KR20230137932A - 칩 카드 모듈들을 제조하기 위한 방법 및 이러한 모듈들을지지하는 가요성 재료 밴드 - Google Patents
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Abstract
전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)가, 2개의 접속 웰(12)에, 또는 모듈(2)의 배면에 위치한 전도성 시트로부터 형성된 2개의 전도성 트랙 상에 퇴적되는 칩 카드(1)를 위한 모듈(2)의 제조 방법. 퇴적된 후에, 이 폴리머 재료(13)는 모듈(2)을 삽입하는 동안 안테나(10)의 말단들과 접촉하게 되는 과잉 두께를 배면에 형성한다. 모듈들(2)의 제조와 그들의 삽입 사이에, 모듈들은 보관을 위해 롤업될 수 있는 밴드(band) 상에 배열된다.
Description
본 발명은 칩 카드 분야에 관한 것이다. 칩 카드들은, 지불 카드들, 휴대폰용 SIM 카드들, 요금 카드들, 신분 카드들 등 여러 용도로 이용되기 때문에 대중에게 잘 알려져 있다.
예를 들어, 칩 카드들은 칩으로부터 카드 판독기 디바이스로 데이터를 전송(판독)하거나 이 디바이스로부터 카드로 데이터를 전송(기입)하기 위한 전송 수단을 포함한다. 이들 전송 수단은, "접촉식", "비접촉식" 또는 이들 2개의 수단을 결합한 이중 인터페이스를 갖출 수 있다. 본 발명은 특히 이중-인터페이스 칩 카드 분야에 관한 것이다.
이중-인터페이스 칩 카드는 일반적으로, 카드의 주요 부분을 구성하는 PVC, PVC/ABS, PET 또는 폴리카보네이트 유형의 플라스틱으로 만들어진 경성 지지부 또는 카드 본체로 구성되며, 여기서 각각이 별도로 제작된 전자 모듈과 안테나가 내장되어 있다. 따라서, 전자 모듈은, 전자 칩(집적 회로)이 장착된 대체로 가요성의 인쇄 회로와, 칩에 전기적으로 접속되고 카드 본체의 표면에서 전자 모듈과 같은 높이에 있고 카드 리더 디바이스와의 전기 접촉에 의한 접속을 위한 접촉 패드들을 포함한다. 이중 인터페이스 칩 카드들은, 데이터의 비접촉식 판독/기입을 가능하게 하는 무선 주파수 시스템과 칩 사이에서 데이터를 전송하기 위한 적어도 하나의 안테나를 추가로 포함한다.
이중 인터페이스 칩 카드들에서, 칩 카드가 겪을 수 있는 취급 작업들을 견디도록 모듈과 안테나 사이에 견고하고 신뢰할 수 있는 전기 접속을 제공하는 것은 비교적 어렵다. 이 접속은 또한 충분히 경제적인 방식으로 이루어져야 한다.
또한, 칩 카드 모듈은, 특히 각각의 모듈을 카드 본체에 통합하고 각각의 모듈을 카드 본체에 통합된 안테나에 접속함으로써, 칩 카드들의 제조를 마무리하는데 이용되기 전에 최대 수 개월까지 걸릴 수 있는 비교적 오랜 시간 동안 기판에 보관해야 할 수 있다.
전술된 요건들을 적어도 부분적으로 충족시키기 위해, 가요성 전기 회로들의 생산에 적합한 유전체 기판의 제공을 포함하는 칩 카드 모듈의 제조 방법이 제공된다. 유전체 기판은, 기판의 주면(main face)들을 형성하는 전면 및 배면에 의해 한정되는 두께를 갖는다. 또한, 이 방법은 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료의 퇴적을 포함한다. 이 퇴적은, 전면에 위치한 전도성 패드들과의 접속을 형성하기 위해 접속 웰들에서 수행되거나, 배면에 위치한 전도성 패드들 상에서 직접 수행될 수 있다. 따라서, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료는 기판의 두께 방향에서 만들어진 적어도 2개의 접속 웰에 퇴적될 수 있고, 이들 접속 웰들 각각은 제1 전도성 금속 시트에 형성된 접촉 패드에 의해 기판의 전면 레벨에서 적어도 부분적으로 폐쇄된다(따라서 모듈의 접촉면(또는 접촉측)에 대응하는 가요성 전기 회로의 전면에 퇴적됨). 대안으로서, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료는 배면(또는 본딩면)에 놓인 제2 금속 시트에 형성된 전도성 패드 상에 퇴적될 수 있다. 따라서, 선택사항으로서 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료의 퇴적은 접속 웰에서 및 배면에 위치한 전도성 패드 상에서 수행될 수 있다. 퇴적은 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료가 퇴적 후 배면 상에 과잉 두께(즉, -단면 모듈용 회로의 경우-, 후자가 제2 전도성 시트를 포함하지 않는다면 배면 자체 상에 과잉 두께, 또는 -양면 모듈용 회로의 경우-, 제2 전도성 시트에 관한 과잉 두께)를 형성하기에 적합한 방식으로 수행된다.
퇴적 후, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료는 경화된다. 이 경화 스테이지는 자발적으로 또는 하나 이상의 추가 작업의 구현에 의해 획득된다. 더 구체적으로, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료는, 그 유변학적 속성(rheological property)들로 인해 및/또는 그 열 전이들로 인해 자발적으로, 또는 그 중합 또는 그 가교결합의 전부 또는 일부를 개시하거나 및/또는 수행하는 것을 목표로 하는 하나 이상의 추가 작업의 구현에 의해(예를 들어, 자외선 조사, 열원에 대한 노출 등), 퇴적 직후에 경화된다. 제1 전도성 시트 및 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료가 제공되는 적어도 하나의 기판 부분이 또 다른 기판 부분의 위 또는 아래에 위치하는 동안 보관 작업 전에 경화가 발생한다. 이것은, 보관을 위해, 기판을 그 자체로 롤로서 롤업하거나 기판 부분들을 서로 상하로(one on top of the other) 플레이트 형태로 퇴적하는 것이 가능하기 때문이다. 선택사항으로서, 이 방법은 기판이 롤업되거나 자체적으로 적층된 후에 전도성 폴리머 재료를 가교결합하는 작업을 포함한다. 이 가교결합 작업은 전도성 폴리머 재료에 그 결정적인 유변학적 속성들을 부여하는 것을 목표로 한다.
퇴적 후 경화 동안 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료의 점탄성 속성들의 변경으로 인해, 소정의 기판 부분들을 덮으면서 함께 저장된 가요성 재료의 스트립들(적절한 예로, 유전체 기판) 상에 (완성되었지만 아직 서로 분리되지 않은) 모듈들을 보관할 수 있으며, 여기서 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료는 이들 아래 또는 위에 위치한 스트립의 부분에 또는 롤업되거나 서로 상하로 적층된 기판 부분들 사이에 놓이는 삽입된 재료에 부착되지 않는다.
예를 들어, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료가 "열경화성" 폴리머인 경우, 폴리머 재료를 적어도 부분적으로 가교결합하는 것을 목표로 하는 추가 작업이 구현될 수 있다. 이 가교결합 작업은 기판 스트립이 이미 그 자체로 롤업되거나 서로 상하로 적층된 플레이트들로 있는 동안 수행될 수 있다. 열 가교결합의 경우, 가해지는 온도는 폴리머 재료에 그 최종 속성들을 부여하기에 충분히 높지만(예컨대, 50℃ 초과), 모듈의 다른 컴포넌트들에 악영향을 미치지 않고 아직 가교결합되지 않은 폴리머의 흐름을 야기하지 않도록 충분히 낮다(예컨대, 150℃ 미만).
이렇게 온도 가교결합에 의해 또는 그 냉각 또는 또한 그 중합으로 인한 응고에 의해 경화된 전도성 입자들을 포함하는 폴리머는, 및 120 내지 170℃의 온도에서 그리고 1Hz 진동수에서 진동 응력 하에서 108 Pa 이하 및 103 Pa 이상의 저장 탄성률을 갖는 재료가 된다. 그럼에도 불구하고 이렇게 경화된 전도성 입자들을 포함하는 폴리머의 이들 속성들은, 안테나의 접속 패드들에, 및 특히 적어도, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료가 위치해 있는 영역에 적어도 하나의 압력을 가함으로써 각각의 모듈을 안테나에 접속하기에 충분한 접착의 재활성화 및/또는 점착성의 재활성화와 양립할 수 있는 상태를 유지한다.
모듈을 안테나에 접속하는 것을 목표로 하는 압력을 가하는 경우, 작동 온도의 증가는 전도성 입자들을 포함하는 폴리머의 접착 속성들의 재활성화를 용이화할 수 있다. 예를 들어, 이 작업은 핫멜트 접착제를 이용하여 카드 본체에 모듈을 부착하는 것으로 구성된 작업과 동시에 또는 그 대신에 수행된다.
또한, 전술된 방법은 유리하게는 서로 독립적으로 또는 하나 이상의 다른 속성과 조합하여 고려되는, 다음과 같은 특성들 중 하나 또는 다른 하나를 포함한다:
- 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료의 퇴적은, 20 내지 120℃의 온도, 예를 들어 20 내지 70℃의 온도에서 수행된다;
- 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료는 25℃에서 10Hz의 진동수에서 진동 전단 응력 하에서 그 퇴적 동안 1000 mPa.s 내지 100000 mPa.s의 점도를 갖는 수지이다; 예를 들어, 폴리머 재료는 1-성분 수지 또는 2-성분 수지이다; 대안으로서, 폴리머 재료는 90 내지 140℃의 용융점, 및 25℃에서 10Hz의 진동수에서 진동 전단 응력 하에서 그 퇴적 동안 1000 내지 100,000 mPa.s의 점도를 갖는 열가소성 수지이고, 상기 퇴적은 90 내지 140℃의 온도에서 수행된다; 또한 대안으로서, 폴리머 재료는 25℃에서 10Hz의 진동수에서 진동 전단 응력 하에서 그 퇴적 동안 1000 mPa.s 내지 100,000 mPa.s의 점도를 갖는 압력-민감성 폴리머이다;
- 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료는 폴리머 재료의 퇴적 후 0초 내지 600초 범위의 시간 구간에서 25℃의 온도에서 0.1Hz의 진동수에서 그리고 진동 전단 하에서 적어도 300,000 mPa.s(및 바람직하게는 500,000 mPa.s보다 큰) 값까지의 점도 증가를 특징으로 하는 요변성 속성(thixotropic property)들을 갖는다: 이러한 요변성 속성들은 자발적 경화를 가능하게 한다; 이 경우, 이 방법은 추가적인 경화 작업을 포함하지 않을 수 있다;
- 퇴적 후 600초 미만의 시간에 자외선 조사 하에서 가교결합에 의해 이 퇴적 후 폴리머 재료의 경화가 획득된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 안테나와 칩 카드 모듈을 상호접속을 위한 방법이 제공되고, 이 방법은 :
- 앞서 언급된 방법에 의해 획득된 칩 카드 모듈을 제공하는 단계,
- 적어도 2개의 접속 패드를 포함하는 안테나가 통합된 카드 본체를 제공하는 단계, 및
- 2개의 접속 패드 중 적어도 하나를, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료가 퇴적된 접속 웰을 적어도 부분적으로 폐쇄하는 접촉 패드, 또는 배면 상에 놓인 제2 전도성 시트에 형성되고 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료가 퇴적된 전도성 패드와 접속하는 단계 ―이러한 접속은 온도가 170 내지 210℃인 써모드(thermode)를 이용하여 3초 미만의 시간 동안 0.5 내지 5 bar의 압력을 인가함으로써 이루어짐―
를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 그 자체로 롤업되거나 서로 상하로 적층된 플레이트들 형태의(이 스트립의 중첩된 2개의 층 사이에는 재료가 삽입되거나 삽입되지 않음), 전술된 방법에 의해 획득되는 복수의 칩 카드 모듈을 지지하는 가요성 재료의 스트립이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 전술된 방법을 이용하여 상호접속된 모듈 및 안테나를 포함하는 이중-인터페이스 칩 카드가 제공된다.
본 발명의 다른 특성들 및 이점들은 상세한 설명 및 첨부된 도면을 읽으면 명백해질 것이다:
- 도 1은 모듈이 아직 통합되지 않은 이중 인터페이스 칩 카드의 예를 원근법으로 나타내며, 모듈은, 두번은 보이는 접촉면과 함께 한번은 보이는 접속면과 함께, 세번 표시된다;
- 도 2는 칩 카드 모듈의 릴-투-릴(reel-to-reel) 제조 방법 구현의 한 예를 도식적으로 나타낸다;
- 도 3은 도 2에 나타낸 방법의 작업들 중 하나의 구현 예를 부분적으로 및 도식적으로 단면도로 나타내며, 이 작업은 전기 전도성 입자들을 포함하는 재료로 소정의 접속 웰들을 채우는 것에 대응한다;
- 도 4는, 도 2에 나타낸 방법에 의해 획득되는 복수의 칩 카드 모듈을 지지하는 가요성 재료의 스트립을, 보관 릴 상으로 감기 전에, 부분적으로 및 도식적으로 단면도로 나타낸 것이다;
- 도 5는, 도 2에 나타낸 방법에 의해 획득되는 칩 카드 모듈을 삽입하기 위한 작업 구현의 예를 부분적으로 및 도식적으로 단면도로 나타낸 것이다; 및
- 도 6은 안테나 말단 트랙들 상에서 전기 전도성 입자들을 포함하는 재료의 그립(grip)을 도식적으로 나타낸다.
- 도 1은 모듈이 아직 통합되지 않은 이중 인터페이스 칩 카드의 예를 원근법으로 나타내며, 모듈은, 두번은 보이는 접촉면과 함께 한번은 보이는 접속면과 함께, 세번 표시된다;
- 도 2는 칩 카드 모듈의 릴-투-릴(reel-to-reel) 제조 방법 구현의 한 예를 도식적으로 나타낸다;
- 도 3은 도 2에 나타낸 방법의 작업들 중 하나의 구현 예를 부분적으로 및 도식적으로 단면도로 나타내며, 이 작업은 전기 전도성 입자들을 포함하는 재료로 소정의 접속 웰들을 채우는 것에 대응한다;
- 도 4는, 도 2에 나타낸 방법에 의해 획득되는 복수의 칩 카드 모듈을 지지하는 가요성 재료의 스트립을, 보관 릴 상으로 감기 전에, 부분적으로 및 도식적으로 단면도로 나타낸 것이다;
- 도 5는, 도 2에 나타낸 방법에 의해 획득되는 칩 카드 모듈을 삽입하기 위한 작업 구현의 예를 부분적으로 및 도식적으로 단면도로 나타낸 것이다; 및
- 도 6은 안테나 말단 트랙들 상에서 전기 전도성 입자들을 포함하는 재료의 그립(grip)을 도식적으로 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 (은행 카드 또는 다른 유형의) 칩 카드(1)의 생산에 이용될 수 있다. 이 카드(1)는, 캐버티(3)에 삽입되도록, 예를 들어 카드(1)의 본체에 밀링되도록 의도된 모듈(2)을 포함한다. 이 모듈(2)은 유전체 기판(4)을 포함하는 가요성 전기 회로로 구성된다. 기판(4)은 처음에는, 본질적으로 서로 평행하고 기판(4)의 두께만큼 이격된 제1 주면과 제2 주면을 갖는 재료 스트립의 형태로 존재한다. 기판(4)은, 한편으로는, 연속적인 릴-투-릴(reel-to-reel) 제조 방법에서의 그 이용과, 다른 한편으로는, 완성된 칩 카드들의 최대 두께를 결정하는 규범 및 표준과 호환되는, 두께, 유연성 및 가요성을 갖는다. 아래에 설명되고 도면들에 의해 예시된 본 발명에 따른 방법의 구현 예는, 기판(4)의 릴-투-릴(또는 롤-투-롤) 이용 및/또는 릴로서의 보관의 적어도 하나의 작업을 포함하는 이용에 관한 것이다. 대안으로서, 본 발명에 따른 방법은, 플레이트 형태의 기판(4)으로 구현될 수 있거나, 및/또는 기판 플레이트들로서의 보관의 적어도 하나의 작업을 포함할 수 있다. 기판(4)은 일반적으로 얇다. 유리하게는 400 μm 미만인 그 두께는, 예를 들어 대략 20 내지 200 μm, 실제로는 50 내지 150 μm이다. 예를 들어, 이 기판(4)은, 플라스틱 재료(폴리이미드, PET, PEN, PVC 등) 또는 복합 재료(에폭시 유리)로 이루어진 가요성 스트립으로 구성된다.
서로 전기적으로 절연된 전도성 패드들은, 전면(5)(또는 접촉면)이라고 불리는 기판(4)의 면들 중 하나 상에서 제1 전도성 시트(6)에 생성된다. 이들 전도성 패드들은, 카드 판독기, 및 또한 카드 판독기의 접점들과의 접속에 이용되지 않는 다른 전도성 패드들과의 접촉을 확립하도록 의도된 접점들을 포함할 수 있다. 전도성 패드들은 제1 전도성 시트(6)를 에칭함으로써 생성될 수 있다. 후자는 구리 합금 등의 전기 전도성 재료로 구성된다(대안으로, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 강철도 이 전기 전도성 재료를 구성할 수 있다) . 이 경우, 그 에칭 전에, 제1 전도성 시트(6)는 기판(4)에 본딩되거나 및/또는 라미네이트되고, 기판(4)과 제1 전도성 시트(6) 사이에는 접착제 층이 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 대안으로서, 전도성 패드들의 생산은, 제1 전도성 시트(6)의 기판(4)에 대한 그 본딩 및/또는 그 라미네이션(또한 기판(4)과 제1 전도성 시트(6) 사이에는 접착제 층이 있을 수도 있고 없을 수 있음) 이전에, 리드 프레임 기술에 의해 수행될 수 있다.
모든 경우에 있어서, 따라서 제1 전도성 시트(6)는 최종적으로 기판(4)에 의해 지지되고, 그 한 면은 기판(4)의 전면(5)에 대응하는 제1 주면을 향하는 반면(도 3 내지 도 5 참조), 다른 면은 칩 카드 판독기와의 전기적 접촉에 의한 접속을 확립하기 위한 의도이다. 제1 전도성 시트(6)는, 그 면들 중 한 면 및/또는 다른 면 상에서, 다양한 금속화 층(니켈, 금, 팔라듐 등)을 수용할 수 있다. 특히 칩(7)에 대한 양호한 접속을 보장하기 위해, 예를 들어 전도성 와이어들(8)의 납땜에 의해, 기판(4)을 향하는 제1 전도성 시트(6)의 면(일반적으로 금속화됨)의 품질이 중요하다. 전도성 패드들(6)을 갖는 기판(4)은 금속화된 가요성 전기 회로를 구성한다.
배면(9)(또는 접속면)이라고 알려진 기판(4)의 제2 주면 상에서, 기판(4)은 전자 칩(7)을 지지한다. 기판(4)에 대한 칩(7)의 기계적 고정은, 다이 부착 등의, 적어도 하나의 공지된 기술에 의해 생성되고, 전도성 패드들에 대한 그 전기적 접속은, 플립 칩, 와이어 본딩 등의, 적어도 하나의 공지된 기술에 의해 생성된다. 후술되는 실시예에서는 와이어 본딩 기술이 예로서 이용된다.
(예를 들어, 표준 ISO 14443-1에 따른 클래스 1 또는 클래스 2 크기의) 안테나(10)는 여러 권선을 포함할 수 있고, 2개의 라미네이트된 층 사이에서 카드(1)의 본체에 삽입된다. 이 안테나(10)의 말단들(11)은, 칩(7)과의 접속을 위해, 캐버티의 밀링 후 캐버티(3)에서 액세스가능하다.
접점들을 형성하도록 의도된 전도성 패드들은, 기판(4)에 만들어진 접속 웰들(12)을 통해 전도성 와이어들(8)(도 1에는 보이지 않지만 도 4 및 도 5에 나타냄)로 칩(7)에 접속된다. 이들 접속 웰들(12)은, 예를 들어, 기판(4)과의 제1 전도성 시트(6)의 라미네이션 전에 기판(4)의 기계적 천공에 의해 생성된다. 대안으로서, 이들은 레이저로 생성될 수 있다(예를 들어, 구리 라미네이트 또는 구리 클래드 라미네이트 등의, 라미네이트된 기판을 이용하는 경우). 그러면, 제1 전도성 시트(6)가 접속 웰들(12)을 적어도 부분적으로 덮는다. 따라서 기판(4)을 향하는 제1 전도성 시트(6)의 면은 이들 접속 웰들(12)의 바닥을 형성한다. 그러면 접속 웰들(12)이 막힌 구멍(blind hole)들을 형성하고 배면(9)으로부터 전면(5)으로의 액세스를 가능하게 하며, 전면(5) 상에는 제1 전도성 층(6)만 있다.
전도성 패드들의 치수들과 위치들은 특히 ISO 7816-2 표준을 충족하도록 정의된다. 예를 들어, 표준 ISO 7816-2에 따르면, 전도성 패드들은, 8개의 접점을 갖는 모듈(2)에 대해 C1에서 C8로 명명된다. 이 경우, 전도성 패드들(C1, C2, C3, C5, C6 및 C7)은 전면(6) 상의 접촉에 의해 칩(7)과의 통신을 확립하도록 계획된다. 따라서 적어도 2개의 전도성 패드가 남아 있으며, 각각의 아래에는 각자 접속 웰(12)이 있고 칩(7)에 대한 안테나(10)의 접속에 참여하는데 이용될 수 있다. 이를 위해, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)가 이들 2개의 접속 웰(12) 각각에 퇴적된다. 이들 2개의 접속 웰(12) 각각은 분배 또는 액적의 분사에 의해 이 폴리머 재료(13)로 채워진다(대안으로서, 스크린 인쇄 방법이 이용될 수 있음).
접속 웰들(12)에서의 그 퇴적 동안, 폴리머 재료(13)는 퇴적 후 0초 내지 600초 범위의 시간 동안, 0.1Hz의 진동수에서 그리고 진동 전단(oscillatory shear) 하에서 점도가 300,000 mPa.s보다 큰 값까지 증가할 수 있도록 하는 요변성 속성(thixotropic property)들을 갖는다.
예 1: 2-성분 에폭시 접착제
제1 예에 따르면, 칩(7)은, 전술된 바와 같이, 칩 고정 기술을 이용하여 기판(4)의 배면(9)에 고정된다. 칩(7)은 접속 와이어들(8)을 이용하여 일부 전도성 패드에 전기적으로 접속된다. 칩(7) 및 그 접속 와이어들(8)은, 자외선 조사 하에서 그 퇴적 후에 가교결합되는 봉지 수지(15)로 봉지된다. 이 가교결합은 특히 2개의 스테이지로 수행될 수 있다: 제1 스테이지는 그 퇴적 직후이고, 제2 스테이지는 기계적 속성들을 최적화하기 위해 의도된 후가교결합이라고 불린다.
폴리머 재료(13)는, 공급자가 권장하는 조건들 하에서 2개의 부분을 혼합함으로써 준비된 2-성분 수지이다. 분배 장비를 이용하여, 이렇게 준비되고 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)를 구성하는 혼합물은, 주변 온도에서 적어도 하나의 접속 구멍(12)에 퇴적된다. 폴리머 재료(13)는, 예를 들어, 에폭시 폴리머와 은 입자형의 전도성 입자들로 구성된 2-성분 에폭시 수지이다.
접속 웰들(12)에서의 그 퇴적 때, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 점도를 가지며, 그 값은 접속 구멍들(12)로의 분배에 의한 폴리머 재료(13)의 퇴적과 양립할 수 있다. 예를 들어, 이 점도 값은 25℃에서 10 Hz의 진동수로 수행되는 진동 전단 응력 하에서 30,000 내지 60,000 mPa.s이다.
전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)의 분배 직후에, 그 점도는 500,000 mPa.s의 값 이상으로 증가한다. 점도의 이러한 증가는, 재료(13)의 응고를, 이 방법의 이 스테이지에서 후자가 가교결합되지 않은 상태에서 허용한다. 따라서 경화된, 폴리머 재료(13) 액적의 형상은 (손가락의 압력, 라이너의 압력, 이물질과의 접촉 등의) 응력이 없는 상태에서 안정적으로 유지된다. 점도의 이러한 증가는, 분배 동안에 초기에 주어진 폴리머 재료(13)의 형상을 수정하지 않고 릴 형태로 기판을 롤업하는 것을 가능하게 한다.
따라서, 그 자체로 롤업된 가요성 기판(4)의 스트립은 12시간 동안 70℃의 온도가 된다. 초기에 봉지 수지(15)의 후가교결합을 보장하는 것을 목표로 하는 이 작업은, 분배에 의해 미리 퇴적된 전도성 폴리머 재료(13)를 동시에 가교결합하는데 유리하게 이용된다.
이러한 가교결합 작업의 결론으로, 폴리머 재료(13)는, 120 내지 170℃의 측정 온도에 대해, 1Hz에서 진동 인장 응력 하에서 3.5 x 107 Pa와 동일한 저장 탄성률(storage modulus)을 갖는다.
삽입(칩 카드(1)의 본체에 모듈(2)을 통합하는 것으로 구성된 작업) 동안, 전술된 점탄성 속성들을 유지하는 폴리머 재료(13)는 안테나(10)의 말단들(11) 각각과의 탄성 전기 접속을 확립한다. 적어도 폴리머 재료(13)로 채워진 접속 웰들(12)의 레벨에서, 모듈(2)에 압력이 가해진다. 유리하게는 1 bar에 가깝거나 이와 동일한 압력이, 온도가 170 내지 190℃인 써모드(thermode)를 이용하여 유리하게는 1초에 가깝거나 이와 동일한 시간 동안 가해진다.
예 2: 1-성분 에폭시 수지
제2 예에 따르면, 제1 예(2-성분 수지)와 관련하여 위에서 설명된 방법은 폴리머 재료(13)가 1-성분 에폭시 수지라는 점에서만 후자와 본질적으로 다르다. 예를 들어, 그것은 수지이고, 그 상품명은 다음과 같은 목록에 포함된다: Henkel CA3556HF, Henkel ICP8282.
예 3: 100℃ 내지 140℃의 용융점을 갖는 열가소성 수지. 제3 예에 따르면, 칩(7)은 전술된 바와 같이 칩 고정 기술을 이용하여 기판(4)의 배면(9)에 고정된다. 칩(7)은 접속 와이어들(8)을 이용하여 일부 전도성 패드에 전기적으로 접속된다. 칩(7) 및 그 접속 와이어들(8)은, 자외선 조사 하에서 그 퇴적 후에 가교결합되는 봉지 수지(15)로 봉지된다.
폴리머 재료(13)는 예를 들어 열가소성 폴리머와 전도성 입자들로 구성된 전도성 접착제이다. 예를 들어, 은 입자들로 충전된 열가소성 폴리에스테르 수지이다.
전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 100℃의 용융점을 갖고, 그 후 접속 웰들(12)에서의 그 퇴적은 120℃의 온도에서 수행된다.
접속 웰들(12)에서의 그 퇴적 때, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 100,000 mPa.s 미만의 점도를 갖는다.
전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)의 분배 직후 및 600초 미만의 시간 구간 내에서, 폴리머 재료(13)의 온도는 그 용융점 아래로 되돌아간다. 이것은 폴리머 재료(13)의 점도를 300,000 mPa.s보다 큰 값까지 증가시킬 수 있게 하는 재결정화를 야기한다. 이러한 점도에 의해, 접속 구멍들(12)에 퇴적된 폴리머 재료(13) 액적의 형상은 응력이 없는 상태에서 안정적으로 유지된다. 이어서, 점도의 증가는 분배 동안에 초기에 주어진 폴리머 재료(13)의 형상을 수정하지 않고 릴 형태로 기판(4)을 롤업하는 것을 가능하게 한다.
폴리머 재료(13)는, 120 내지 170℃의 온도 하에서, 1Hz에서, 108 Pa 이하 및 103 Pa 이상의 저장 탄성률을 갖는다.
삽입 동안, 폴리머 재료(13)는, 그 점탄성 속성들이 전술된 바와 같으며, 각각의 말단들(11) 각각과의 탄성 전기 접속을 확립한다. 적어도 폴리머 재료(13)로 채워진 접속 웰들(12)의 레벨에서, 모듈(2)에 압력이 가해진다. 유리하게는 1 bar에 가깝거나 이와 동일한 이 압력은, 170 내지 190℃의 온도를 갖는 써모드로 2.5초의 시간 동안 가해진다.
예 4: 압력-민감성 폴리머
제4 예에 따르면, 칩(7)은, 전술된 바와 같이, 칩 고정 기술을 이용하여 기판(4)의 배면(9)에 고정된다. 칩(7)은 접속 와이어들(8)을 이용하여 일부 전도성 패드에 전기적으로 접속된다. 칩(7) 및 그 접속 와이어들(8)은, 자외선 조사 하에서 그 퇴적 후에 가교결합되는 봉지 수지(15)로 봉지된다.
전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 주변 온도에서 적어도 하나의 접속 구멍(12)에 퇴적된다. 예를 들어, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는, UV에 의해 중합가능하고 전도성 입자들로 대전된 아크릴 모노머(acrylic monomer)들 및 올리고머(oligomer)들의 제형에 대응한다. 예를 들어, 이것은 Creative Materials의 레퍼런스 127-41로 판매되고 있는 수지이다.
전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)의 퇴적 시, 그 점도는 다음과 같은 측정 조건들 : 진동 전단 응력, 진동수 10Hz에서 그리고 온도 25℃에서, 20,000 내지 30,000 mPa.s 정도이다. 이 점도는, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)의, 접속 구멍들(12)로의 분배를 가능하게 한다.
전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)의 분배 직후, 기판(4)의 가요성 스트립은, 수초(예를 들어 2초) 내지 1분의 시간 동안, 수은 증기 램프에 의해 생성된 자외선 복사에 노출된다. 이렇게 중합된 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 압력-민감성 접착제를 형성한다. 이 중합 후, 접속 구멍들(12)에 퇴적된 폴리머 재료(13)의 액적의 형상은 안정적으로 유지된다.
선택사항으로서, 봉지 수지(15)는 이를 70℃의 온도에 12시간 동안 노출시켜 후가교결합 작업을 거친다.
중합의 결론으로, 폴리머 재료(13)는, 120 내지 170℃의 온도에서, 103 Pa.s 정도의 1 Hz에서 진동 전단 응력 하에서, 저장 탄성률을 갖는다.
삽입 동안, 폴리머 재료(13)는 안테나(10)의 말단들(11) 각각과 탄성 전기 접속을 확립한다. 적어도 폴리머 재료(13)로 채워진 접속 웰들(12)의 레벨에서, 모듈(2)에 압력이 가해진다. 유리하게는 1 bar에 가깝거나 이와 동일한 이 압력은, 온도가 170 내지 210℃인 써모드를 이용하여 유리하게는 2초에 가깝거나 이와 동일한 시간 동안 가해진다. 이 예에서, 폴리머 재료(13)의 점착성은 폴리머 재료(13)와 안테나(10)의 말단들(11) 사이에 지속적인 접착력을 생성하는데 기여한다.
모든 경우에서, 특히 전술된 예들에 대해, 폴리머 재료(13)의 액적의 퇴적은, 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)가 퇴적 후 배면(9) 상에 과도한 두께의 돔을 형성하기에 적합한 방식으로 수행된다. 접속 웰(12)에 폴리머 재료(13)의 액적을 퇴적하는 이러한 작업은, (제1 전도성 시트(6)에 전도성 패드들을 형성하기 위한) 포토리소그래피, 금속층들(예를 들어, 니켈, 금 및/또는 팔라듐)의 전착(electrodeposition) 등의 작업들 후에, 도 2에 나타낸 바와 같이, 롤-투-롤로 연속적으로 수행될 수 있다.
유리하게는, 폴리머 재료(13)는 접속 웰들(12)에서의 그 퇴적 및 선택사항적인 경화 또는 큐어링 작업 후에, 압력을 받을 때만 접착 속성들을 발현한다.
위의 예들의 도움으로 설명되고 예시된 방법에 대응하는 처리들의 결과로, 복수의 칩 카드 모듈을 지지하는 가요성 재료의 스트립(14)이 획득된다. 그 다음, 이 스트립(14)은 이 스트립(14)의 2개의 중첩된 층 또는 권선 사이에 재료가 삽입되거나 삽입되지 않고 그 자체로 롤업된다. 즉, 경화 또는 큐어링 후의 그 속성들로 인해, 폴리머 재료(13)는 스트립(14)의 롤업(rolling up) 및 릴로서의 그 보관 동안 접촉하게 되는 스트립(14)의 표면들에 부착되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 삽입된 재료를 이용하여 칩 카드 모듈들의 기계적 보호를 보장할 수 있다.
이 스트립(14)의 일부가 도 4에 도시되어 있다. 이 스트립(14) 부분은, 예를 들어, 그것이 포함하는 모듈들(2)의 삽입을 목적으로, 스트립(14)을 펼친 후에 획득되는 것에 대응한다. 표시된 부분에는, 2개의 모듈(2)이 있다. 각각의 모듈(2)은, 접속 웰들(12)을 통과하는 전도성 와이어들(8)에 의해, 제1 전도성 시트(6)의 에칭된 접점들에 접속된 칩(7)을 포함한다. 각각의 칩(7) 및 또한 이에 접속된 전도성 와이어들은, 봉지 수지(15)(글롭 탑)에 의해 보호된다. 봉지 수지(15) 외부는, 따라서 봉지 수지(15)로 덮이지 않고, 각각의 모듈(2)에 대해 적어도 2개의 접속 웰(12)이 남아 있다. 이들 2개의 접속 웰(12) 각각은 경화된 큐어링된 폴리머 재료(13)로 채워진다. 폴리머 재료(13)는, 배면(9)에서 과잉 두께로서 돌출된다. 예를 들어, 폴리머 재료(13)는 60 내지 250 마이크로미터의 높이로 돌출된다; 예를 들어, 이 높이는 150 마이크로미터에 가깝다.
삽입하기 전에, 모듈들(2)은 서로 분리된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 각각의 모듈(2)은 카드(1)의 본체에서 미리 밀링된 캐버티(3)에 배치함으로써 삽입된다. 밀링은 특히 안테나(10)의 말단들(11)을 노출시킨다. 예를 들어, 이들 말단들(11) 각각에는, (예를 들어 납땜에 의해) 그것들 각각에 접속된 작은 전도성 플레이트가 각자 제공된다. 대안으로서, 말단들(11)은 지그재그들을 형성한다. 도 6에 도식적으로 도시된 바와 같이, 이러한 지그재그들은 트랙들(20)을 포함한다(지지물 내에 오목하게 패여진 와이어들, 또는 절연 기판에 의해 지지되는 전도성 층에 에칭된 스트립으로 형성됨). 트랙들(20) 사이의 간격은 피치를 결정한다. 이들 트랙(20)은 소정의 어느 정도 규칙적인 피치로 서로 분리되어 있다(도 6에서, 지그재그를 형성하도록 상호접속된 트랙들(20)의 말단들은 표시되어 있지 않음). 도 6의 좌측에서, 트랙들(20)은 우측에 표시된 트랙들(20)의 피치(P2)보다 큰 피치(P1)만큼 분리되어 있다. 그 결과, 접속 구멍들(12)을 채우는 전도성 입자들을 포함하는 재료의 돔(13)은, 우측에 도시된 구성(좌측에 3개 트랙, 우측에 4개 트랙)보다 좌측에 도시된 구성에서 더 적은 수의 트랙(20)을 전기적으로 접속한다. 따라서, 유리하게는 지그재그를 형성하는 트랙들(20)의 피치는 250 마이크로미터 이하이고, 더욱 바람직하게는 200 마이크로미터에 가깝거나 이와 동일하다. 트랙들이 너무 멀리 떨어져 있으면, 전도성 입자들을 포함하는 재료(13)가, 특히 지그재그에 관해 중심에 있지 않으면, 더 이상 안테나(10)의 말단들(11)과 충분한 전기 접속을 확립하지 못하는 일이 발생할 수 있다.
선택사항으로서, 모듈(2)은 핫멜트 접착제를 이용하여 그 공동(3)에 접착 본딩되고, 모듈(2)이 공동(3)에 접착 본딩되는 작업 동안 폴리머 재료(13)에 핫멜트 접착제 레벨에서 압력이 가해진다.
본질적으로, 폴리머 재료(13)는, 접속 웰(12)에서의 그 퇴적 때, 유리하게는 25℃ 및 10Hz의 진동수에서 진동 전단 응력 하에서 측정된 100,000 mPa.s 미만의 점도를 갖는다. 이 퇴적 후, 폴리머 재료(13)는 자발적으로 경화되거나, 경화되기 위한 작업을 거쳐, 1Hz와 진동 전단 응력 하, 120 내지 170℃의 온도에서, 103 Pa.s 내지 108 Pa.s의 저장 탄성률을 갖는다. 삽입 시, 폴리머 재료(13)는 접착 및/또는 점착 속성들을 재활성화하기 위해 압력 및 또한 가능한 가열을 받는다.
단면 모듈(2), 즉, 전면에 제1 전도성 시트(6)만을 포함하는 모듈의 제조 방법이 위에서 설명되었다. 이 경우, 폴리머 재료(13)는 접속 웰들(12)에 퇴적된다. 그러나, 본 발명은 또한, 양면 모듈(2)의 제조 방법에 관한 것이다. 이 경우, 기판(4)은, 그 주면들 각각에, 각각 제1 전도성 시트 및 제2 전도성 시트를 포함한다. 그 다음, 폴리머 재료(13)는 따라서 기판(4)의 배면 상에 있는 제2 전도성 시트에 형성된 전도성 패드 상에 퇴적될 수 있다. 이들 전도성 패드들 상에 폴리머 재료(13)를 퇴적한 후의 작업들은, 단면 모듈의 생산과 관련하여 위에서 설명한 것들과 유사하다.
Claims (15)
- 적어도 하나의 칩 카드(1) 모듈(2)의 제조를 위한 방법으로서,
가요성 유전체 기판(4)을 스트립으로서 제공하는 단계, ―상기 기판(4)은 전면(5) 및 배면(9)에 의해 한정된 두께를 갖고, 이들 양쪽 면들은 기판(4)의 주면(main face)들을 형성하며, 상기 전면(5) 상에 놓이는 제1 전도성 시트(6)에 적어도 하나의 전도성 패드가 형성됨―, 및
전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)가 퇴적 후 상기 배면(9) 상에 과잉 두께를 형성하기에 적합한 방식으로 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)를 퇴적하는 단계, ―이 퇴적은 다음과 같은 2개의 옵션 :
● 상기 기판(4)의 두께로 만들어진 적어도 하나의 접속 웰(12)에서 ―이 접속 웰은 상기 제1 전도성 시트(6)에 형성된 전도성 패드에 의해 상기 기판(4)의 전면(5) 레벨에서 적어도 부분적으로 폐쇄됨―
● 상기 배면(9)에 놓이는 제2 전도성 시트에 형성된 전도성 패드 상에서
중 적어도 하나에 따라 수행됨―,
를 포함하고,
다음과 같은 사항:
- 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는, 퇴적 시에, 25℃ 및 10Hz의 진동수에서 진동 전단 응력 하에서 측정된 1000 내지 100,000 mPa.s의 점도를 나타내고,
- 상기 방법은, 전도성 입자들을 포함하는 상기 폴리머 재료(13)의 경화 스테이지와,
- 상기 제1 전도성 시트 및 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)가 제공되는 상기 기판(4)을 자체적으로 롤업하는 것, 또는 상기 기판(4)의 부분들을 플레이트들의 형태로 적층하는 것을 포함하는 보관 작업을 포함하며, 이러한 보관 작업은 상기 경화 스테이지에 후속하고, 칩 카드(1)의 본체에 상기 적어도 하나의 모듈(2)을 통합하는 것으로 구성된 작업에 선행하며, 상기 보관 작업 동안에 상기 제1 전도성 시트 및 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)가 제공되는 기판(4)의 적어도 일부는 기판(4)의 또 다른 부분 위 또는 아래에 위치하며, 기판(4)의 이러한 다른 부분은 자체적으로 롤업된 상기 기판(4) 또는 기판(4)의 상기 적어도 하나의 일부 위 또는 아래에 퇴적된 기판(4)의 플레이트로부터 유래하고, 상기 제1 전도성 시트 및 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)가 제공되며, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 상기 경화 스테이지에 의해, 상기 기판(4)의 이러한 다른 부분에 부착되지 않고 적어도 압력의 인가에 의해 안테나(10)에 대한 상기 적어도 하나의 모듈(2)의 접속을 가능하게 하도록 구성되는 것
을 특징으로 하는, 방법. - 제1항에 있어서, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 1 Hertz 진동수 및 120 내지 170℃의 온도에서 진동 응력 하에서 경화 후 108 Pa 이하 103 Pa 이상의 저장 탄성률을 갖는 재료인, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)의 퇴적은 20 내지 70℃의 온도에서 수행되는, 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 90 내지 140℃의 용융점을 갖는 열가소성 수지이고, 상기 폴리머 재료(13)의 이러한 퇴적은 90 내지 140℃의 온도에서 수행되는, 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)가 압력-민감성 접착제인, 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는, 상기 폴리머 재료(13)의 퇴적 순간 이후 0초 내지 600초 범위의 시간 후에, 0.1Hz의 진동수에서 전단 응력 하에서, 300,000 mPa.s보다 큰 점도를 특징으로 하는 요변성(thixotropic property)들을 갖는, 방법.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 자외선 조사에 노출됨으로써 경화 작업을 거치는, 방법.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 퇴적 후에 가열 작업을 거치는, 방법.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 60 내지 250 마이크로미터의 높이를 갖는 과잉 두께를 배면(9) 상에 형성하는, 방법.
- 안테나(10)와 칩 카드(1)의 모듈(2)의 상호접속 방법으로서,
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 획득된 칩 카드(1) 모듈(2)을 제공하는 단계.
- 적어도 2개의 접속 말단(11)을 포함하는 안테나(10)가 통합된 카드 본체를 제공하는 단계, 및
- 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)가 퇴적된 접속 웰(12)을 적어도 부분적으로 폐쇄하는 제1 전도성 시트(6)에 형성된 전도성 패드, 또는 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료가 퇴적되고 배면(9) 상에 놓인 제2 전도성 시트 내에 형성된 전도성 패드와, 상기 2개의 접속 말단(11) 중 적어도 하나를 접속하는 단계
를 포함하는 상호접속 방법. - 제10항에 있어서, 상기 접속은, 온도가 170 내지 210℃인 써모드(thermode)로 0.5 내지 5 bar의 압력을 3초 미만의 시간 동안 인가함으로써 이루어지는, 상호접속 방법.
- 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 안테나(10)와 상기 칩 카드(1) 모듈(2) 사이의 접속은, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)를 상기 안테나(10)의 말단 부분에 도포하여 250 마이크로미터 미만의 피치로 서로 이격된 트랙들을 포함하는 지그재그들을 형성함으로써 생성되는, 상호접속 방법.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 획득되는 복수의 칩 카드 모듈(2)을 지지하는 가요성 재료 스트립(14)으로서, 그 자체로 롤업되거나 서로 상하로(one on top of the other) 적층된 플레이트들로 된, 가요성 재료 스트립(14).
- 제13항에 있어서, 상기 전도성 입자들을 포함하는 폴리머 재료(13)는 상기 복수의 모듈(2) 중의 각각의 모듈의 배면(9) 상에 과잉 두께를 형성하고, 이러한 과잉 두께는 60 내지 250 마이크로미터의 높이를 갖는, 가요성 재료 스트립(14).
- 이중-인터페이스 칩 카드(1)로서,
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 이용하여 상호접속된 모듈(2) 및 안테나(10)를 포함하는 이중-인터페이스 칩 카드(1).
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