WO2019245069A1 - 메탈 카드 및 카드 제조 방법 - Google Patents

메탈 카드 및 카드 제조 방법 Download PDF

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metal
metal sheet
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남기성
김한선
이석구
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코나아이 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a card manufacturing method and a metal card, and more particularly, to a card manufacturing method and a metal card to enhance the insulation and improve the operation of the metal card by implementing the ferrite material constituting the insulating sheet in various forms will be.
  • credit cards can be used in place of cash, and recently, smart cards with IC chips that can store a large amount of information have been developed, and are actively used not only for payment but also for various membership cards.
  • smart card market special cards using various materials have been developed.
  • differentiated metal credit cards have been developed for VIP customers, and metal cards have been provided to special customers by implementing high-quality credit cards that display metallic luster.
  • the conventional metal cards are often difficult to operate the antenna during the contactless communication with the reader due to the nature of the metal, the RF function, the use of ATM is often limited.
  • it is difficult to form patterns and letters on the surface of the metal card because it is produced by using a thin thin metal sheet or by coating a thin metal powder, there was also a problem that the weight of the metal can not feel if formed with too light material. Accordingly, there is a demand for developing a metal card capable of overcoming the limitations of the metal card and expressing the unique weight and aesthetics of the metal.
  • the metal thin film plastic card of Korean Patent Utility Model No. 20-0382725 which is a prior art, has a metal thin film 12 having a size smaller than that of the core sheet 13 on the upper and lower surfaces of the core sheet 13 made of synthetic resin, respectively.
  • a space 13a is formed around the upper and lower surfaces of the sheet 13, and a space in which the antenna coil 21 is provided along the circumference is disclosed.
  • this prior art is to place the metal in the central portion of the card in order to avoid contact between the antenna and the metal, there is a limit that the overall aesthetic is inferior and it is difficult to express the metal texture throughout the card.
  • the present invention is an invention devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a metal card manufacturing method and a metal card using a plastic processing process in a metal sheet.
  • the present invention solves the conventional problem that the RF communication is impossible by the metal layer due to the material properties of the metal card, and implements a method of manufacturing a card and a metal card by implementing a ferrite material in various forms to improve the sensitivity of the antenna It aims to provide.
  • the metal card is a metal sheet, a processing portion of a plastic material inserted into one side of the metal sheet, an insulating sheet including a ferromagnetic insulator, which is attached to the bottom of the metal sheet, and the bottom of the insulating sheet
  • An inlay sheet comprising an antenna coil, wherein the metal sheet forms a PVC insert on one side to insert the processed portion of the plastic material, and the ferromagnetic insulator is formed of one or more pieces or powders ( powder).
  • the ferromagnetic insulator may be ferrite.
  • the metal sheet forms a PVC inserting portion on the one side to insert the processing portion of the plastic material, to form a first opening to expose a portion of the processing portion on the opposite side, the processing portion and the plurality of sheets, A part is cut through the first opening so that the antenna coil of the inlay sheet is exposed by the first milling process, the antenna coil is connected with the COB pad, and the COB pad is attached on the first opening of the metal sheet to make the metal
  • the card can be manufactured.
  • the inlay sheet may also undergo a second milling process that cuts a portion for COB pad insertion, and may form a receiving groove to accommodate the COB pad back protrusion.
  • the metal card further comprises at least one adhesive sheet for attaching the insulating sheet, wherein the adhesive sheet is composed of a hot melt sheet, which is melted during a high temperature process to at least one adhesive sheet. It can get in between pieces and improve adhesiveness.
  • the metal card, the primer layer is applied on the metal sheet to which the COB is attached; A print layer printing card information on the metal sheet to which the primer is applied; And a coating layer for coating the metal sheet on which the card information is printed.
  • Another aspect of the present invention is a card manufacturing method of a card including a metal sheet, a processing unit, an insulating sheet, an inlay sheet, comprising: forming a processed metal sheet by inserting a processing unit of plastic material on one side of the metal sheet; Attaching an insulating sheet including a ferromagnetic insulator to the bottom surface of the metal sheet; And attaching an inlay sheet including an antenna coil to the lower surface of the insulating sheet, wherein the metal sheet, the insulating sheet, and the inlay sheet are attached by using one or more adhesive sheets, wherein the ferromagnetic insulator is one. It may be included in the above pieces (piece).
  • the present invention has an effect of effectively connecting the antenna and the chip using a plastic processing process of the metal sheet, thereby increasing the operating efficiency of the chip.
  • the present invention by implementing the direct contact with the COB in the antenna coil is not in contact with the metal sheet, it is possible to manufacture a metal card with improved contactless communication function while preserving the specificity of the metal material. That is, the COB and the antenna can be directly used while using the metal material on the front surface of the card, unlike the existing metal card, the wireless communication sensitivity is improved and the interference between the metal material and the antenna is not caused.
  • the ferrite material which is a ferromagnetic insulating material
  • the ferrite material can be implemented in various forms so that the insulating properties and adhesion can be enhanced, thereby achieving efficient adhesion with other sheets and minimizing interference between the antenna and the metal material.
  • RF communication strength can be maximized.
  • FIG. 1 is a perspective view of a metal card according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a metal card according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a metal card according to another embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a metal card according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a metal card according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view of a metal card according to another embodiment of the present invention.
  • the metal card 100 may include one or more sheets or layers (layers).
  • the metal card 100 may include a metal sheet 110, a plastic processing unit 130, an insulating sheet 150, one or more adhesive sheets 140 and 160, an inlay sheet 170, and a print sheet ( 190).
  • a coating layer and a COB for implementing a metal card may be further added, and a display unit and a biosensor unit may be added for additional functions. And the like may further be included.
  • the metal card 100 of the present invention can be manufactured to meet the standard size and thickness according to a predefined standard, the size and thickness of each sheet is determined to the optimum thickness suitable for the operation and wireless communication sensitivity of the metal card It can be implemented to be combined.
  • the sheets constituting the metal card 100 of the present invention may be composed of a large sheet of a size including a plurality of cards to enable mass production, not a sheet for making one card.
  • the metal sheet 110 is a core sheet expressing a material and a weight peculiar to the metal card according to the present invention, and may be implemented with a SUS (steel use stainless, stainless steel) material.
  • the metal material constituting the metal sheet 110 may be selected in consideration of material and weight for expressing the characteristics of the metal, as well as durability, abrasion, degree of modification, etc. to withstand the processing process.
  • the metal sheet 110 made of SUS is a material resistant to corrosion and capable of heat treatment.
  • the metal sheet 110 of the present invention may be composed of a large sheet including a plurality of cards, and after lamination process of laminating the plurality of sheets, is produced as a plurality of cards through a cutting process I can do it.
  • the cutting operation of the metal sheet 110 may be a special processing material, a coolant, a cutting tool according to the characteristics of the metal material.
  • the processing unit 130 is a sheet piece made of plastic (PVC), and may be disposed on the COB mounting portion of the metal sheet 110.
  • the processing unit 130 is an apparatus for attaching the antenna of the inlay sheet to the COB in a state spaced apart from the metal sheet 110 due to the characteristics of the metal card 100.
  • By arranging and processing the processing unit 130 of the plastic material on a part of the metal sheet 110 direct contact between the metal sheet 110 and the antenna may be avoided, and the COB and the antenna may be efficiently connected.
  • This is a processing method to overcome the problem of the existing metal card, the conventional metal card is placed in the plastic layer, in order to avoid the antenna contact with the metal sheet 110, and indirect communication with the COB in the metal layer I've taken the way of doing it.
  • Another existing metal card has been implemented by cutting a portion of the metal layer to arrange and operate the antenna wire.
  • these conventional metal card implementations have a limitation in reducing antenna sensitivity and damaging the aesthetics of the metal card.
  • the plastic processing unit 130 is disposed in the COB mounting region of the metal sheet 110, and the antenna and the COB are directly contacted through the plastic processing unit 130.
  • the entire surface of the card may be made of a metal material while improving the sensitivity of the antenna, thereby achieving a metal card capable of maintaining the luxurious aesthetics of the metal card and improving wireless communication functions.
  • the insulating sheet 150 blocks the interference with the metal sheet 110 so that the antenna of the inlay sheet 170 can be operated.
  • communication with the opposite antenna reader is required.
  • a magnetic field is generated in the antenna coil, and the antenna is attached to the back of the metal card, so it is often close to the metal material.
  • the metal material of the metal sheet changes the self-resonant frequency (SRF) of the antenna coil to worsen the loss, lower the inductance of the antenna coil, and eventually cause communication failure.
  • SRF self-resonant frequency
  • the cause of this phenomenon is the eddy current (eddy current) that occurs in the metal due to the magnetic field.
  • the insulating sheet 150 used for this purpose is also referred to as a ferrite sheet. Ferrite can be used to powder iron, oxidize the outer surface to insulate it, and apply pressure to shape it.
  • the insulating sheet 150 and the metal sheet 110 may be bonded using the adhesive sheets 140 and 160.
  • the adhesive sheets 140 and 160 may be hot melt sheets.
  • the hot melt is melted by heating, and a material such as a thermoplastic resin is characterized by being solidified by cooling after melting and heating. Such a material can be used as a film-type hot melt adhesive.
  • a material such as a thermoplastic resin
  • the adhesion and adhesive strength may be improved as the hot melt component is infiltrated or mixed in the gap. .
  • the inlay sheet 170 is a sheet comprising a radio frequency (RF) antenna coil, the antenna coil included in the inlay sheet 170 is the turn of the coil to exhibit an optimized sensitivity through RF communication (eg, NFC) sensitivity test The number of (Turn) is determined.
  • the antenna coil of the present invention may be implemented to be directly connected to the chip-on-board (COB) attached to the metal sheet 110 through the processing unit 130.
  • COB chip-on-board
  • the print sheet 190 is a sheet for printing and displaying information of a card and may be attached to the back of the card.
  • the components 110 to 190 are attached to the processing unit 130 through the primary processing of the metal sheet 110, and then the entire sheets 110, 140, 150, 160, 170, and 190 are laminated. It can be processed to form a card body through a laminate.
  • the metal card 200 may include one or more sheets or layers (layers).
  • the metal card 200 may include a metal sheet 110, a plastic processing unit 130, an insulating sheet 150, one or more adhesive sheets 140 and 160, an inlay sheet 170, and the like. It may include a print sheet 190.
  • the present invention is not limited thereto, and may further include components such as a display unit and a biosensor for implementing a metal card.
  • the insulating sheet 150 of the metal card 200 may be used in the form of one or more pieces.
  • the insulating sheet 150 may be broken to form a non-uniform piece, or may be made of several pieces.
  • the hot melt melts when attached to the hot melt and flows into the gaps between the pieces, thereby improving the adhesive force with the sheet to be bonded.
  • the metal card 300 according to the present embodiment may further include a ferrite 120 in powder form in addition to the insulating sheet 150.
  • Ferrite 120 is a ferromagnetic insulator, when implemented in a powder form not only increases the adhesive force but also constitutes an additional insulating layer in addition to the insulating sheet 150 may further improve the insulating function between the metal sheet 110 and another sheet. .
  • the ferrite may be manufactured in a net form or an amorphous powder form 120. Since the ferrite 120 is a ferromagnetic insulating material, as the ferrite 120 is added, the insulating property of the lower portion of the metal sheet is enhanced, thereby ensuring normal antenna operation in the metal card.
  • FIG. 4A a space 210 (eg, an area of an area L1 and a depth D1) may be formed in the metal sheet 110 such that the processing unit 130 is inserted into the metal sheet 110.
  • the insertion space 210 may be formed through computerized numerical control (CNC) machining.
  • CNC computerized numerical control
  • FIG. 4B the processing unit 130 of the plastic (PVC) material is inserted into the insertion space 210 of the metal sheet 110. At this time, the processing unit 130 may be inserted and disposed without a separate adhesive.
  • PVC plastic
  • the metal sheet 230 opposite to the processing unit 130 may be processed to form a PVC exposed portion to which the PVC is exposed.
  • the area L2 of the PVC exposed portion should be smaller than the area L1 of the insertion space 210. This is to prevent the processing unit 130 from falling off (separation) when the metal sheet 110 is reversed later.
  • FIG. 5 is a view for explaining secondary processing of the processing unit 130 after laminating other sheets 140 to 170 after the process of inserting the processing unit 130 into the metal sheet 110.
  • the metal sheet 110 is processed to be mounted to the processing unit 130 of PVC, and then the metal sheet 110, the adhesive sheet 140, the insulating sheet 150, the adhesive sheet 160,
  • the inlay sheet 170 may be laminated.
  • a print sheet, a magnetic strip (MS) overlay sheet, or the like may be further laminated on the back of the inlay sheet.
  • the laminated card body may be represented as shown in FIG.
  • the metal sheet 110 displayed on the top layer may be implemented in a form having a PVC exposed portion of the L2 width.
  • secondary CNC machining can be performed.
  • a process of cutting the sheets 310 to the inlay sheet 170 in an L3 width may be performed on the metal sheet.
  • the laminated sheets are equally cut to L3 width, and finely cut until the antenna coil of the inlay sheet 170 is visible.
  • the antenna coil of the inlay sheet 170 is visible, the antenna coil is pulled up as shown in FIG. 5 (b).
  • the antenna coil is exposed to the cutting space 310 of the processing unit 130, so that the antenna coil itself may be exposed to the side portions of the adhesive sheets 140 and 160, the insulating sheet 150, and the processing unit 130.
  • the metal sheet 110 does not directly contact. According to this processing process, it is possible to implement so that the antenna coil is not in contact with the metal material during processing.
  • the PVC exposed portion is cut once more (330). This is to secure a space in which the COB is mounted, and to smooth the card front part, and may cut the inlay sheet 170 to an L4 width so that the COB rear protrusion is inserted. At this time, the length of L4 is smaller than L3.
  • the inlay sheet has a receiving groove 340 for COB insertion as shown in FIG.
  • the COB inserting process may be performed after the printing and coating process of the front surface of the card is completed.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a metal card according to an embodiment of the present invention.
  • a process of forming the processing unit 130 on the metal sheet 110 and attaching the COB to the metal sheet will be described mainly in the manufacturing method of the metal card.
  • an insertion space 210 may be formed on one surface (eg, a rear portion) of the metal sheet 110 (S410). Insertion space 210 is for inserting the processing unit 130 of the PVC material, also referred to as PVC insert.
  • the depth of insertion space 210 may be one half the thickness of the entire metal sheet. That is, the depth D1 of the insertion space 210 may be 1/2 of the metal sheet thickness D.
  • Insertion space 210 may be formed in a square of length L1, L1 is larger than the length of one side of the COB.
  • the other surface (eg, the front part) of the metal sheet 110 may be cut and processed to expose the inserted PVC (S420).
  • the area to be cut may be cut into a square shape having a length L2 smaller than the width of the insertion space 210 (eg, a square shape having a length of one side L1) (L2 ⁇ L1). This is to ensure that the inserted processing portion 130 is fixed without falling.
  • seat can be performed.
  • the metal sheet 110, the processing unit 130, the adhesive sheets 140 and 160, the insulating sheet 150, the inlay sheet 170, and the print sheet 190 are all joined to form a card body. It may be implemented in the form (see Fig. 5 (a)).
  • the laminated sheets may extract the antenna coil 320 of the inlay sheet 170 through a first milling process (S430 and S440).
  • the milling process may be performed with the PVC facing upward in an exposed state. That is, while the metal sheet 110 is at the top and the PVC is exposed through the opening of the region having the L2 length, the sheets may be cut to the inlay sheet through milling.
  • the region to be cut may be cut in a square shape having one side L3 having a length smaller than L2 (L3 ⁇ L2).
  • the metal sheet 110 may be spaced apart from the opening 310 by the first milling. As a predetermined distance is formed between the metal sheet 110 and the opening 310, even if the antenna coil 320 is pulled out later, the metal sheet 110 and the opening 310 may not be in contact with the metal card.
  • a second milling process of cutting the opening 310 once again to form the receiving groove 340 may be performed to insert the COB (S450).
  • the secondary milling process may be carried out before the primer application-printing-coating process of the front face of the card, and in another embodiment, may be implemented after the fryer application-printing-coating process to insert the COB.
  • the COB is assembled into a smart card semiconductor attached to the information transmission and short-range wireless communication package. Secondary milling creates a space for accommodating the protruding area on the rear surface of the COB, and cuts a part of the opening of the inlay sheet 170 into a space of L4 length and D4 depth (for example, a square shape having one side length L4). (See (c) 340 of FIG. 5).
  • One or more contacts are connected to the rear of the COB, and the antenna coil 320 drawn out through the opening 310 may be directly connected to the contacts of the rear of the antenna.
  • the two antenna coils 320 lifted in the upward direction may be connected to the contacts on the rear surface of the COB pad, respectively.
  • the COB pad may be cut in the metal sheet 110.
  • an adhesive material or an adhesive sheet may be added to the rear surface of the COB pad, and may be implemented to be fixed to the cutting space of the metal sheet 110.
  • the antenna coil can be made in direct contact with the COB in a state in which the antenna coil is not in contact with the metal sheet, thereby manufacturing a metal card with improved contactless communication function while preserving the specificity of the metal material. That is, the COB and the antenna can be directly used while using the metal material on the front surface of the card, unlike the existing metal card, the wireless communication sensitivity is improved and the interference between the metal material and the antenna is not caused.
  • FIG. 7 is a perspective view of a metal card according to another embodiment of the present invention.
  • the metal card 500 according to the present embodiment adds a primer 530, a 3D printing 520, and a coating 510 process to the metal card body processed through the processing unit 130.
  • the C-Cut process of trimming the edge of the card, a stamping process of attaching a sign panel (Sign Penal) and the hologram, etc. in the card rear portion may be further performed.
  • the metal card 500 may include one or more sheets or layers (layers).
  • the metal card 500 may include a metal sheet 110, a plastic processing unit 130, an insulating sheet 150, one or more adhesive sheets 140 and 160, an inlay sheet 170, and a print sheet ( 190) and MS O / L (Magnetic stripe Overlay).
  • a COB Magnetic stripe Overlay
  • the metal card 500 of the present invention can be manufactured according to the standard size and thickness according to a predefined standard, the size and thickness of each sheet is determined to the optimum thickness suitable for the operation and wireless communication sensitivity of the metal card It can be implemented to be combined.
  • the sheets constituting the metal card 100 of the present invention are not sheets for making one card, but may be composed of large sheets of a size including a plurality of cards to enable mass production, and a laminate process. After cutting, it can be produced with several cards.
  • the cutting operation of the metal sheet 110 may be a special processing material, a coolant, a cutting tool according to the characteristics of the metal material.
  • the metal sheet 110 is a core sheet expressing a material and a weight peculiar to the metal card according to the present invention, and may be implemented with a SUS (steel use stainless, stainless steel) material.
  • the metal material constituting the metal sheet 110 may be selected in consideration of material and weight for expressing the characteristics of the metal, as well as durability, abrasion, degree of modification, etc. to withstand the processing process.
  • the processing unit 130 is a sheet piece made of plastic (PVC) having a predetermined thickness and size, and may be disposed on the COB mounting portion of the metal sheet 110.
  • the processing unit 130 is an apparatus for attaching the antenna of the inlay sheet to the COB in a state spaced apart from the metal sheet 110 due to the characteristics of the metal card 100.
  • the insulating sheet 150 blocks the interference with the metal sheet 110 so that the antenna of the inlay sheet 170 can be operated.
  • a high permeability and a high resistance material must be placed between the metal and the antenna so that the magnetic field lines can be adjusted, and thus a ferrite sheet can be used as the insulating sheet 150.
  • the insulating sheet 150 and the metal sheet 110 may be bonded using the adhesive sheets 140 and 160.
  • the adhesive sheets 140 and 160 may be hot melt sheets. The hot melt is melted by heating, and a material such as a thermoplastic resin is characterized by being solidified by cooling after melting and heating. Such a material can be used as a film-type hot melt adhesive.
  • the inlay sheet 170 is a sheet comprising a radio frequency (RF) antenna coil, the antenna coil included in the inlay sheet 170 is the turn of the coil to exhibit an optimized sensitivity through RF communication (eg, NFC) sensitivity test The number of (Turn) is determined.
  • the antenna coil of the present invention may be implemented to be directly connected to the chip-on-board (COB) attached to the metal sheet 110 through the processing unit 130.
  • COB chip-on-board
  • the print sheet 190 is a sheet that prints and displays an image such as information, a pattern, or a pattern of the card, and may be attached to the back of the card.
  • the magnetic stripe overlay (MS O / L) sheet 550 is a sheet including a magnetic strip.
  • each sheet can be laminated, laminated and processed into a card body. Later, a large sheet of one integrated sheet can be cut with a CNC cutting tool and separated into a single card.
  • the cards separated into single cards may each go through a primer application process, 3D printing, and coating process.
  • the laminated integrated sheet may be separated into one card through CNC cutting and the primer may be applied to the separated card.
  • the primer may be a material to help improve the retention of the printed information according to the metal material.
  • the coating process may be performed, and the coating process 510 may be performed on the top surface, and the information engraved through 3D printing may be implemented so as not to be worn or erased.
  • the process of performing secondary milling to insert COB pads may be carried out prior to primer application and printing and coating, and before COB insertion after coating layer creation to prevent contamination by primer or coating material. Secondary milling may also be performed.
  • the entire surface of the card is formed of a metal material through a primer 530, 3D printing 520, and a coating 510 on the metal sheet 110, thereby creating an elegant aesthetic of the metal card. While expressing, card information can be expressed.
  • the plastic processing unit 130 is disposed in the COB mounting region of the metal sheet 110, and the antenna and the COB are directly contacted through the plastic processing unit 130.
  • the entire surface of the card may be made of a metal material while improving the sensitivity of the antenna, thereby achieving a metal card capable of maintaining the luxurious aesthetics of the metal card and improving wireless communication functions.

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Abstract

본 발명은 메탈 카드 및 카드 제조 방법에 관한 것으로서, 메탈 카드는 메탈 시트, 상기 메탈 시트의 일 측면에 삽입되는 플라스틱 소재의 가공부, 상기 메탈 시트 하면에 부착되는, 강자성 절연체를 포함한 절연 시트, 및 상기 절연 시트 하면에 부착되는, 안테나 코일을 포함하는 인레이 시트를 포함하고, 상기 메탈 시트는 상기 일 측면에 PVC 삽입부를 형성하여 상기 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하고, 상기 강자성 절연체는 하나 이상의 조각(piece) 또는 분말(powder)의 형태로 포함될 수 있다.

Description

메탈 카드 및 카드 제조 방법
본 발명은 카드 제조 방법 및 메탈 카드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 절연 시트를 구성하는 페라이트 물질을 다양한 형태로 구현하여 절연성을 강화하고 메탈 카드의 동작을 개선한 카드 제조 방법 및 메탈 카드에 관한 것이다.
일반적으로 신용카드는 현금을 대신하여 사용할 수 있을 뿐 아니라 근래에는 대용량의 정보를 수록할 수 있는 IC 칩들이 내장된 스마트 카드로 개발되어 결제뿐만 아니라 각종 멤버쉽 카드 등으로 적극 활용되고 있다. 이러한 스마트 카드 시장에서, 다양한 재질을 이용한 특수 카드들이 개발되고 있다. 특히, VIP 고객을 위하여 차별화 된 금속재질의 신용카드가 개발되어 있고, 금속카드는 금속광택이 표출되는 고품위의 신용카드를 구현하여 특수 고객들에 제공되었다.
그러나, 종래의 금속 카드들은 금속의 특성 상 리더기와 비접촉식 통신 시 안테나의 동작이 어려워 RF 기능, ATM 이용 등이 제한되는 경우가 많았다. 또한 얇은 박막의 금속시트를 사용하거나 금속분말을 얇게 코팅하여 제작하는 것이므로 금속카드의 표면에 문양 및 문자의 형성이 어려웠고, 너무 가벼운 재질로 형성되는 경우 금속이 갖는 중량감을 느낄 수 없다는 문제점도 있었다. 따라서, 이러한 금속 카드의 한계를 극복하고, 금속 특유의 중량과 미감을 표현할 수 있는 금속 카드 개발이 요구되고 있는 실정이다.
선행기술인 한국 등록 실용신안 제20-0382725호의 금속박막 플라스틱 카드는, 합성수지로 이루어진 코어시트(13)의 상, 하부면에는 코어시트(13) 보다 작은 크기의 금속박막(12)이 각각 부착되어 코어시트(13)의 상,하부면 둘레에는 여백(13a)이 형성되고, 여백(13a)에는 안테나코일(21)이 둘레를 따라 설치하는 카드에 대해 개시하고 있다. 그러나 이러한 선행기술은 안테나와 금속의 접촉을 피하기 위해 카드의 중심부 일부에 금속을 배치하는 것으로, 전체적인 미감이 떨어지고 카드 전체에 금속 질감을 표현하기 어렵다는 한계가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 고안된 발명으로서, 금속 시트 내 플라스틱 가공 공정을 이용한 메탈 카드 제조 방법 및 메탈 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 메탈 카드의 재질 특성 상 금속 층에 의해 RF 통신이 불가한 기존의 문제점을 해결하고, 안테나의 감도를 향상시킬 수 있도록 페라이트 물질을 다양한 형태로 구현하여 카드 제조 방법 및 메탈 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 메탈 카드는 메탈 시트, 상기 메탈 시트의 일 측면에 삽입되는 플라스틱 소재의 가공부, 상기 메탈 시트 하면에 부착되는, 강자성 절연체를 포함한 절연 시트, 및 상기 절연 시트 하면에 부착되는, 안테나 코일을 포함하는 인레이 시트를 포함하고, 상기 메탈 시트는 상기 일 측면에 PVC 삽입부를 형성하여 상기 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하고, 상기 강자성 절연체는 하나 이상의 조각(piece) 또는 분말(powder)의 형태로 포함될 수 있다.
선택적으로, 강자성 절연체는 페라이트(Ferrite)일 수 있다. 또한 메탈 시트는 상기 일 측면에 PVC 삽입부를 형성하여 상기 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하고, 상기 반대 측면에 상기 가공부의 일부가 노출되도록 제1 개구부를 형성하고, 상기 가공부 및 상기 복수의 시트들은, 1차 밀링 공정에 의해 인레이 시트의 안테나 코일이 노출되도록, 상기 제1 개구부를 통해 일부가 절삭되고, 안테나 코일은 COB 패드와 연결되고, COB 패드는 상기 메탈 시트의 제1 개구부 상에 부착하여 메탈 카드를 제조할 수 있다. 또한 인레이 시트는 COB 패드 삽입을 위해 일부를 절삭하는 2차 밀링 공정을 거치고, COB 패드 후면 돌출부를 수용하도록 수용 홈을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 메탈 카드는, 상기 절연 시트를 부착하기 위한 하나 이상의 접착 시트를 더 포함하고, 상기 접착 시트는 핫멜트(Hot Melt) 시트로 구성되어, 고온 공정 시 용융되어 상기 하나 이상의 조각 사이로 들어가 접착성을 높일 수 있다.
또한 메탈 카드는, COB가 부착된 메탈 시트 상에 도포되는 프라이머 층; 상기 프라이머가 도포된 메탈 시트 상에 카드 정보를 프린팅하는 프린트 층; 및 상기 카드 정보를 프린팅한 메탈 시트를 코팅하는 코팅 층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 메탈 시트, 가공부, 절연 시트, 인레이 시트를 포함하는 카드의 카드 제조 방법으로서, 메탈 시트의 일 측면에 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하여 가공된 메탈시트를 형성하는 단계; 강자성 절연체를 포함한 절연 시트를 상기 메탈 시트 하면에 부착하는 단계; 및 안테나 코일을 포함하는 인레이 시트를 상기 절연 시트 하면에 부착하는 단계를 포함하고, 상기 메탈 시트, 상기 절연 시트, 상기 인레이 시트는 하나 이상의 접착 시트를 이용하여 부착하고, 이 때, 강자성 절연체는 하나 이상의 조각(piece)으로 포함될 수 있다.
본 발명은 금속 시트의 플라스틱 가공 공정 이용하여 안테나와 칩을 효율적으로 연결하여, 칩의 동작 효율을 높이는 효과가 있다. 또한 본 발명은, 안테나 코일이 메탈 시트와 접촉하지 않은 상태에서 COB와 직접 접촉이 이루어질 수 있도록 구현함으로써, 메탈 소재의 특이성을 보존하면서도 비접촉 통신 기능이 향상된 메탈 카드를 제조할 수 있다. 즉, 카드 전면부에 메탈 소재를 이용하면서도 COB와 안테나를 직접 가능하여, 기존 메탈 카드와 달리 무선 통신 감도가 향상되고, 메탈 소재와 안테나 간의 간섭을 일으키지 않도록 하는 효과를 갖는다.
본 발명은 카드 제조 시, 강자성의 절연 물질인 페라이트 물질을 절연 특성과 부착성이강화될 수 있도록 다양한 형태로 구현함으로써, 다른 시트와의 효율적인 접착을 달성하고, 안테나와 메탈 소재의 간섭을 최소화하여 RF 통신 강도을 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 사시도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 메탈 카드의 사시도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 메탈 카드의 사시도를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 의한 메탈 카드의 사시도를 도시한 것이다.
다수의 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드(100)의 사시도를 도시한 것이다. 메탈 카드(100)는 하나 이상의 시트 또는 레이어(층)을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 메탈 카드(100)는 메탈 시트(110), 플라스틱의 가공부(130), 절연 시트(150), 하나 이상의 접착 시트(140, 160), 인레이 시트(170) 및 프린트 시트(190)를 포함할 수 있다. 본 도면에서는, 상술한 구성요소들만을 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 메탈 카드의 구현을 위한 코팅층, COB 등의 다른 구성요소들이 더 추가될 수 있고, 부가 기능을 위해 디스플레이부, 생체 센서부 등이 추가로 포함될 수 있다. 또한 본 발명의 메탈 카드(100)는 미리 정의된 기준에 따른 규격 사이즈와 두께에 맞게 제조될 수 있고, 각 시트의 사이즈와 두께는 메탈 카드의 동작과 무선 통신 감도 등에 맞는 최적의 두께로 결정되어 결합되도록 구현될 수 있다. 나아가, 본 발명의 메탈 카드(100)를 구성하는 시트들은 하나의 카드를 만들기 위한 시트가 아니라, 대량생산이 가능하도록 복수개의 카드를 포함하는 크기의 대형 시트로 구성될 수 있다.
메탈 시트(110)는 본 발명에 의한 메탈 카드 특유의 재질과 중량감을 표현하는 코어 시트로서, SUS(steel use stainless, 스테인리스강) 재질로 구현될 수 있다. 메탈 시트(110)를 구성하는 메탈 소재는, 메탈의 특성을 표현하기 위한, 재질과 중량이 고려될 뿐만 아니라 가공 공정을 견디기 위한 내구성, 마모도, 변성 정도 등을 고려하여 선택될 수 있다. 일 실시예로서, SUS로 구성된 메탈 시트(110)는 부식에 강하고, 열처리가 가능한 소재이다.
일 실시예로서, 본 발명의 메탈 시트(110)는 복수개의 카드를 포함하는 대형 시트로 구성될 수 있고, 여러 개의 시트를 합지하는 라미네이트(Laminate) 공정 후, 절삭 가공을 통해 여러 장의 카드로 생산해낼 수 있다. 이러한 메탈 시트(110)의 절삭 가공 작업은 메탈 소재 특성에 따른 특수 가공재, 냉각제, 절삭 공구가 이용될 수 있다.
가공부(130)는 플라스틱(PVC)으로 구성된 시트 조각으로서, 메탈 시트(110)의 COB 장착부에 배치될 수 있다. 가공부(130)는 메탈 카드(100)의 특성 상 인레이 시트의 안테나를 메탈 시트(110)와 이격된 상태로 COB와 부착되도록 하기 위한 장치이다. 이러한 플라스틱 소재의 가공부(130)를, 메탈 시트(110)의 일부에 배치하고 가공함에 따라 메탈 시트(110)와 안테나의 직접적인 접촉을 피하고, 효율적으로 COB와 안테나를 연결할 수 있다. 이는 기존 메탈 카드의 문제점을 극복하기 위한 가공 방법으로서, 기존의 메탈 카드는 안테나가 메탈 시트(110)와 접촉하는 것을 피하기 위해, 플라스틱 층에 안테나를 배치하고, 메탈층에 있는 COB와 간접적으로 통신하도록 하는 방식을 취해왔다. 또 다른 기존의 메탈 카드는 메탈층 일부를 절단하여, 안테나 선을 배치하고 동작되도록 구현하기도 하였다. 그러나 이러한 기존 메탈 카드 구현방식은 안테나 감도를 떨어트리고, 메탈 카드의 미관을 해친다는 한계가 있어왔다.
본 발명은 이러한 문제점을 극복하고, 플라스틱의 가공부(130)를 메탈 시트(110)의 COB 장착 영역에 배치하고, 플라스틱 가공부(130)를 통해 안테나와 COB가 직접 접촉하도록 구현하였다. 이러한 제조 방법에 의해, 안테나의 감도를 향상시키면서도 카드 전체 면을 메탈 소재로 구현하여, 메탈 카드의 고급스러운 미감을 유지하고 무선 통신 기능을 향상시킬 수 있는 메탈 카드를 완성할 수 있다.
절연 시트(150)는 인레이 시트(170)의 안테나가 동작 가능하도록 메탈 시트(110) 와의 간섭을 차단하는 역할을 한다. NFC 안테나가 작동하기 위해서는 반대편 안테나 리더기와 통신이 이루어져야 하는데, 이 경우 안테나 코일에서는 자기장이 발생하게 되고, 안테나는 메탈 카드 후면부에 부착되기 때문에 금속 재질과 근접한 경우가 많아진다. 이러한 경우 메탈 시트의 메탈 소재가 안테나 코일의 SRF(self-resonant frequency; 자기공진 주파수)를 변화시켜 손실을 악화시키고 안테나 코일의 인덕턴스를 낮추게 되고 결국 통신 장애를 일으키게 된다. 이러한 현상의 원인은 자기장으로 인해서 금속에서 발생 하는 와류(와전류) 때문인데, 이 와류를 없애기 위해서는 고투자율과 고저항 재료를 금속과 안테나 사이에 위치시켜 자기력선을 조절할 수 있게 해야 한다. 이를 위해 사용되는 것이 절연 시트(150)이며, 페라이트(Ferrite) 시트라고도 한다. 페라이트는 철을 가루로 만든 후 겉표면을 산화시켜 절연이 되게 하고, 압력을 가해 모양을 만들어 사용할 수 있다.
이러한 절연 시트(150)와 메탈 시트(110)는 접착 시트(140, 160)를 이용하여 접착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예로서, 접착 시트(140, 160)는 핫멜트(Hot melt) 시트 일 수 있다. 핫 멜트는 가열에 의해 용융되는 것으로, 열가소성 수지와 같은 소재는 가열 용융시킨 후 냉각하면 고화되는 특징이 있어, 이러한 소재를 필름형 핫멜트 접착제로 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 핫 멜트는 고온에서 용융될 때, 여러 조각으로 된 페라이트 또는 분말 형태의 페라이트의 경우, 틈새에 핫 멜트 성분이 스며들거나 섞여서 부착됨에 따라 부착성과 접착 강도가 향상될 수 있다.
인레이 시트(170)는 무선 주파수(RF) 안테나 코일을 포함하는 시트로서, 인레이 시트(170) 내에 포함된 안테나 코일은 RF 통신(예컨대, NFC) 감도 시험을 통해 최적화된 감도를 나타내도록 코일의 턴(Turn) 수가 결정된다. 또한 본 발명의 안테나 코일은 가공부(130)를 통해 메탈 시트(110)에 부착되는 COB(Chip-On-Board)와 직접 연결되도록 구현될 수 있다.
프린트 시트(190)는 카드의 정보를 프린트하여 표시하는 시트로서, 카드 후면에 부착될 수 있다. 상술한 구성요소들(110 내지 190)은 메탈 시트(110)의 1차 가공을 통해 가공부(130)를 부착한 후, 전체 시트(110, 140, 150, 160, 170, 190)가 합지되어 라미네이트를 통해 카드 몸체를 형성하도록 가공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 메탈 카드의 사시도를 도시한 것이다. 본 실시예에 의한 메탈 카드(200)는, 하나 이상의 시트 또는 레이어(층)을 포함할 수 있다. 또한 도 1에서 설명한 것과 같이, 메탈 카드(200)는 메탈 시트(110), 플라스틱의 가공부(130), 절연 시트(150), 하나 이상의 접착 시트(140, 160), 인레이 시트(170) 및 프린트 시트(190)를 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 메탈 카드 구현을 위한 디스플레이부, 생체 센서 등의 구성요소를 더 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 메탈 카드(200)의 절연 시트(150)를 하나 이상의 조각으로 조각낸 형태로 이용할 수 있다. 예를 들어, 절연 시트(150)를 부셔서, 비균일한 조각들로 이루어지도록 구현할 수도 있고, 균일한 여러 조각들로 만들어낼 수도 있다. 이처럼, 절연 시트(150)를 조각내어 사용할 경우, 핫 멜트와 부착시 핫 멜트가 녹아 각각의 조각들 틈새로 흘러 들어가기 때문에 접착 대상이 되는 시트와의 부착력이 향상된다는 이점이 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 메탈 카드의 사시도를 도시한 것이다. 본 실시예에 의한 메탈 카드(300)는 절연 시트(150) 외에 추가로 분말 형태의 페라이트(120)를 더 포함할 수 있다.
페라이트(120)는 강자성의 절연체로, 분말 형태로 구현할 경우 부착력이 높아질 뿐만 아니라 절연 시트(150) 외에 추가 절연층을 구성하게 되어 메탈 시트(110)와 다른 시트 간의 절연 기능이 더 향상될 수 있다. 일 실시예로서, 본 도면에서는 페라이트가 분말 형태로 구현된 실시예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 그물 형태 또는 비정질의 가루 형태(120) 등으로 제조할 수 있다. 페라이트(120)가 강자성의 절연 물질이라는 점에서, 이를 추가함에 따라 메탈 시트 하부의 절연 특성이 강화되어, 메탈 카드 내 정상적인 안테나 동작을 보장할 수 있다.
이하에서는, 도 4 내지 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 메탈 시트(110)와 가공부(130)의 가공 방법에 대해서는 더 상세히 설명하도록 한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4는 메탈 시트(110)를 가공하여 가공부(130)를 부착하는 방법에 관한 도면이다. 먼저, 도 4의 (a)를 참조하면, 메탈 시트(110)에 가공부(130)가 삽입될 만큼의 공간(210)(예컨대, 넓이 L1, 깊이 D1의 공간)을 형성할 수 있다. 일 실시예로서, 삽입 공간(210)은 CNC(Computerized Numerical Control) 공작 가공을 통해 형성할 수 있다. 다음으로, 도 4의(b)에 도시된 것처럼, 메탈 시트(110)의 삽입 공간(210)에 플라스틱(PVC) 소재의 가공부(130)를 삽입한다. 이 때 별도의 접착제 없이 가공부(130)를 삽입하여 배치할 수 있다. 이후에, 가공부(130)의 반대측 메탈 시트(230)를 가공하여, PVC가 노출되는 PVC 노출부를 형성할 수 있다. 이 때, PVC 노출부의 넓이(L2)는 삽입 공간(210)의 넓이 L1보다 작아야 한다. 이는 추후 메탈 시트(110)를 뒤집었을 때, 가공부(130)가 떨어져나오는 것(분리)을 방지하기 위함이다.
도 5은 메탈 시트(110)에 가공부(130)를 삽입하는 공정 이후에, 다른 시트들(140 내지 170)을 합지한 후, 가공부(130)의 2차 가공을 설명하기 위한 도면이다. 일 실시예로서, 메탈 시트(110)에 PVC의 가공부(130)가 장착되도록 가공한 후, 메탈 시트(110)와, 접착 시트(140), 절연 시트(150), 접착 시트(160), 인레이 시트(170)를 합지할 수 있다. 도면에는 도시되지 않았으나, 인레이 시트 후면에 프린트 시트, 마그네틱 스트립(MS) 오버레이 시트 등이 더 합지될 수 있다.
합지된 카드 몸체는 도 5의 (a)와 같이 나타낼 수 있다. 최상층에 표시된 메탈 시트(110)는 L2넓이의 PVC 노출부를 가진 형태로 구현될 수 있다. 이러한 상태에서, 2차 CNC 가공을 실시할 수 있다. 도 5의 (a)에 도시된 것처럼, 메탈 시트에 L3 넓이로 인레이 시트(170)까지 시트들(310)을 절단하는 공정을 실시할 수 있다. 이 때, 합지된 시트들이 동일하게 L3 넓이로 절단되고, 인레이 시트(170)의 안테나 코일이 보일 때까지 미세하게 컷팅해나갈 수 있다. 인레이 시트(170)의 안테나 코일이 보이면, 도 5의 (b)와 같이 안테나 코일을 상 방향으로 뽑아 올린다. 이 때에도, 안테나 코일은 가공부(130)가 컷팅 공간(310)에 노출되어 있어, 안테나 코일 자체가 접착 시트(140, 160), 절연 시트(150), 가공부(130)의 측면부에 노출될 뿐, 메탈 시트(110)와 직접 닿지 않는다. 이러한 가공 공정에 따라, 가공 시 안테나 코일이 메탈 소재와 접촉하지 않도록 구현할 수 있다.
다음으로, 도 5의 (b)에 도시된 것처럼, PVC 노출 부를 한번 더 컷팅한다(330). 이는 COB가 장착되는 공간을 확보하고, 카드 전면부의 평활화를 위한 것으로, COB 후면 돌출부가 삽입되도록 L4 넓이로 인레이 시트(170)를 컷팅할 수 있다. 이 때, L4의 길이는 L3보다 작다. COB 삽입을 위해 2차 밀링를 완료하면 인레이 시트는 도 5의 (c)와 같이 COB 삽입을 위한 수용 홈(340)가 형성된다. 이러한 가공이 완료되면, 상 방향으로 뽑아올린 안테나 코일과 COB 패드의 접점을 Spot Welding방식으로 접촉하고, 수용 홈(340)에 COB를 장착할 수 있다. 일 실시예로서, COB 삽입(Inserting) 공정은, 카드 전면부의 프린팅과 코팅 공정이 완료된 후에 실시될 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 본 도면을 참조하여 설명하는 실시예는, 메탈 카드의 제조 방법 중, 메탈 시트(110)에 가공부(130)를 형성하고 COB를 메탈 시트에 장착하는 공정을 위주로 설명한다.
먼저, 메탈 시트(110)의 일 면(예컨대, 후면부)에 삽입 공간(210)을 형성할 수 있다(S410). 삽입 공간(210)은 PVC 소재의 가공부(130)를 삽입하기 위한 것으로, PVC 삽입부라고도 한다. 일 실시예로서, 삽입 공간(210)의 깊이는 전체 메탈 시트 두께의 1/2일 수 있다. 즉, 삽입 공간(210)의 깊이 D1이 메탈 시트 두께 D의 1/2일 수 있다. 삽입 공간(210)은 길이 L1의 정사각형으로 형성될 수 있고, L1은 COB 한 면의 길이보다 크다. 삽입 공간(210)의 형성이 완료되면, 삽입 공간(210)에 가공부(130)를 삽입한다.
다음으로, 메탈 시트(110)의 다른 면(예컨대, 전면부)을 컷팅하여 삽입한 PVC가 노출되도록 가공할 수 있다(S420). 이 때, 컷팅되는 면적은 삽입 공간(210)의 넓이(예컨대, 한 면의 길이가 L1인 정사각형 형태)보다 작은 L2 길이의 정사각형 형태로 컷팅될 수 있다(L2<L1). 이는 삽입된 가공부(130)가 떨어지지 않고 고정되도록 하기 위함이다. 상술한 것처럼, 가공부(130)를 메탈 시트(110)에 장착한 후에, 다른 시트와의 합지 및 라미네이트 공정을 실시할 수 있다. 라미네이트 공정 후에는, 메탈 시트(110), 가공부(130), 접착 시트(140, 160), 절연 시트(150), 인레이 시트(170), 프린트 시트(190)가 모두 합쳐져 카드 몸체를 형성한 형태로 구현될 수 있다(도 5의 (a) 참조).
라미네이팅 된 시트들은 1차 밀링(milling) 공정을 통해, 인레이 시트(170)의 안테나 코일(320)을 뽑아낼 수 있다(S430, S440). 도 5의 (a)를 참조하여 설명한 것처럼, 가공부(130)가 장착된 메탈 시트와 합지된 다른 시트들에 있어서, PVC가 노출된 상태로 상방향을 보도록 놓고 밀링 공정을 실시할 수 있다. 즉, 메탈 시트(110)가 최상단에 있고, L2 길이를 가진 영역의 개구부를 통해 PVC가 노출된 상태에서, 밀링을 통해 시트들을 인레이시트까지 컷팅할 수 있다. 이 때, 컷팅하는 영역은 한 변이 L2보다 작은 길이의 L3를 가진 사각 형태로 컷팅될 수 있다(L3<L2). 이렇게 L2보다 짧은 길이를 갖도록 컷팅함으로써, 메탈 시트(110)가 1차 밀링에 의한 개구부(310)와 이격될 수 있다. 이렇게 메탈 시트(110)와 개구부(310) 간의 소정의 거리가 형성됨에 따라, 이후에 안테나 코일(320)을 뽑아올리더라도 메탈 카드와 접촉하지 않도록 구현할 수 있다.
다음으로, COB 삽입을 위해 개구부(310)를 한번 더 컷팅하여 수용 홈(340)을 형성하는 2차 밀링 공정을 실시할 수 있다(S450). 일 실시예로서, 2차 밀링 공정은 카드 전면부의 프라이머 도포-프린팅-코팅 공정 전에 실시될 수 있고, 다른 실시예로서, 프라이커 도포-프린팅-코팅 공정 후에 실시하여, COB를 삽입하도록 구현할 수도 있다. 여기서, COB는 스마트카드용 반도체가 부착돼 정보 전달 및 근거리 무선 통신 패키지로 조립된 것이다. 2차 밀링은, COB 후면에 돌출된 영역을 수용하기 위한 공간을 만드는 것으로, 인레이 시트(170)의 개구부 일부를 L4 길이, D4 깊이의 공간(예컨대, 한 변의 길이가 L4인 정사각형 형태)으로 컷팅할 수 있다(도 5의 (c) 340 참조). COB 후면에는 안테나와 연결되는 하나 이상의 접점이 있고, 개구부(310)를 통해 뽑아올린 안테나 코일(320)을 안테나 후면의 접점과 직접 연결할 수 있다.
일 실시예로서, 도 5에 도시된 것처럼, 상 방향으로 들어오린 2개의 안테나 코일(320)을 COB 패드 후면의 접점과 각각 연결할 수 있고, 연결 완료 후 COB 패드를 메탈 시트(110)의 컷팅 공간에 삽입할 수 있다. 이 때, COB 패드 후면에 접착물질 또는 접착시트가 첨가될 수 있고, 메탈 시트(110)의 컷팅 공간에 고정되도록 구현될 수 있다.
본 발명은 이러한 공정을 통해, 안테나 코일이 메탈 시트와 접촉하지 않은 상태에서 COB와 직접 접촉이 이루어질 수 있도록 구현함으로써, 메탈 소재의 특이성을 보존하면서도 비접촉 통신 기능이 향상된 메탈 카드를 제조할 수 있다. 즉, 카드 전면부에 메탈 소재를 이용하면서도 COB와 안테나를 직접 가능하여, 기존 메탈 카드와 달리 무선 통신 감도가 향상되고, 메탈 소재와 안테나 간의 간섭을 일으키지 않도록 하는 효과를 갖는다.
도 7는 본 발명의 다른 실시예에 의한 메탈 카드의 사시도를 도시한 것이다. 본 실시예에 의한 메탈 카드(500)는 가공부(130)를 통해 가공한 메탈 카드 몸체에 프라이머(530), 3D 프린팅(520), 코팅(510) 공정을 추가한 것이다. 또한 도면에 도시되지는 않았으나, 카드 모서리부를 다듬는 C-Cut 공정, 카드 후면부에 사인 패널(Sign Penal)과 홀로그램 등을 부착하는 스탬핑(Stamping) 공정이 추가로 실시될 수 있다.
상술한 것처럼, 메탈 카드(500)는 하나 이상의 시트 또는 레이어(층)을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 메탈 카드(500)는 메탈 시트(110), 플라스틱의 가공부(130), 절연 시트(150), 하나 이상의 접착 시트(140, 160), 인레이 시트(170), 프린트 시트(190) 및 MS O/L(Magnetic stripe Overlay)를 포함할 수 있다. 본 도면에서는, 상술한 구성요소들만을 기재하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 메탈 카드의 구현을 위한 COB 등의 다른 구성요소들이 더 추가될 수 있다. 또한 본 발명의 메탈 카드(500)는 미리 정의된 기준에 따른 규격 사이즈와 두께에 맞게 제조될 수 있고, 각 시트의 사이즈와 두께는 메탈 카드의 동작과 무선 통신 감도 등에 맞는 최적의 두께로 결정되어 결합되도록 구현될 수 있다. 나아가, 본 발명의 메탈 카드(100)를 구성하는 시트들은 하나의 카드를 만들기 위한 시트가 아니라, 대량생산이 가능하도록 복수개의 카드를 포함하는 크기의 대형 시트로 구성될 수 있고 라미네이트(Laminate) 공정 후, 절삭 가공을 통해 여러 장의 카드로 생산해낼 수 있다. 이러한 메탈 시트(110)의 절삭 가공 작업은 메탈 소재 특성에 따른 특수 가공재, 냉각제, 절삭 공구가 이용될 수 있다.
메탈 시트(110)는 본 발명에 의한 메탈 카드 특유의 재질과 중량감을 표현하는 코어 시트로서, SUS(steel use stainless, 스테인리스강) 재질로 구현될 수 있다. 메탈 시트(110)를 구성하는 메탈 소재는, 메탈의 특성을 표현하기 위한, 재질과 중량이 고려될 뿐만 아니라 가공 공정을 견디기 위한 내구성, 마모도, 변성 정도 등을 고려하여 선택될 수 있다.
가공부(130)는 미리 정의된 두께와 크기의 플라스틱(PVC)으로 구성된 시트 조각으로서, 메탈 시트(110)의 COB 장착부에 배치될 수 있다. 가공부(130)는 메탈 카드(100)의 특성 상 인레이 시트의 안테나를 메탈 시트(110)와 이격된 상태로 COB와 부착되도록 하기 위한 장치이다. 이러한 플라스틱 소재의 가공부(130)를, 메탈 시트(110)의 일부에 배치하고 가공함에 따라 메탈 시트(110)와 안테나의 직접적인 접촉을 피하고, 효율적으로 COB와 안테나를 연결할 수 있다.
절연 시트(150)는 인레이 시트(170)의 안테나가 동작 가능하도록 메탈 시트(110) 와의 간섭을 차단하는 역할을 한다. 와류를 없애기 위해서는 고투자율과 고저항 재료를 금속과 안테나 사이에 위치시켜 자기력선을 조절할 수 있게 해야 하므로, 페라이트(Ferrite) 시트를 절연 시트(150)로 이용할 수 한다. 이러한 절연 시트(150)와 메탈 시트(110)는 접착 시트(140, 160)를 이용하여 접착될 수 있다. 본 발명의 일 실시예로서, 접착 시트(140, 160)는 핫멜트(Hot melt) 시트 일 수 있다. 핫 멜트는 가열에 의해 용융되는 것으로, 열가소성 수지와 같은 소재는 가열 용융시킨 후 냉각하면 고화되는 특징이 있어, 이러한 소재를 필름형 핫멜트 접착제로 사용할 수 있다.
인레이 시트(170)는 무선 주파수(RF) 안테나 코일을 포함하는 시트로서, 인레이 시트(170) 내에 포함된 안테나 코일은 RF 통신(예컨대, NFC) 감도 시험을 통해 최적화된 감도를 나타내도록 코일의 턴(Turn) 수가 결정된다. 또한 본 발명의 안테나 코일은 가공부(130)를 통해 메탈 시트(110)에 부착되는 COB(Chip-On-Board)와 직접 연결되도록 구현될 수 있다.
프린트 시트(190)는 카드의 정보나 무늬, 문양과 같은 이미지를 프린트하여 표시하는 시트로서, 카드 후면에 부착될 수 있다. MS O/L(Magnetic stripe Overlay) 시트(550)는 마그네틱 스트립을 포함하는 시트이다.
미리 정의된 방법에 따라, 각각의 시트를 합지하고, 라미네이트하여 카드 몸체로 가공할 수 있다. 이후에 하나의 통합 시트로 구현된 대형 시트를 CNC 절삭 공구로 절삭하여, 낱장의 카드로 분리해낼 수 있다.
다음으로, 낱장의 카드로 분리된 카드들은 각각이 프라이머 도포 공정과 3D 프린팅, 코팅 공정을 거칠 수 있다. 일 실시예로서, 라미네이트된 통합 시트를 CNC 절삭 가공을 통해 하나의 카드로 분리해내고, 분리된 카드에 프라이머를 도포할 수 있다. 이 때, 프라이머는 금속 재질에 따라 프린팅된 정보의 보존력이 향상되도록 돕는 물질이 채택될 수 있다. 다음으로, 프라이머가 도포된 메탈 시트상에, 3D 프린팅을 통해 메탈 시트에 새기고자 하는 카드 정보, 무늬, 그림 이미지 등을 음각으로 새길 수 있다. 그런 다음, 코팅 공정을 실시하여, 최상위 면에 코팅 처리(510)를 실시할 수 있고, 3D 프린팅을 통해 새긴 정보들이 마모되거나 지워지지 않도록 구현할 수 있다.
상술한 것처럼, COB 패드를 삽입하기 위해 2차 밀링을 실시하는 공정은, 프라이머 도포와 프린팅 및 코팅 전에 실시될 수도 있고, 프라이머나 코팅 물질에 의해 오염되는 것을 방지하기 위해, 코팅층 생성 후에 COB 삽입 전에 2차 밀링을 실시할 수도 있다.
본 실시예에 의한 메탈 카드는, 메탈 시트(110)에 프라이머(530), 3D 프린팅(520), 코팅(510) 과정을 통해 카드 전체 면을 메탈 소재로 구현하여, 메탈 카드의 고급스러운 미감을 표현하면서도 카드 정보를 표현할 수 있다. 또한 플라스틱의 가공부(130)를 메탈 시트(110)의 COB 장착 영역에 배치하고, 플라스틱 가공부(130)를 통해 안테나와 COB가 직접 접촉하도록 구현하였다. 이러한 제조 방법에 의해, 안테나의 감도를 향상시키면서도 카드 전체 면을 메탈 소재로 구현하여, 메탈 카드의 고급스러운 미감을 유지하고 무선 통신 기능을 향상시킬 수 있는 메탈 카드를 완성할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 메탈 시트;
    상기 메탈 시트의 일 측면에 삽입되는 플라스틱 소재의 가공부;
    상기 메탈 시트 하면에 부착되는, 강자성 절연체를 포함한 절연 시트; 및
    상기 절연 시트 하면에 부착되는, 안테나 코일을 포함하는 인레이 시트를 포함하고,
    상기 메탈 시트는 상기 일 측면에 PVC 삽입부를 형성하여 상기 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하고,
    상기 강자성 절연체는 하나 이상의 조각(piece)으로 포함되는 것을 특징으로 하는 메탈 카드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 강자성 절연체은 페라이트(Ferrite)인 것을 특징으로 하는 메탈 카드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈 시트는 상기 일 측면에 PVC 삽입부를 형성하여 상기 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하고, 상기 반대 측면에 상기 가공부의 일부가 노출되도록 제1 개구부를 형성하고,
    상기 가공부 및 상기 복수의 시트들은, 1차 밀링 공정에 의해 인레이 시트의 안테나 코일이 노출되도록, 상기 제1 개구부를 통해 일부가 절삭되고,
    상기 안테나 코일은 COB 패드와 연결되고,
    상기 COB 패드는 상기 메탈 시트의 제1 개구부 상에 부착하는 것을 특징으로 하는 메탈 카드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 인레이 시트는 COB 패드 삽입을 위해 일부를 절삭하는 2차 밀링 공정을 거치고, COB 패드 후면 돌출부를 수용하도록 수용 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 메탈 카드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연 시트를 부착하기 위한 하나 이상의 접착 시트를 더 포함하고,
    상기 접착 시트는 핫멜트(Hot Melt) 시트로 구성되어, 고온 공정 시 용융되어 상기 하나 이상의 조각 사이로 들어가 접착되는 것을 특징으로 하는 메탈 카드.
  6. 메탈 시트;
    상기 메탈 시트의 일 측면에 삽입되는 플라스틱 소재의 가공부;
    상기 메탈 시트 하면에 부착되는, 강자성 절연체를 포함한 절연 시트; 및
    상기 절연 시트 하면에 부착되는, 안테나 코일을 포함하는 인레이 시트를 포함하고,
    상기 메탈 시트는 상기 일 측면에 PVC 삽입부를 형성하여 상기 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하고,
    상기 강자성 절연체는 분말(powder) 형태로 포함되는 것을 특징으로 하는 메탈 카드.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    COB가 부착된 메탈 시트 상에 도포되는 프라이머 층;
    상기 프라이머가 도포된 메탈 시트 상에 카드 정보를 프린팅하는 프린트 층; 및
    상기 카드 정보를 프린팅한 메탈 시트를 코팅하는 코팅 층을 더 포함하는 메탈 카드.
  8. 메탈 시트, 가공부, 절연 시트, 인레이 시트를 포함하는 카드의 카드 제조 방법으로서,
    메탈 시트의 일 측면에 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하여 가공된 메탈시트를 형성하는 단계;
    강자성 절연체를 포함한 절연 시트를 상기 메탈 시트 하면에 부착하는 단계; 및
    안테나 코일을 포함하는 인레이 시트를 상기 절연 시트 하면에 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 메탈 시트, 상기 절연 시트, 상기 인레이 시트는 하나 이상의 접착 시트를 이용하여 부착하고,
    상기 강자성 절연체는 하나 이상의 조각(piece)으로 포함되는 것을 특징으로 하는 카드 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가공된 메탈시트를 형성하는 단계는, 상기 메탈 시트 일 측면에 PVC 삽입부를 형성하여, 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하는 단계, 상기 메탈 시트의 다른 측면에, 상기 가공부의 일부가 노출되도록 제1 개구부를 형성하는 단계, 상기 제1 개구부를 통해, 상기 가공부 및 상기 메탈 시트 하면에 합지된 복수의 시트들을 1차 밀링하는 단계; 상기 1차 밀링하는 단계를 통해 노출된 안테나 코일과, COB 패드를 연결하는 단계; 및 상기 안테나 코일과 연결된 COB 패드를 메탈 시트의 제1 개구부 상에 부착하는 단계를 포함하는 카드 제조 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 개구부를 형성하는 단계는, 상기 플라스틱 소재의 가공부가 노출될 때까지 상기 메탈 시트를 절삭하여 형성하는 것을 특징으로 하는 카드 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    COB 패드 삽입을 위해 상기 1차 밀링하는 단계를 통해 노출된 인레이 시트의 일부를 2차 밀링하는 단계를 더 포함하고,
    상기 2차 밀링하는 단계는, 상기 제1 개구부를 통해 노출된 인레이 시트의 일부를 상기COB 패드 후면 돌출부를 수용하도록 절삭하여 수용 홈을 형성하는 것을 특징으로 하는 카드 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 COB가 부착된 메탈 시트에 프라이머를 도포하는 단계;
    상기 프라이머가 도포된 메탈 시트에 카드 정보를 프린팅하는 단계; 및
    상기 카드 정보를 프린팅한 메탈 시트를 코팅하는 단계를 더 포함하는 카드 제조 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 강자성 절연체는 페라이트(Ferrite)인 것을 특징으로 하는 카드 제조 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 절연 시트를 부착하기 위한 하나 이상의 접착 시트를 더 포함하고,
    상기 접착 시트는 핫 멜트(Hot Melt) 시트로 구성되어, 고온 공정 시 용융되어 상기 하나 이상의 조각 사이로 들어가 접착되는 것을 특징으로 하는 카드 제조 방법.
  15. 메탈 시트, 가공부, 절연 시트, 인레이 시트를 포함하는 카드의 카드 제조 방법으로서,
    메탈 시트의 일 측면에 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하여 가공된 메탈시트를 형성하는 단계;
    강자성 절연체를 포함한 절연 시트를 상기 메탈 시트 하면에 부착하는 단계; 및
    안테나 코일을 포함하는 인레이 시트를 상기 절연 시트 하면에 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 메탈 시트, 상기 절연 시트, 상기 인레이 시트는 하나 이상의 접착 시트를 이용하여 부착하고,
    상기 강자성 절연체는 분말(powder) 형태로 포함되는 것을 특징으로 하는 카드 제조 방법.
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