해, 광학 부품, 전원 공급 장치 등이 스마트카드에 통합되어야 하므로, 그 결과 전체 제조 공정에 상당한 추가 복잡성이 발생하였다. 예를 들어, 스마트카드의 각 프리폼(pre-form)은 카드 제조업체에 제공되는데, 프리폼은 특정 기능을 가진 맞춤형 스마트카드를 제공하기 위해 특정 구성 요소와 같은 추가 기능의 통합을 가능하게 한다. 이들 추가 부품(components) 중 다수는 실질적으로 비평면형 구성, 즉 임의의 그러한 부품의 각각의 측면 치수와 비교하여 증가된 높이 치수를 갖는 구성을 가지며, 따라서 특히 특정 사양이 충족되어야 하는 경우 이러한 구성 요소를 카드 유형 기판에 통합하는 데 상당한 노력이 필요하다. 이 기술 분야의 경쟁이 치열한 시장으로 인해 각 구성 요소는 효율적인 대량 생산 기술을 기반으로 통합되어야 하며, 동시에 이러한 스마트카드에 요구되는 긴 수명을 달성하기 위해 모든 환경적 영향 및 기계적 스트레스를 고려하여 스마트카드의 변조 방지 및 견고성과 관련하여 높은 수준의 무결성을 보장해야 한다.
기존의 접근 방식에서 디스플레이 장치와 같은 추가 전자 부품은 일반적으로 개별 카드 층을 적절하게 준비하여 스마트카드에 통합되는데, 예를 들어, 일부 층에 각각의 개구를 형성하고 각각의 부품, 즉 집적 회로 칩 및 디스플레이를 삽입하고, 적절한 공정 조건에 기초하여 각 층을 적층함으로써 통합된다. 그 후, 예를 들어 맞춤형 인쇄 영역을 통합하고 스마트카드에 원하는 외관을 부여하는 등의 최종 공정 단계가 적용될 수 있다. 이러한 최종 공정 단계는 일반적으로 전자 칩 및 디스플레이 장치에 이미 통합된 스마트카드의 프리폼을 기반으로 최종 제조업체로부터 수행된다. 따라서, 특히 디스플레이 장치와 같은 복잡한 추가 구성 요소를 포함하도록 스마트카드의 프리폼을 제조할 때 매우 복잡한 공정 시퀀스를 구현해야 하며, 여기서 특히 개별 카드 층으로의 디스플레이 디바이스의 통합과 관련된 각각의 제조 허용 오차는 최종 스마트카드의 감소된 전체 생산 수율 및/또는 감소된 신뢰성을 초래할 수 있다.
따라서 위에서 설명된 상황에 비추어 볼 때, 본 발명의 목적은 위에서 확인된 하나 이상의 문제를 제거하거나 적어도 감소시키면서 추가 부품을 스마트카드의 프리폼에 통합함에 있어 증가된 유연성을 제공하는 것이다.
위에서 확인된 기술적 문제를 고려하여, 본 발명은 스마트카드의 프리폼(pre-forms)을 형성하는 기본 공정(process)과 디스플레이 및/또는 배터리 및/또는 키보드 및/또는 센서 및/또는 광학 부품과 같은 복잡한 추가 부품(components)을 통합하는 공정을 분리함에 의하여 스마트카드의 복잡한 프리폼을 제작할 때 정확도가 높아져 투시(perspective) 최종 스마트카드가 달성될 수 있다는 개념에 일반적으로 기초한다. 이를 위해, 프리패키지(pre-package)는 스마트카드의 프리폼과 최종 스마트카드의 최종 치수 및 높이 치수를 고려할 필요 없이 통합할 구성 요소에 따라 선택되는 측면 치수들(lateral dimensions)과 높이 치수(height dimension)를 기준으로 형성되는 별도의 부품으로 형성된다. 더욱이, 적층 공정을 위한 파라미터와 같은 각각의 부품을 프리패키지에 통합하기 위한 공정 단계는 스마트카드의 프리폼의 다른 영역에 실질적으로 영향을 미치지 않고 추가 부품에 구체적으로 적응될 수 있다. 따라서, 각각의 공정과 재료는 통합될 부품의 요구사항에 맞게 특별히 조정되어 최적화될 수 있으며, 여전히 프리패키지의 재료와 스마트카드의 실제 프리폼 사이에 높은 수준의 일관성을 제공할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 "스마트카드"라는 용어는 정보를 제공하고/하거나 외부 자극에 반응하기 위한 전자 부품을 포함하정보를 제공하고/하거나 외부 자극에 반응하기 위한 전자 부품을 포함하는 모든 유형의 카드 유형 기판을 포괄하는 것으로 이해되어야 한다는 점에 유의해야 한다. 전술한 정의에 따른 스마트카드의 특정 예는 특히 신용 카드, 지불 카드, 키 카드, 전자 라벨, 전자여권과 같은 보안 문서의 데이터 페이지 등을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상술한 기술적 과제는 스마트카드용 프리패키지(pre-package)에 의해 해결된다. 프리패키지는 적어도 하나의 비평면 회로부를 포함하는 연성 인쇄 회로 기판을 포함한다. 프리패키지는 평면인 재료 층 스택(stack)의 상부 표면 및 하부 표면을 제공하기 위해 연성 인쇄 회로 기판을 수용하는 재료 층 스택을 더 포함한다.
이와 같이 해당 스마트카드의 제조 초기 단계에서 별도의 부품으로 간주되어야 하는 프리패키지의 구성에 따르면, 연성 인쇄 회로 기판은 적어도 하나의 비평면 회로부를 제공하기 위해 3차원 구성으로 적절하게 성형된다. 따라서, 디스플레이, 배터리, 광학 부품, 스위치 또는 키보드 등과 같은 각각의 복잡한 구성 요소는 적어도 하나의 비평면 회로부 내에 위치할 수 있고, 그럼에도 불구하고 연성 인쇄 회로 기판을 수용하는 재료 층 스택은 평편한 상부 및 하부 표면을 제공하며, 이에 의해, 예를 들어 프리패키지를 스마트카드의 각각의 프리폼에 통합할 때 프리패키지의 추가 처리를 용이하게 한다.
추가의 예시적인 실시예에서, 프리패키지는 상부 표면 및 하부 표면에 의해 정의되는 미리 결정된 측면 치수를 갖는다. 즉, 프리패키지의 측면 치수는 재료 층 스택을 기반으로, 즉 하부 및 상부 표면을 기반으로 정확하게 결정될 수 있다. 이에 의해 프리패키지의 측면 외부 치수를 결정할 때 높은 정밀도를 달성하고, 이는 차례로 스마트카드의 프리폼에 정밀한 통합을 가능하게 하고, 따라서 복잡한 전자 부품을 스마트카드에 통합하는 것과 관련될 수 있는 제조 허용 오차를 크게 줄일 수 있다.
추가의 예시적인 실시예에서, 프리패키지는 높이 치수, 즉 0.8밀리미터(mm) 미만의 값을 갖는 측면 치수에 직교하는 치수를 갖는다. 따라서, 프리패키지는 그러한 카드에 추가적인 높이 또는 두께를 추가하지 않고 많은 종래의 스마트카드의 치수에 맞도록 제조될 수 있다. 특히, 실시예에서, 프리패키지의 두께 또는 높이는 대략 0.6 밀리미터 및 그 미만일 수 있고, 따라서 신용 카드, 지불 카드, 키 카드 등으로 사용되는 표준 스마트카드에 프리패키지를 통합할 수 있다.
추가의 예시적인 실시예에서, 적어도 상부 표면 및/또는 하부 표면의 일부를 형성하는 재료는 스마트카드를 위해 또한 사용되는 재료이다. 따라서, 하부 및 상부 표면에 의해 제공되는 실질적으로 평면인 표면 구성과 더불어, 이들 표면 또는 표면의 일부분 중 적어도 하나의 재료 조성은 스마트카드 및 각각의 프리폼과의 재료 및/또는 공정 일관성을 보장한다. 따라서, 위에서 논의된 바와 같이, 프리패키지를 스마트카드 또는 그 프리폼에 통합할 때, 프리패키지와 스마트카드 또는 프리폼의 나머지 부분 사이에서 원하는 연속 재료 특성이 달성될 수 있다.
추가의 예시적인 실시예에서, 상부(top) 표면 및/또는 하부(bottom) 표면의 일부를 형성하는 재료는 폴리염화비닐(polyvinyl chloride; PVC) 및 폴리카보네이트 및 스마트카드와 함께 사용되는 전형적인 다른 재료 중 적어도 하나를 포함한다. 즉, 상부 표면 및/또는 하부 표면의 적어도 일부는 위에서 논의된 바와 같이 스마트카드를 제조하는데 전형적으로 사용되는 재료로 형성된다. 따라서 프리패키지를 스마트카드의 별도 구성 요소로 제공하는 경우, 예를 들어 PVC 또는 폴리카보네이트 형태의 표면 재료의 각각의 처리는 추가 부품의 요구사항에 구체적으로 적용될 수 있다. 예를 들어 적층 공정 중 압력, 온도 및 공정 지속 시간과 관련하여 적절한 공정 매개변수를 선택할 때, 각각의 스마트카드 또는 그 프리폼의 나머지 부분은 필요한 경우 다른 공정 조건을 기반으로 처리될 수 있다.
일부 예시적인 실시예에서, 연성 인쇄 회로 기판은 디스플레이 및/또는 키보드 및/또는 센서 및/또는 배터리 및/또는 광학 및/또는 전자 부품을 포함한다. 따라서, 우수한 기능으로 인해 각 스마트카드의 요구되는 정도의 복잡성이 제공될 수 있다. 스마트카드 또는 그 프리폼을 전체적으로 처리할 때 부과될 수 있는 각각의 공정 제한과 관련되지 않고, 프리패키지가 훨씬 더 작은 폼 팩터와 적절하게 선택된 공정 매개변수를 기반으로 형성될 수 있기 때문이다.
추가의 예시적인 실시예에서, 층들의 스택은 적어도 하나의 비평면 회로부의 적어도 일부를 둘러싸는 프레임 층을 포함한다. 프레임 층을 통합함으로써 비평면 회로부에 위치하는 각 부품이 기계적으로 적절하게 안정화될 수 있으며, 추가로 비평면 회로부 외부의 층에 대해 어느 정도의 레벨링이 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어 적층 공정 동안 가해지는 기계적 압력과 관련하여 적절한 공정 파라미터가 비평면 회로부 내에 위치된 하나 이상의 부품에 과도하게 영향을 미치지 않으면서 선택될 수 있다.
추가의 예시적인 실시예에서, 재료 층 스택은 평편한 상부 표면의 적어도 일부를 형성하는 상부 층을 포함하고 평편한 하부 표면의 적어도 일부를 형성하는 하부 층을 포함한다. 이 경우, 층 스택의 맨 아래 층과 맨 위 층은 추가 공정 단계를 필요로 하지 않고 평면 표면적을 제공하도록 선택되는데, 원하는 평면 표면 구성이 층 스택 자체에 의해, 즉 각각의 상부 및 하부 층에 의해 얻어질 수 있기 때문이다.
추가의 예시적인 실시예에서, 상부 층 및/또는 하부 층은 프레임 층의 개구의 적어도 일부에 정렬되는 창(window) 부분을 포함한다. 즉, 비평면 회로부의 적어도 일부 및 그에 따라 그 안에 위치된 대응하는 부품의 적어도 일부를 측방향으로 둘러싸는 프레임 층은 창에 의해 대응하는 부품에 대한 "접근(access)"을 가능하게 한다.
이러한 맥락에서 용어 "접근"은 예를 들어 가시성을 제공하고 직접 또는 간접적인 기계적 또는 전기적 접촉을 가능하게 함으로써 환경과 부품을 제공하는 모든 유형의 상호작용을 설명하는 것으로 이해되어야 한다.
추가의 예시적인 실시예에서, 프리패키지는 재료 층 스택의 중앙 부분을 측방향으로 둘러싸는 프레임 측벽 구조를 포함하고, 여기에서 프레임 측벽 구조는 프리패키지의 높이 방향에 걸쳐 미리 결정된 측면 치수를 정의하기 위해 상부 표면 및 하부 표면에 측방향으로 정렬된다. 따라서, 프레임 측벽 구조는 비평면 회로부 및 그에 따라 그 안에 위치된 임의의 부품의 효율적인 측면 제한을 초래하고, 또한 프리패키지의 전체 높이 또는 두께 전체에 걸쳐 정확한 측면 치수를 보장한다. 따라서, 프리패키지를 추가로 처리할 때, 즉 프리패키지를 스마트카드 또는 그 프리폼에 통합할 때, 프리패키지의 전체 두께에 걸쳐 정확하게 정의된 측면 치수는 전체 공정 허용 오차를 줄이고 스마트카드 또는 프리폼 내 프리패키지의 정확한 위치 지정을 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 스마트카드를 형성하기 위한 전구체(precursor) 시트 재료에 의해 상기 식별된 기술적 목적이 해결된다. 전구체 시트 재료는 위에 명시된 특성을 갖는 프리패키지 어레이를 포함한다. 또한, 전구체 시트 재료는 어레이의 프리패키지를 기계적으로 상호 연결하는 기재 재료를 포함한다. 이미 위에서 논의한 바와 같이, 기판 재료에 의해 상호 연결된 어레이 형태의 복수의 프리패키지를 제공하는 것은 예를 들어, 프리패키지를 절단하고 각각의 개별 프리패키지를 투시 스마트카드 또는 그 프리폼에 삽입함으로써 프리패키지의 매우 효율적인 전체 처리를 가능하게 한다.
예시적인 일 실시예에서, 전구체 시트 재료는 롤 재료의 형태로 제공된다. 따라서 프리패키지의 공급은 매우 공간 효율적인 방식으로 이루어지며, 따라서 높은 수준의 공정 정밀도를 유지하면서 대량 생산 기술을 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전술한 목적은 카드 층 스택 및 카드 층 스택에 내장되고 이전에 논의된 바와 같은 특징을 갖는 프리패키지를 포함하는 스마트카드에 의해 해결된다. 이러한 방식으로, 정밀하게 정의된 측면 치수 및 높이 치수를 갖는 프리패키지가 높은 정밀도로 카드 층 스택 내에 위치될 수 있고, 프리패키지의 제조 그리고 특성에 영향을 주지 않는 프리폼 특정 공정 조건을 기반으로 스마트카드 프리폼의 제조를 가능하게 한다.
스마트카드의 또 다른 예시적인 실시예에서, 카드 층 스택은 제1 재료로 형성된 인쇄된 부분을 포함하고, 여기에서 인쇄된 부분에 인접하게 위치된 프리패키지의 일부는 제1 재료와 실질적으로 동일한 열 특성을 갖는 제2 재료로 형성된다. 즉, 상술한 바와 같이 프리패키지를 기반으로 스마트카드를 형성하는 경우, 프리패키지와 스마트카드의 인접한 부분은 유사한 열적 특성을 나타낼 수 있고, 이에 의해 인쇄 영역 등을 형성할 때 인접 부분 사이의 광학적 외관 측면에서 적어도 일관성을 보장하는데, 특히 카드 재료의 열적 특성은 인접한 재료 영역의 최종적으로 얻은 특성에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 바람직한 실시예에서, 제1 및 제2 물질은 기본 화학 조성이 실질적으로 동일하다.
하나의 예시적인 실시예에서, 프리패키지는 창을 갖고 스마트카드는 프리패키지의 창과 적어도 부분적으로 정렬되는 카드 창을 포함한다. 이러한 방식으로, 비평면 회로부 및 그에 따라 그 안에 위치된 임의의 부품은 카드 창 및 프리패키지의 창에 의해 "접근될" 수 있다. 비평면 회로부의 "접근"은 부품의 적어도 일부의 가시성이 부품에 "접근하기"에 충분할 때 카드 창에 광학적으로 투명한 재료의 존재를 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 다른 경우에, 창은 비평면 회로부와 연관된 스마트카드의 내부 층에 대한 직접 접촉이 요구되는 경우 임의의 재료의 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 스마트카드용 프리패키지를 형성하는 방법에 의해 상기 식별된 기술적 목적이 해결된다. 상기 방법은 캐리어 재료에 의해 기계적으로 상호연결된 연성 인쇄 회로 기판의 어레이를 제공하는 단계를 포함하며, 각각의 연성 인쇄 회로 기판은 적어도 하나의 비평면 회로부를 포함한다. 방법은 연성 인쇄 회로 기판 어레이를 스마트카드 호환 재료의 제1 층에 부착하는 단계를 더 포함한다. 또한, 상기 방법은 비평면 회로부들 각각에 대해, 각각의 프레임 층을 제1 층에 부착함으로써 어레이에서 각각의 연성 인쇄 회로 기판의 적어도 비평면 회로부를 측방향으로 둘러싸는 단계를 포함하는데, 여기에서 각각의 프레임 층은 적어도 각각의 비평면 회로부를 수용하고 각각의 비평면 회로부의 비평면성을 적어도 부분적으로 평탄화하기 위해 개구를 갖는다. 또한, 이 방법은 스마트카드 호환 재료로 형성된 제2 층을 제1 층에 부착하여 평평한 하부 표면을 형성하는 단계를 포함한다. 마지막으로, 이 방법은 스마트카드 호환 재료로 형성된 제3 층을 프레임 층에 부착하여 평편한 상부 표면을 형성하는 단계를 포함한다. 따라서, 본 발명의 방법은 연성 인쇄 회로 기판을 재료 층 스택에 통합하기 위한 기술을 설명하며, 이 스택의 적어도 상부 층 및 하부 층은 스마트카드 호환 재료의 형태로 제공된다. 이러한 방식으로, 프리패키지는 이미 위에서 논의된 바와 같이 별도의 부품으로서 형성될 수 있지만, 여전히 관심 있는 스마트카드와 물질적 일관성을 나타낸다.
추가의 예시적인 실시예에서, 상기 방법은 연성 인쇄 회로 기판의 측면 치수 및 높이 치수에 따라 프레임 층을 미리 준비하는 단계를 포함한다. 따라서 설계 요구 사항에 따라, 프레임 층은 측면 둘러쌈을 달성하고/하거나 높이 조절 구성 요소로 작동하도록 준비되며 프리패키지의 다른 구성 요소에 영향을 주지 않고 별도의 공정 단계에서 제조된다.
추가적인 예시적인 실시예에서, 연성 인쇄 회로 기판의 어레이는 롤 재료의 형태로 제공되고 스마트카드 호환 재료로 형성된 제1, 제2 및 제3 층은 각각 롤 재료의 형태로 제공된다. 이러한 방식으로, 프리패키지를 형성할 때 여전히 높은 정밀도를 달성하면서 대량 생산 기술을 효율적으로 구현할 수 있으며, 또한 위에서 논의한 바와 같이 프리패키지를 기반으로 스마트카드를 형성할 때 증가된 신뢰성 및 우수한 공정 수율을 얻을 수 있다.
본 발명의 추가의 예시적인 실시예 및 다른 측면은 첨부 도면을 참조하면서 이하의 명세서에서 더욱 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 프리패키지의 분해 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 예시적인 실시예에 따라 대응하는 연성 인쇄 회로 기판이 생략된 프리패키지의 분해 단면도를 개략적으로 도시한다.
도 3은 예시적인 실시예에 따라 롤 재료로서 제공되는 캐리어 재료 상에 형성된 복수의 프리패키지의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 각각의 프리패키지를 수용하기 위한 복수의 스마트카드 프리폼을 포함하는 전구체 시트 재료의 평면도를 개략적으로 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 예시적인 실시예에 따른 프리패키지를 포함하는 스마트카드의 평면도 및 단면도를 개략적으로 도시한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 프리패키지(100)의 분해 단면도를 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 프리패키지(100)는 회로부로 이해되어야 하는 실질적으로 비평면인 회로부(111)를 갖는 연성 인쇄 회로 기판(110)을 포함하고, 그것의 기판 재료는 높이(111H)를 갖는 계단형 구성을 형성하기 위해 관점에 따라 상승되거나 오목해진다. 비평면 회로부(111)는 대응하는 집적 회로 칩(미도시)에 쉽게 집적될 수 없는 하나 이상의 부품을 포함할 수 있다. 그러한 하나 이상의 집적 회로 칩은 연성 인쇄 회로 기판(110) 내에 또는 그 상에 포함될 수 있거나 프리패키지(100) 내의 임의의 다른 적절한 위치에 위치될 수 있다. 예를 들어, 각각의 하나 이상의 회로 칩은 적어도 비평면 회로부(111)를 수용하도록 적절한 크기 및 형상을 가질 수 있는 재료 층(122, 123) 상에 또는 내부에 위치될 수 있다. 또한, 연성 인쇄 회로 기판(110)은 적절한 접촉 요소(113)를 포함할 수 있으며, 이는 층(123, 122) 중 하나의 각 대응물(미도시)에 연결되고, 연성 인쇄 회로 기판(110)과 층(123 및/또는 122)에 제공된 하나 이상의 회로 칩 또는 임의의 다른 실질적으로 2차원 전자 부품 사이에 기계적 및 전기적 연결을 설정할 수 있다.
비평면 회로부(111)는 디스플레이 및/또는 키보드 또는 개별 누름 버튼 및/또는 배터리와 같은 에너지 저장장치 및/또는 광학 부품 등의 임의의 적절한 부품을 포함할 수 있다. 비평면 회로부(111)의 높이(111H)는 유리하게는 부품(112)의 높이 치수가 적어도 부분적으로 보상되도록 선택된다. 또한, 부품(112)의 측면에 부품(112)을 측방향으로 둘러싸기 위해 비평면 회로부(111)에 대응하는 측면 치수를 갖는 프레임 층(124)이 위치된다. 또한, 프레임 층(124)은 부품(112)의 적어도 일부를 노출시키는 개구(124W)를 포함할 수 있다. 따라서, 프레임 층(124)은 부품(112)을 측방향으로 둘러싸고 이에 따라 안정화하는 작용을 한다. 프레임 층(124)은 또한 부품(112)과 연성 인쇄 회로 기판(110)의 평면 부분 사이의 높이 레벨의 차이를 적어도 어느 정도 평평하게 하는 역할을 할 수 있다.
또한, 프리패키지(100)는 임의의 적절한 재료로 만들어진 실질적으로 평면인 상부 표면(121S)을 갖는 상부 층(121)을 포함한다. 예를 들어, 상부 층(121)은, 가능하게는 적절한 코팅(도시되지 않음)과 조합하여, 예를 들어 PVC(폴리비닐 클로라이드), 폴리카보네이트 등의 형태로 스마트카드 호환 가능한 재료를 나타낼 수 있고, 이에 의해 프리패키지(100)와 나중 제조 단계에서 프리패키지(100)가 삽입되는 각각의 스마트카드 또는 프리폼 사이의 일관된 재료 특성에 기여한다. 유사하게, 프리패키지(100)는 하부 층(125)을 포함하는데, 스마트카드 또는 그 프리폼과 관련하여 재료 특성의 일관성을 제공하기 위해, 하부 층은 또한 각각의 코팅과 결합하여 스마트카드 호환 가능한 재료를 나타낼 수 있다. 또한, 층(125)의 하부 표면(125S)은 상기 논의된 바와 같이, 프리패키지를 스마트카드 또는 그의 프리폼에 삽입할 때 우수한 처리를 보장하기 위해 실질적으로 평평한 표면을 나타낼 수 있다. 도시된 실시예에서, 하부 층(125)은 프레임 층(124)의 개구(124W)에 정렬된 창(125W)을 포함하고, 이에 의해 부품(112)의 적어도 일부에 대한 액세스를 제공하며, 여기서 "접근"이라는 용어는 위에서 정의된 의미로 이해되어야 한다.
따라서, 프리패키지(100)는 재료 층 스택(120)을 포함하고, 스택은 위에서 논의된 바와 같이 평편한 상부 표면(121S)을 제공하는 층(121), 연성 인쇄 회로 기판(110)에 부착되는 층(122, 123), 프레임 층(124), 및 평편한 하부 표면(125S)을 제공하는 하부 층(125)을 포함한다. 더욱이, 도 1에서 하나의 측방향을 따라 치수(126)로 표시된 측면 치수는 하부 및 상부 표면(125S, 121S)에 의해 정확하게 정의되어 프리패키지(100)의 측면 크기 및 형상이 정밀하게 정의되고, 이에 의해 각각의 스마트카드 또는 그 프리폼에서 부품(112)을 구현할 때 과도한 제조 공차를 감소시킨다.
도 2는 연성 인쇄 회로 기판(110, 도 1 참조)이 생략된 프리패키지(100)의 분해 단면도를 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 상부 표면(121S)은 상부 층(121)에 도포되는 코팅의 형태로 제공될 수 있고, 이는 일부 예시적인 실시예에서 대략 100㎛의 두께의 PVC 층의 형태로 제공된다. 유사하게, 하부 층(125)은 약 100㎛의 두께를 갖는 PVC 물질로 제공되며, 하부 표면(125S)을 형성하기 위해 각각의 코팅이 뒤따른다.
층(121, 125)의 조성 및 그 두께는 단지 예시일 뿐이며, 이러한 측면은 특정 사용 사례에 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
층(122, 123)은 PVC, 폴리카보네이트 등의 형태의 스마트카드 호환 재료와 같은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있으며, 각 층(122, 123)에 대해 약 100㎛의 두께를 갖는다. 또한, 코팅(122A)이 층(122)의 자유 표면 상에 형성될 수 있고, 층(123)의 자유 표면에 임의의 적절한 조성물, 예를 들어 접착 재료 등의 형태로 자유 필름이 제공될 수 있다. 유사하게, 프레임 층(124)은 부품(112)(도 1 참조)에 연결하기 위해 접착 재료 형태의 자유 필름을 그 위에 형성할 수 있으며, 프레임 층(124)의 반대쪽 표면은 하부 층(125)에 연결되도록 적절한 코팅(124B)에 의해 덮일 수 있다.
또한, 이 경우 층(122, 123, 124)의 조성 및 그 두께는 단지 예시일 뿐이며, 이러한 측면은 특정 사용 사례에 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
또한, 프레임 구조(127)가 층(122, 123)에 측방향으로 연결되도록 제공될 수 있으며, 여기에서 프레임 구조(127)의 높이(128)는 층(122, 123)의 높이 및 두께 및 그 위에 형성된 대응하는 코팅뿐만 아니라 프레임 층(124)에 부착된 부품(112)(도 1 참조)을 포함하는 연성 인쇄 회로 기판(110)의 두께 및 높이에 대응하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 프리패키지(100)가 각각의 국제 표준을 준수해야 할 수 있는 임의의 유형의 지불 카드로서 사용되는 표준 스마트카드에 통합될 때, 높이 치수(128)는 대략 300㎛ 내지 350㎛의 범위일 수 있다. 다른 경우에, 높이(128)는 특정 사용 사례에 고려하여 적응될 수 있다.
예시적인 실시예에서 예를 들어, PVC, 폴리카보네이트 등과 같은 적절한 스마트카드 호환 재료로 형성된 프레임 구조는 상부 및 하부 표면(121S, 125S)에 의해 정의된 측면 치수가 프리패키지(100)의 전체 높이를 따라 계속되도록 하는 구성을 가질 수 있다. 따라서, 프리패키지(100)의 전체 높이 또는 두께를 따른 측면 치수는 표면(121S, 125S) 및 프레임 구조(127)의 측면 치수에 의해 정확하게 정의된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같은 프리패키지(100)는 다음과 같은 공정에 의해 형성될 수 있다.
연성 인쇄 회로 기판(110)은 미리 결정된 높이(111H) 및 미리 결정된 측방향 크기 및 형상을 갖는 비평면 회로부(111)를 얻기 위해 일반적으로 롤 재질로 제공될 수 있으며 적절하게 스탬핑될 수 있다. 하나 이상의 부품(112)은 임의의 적절한 제조 단계에서 예를 들어, 접착, 납땜 등과 같은 임의의 적절한 기술에 의해 인쇄 회로 기판(110)의 각각의 캐리어 재료를 스탬핑한 후 연성 인쇄 회로 기판(110)에 부착될 수 있다. 층(122, 123)은 프리패키지(100)의 특정 요구사항에 대한 형상 및 두께에 대응하도록 준비될 수 있으며, 롤 재료의 형태로도 제공될 수 있는 이들 층은 서로에 그리고 회로 기판(110)에 부착될 수 있다. 이는 이들 물질층 중 어느 하나가 여전히 롤 물질의 형태로 제공되는 상태에서 달성될 수 있다.
코팅(122A 및 123A)과 같은 임의의 코팅 또는 자유 필름이 재료 층(122, 123)을 회로 기판(110)에 부착하기 전에 임의의 적절한 제조 단계에서 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 각각의 필름 및 코팅(124A, 124B)을 포함하는 프레임 층(124)은 별도로 준비될 수 있고 또한 회로 기판(110)에 부착될 수 있고, 프레임 구조(127)와 상부 및 하부 층의 부착이 뒤따르며, 가능하게는 각각 적용된 코팅(121S, 125S)과 조합될 수 있다. 그 후, 다양한 재료 층을 적층하고 실질적으로 평면인 표면(121S, 125S)을 갖는 층 스택(120)(도 1 참조)을 얻기 위해 예를 들어 특정 시간 동안 열과 압력을 가함으로써 적절한 공정 조건을 설정할 수 있다. 대응하는 제조 공정 동안, 특히 부품(112)에 과도하게 영향을 미치지 않도록 공정 조건이 선택될 수 있음을 이해해야 하는데, 부품은 층 스택(120)이 PVC 재료의 형태로 제공될 때 예를 들어 120℃ 이하의 감소된 적층 온도의 적용을 요구할 수 있다. 유사하게, 대응하는 기계적 외부 압력은 부품(112)의 임의의 기계적 손상을 피하기 위해 선택될 수 있으며, 여기에서 위에서 논의된 바와 같이, 특히 프레임 층(124) 및 프레임 구조(127)는 부품(112)에 작용하는 결과적인 압력을 원하는 비임계량으로 제한하도록 작용할 수 있다.
도 3은 스마트카드 또는 그 각각의 프리폼을 형성하는데 사용될 수 있는 전구체 시트 재료(150)의 평면도를 개략적으로 도시한다. 전구체 시트 재료(150)는, 일부 예시적인 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 롤 재료(152)의 형태로 제공되며, 여기에서 도 1 및 2의 맥락에서 위에서 논의된 바와 같이, 특징 및 특성에 따라 복수의 개별 프리패키지(100A, …, 100N)가 제공된다. 따라서, 적절한 캐리어 재료(151)에 의해 기계적으로 연결된 복수의 프리패키지(100A, …, 100N)는 잘 정의된 측면 치수들(126, 127)로 형성되는데, 측면 치수들은 각각의 스마트카드 또는 그 프리폼의 측면 치수에 비해 상당히 작을 수 있다. 따라서, 감소된 측면 치수(126, 127), 즉 최종 스마트카드의 폼 팩터에 비해 프리패키지의 감소된 폼 팩터로 인해, 일반적으로 프리패키지의 증가된 정밀도가 달성될 수 있으며, 그에 의해 또한 대응하는 부품(112)(도 1 참조)의 매우 정밀한 위치설정을 가능하게 하고, 또한 프리패키지(100A,…, 100N)를 형성하기 위해 특별히 선택된 전체 공정 조건은 우수한 공정 수율 및 제품 신뢰성에 기여한다.
전구체 시트 재료(150)에 기초하여 프리패키지(100A, …, 100N)는 임의의 적절한 기술에 기초하여 캐리어 재료(151)로부터 절단됨으로써 스마트카드 또는 그의 프리폼에 사용되도록 추가로 처리될 수 있다. 따라서, 개별 프리패키지(100A, …, 100N)는 추가 처리를 위해 전구체 시트 재료(150)로부터 얻어질 수 있다.
도 4는 스마트카드를 위한 복수의 프리폼(170A, …, 170K)의 평면도를 개략적으로 도시한다. 예시된 바와 같이, 프리폼(170A,…, 170K)의 어레이는 재료 시트(160)로서 제공되며, 여기서 개별 프리폼(170A, …, 170K)은 각각의 캐리어 재료(161)에 의해 기계적으로 상호 연결된다. 프리폼(170A, …, 170K)은 복수의 물질층을 상호 연결하기 위해 적절한 공정 조건에 따라 병렬로 가공될 수 있으며, 복수의 물칠증은 RFID 장치용 안테나, 전자 모듈 등과 같은 추가 구성 요소를 통합할 수 있다. 전형적으로, 프리폼(170A,…, 170K)을 형성하기 위한 공정 조건은 도 3의 프리패키지(100A,…, 100N)를 형성하기 위한 제조 공정 중에 적용되는 공정 조건과 다르게 선택될 수 있으며, 일반적으로 부품(112)(도 1 참조) 중 적어도 하나는 위에서 논의된 바와 같이 공정 온도, 압력 등에 대해 더 민감할 수 있기 때문이다.
또한, 프리폼(170A, …, 170K)은 측면 크기 및 모양이 프리패키지 100A,…, 100N에 해당하는 각각의 부분 또는 개구부(171)를 수용할 수 있는데, 프리패키지를 적절하게 삽입하고 사전 성형품(170A,…, 170K)의 주변 재료에 부착할 수 있도록 하기 위함이다. 프리패키지의 적절한 부착을 가능하게 하기 위해 각각의 접착제 또는 충전 재료가 프리패키지(100A, …, 100N) 및/또는 개구(171)의 한정 영역에 부착될 수 있음을 이해하여야 한다. 이를 위해, 개별 프리패키지를 프리폼(170A,…, 170K)의 각각의 개구(171)에 삽입할 때 임의의 적절한 공정 조건이 적용될 수 있다. 캐리어 재료(161)에 의해 여전히 상호 연결되어 있는 프리폼(170A,…, 170K)을 완성한 후, 재료 시트(160)는 카드 제조사에 공급될 수 있고, 카드 제조사는 위에서 논의된 바와 같이, 각각의 프리패키지(100A, …, 100N)를 포함하는 프리폼(170A, …, 170K)으로부터 최종 카드를 형성할 수 있다.
도 5a는 예시적인 실시예에 따른 스마트카드(190)의 평면도를 개략적으로 도시한다. 위에서 이미 논의된 바와 같이, 스마트카드라는 용어는 측면 치수가 스마트카드의 각각의 높이 치수 또는 두께보다 상당히 큰 임의의 카드 유형 장치를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 일반적으로 국제 표준에 의해 정의되는 결제 카드 등, 전자 부품 등을 포함하는 모든 유형의 RFID 라벨들, 등은, 본 발명의 의미에서 각각의 스마트카드를 나타낼 수 있다.
스마트카드(190)는 도 1에 도시된 바와 같은 부품(112)과 같은 각각의 부품을 포함하는 프리패키지(100)를 내부에 통합하였다. 예를 들어, 도 1의 부품(112)은 카드 창(190W)에 의해 광학적으로 액세스될 수 있는 디스플레이를 나타낼 수 있다. 따라서, 디스플레이(112)에 생성된 각각의 심볼은 카드 창(190W)을 통해 보일 수 있고, 이에 의해 스마트카드(190)에 우수한 기능 및/또는 보안을 부여한다. 예를 들어, 온라인 거래를 수행할 때 우수한 보안을 달성하기 위해 신용 카드 또는 기타 지불 카드 분야에서 소위 카드 검증 값(card verification value; CVV)이 일반적으로 제공될 수 있다. 온라인 거래의 전반적인 보안을 강화하기 위해 CVV를 주기적으로 변경하고 가능한 사용자 요청에 따라 디스플레이를 통해 값을 표시하는 것이 제안되었다.
그러나 우수한 광학적 외관 및/또는 추가 기능을 달성하기 위해 추가로 또는 대안적으로 디스플레이가 임의의 다른 기호, 문자, 텍스트 및/또는 그래픽을 표시하기 위해 제공될 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 도 5a에 도시된 실시예에서 카드부(191)는 프리패키지(100)에 대응하는 부분에 인접하여 형성되고, 여기서 두 부분은 예를 들어 열전도율 등의 측면에서 매우 유사한 특성을 가지며, 따라서, 예를 들어 기호를 부분(191) 위 또는 안으로 인쇄할 때, 그리고 가능하면 프리패키지(100)와 관련된 부분에 인쇄할 때, 스마트카드의 추가 처리 동안 일관된 동작을 보장한다. 마찬가지로 앞서 논의한 바와 같이, 스마트카드(190)의 추가 처리 및 마무리 동안 프리패키지(100)와 이웃 부분(191) 사이의 일관된 거동을 달성하기 위해 프리패키지(100)는 적어도 스마트카드(190)의 나머지 카드 재료와 접촉할 수 있는 부분에서 임의의 스마트카드 호환 재료로 형성될 수 있다.
도 5b는 예시적인 실시예에 따른 스마트카드(190)의 단면도를 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 일부가 도 4의 프리폼(170A,…, 170K)의 재료 층에 대응하고 도 1 및 2의 맥락에서 논의된 카드 층 스택(195)이 이전에 논의된 특성 및 특징을 가지는 프리패키지(100) 내부에 매립될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이 프리패키지(100)의 특정 부품에 대한 액세스를 허용하기 위해 특히 창(125W)(도 1 참조)은 카드 창(190W)에 정렬되도록 제공될 수 있다.
스마트카드(190)는 스택(195)의 2개 이상의 추가 카드 층을 부착함으로써 프리폼(170A,…, 170K)으로부터 형성될 수 있고, 또한 고객의 특정 요구 사항을 준수하기 위해 인쇄된 부분, 양각된 부분, 페인트 등과 같은 추가 기능을 제공할 수 있다. 따라서, 스마트카드(190)에는 디스플레이 등과 같은 원하는 추가 부품이 제공될 수 있고, 여기에서 프리패키지(100)는 최종 제품의 높은 신뢰성을 보장하는데, 일반적으로 전체 공정 견고성은 스마트카드 또는 그 프리폼의 나머지 부분과 별도로 프리패키지(100)를 형성함으로써 향상될 수 있기 때문이다. 또한, 프리패키지(100)에 대한 구체적인 공정 조건이 선택될 수 있으며, 나머지 스마트카드(190) 또는 그 프리폼은 필요하다고 판단되는 경우 상이한 공정 조건에 기초하여 형성될 수 있다. 일반적으로, 나머지 프리폼으로부터 프리패키지(100)의 제조의 분리는 대량 생산 기술의 적용을 허용하고, 예를 들어 프리패키지를 처리하는 동안 프리패키지를 롤 재료로 제공하고 잘 정의된 전체 치수를 기반으로 분리된 프리패키지를 사전 성형품에 통합함으로써, 전체 제조 공정의 신뢰성 향상에도 기여한다.

Claims (20)

  1. 스마트카드용 프리패키지로서,
    적어도 하나의 비평면 회로부를 포함하는 연성 인쇄 회로 기판; 및
    상기 연성 인쇄 회로 기판을 수용하는 재료 층 스택으로서, 평면인 상기 재료 층 스택의 상부 표면 및 하부 표면을 제공하는 재료층 스택;
    을 포함하는, 프리패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리패키지는,
    상기 상부 표면 및 하부 표면에 의해 정의되는 미리 결정된 측면 치수를 갖는,
    프리패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 프리패키지는,
    상기 측면 치수에 직교하는 높이 치수를 갖고, 상기 높이 치수는 0.8mm 미만인,
    프리패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 표면 및 상기 하부 표면 중 적어도 하나의 부분을 형성하는 재료는,
    상기 스마트카드에 사용된 재료 중 하나인,
    프리패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부 표면 및 상기 하부 표면 중 적어도 하나의 부분을 형성하는 상기 재료는,
    PVC, 폴리카보네이트, PET-G, ABS 및 PET 중 적어도 하나;
    를 포함하는, 프리패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연성 인쇄 회로 기판은,
    디스플레이, 키보드, 센서, 배터리, 광학 부품 및 전자 부품 중 적어도 하나;
    를 포함하는, 프리패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 재료 층 스택은,
    상기 적어도 하나의 비평면 회로부의 적어도 일부를 둘러싸는 프레임 층;
    을 포함하는, 프리패키지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 재료 층 스택은,
    평편한 상기 상부 표면의 적어도 일부를 형성하는 상부 층; 및
    평편한 상기 하부 표면의 적어도 일부를 형성하는 하부 층;
    을 포함하는, 프리패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부 층 및 상기 하부 층 중 적어도 하나는,
    상기 프레임 층의 개구부의 적어도 일부에 정렬되는 창 부분;
    을 포함하는, 프리패키지.
  10. 제2항에 있어서,
    재료 층 스택의 중앙 부분을 측면으로 둘러싸고, 상기 프리패키지의 높이 방향 전체에 걸쳐 상기 미리 결정된 측면 치수를 정의하기 위해 상기 상부 표면과 상기 하부 표면에 측방향으로 정렬되는, 프레임 측벽 구조;
    를 더 포함하는, 프리패키지.
  11. 스마트카드를 형성하기 위한 전구체 시트 재료에 있어서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 프리패키지 어레이; 및
    상기 어레이의 상기 프리패키지를 기계적으로 상호 연결하는 기판 재료;
    를 포함하는, 전구체 시트 재료.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 전구체 시트 재료는,
    롤 형태로 제공되는,
    전구체 시트 재료.
  13. 카드 층 스택; 및
    상기 카드 층 스택에 내장된, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 의한 프리패키지;
    를 포함하는, 스마트카드.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 카드 층 스택은,
    제1 재료로 형성된 인쇄된 부분;을 포함하고,
    상기 인쇄된 부분에 인접하게 위치된 상기 프리패키지의 일부는,
    상기 제1 재료와 실질적으로 동일한 열 특성을 갖는 제2 재료로 형성되는,
    스마트카드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 재료 및 제2 재료는,
    기본 화학 조성이 실질적으로 동일한,
    스마트카드.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 프리패키지는, 창을 가지고,
    상기 스마트카드는,
    상기 창과 적어도 부분적으로 정렬되는 카드 창;
    을 포함하는, 스마트카드.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 카드 창은,
    상기 프리패키지의 창과 기계적 상호작용, 광학적 상호작용, 가시성 및 전자기적 상호작용 중 적어도 하나를 가능하게 하도록 구성되는,
    스마트카드.
  18. 스마트카드용 프리패키지를 형성하는 방법으로서,
    캐리어 재료에 의해 기계적으로 상호연결된 연성 인쇄 회로 기판의 어레이를 제공하는 단계로서, 상기 연성 인쇄 회로 기판 각각은 적어도 하나의 비평면 회로부를 포함하는, 연성 인쇄 회로 기판의 어레이를 제공하는 단계;
    상기 연성 인쇄 회로 기판 어레이를 스마트카드 호환 재료의 제1 층에 부착하는 단계;
    상기 비평면 회로부 각각에 대해 상기 제1 층에 각각의 프레임 층을 부착함으로써 상기 어레이에서 상기 연성 인쇄 회로 기판 각각의 적어도 상기 비평면 회로부를 측방향으로 둘러싸고, 상기 프레임 층 각각은 상기 각각의 비평면 회로부를 수용하고 상기 각각의 비평면 회로부의 비평면성을 적어도 부분적으로 평탄화하도록 개구하는 단계;
    평편한 하부 표면을 형성하기 위해 상기 스마트카드 호환 재료로 형성된 제2 층을 상기 제1 층에 부착하는 단계; 및
    평편한 상부 표면을 형성하기 위해 상기 스마트카드 호환 재료로 형성된 제3 층을 상기 프레임 층에 부착하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 방법은 :
    상기 연성 인쇄 회로 기판의 측면 및 높이 치수에 따라 상기 프레임 층을 미리 준비하는 단계;
    를 더 포함하는 방법.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    상기 연성 인쇄 회로 기판의 어레이는,
    롤 재료의 형태로 제공되고,
    상기 스마트카드 호환 재료로 형성된 상기 제1, 제2 및 제3 층은,
    롤 재료의 형태로 제공되는,
    방법.
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