KR20220160761A - 차량용 스마트키 및 그 제조방법 - Google Patents

차량용 스마트키 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 차량용 스마트키는, 하측면에 인쇄회로기판의 삽입을 위한 홈이 형성된 상부시트; 상기 상부시트의 하측에 위치되어 상기 상부시트와 접합되는 하부시트; 상기 상부시트 및 하부시트의 사이에 배치되고 상기 상부시트의 홈에 삽입되는 인쇄회로기판; 및 상기 상부시트의 홈이 형성된 하측면의 일측에 동박패턴으로 형성되어 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 NFC안테나를 포함한다.
본 발명에 따른 차량용 스마트키 제조방법은 GFRP 재질로 제조된 원단을 상부시트 및 하부시트로 재단하는 단계; 상기 상부시트의 하측면에 홈을 형성하는 단계; 상기 상부시트의 홈이 형성된 하측면에 동박패턴으로 NFC안테나를 형성하는 단계; 상기 상부시트 및 하부시트의 사이에 인쇄회로기판을 배치하되, 상기 상부시트의 하측면에 형성된 홈에 인쇄회로기판의 일부가 삽입되게 배치하는 단계; 및 상기 상부시트 및 하부시트를 상호 접착시키는 단계를 포함한다.

Description

차량용 스마트키 및 그 제조방법 {SMART KEY FOR VEHICLE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 차량용 스마트키 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬림하게 제조가능한 슬림형 스마트키 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 내부에는 사용자에 의하여 차량의 엔진을 작동시키는 키 어셈블리가 배치되고, 키 어셈블리에 작동 키를 삽입 회전하는 동작으로 엔진을 작동시킬 수 있도록 구성된다. 한편, 최근에는 작동 키를 이용하지 아니하고도 간단하게 시동 버튼을 누르는 동작으로 엔진이 작동될 수 있도록 구성되는 것도 가능하다.
그러나, 상술한 구성은 어떠한 사용자라도 시동 버튼을 누르는 동작으로 차량의 엔진을 작동 가능하므로, 인가되지 않은 사용자가 차량의 문을 강제로 개폐하고, 시동 버튼을 눌러 차량의 엔진을 작동시켜서 차량의 도난이 가능한 문제점이 있다.
이를 해결하기 위한 종래의 기술의 일례로, 차량용 스마트 키 시스템이 있다. 이를 간략히 설명하면, 사용자가 스마트 키를 휴대하고 상기 스마트 키를 휴대한 사용자가 차량에 탑재된 ECU와 무선으로 암호화 통신을 수행하여 정당한 사용자에게만 차량의 엔진을 작동 가능하게 하는 스마트 키 시스템이 사용되고 있다. 그러나, 이와 같은 스마트 키 시스템은 스마트 키를 사용자가 휴대하여야 하므로, 지갑이나 가방 등에 수납이 용이하도록 최대한 얇고 견고하게 제작되는 것이 동 기술 분야의 개발 목표로 선정되고 있다.
종래 기술에 따른 차량의 슬림형 스마트키는, 상술한 바와 같이, 가능한 수납이 용이하도록 최대한 얇게 제작하기 위하여, 기존 각종 전장 부품이 솔더링된 인쇄회로기판을 몰딩 재료를 이용하여 인서트 사출 성형 방식에 따른 본체를 형성하는 방법을 채택하고 있다.
그러나, 이와 같은 차량의 슬림형 스마트키는, 얇게 제작되어야 하는 기술적 부담을 갖고 있는 바, 하면의 그라운드(GND: ground)와 상면의 안테나 부품사이의 간격이 좁아진다.
한편, 이모빌라이져 기능은 슬림형 스마트키 안테나에서 발생되는 LF 공진 주파수와 차량의 수신 안테나가 매칭되는 최대거리 이내(이하, "이모빌라이져 가능 거리"라 칭함)에 있는 경우 정상사용자를 인증하는 기능을 말한다.
이모빌라이져 가능 거리를 벗어날 경우에는 자동으로 차량 도어의 잠금 해제 상태가 잠금 상태로 전환되고 시동 버튼을 눌러 차량의 엔진을 작동시킬 수 없고, 이모빌라이져 가능 거리 이내에 있는 경우에만 차량 도어의 잠금 상태가 잠금 해제 상태로 전환되고 시동 버튼을 눌러 차량의 엔진을 작동시킬 수 있다.
상술한 하면과 상면의 좁아진 간격으로 인하여, 슬림형 스마트키 안테나의 LF 공진 주파수에 GND에서 발생하는 자기장이 영향을 주어 기생 공진이 발생한다. 기생 공진은 슬림형 스마트키 안테나가 송신하는 LF 공진 주파수의 세기를 감소시켜 이모빌라이저 가능 거리 이내에서 이모빌라이져 기능의 사각지대를 형성하는 문제점이 있다.
한편, NFC(Near Field Communication: 근거리 자기장 통신)는 13.56 MHz 주파수를 사용하여 10 cm이내의 거리에서 낮은 전력으로 전자기기 간의 무선통신을 가능하게 하는 비접촉 근거리 무선통신 기술 규격으로, 초당 전송속도는 최대 424 kbps이며, 근접성의 특성과 암호화 기술로 보안성이 뛰어나고, 단말기끼리 인식하는데 복잡한 페어링 절차가 필요 없이 1/10초 이하로 인식할 수 있다. NFC는 RFID 기술을 사용한 스마트카드식 비접촉식 무선 통신 기술로, 스마트카드에 비하여 양방향성을 제공하고, 저장 메모리 공간이 크며, 적용 가능한 서비스의 폭이 넓은 특징이 있다. NFC는 모바일기기, 특히 스마트폰과의 융합을 통해 단말간 데이터통신을 제공할 뿐만 아니라 기존의 비접촉식 스마트카드 기술 및 무선인식기술(RFID)과의 상호호환성을 유지한다.
본 발명이 해결하려는 과제는, 슬림한 차량용 스마트키 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 스마트키는, 하측면에 홈이 형성된 상부시트; 상기 상부시트의 하측에 위치되어 상기 상부시트와 접합되는 하부시트; 상기 상부시트 및 하부시트의 사이에 배치되고 상기 상부시트의 홈에 삽입되는 인쇄회로기판; 및 상기 상부시트의 홈이 형성된 하측면의 일측에 동박패턴으로 형성되어 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 NFC안테나;을 포함하여 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 스마트키 제조방법은 원단을 상부시트 및 하부시트로 재단하는 단계; 상기 상부시트의 하측면에 홈을 형성하는 단계; 상기 상부시트의 홈이 형성된 하측면에 동박패턴으로 NFC안테나를 형성하는 단계; 상기 상부시트 및 하부시트의 사이에 인쇄회로기판을 배치하되, 상기 상부시트의 하측면에 형성된 홈에 인쇄회로기판의 일부가 삽입되게 배치하는 단계; 상기 상부시트 및 하부시트를 상호 접착시키는 단계; 를 포함하여 달성된다.
상기 상부시트 및 하부시트는 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastics) 재질로 형성될 수 있다.
상기 상부시트 또는 하부시트의 외측면에 디자인시트가 더 부착될 수 있고, 상기 디자인시트의 외측면에 보호시트가 더 부착될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 차량용 스마트키 및 그 제조방법은, 첫째로 상부시트의 하측면에 홈을 형성함으로써, 상기 홈에 인쇄회로기판의 부품들이 삽입되어 인쇄회로기판의 부품들의 높이만큼 차량용 스마트키의 두께를 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.
둘째로, 인쇄회로기판의 재질인 GFRP 재질로 제조되는 원단을 사용함으로써 원단에 동박패턴으로 NFC안테나 형성을 가능케하여, 기존에 적용된 형태의 안테나를 삭제하여 차량용 스마트키의 두께를 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.
셋째로, 차량용 스마트키의 원단의 GFRP 재질은 플렉서블하면서도 강도가 높은 플라스틱이므로 형상의 자유도를 높게 하면서도 스마트키 부품의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 스마트키의 사시도이다.
도 2는 도 1의 차량용 스마트키의 A-A´ 단면도이다.
도 3은 도 1의 차량용 스마트키를 하측에서 바라본 분해사시도이다.
도 4는 도 1의 차량용 스마트키를 상측에서 바라본 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 스마트키의 제조공정을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 스마트키를 도면들을 참고하여 설명하도록 한다. 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.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속" 될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 스마트키의 사시도이고, 도 2는 EH 1의 차량용 스마트키의 A-A´ 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하여, 본 실시예에 따른 차량용 스마트키의 상부시트(10)는 그 단면적이 하부시트(20)와 같거나 하부시트(20)보다 넓게 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 상부시트(10)의 단면적이 하부시트(20)의 단면적보다 넓게 형성되어 도 1에 따른 사시도에 상부시트(10)만이 도시되었다.
하지만, 본 발명에 따른 차량용 스마트키는 본 실시예와 달리 상부시트(10)와 하부시트(20)의 단면적을 같게 형성하여 상부시트 (10)의 하측면에 형성된 홈(15)에 하부시트(20)가 삽입되지 않고 상부시트(10)의 하측면과 하부시트(20)의 상측면이 맞닿도록 접착시킬 수도 있다.
또한, 상부시트(10) 및 하부시트(20)는 본 실시예와 달리 정사각형, 타원 등의 형태로도 제작될 수 있으며, 후술하는 인쇄회로기판(30)이 상부시트(10) 및 하부시트(20)의 사이에 삽입되어 본 발명의 효과가 유지된다면, 사용자의 편의를 위한 어떠한 형태로도 제작될 수 있다.
상부시트(10) 및 하부시트(20)의 원단은 GFRP 재질로 형성될 수 있다. GFRP 재질은 형상의 자유도가 높아 여러가지 형상이 가능하고, 내후성, 내식성, 전기절연성, 전파투과성, 내수성 등이 우수한 고강도의 PCB 재질이다. 상부시트(10) 및 하부시트(20)가 GFRP 재질로 형성될 경우 상부시트(10) 또는 하부시트(20)의 일면에 후술하는 NFC 안테나(40)의 형성이 가능해지고 높은 전파투과성과 형상의 자유도를 유지하면서도 외력에 의한 휨 등의 부품 손상을 방지할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하여, 상부시트(10)의 하측면에는 홈(15)이 형성된다. 본 실시예에서는 상부시트(10)는 하부시트(20)보다 두껍게 형성되었다. 상부시트(10) 및 하부시트(20)는 본 발명에 따른 차량용 스마트키의 기능이 발휘될 수 있는 최소의 두께로 형성됨이 바람직하다. 다만, 상부시트(10)는 하측면에 홈이(15)이 형성되므로, 홈(15)의 형성을 위한 최소한의 두께로는 형성되어야 할 것이다.
홈(15)에는 각종 솔더링 결합된 부품(31)들이 실장된 인쇄회로기판(30)의 전부 또는 일부의 삽입과 NFC안테나(40)의 형성을 위한 것이다. 본 실시예에서는 홈(15)에 인쇄회로기판(30) 전체가 삽입되는 구조이나, 인쇄회로기판(30)의 부품(31)만이 홈(15)에 삽입되는 구조로 형성되어도 무관하다. 홈(15)에 인쇄회로기판(30) 및 인쇄회로기판(30)에 실장된 부품(31)이 삽입됨으로써 실장된 부품(31)의 높이만큼 차량용 스마트키의 높이를 감소시킬 수 있다.
또한, NFC안테나(40)를 상부시트(10)의 홈(15)이 형성된 하측면의 일측에 동박패턴으로 형성하여 기존에 사용되는 FPCB 타입의 안테나를 삭제할 수 있고, 이를 통해 차량용 스마트키의 높이를 감소시킬 수 있다.
한편, 인쇄회로기판(30)은 단면 또는 양면의 인쇄회로기판(30)으로 사용될 수 있고, 양면의 인쇄회로기판(30)이 사용될 경우에는 NFC안테나(40)를 상부시트(10)의 하측면 뿐만 아니라 하부시트(20)의 상측면에 형성할 수도 있다.
본 발명에 따른 차량용 스마트키는 스마트키의 외관을 사용자의 기호에 따라선택할 수 있는 디자인시트(50)를 포함하고 있다.
디자인시트(50)는 상부시트(10)의 상측면 또는 하부시트(20)의 하측면에 부착되어 외부에서 쉽게 관찰할 수 있다. 또한, 디자인시트(50)는 사용자의 브랜드를 광고하기 위한 상표, 사물이나 자연풍경 등을 소재로 한 그림 또는 사진으로 이루어진 디자인이 포함될 수 있고, 상기 디자인시트(50)의 디자인은 인쇄 방식에 의해 플라스틱 박막에 인쇄될 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 스마트키는 디자인시트(50)의 외측면에 형성되는 보호시트(60)를 더 포함할 수 있다.
보호시트(60)는 디자인시트(50)를 마찰이나 습기로부터 보호하고 오물에 의한 오염을 방지하기 위한 것이다. 보호시트(60)는 디자인시트(50)가 외부에서 보일 수 있도록 투명한 재질의 박막 플라스틱 시트로 형성됨이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 차량용 스마트키는 상부시트(10)의 상측면에 부착되거나 하부시트(20)의 하측면에 부착되는 페라이트시트(미도시)를 더 포함할 수 있다.
페라이트시트(미도시)는 금, 은, 구리, 알루미늄 등의 도전성 분말을 함유하거나 도전성 재료로 만들어진 시트 또는 도전성 페인트를 이용하여 도포된 시트의 형태로 만들어 사용할 수 있다.
도 5를 참고하여, 본 발명에 따른 차량용 스마트키 제조방법은, 상부시트(10) 및 하부시트(20) 재단 단계(S10), 상부시트(10)의 하측면에 홈(15)을 형성하는 단계(S20), 상부시트(10)에 NFC안테나(40)를 설치하는 단계(S30), 상부시트(10)와 하부시트(20)의 사이에 인쇄회로기판(30)을 배치하는 단계(S40), 상부시트(10) 및 하부시트(20)를 접착시키는 단계(S50), 상부시트(10) 또는 하부시트(20)의 외측면에 디자인시트(50)를 부착하는 단계(S60), 디자인시트(50)의 외측면에 보호시트(60)를 부착하는 단계(S70)를 포함한다.
상부시트(10)와 하부시트(20)는 GFRP 재질로 형성될 수 있다. 상부시트(10) 및 하부시트(20) 재단 단계(S10)에는, GFRP 원단을 사용자가 필요로 하는 차량용 스마트키의 사이즈로 재단한다. 재단된 GFRP 시트는 각각 단면적이 같을 수도 있고 상이할 수도 있다. 다만, 상부시트(10)는 하부시트(20)보다 두껍게 형성되므로, 상부시트(10)와 하부시트(20)가 구분되며 정의된다.
홈(15) 형성 단계(S20)에는 프레스 기기를 이용하여 상부시트(10)를 압착시킴으로써 상부시트(10)의 하측면에 홈(15)을 형성한다. 홈(15)을 형성함에 있어, 프레스 기기를 사용하는 것 이외의 방법이 있다면 그 방법을 사용하여 홈(15)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 통상의 에칭(Etching)방법에 의해 재단된 GFRP원단의 표면을 가공하는 방법도 있을 것이다. 여기서 홈(15)은 인쇄회로기판(30)에 실장된 부품(31)이 삽입될 수 있도록 형성되고, 인쇄회로기판(30)의 하측에 하부시트(20)가 부착된 채로 인쇄회로기판(30)과 하부시트(20)가 삽입될 수 있게 형성될 수 있다.
상부시트(10)에 NFC안테나(40)를 설치하는 단계(S30)에는 GFRP 재질로 형성된 상부시트(10)의 하측면에 동박패턴으로 NFC안테나(40)를 형성한다. 이와 같이 안테나를 형성할 경우 기존의 FPCB 타입의 안테나를 삭제함으로써 스마트키의 두께를 감소시킬 수 있다.
인쇄회로기판(30) 배치 단계(S40)는 상부시트(10)의 하측면에 형성된 홈(15)에 인쇄회로기판(30)이 정확히 삽입되게 하기 위한 사전단계이다. 또한, 상부시트(10)의 홈(15)과 하부시트(20) 사이에 인쇄회로기판(30)을 배치하여 이후의 접착 단계(S50)를 준비하기 위한 단계이다. 이를 통해 홈(15)에 인쇄회로기판(30)이 정확히 삽입되게 할 수 있고, 본 발명에 따른 제품의 완성도를 높일 수 있다.
상부시트(10) 및 하부시트(20)의 접착단계(S50)에는 상부시트(10) 및 하부시트(20)를 상호 접착시키는 단계로, 상부시트(10)와 인쇄회로기판(30), 인쇄회로기판(30)과 하부시트(20)를 상호 접착시키는 단계이다. 본 실시예와 같이 상부시트(10)와 하부시트(20)로 인쇄회로기판(30)을 감쌈으로써 인쇄회로기판(30)이 외부로 드러나지 않는 경우에는 상부시트(10)와 하부시트(20)를 접착시키는 것으로 접착단계(S50)가 마무리된다.
디자인시트(50) 부착 단계에는 상부시트(10)의 외측면(상측면) 또는 하부시트(20)의 외측면(하측면)에 디자인시트(50)를 부착하는 단계이다. 디자인시트(50)는 상부시트(10)의 외측면 또는 하부시트(20)의 외측면 중 어느 하나의 면에 부착될 수도 있고 두 면에 모두 부착될 수도 있다. 본 실시예에서는 디자인시트(50)가 상부시트(10)와 하부시트(20)의 외측면 중 어느 하나의 면에만 부착된 것이 아니라 양 면에 모두 부착되었다.
보호시트(60) 부착 단계에는 디자인시트(50)의 외측면(상측면 또는 하측면)에 디자인시트(50)를 보호하기 위한 보호시트(60)를 부착하는 단계이다. 보호시트(60)는 디자인시트(50)의 디자인을 보존하기 위해 디자인시트(50)의 외측면에 부착될 수도 있으나, 상부시트(10)나 하부시트(20)를 보호하기 위하여 디자인시트(50)가 부착되지 않은 상부시트(10)나 하부시트(20)의 일면에 부착될 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 상부시트
20 : 하부시트
30 : 인쇄회로기판
40 : NFC안테나
50 : 디자인시트
60 : 보호시트

Claims (7)

  1. 하측면에 홈이 형성된 상부시트;
    상기 상부시트의 하측에 위치되어 상기 상부시트와 접합되는 하부시트;
    상기 상부시트 및 하부시트의 사이에 배치되고 상기 상부시트의 홈에 삽입되는 인쇄회로기판; 및
    상기 상부시트의 홈이 형성된 하측면의 일측에 동박패턴으로 형성되어 상기 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되는 NFC안테나를 포함하는 차량용 스마트키.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부시트 또는 하부시트의 외측면에 디자인시트가 부착되는 차량용 스마트키.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 디자인시트의 외측면에 보호시트가 부착되는 차량용 스마트키.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부시트 및 하부시트는 GFRP 재질로 형성되는 차량용 스마트키.
  5. GFRP 재질로 제조된 원단을 상부시트 및 하부시트로 재단하는 단계;
    상기 상부시트의 하측면에 홈을 형성하는 단계;
    상기 상부시트의 홈이 형성된 하측면에 동박패턴으로 NFC안테나를 형성하는 단계;
    상기 상부시트 및 하부시트의 사이에 인쇄회로기판을 배치하되, 상기 상부시트의 하측면에 형성된 홈에 인쇄회로기판의 일부가 삽입되게 배치하는 단계; 및
    상기 상부시트 및 하부시트를 상호 접착시키는 단계를 포함하는 차량용 스마트키 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 상부시트 또는 하부시트의 외측면에 디자인시트를 부착하는 단계를 더 포함하는 차량용 스마트키 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 디자인시트의 외측면에 보호시트를 부착하는 단계를 더 포함하는 차량용 스마트키 제조방법.
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