KR100562964B1 - 콤비카드 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 접촉식 또는 비접촉식으로 사용할 수 있는 콤비카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 COB 패드(64)에 납, 연납합금, 솔더 페스트(solder paste) 또는 도전성 접착제 등으로 이루어진 도전성 볼록접점(68)을 형성하고, 카드 본체(100)의 안테나 단자(32)에는 볼록접점과 대응되는 삽입홈(106)을 형성한 바, 본 발명은 카드 본체에 칩 모듈이 부착될 때 볼록접점이 삽입홈에 끼워진 상태로 접착이 이루어지기 때문에 내구성 향상으로 카드 본체와 칩 모듈의 사이에 우수한 접착력을 갖게 될 뿐만 아니라, 휨이나 비틀림 혹은 접착 물질의 물성변화 등 각종 변형이 발생되더라도 우수한 전기 전도성을 유지하게 되는 효과가 있다.

카드 본체, 삽입홈, 칩 모듈, COB 패드, 볼록접점

Description

콤비카드 및 이의 제조방법{Combi card and method for making the same}

도 1은 종래의 콤비카드 제조 공정을 나타낸 공정도,

도 2는 종래의 콤비카드의 다른 예를 개략적으로 나타낸 평면도,

도 3은 종래의 콤비카드의 다른 예를 설명하기 위해 카드 몸체에 형성된 요홈부와 칩 모듈을 분리해서 나타낸 단면도,

도 4는 종래의 콤비카드의 다른 예에서 카드 몸체의 요홈부에 칩 모듈이 접착되는 방법을 설명하기 위해 나타낸 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 콤비카드를 나타낸 평면도,

도 6은 본 발명에서 카드 몸체에 형성된 요홈부와 칩 모듈을 분리해서 나타낸 단면도,

도 7은 본 발명에서 카드 몸체의 요홈부에 칩 모듈이 접착되는 방법을 설명하기 위해 나타낸 단면도.

◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎

3: 열압착 헤드 5: 냉각 헤드

10: 하부 보호층 20: 하부 인쇄층

30: 안테나 코일 삽입층 32: 안테나 코일

34: 접점 36: 안테나 단자

40: 상부 인쇄층 50: 상부 보호층

60: 칩 모듈 62: IC 칩

64: COB 패드 66: 금속성 단자

68: 도전성 볼록접점 100: 카드 본체

102: 요홈부 104: 도전성 접착제

106: 삽입홈

본 발명은 접촉식 또는 비접촉식으로 사용할 수 있는 콤비카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 COB 패드에 도전성 볼록접점을 형성하고 카드 본체의 금속성 단자 부위에는 이에 상응하는 삽입홈을 형성하여 COB 패드와 금속성 단자가 보다 완벽하게 연결될 수 있도록 한 콤비카드에 관한 것이다.

일반적인 카드로는 표면으로 노출된 접점을 통해서 데이터를 송수신하는 접촉식 IC카드(integrated circuit card)가 있으며, 비접촉식 카드로는 내장된 안테나 코일을 이용하여 무선으로 데이터를 송수신하는 RF카드(radio frequency non-contact card)가 있다.

물론, 현재에는 유무선 기기에 모두 사용할 수 있고 호환성이 높기 때문에 접촉식과 비접촉식을 겸할 수 있는 콤비카드(combi card)가 널리 사용되고 있는 실정이며, 이러한 콤비카드에는 접촉식 IC카드의 접점과 비접촉식 RF카드의 안테나코 일이 모두 구비되어 있다.

일반적으로 콤비카드는 PVC, PC, PETG 등의 합성수지 시트로 만들어진 카드 하부 보호층, 하부 인쇄층, 안테나 코일이 위치되는 안테나 코일 삽입층, 상부 인쇄층 그리고 카드 상부 보호층이 순차적으로 하부에서부터 상부로 적층된 구조를 갖는다.

도 1에는 종래의 콤비카드의 제조 공정이 도시되어 있다.

이를 참조하여 종래의 콤비카드 제조 방법을 설명하면, 먼저 안테나 코일 삽입층(30)에 가장자리를 따라 안테나 코일(32)을 감고, 그 일부분에는 안테나 코일과 연결되는 접점(34)을 형성한다.

그런 다음, 각각의 카드 하부 보호층(10), 하부 인쇄층(20), 안테나 코일 삽입층(30), 상부 인쇄층(40) 및 카드 상부 보호층(50)을 순차적으로 적층시킨 후, 하나의 박막 층을 이루도록 눌러서 압축시켜 카드 본체(100)를 구성한다.

그런 다음, 카드 본체(100)에서 안테나 코일(32)의 접점(34)이 위치하는 부분에 요홈부(102)를 절삭 형성하고, 그 요홈부(102) 내로 노출된 안테나 코일(32)의 접점(34)에 점성의 도전성 접착제(104)를 도포한 후, IC 칩과 IC 단자가 탑재된 장방형의 칩 모듈(60)을 요홈부(102)에 삽입한다.

그런 다음, 칩 모듈(60)에 열과 압력을 부가하고 그에 따른 도전성 접착제(104)의 경화에 의해 안테나 코일(32)의 접점(34)과 칩 모듈(60)의 COB 패드가 전기적으로 접속되도록 연결하면, 하나의 콤비카드가 완성된다.

그러나, 이와 같은 방법으로 제조된 콤비카드는 휨이나 비틀림이 작용되면, 카드 소재의 신율 및 탄성률 등이 전도성 접착제와의 물리적 특성차이로 인해 도전성 접착제의 접착부위에서 크랙이 발생되면서 칩 모듈과 카드 본체의 사이에서 접점 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제를 극복하기 위하여 도 2 내지 도 4에는 카드 본체에 칩 모듈을 접착시키는데 따른 종래의 다른 방식의 예가 도시되어 있다.

먼저, 도 2와 도 3을 참조하여 이를 설명하면, 카드 본체(100)의 일부분에는 칩 모듈(60)이 삽입될 요홈부(102)가 형성된다.

그리고, 카드 본체(100)를 구성하는 안테나 코일 삽입층에는 안테나 코일(32)이 감겨져 형성되고, 요홈부(102)로 노출되는 안테나 코일(32)의 접점(34)에는 안테나 단자(36)가 부착 형성된다.

한편, 요홈부(102)에 삽입되는 칩 모듈(60)은 IC 칩(62)이 탑재된 COB 패드(Chip On Board Pad)(64)로 구성되고, COB 패드(64)에는 안테나 단자(36)와 대응되는 금속성 단자(66)가 부착 형성된다.

그리고, 안테나 단자와 금속성 단자는 도전성 접착제(104)를 이용하여 접착되도록 구성된다.

여기에서, 도전성 접착제(104)는 금 또는 은으로 도금된 강구를 접착제에 혼입하여 성형한 것으로, 이를 안테나 코일(32)의 안테나 단자(36)와 칩 모듈(60)의 금속성 단자(66) 사이에 두어 양측이 접착되도록 하는 동시에 통전되도록 한다.

물론, 도전성 접착제 대신 도전성 열 접착 테이프를 이용하여 접착시킬 수도 있다.

또한, 상기 안테나 코일(32)과 안테나 단자(36)는 카드용 소재로 형성된 동판에 부식에 의해 형성할 수도 있다.

이와 같은 구성에 의해 칩 모듈(60)이 카드 본체(100)의 요홈부(102)에 삽입되어 접착되는 방법을 첨부된 도 4를 참조하여 설명하면, 카드 본체(100)의 요홈부(102)로 노출된 안테나 코일(32)의 안테나 단자(36)에 도전성 접착제(104)를 도포한 후, 요홈부에 칩 모듈(60)을 삽입한다.

이때, 안테나 단자(36)와 금속성 단자(66)가 서로 대응되게 위치하도록 한다.

그런 다음, 칩 모듈(60)을 열압착 헤드(3)를 통해 가압하여 열과 압력을 가한 후, 냉각 헤드(5)를 통해 가압하면서 경화시키면 접착이 완료되는 것과 동시에 통전이 가능하게 된다.

그러나, 이에 사용되는 도전성 접착제(104) 또는 도전성 열접착 테이프는 도전성 소재인 강구가 불규칙적으로 배열되기 때문에 점접촉에 의한 접점불량을 방지하기 위해서는 안테나 코일(32)에 구비된 안테나 단자(36)의 접촉면적을 최소한 2㎟ 이상 확보해야만 한다. 그런데, 이를 위해 안테나 코일(32)에 별도의 안테나 단자(36)를 도전성 접착부재로 땜하거나 카드용 소재로 형성된 동판에 안테나 코일과 안테나 단자 패턴을 모두 부식에 의해 형성하다 보면, 접점 불량이 발생되거나 생산비가 증가하게 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 한국 특허 공개 제2002-69766호에는 콤비카드의 안테나 코일과 IC 단자의 접합을 보다 용이하게 할 수 있으며 도전성 열접착 테이프와의 밀착성을 증대시킴으로써 전기전도성을 향상시킬 수 있는 콤비카드의 안테나 코일 접점 구조가 개시되어 있다.

그 구성을 보면, 안테나 코일의 양쪽 끝에 도전성 접착부재을 입히고, 이를 감아서 그 시작점과 끝점을 교차시킨 후 고리부를 형성하고, 그 고리부 내측에는 표면장력에 의해 도전성 접착부재막을 형성하였다.

상기와 같은 발명에서 도전성 접착부재막의 형성은 도전성 접착제의 접촉면적의 증대에 따른 밀착성의 증대에는 효과적인이지만, 도전성 접착제가 접착하는 COB 패드 및 도전성 접착부재막의 금속소재의 표면과의 접착강도는 도전성 접착제 또는 도전성 열 접착 테이프로는 물성이 취약한 구조적인 문제점을 해결할 수가 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같이 제반되는 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 COB 패드에 도전성 볼록접점을 형성시키고, 카드 본체의 요홈부로 노출된 안테나 코일에는 볼록접점과 대응되는 삽입홈을 형성하여, 볼록접점이 삽입홈에 끼워지도록 접착하므로 접착력 및 전기 전도성을 강화시킨 콤비카드를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 콤비카드의 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콤비카드는 카드 본체의 일부분에 형성된 요홈부에 칩 모듈이 삽입되어 카드 본체의 안테나 코일과 연결된 안테나 단자와 칩 모듈의 COB 패드가 통전되도록 접착된 콤비카드에 있어서, 카드 본체의 안테나 단자 위치에 삽입홈이 형성되고, COB 패드에는 이 삽입홈과 대응되는 위치에 도전성 볼록접점이 돌출 형성되어 칩 모듈이 카드 본체의 요홈부에 삽입될 때 도전성 볼록접점이 삽입홈에 끼워져 접합되는 것을 특징으로 한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콤비카드 제조방법은 하부 보호층, 하부 인쇄층, 안테나 코일이 구비된 안테나 코일 삽입층, 상부 인쇄층 및 상부 보호층을 순차적으로 적층시킨 후, 압축하여 박막의 카드 본체를 구성하는 단계; 카드 본체에 요홈부를 절삭 형성하는 단계; 요홈부로 노출된 안테나 코일에서 안테나 단자가 위치하는 부분에 삽입홈을 뚫는 단계; 삽입홈 위에 도전성 접착제를 투입하는 단계; 칩 모듈의 COB 패드에 삽입홈과 대응되는 위치에 도전성 볼록접점을 돌출 형성하는 단계; 도전성 볼록접점이 삽입홈에 끼워지도록 칩 모듈을 카드 본체의 요홈부에 삽입하는 단계; 및 칩 모듈에 열과 압력을 가한 후, 경화시켜 견고하게 접착시키는 단계를 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 도전성 볼록접점은 납, 연납합금, 솔더 페스트 또는 도전성 접착제 중 어느 하나로 이루어진다.

또한, 상기 도전성 볼록접점은 직경이 1㎜∼4㎜이고, 높이가 100㎛∼350㎛이며, 상기 삽입홈은 직경이 1㎜∼4㎜이고, 깊이가 100㎛∼350㎛인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같 다. 그리고, 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 종래와 동일한 명칭 및 부호를 사용하여 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 콤비카드를 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명에서 카드 몸체에 형성된 요홈부와 칩 모듈을 분리해서 나타낸 단면도이며, 도 7은 본 발명에서 카드 몸체의 요홈부에 칩 모듈이 접착되는 방법을 설명하기 위해 나타낸 단면도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 콤비카드는 접촉식 IC카드의 접점과 비접촉식 RF카드의 안테나 코일이 모두 구비되어 있는 것으로, 카드 본체(100)의 일부분에 칩 모듈(60)이 접착 형성된다.

카드 본체(100)는 PVC, PC, PETG 등의 합성수지 시트로 만들어진 카드 하부 보호층(10), 하부 인쇄층(20), 안테나 코일(32)이 위치되는 안테나 코일 삽입층(30), 상부 인쇄층(40) 그리고 카드 상부 보호층(50)이 순차적으로 하부에서부터 상부로 적층된 구조를 갖는다.

그리고, 카드 본체(100)의 일부분에는 칩 모듈(60)이 삽입될 요홈부(102)가 형성된다.

또한, 카드 본체(100)를 구성하는 안테나 코일 삽입층(30)에는 안테나 코일(32)이 감겨져 형성되고, 요홈부(102)로 노출되는 안테나 코일(32)에는 인레이(inlay)를 이용하여 도전성 접착 부재막이 형성된 안테나 단자(36)가 부착 구성된다.

그리고, 안테나 단자(36)에는 직경이 1㎜∼4㎜의 사이로 형성된 삽입홈(106) 이 100㎛∼350㎛의 깊이로 뚫려 있다.

그리고, 이 삽입홈(106)의 입구에는 소정량의 도전성 접착제(104)가 투입된다.

여기에서, 도전성 접착제(104)는 금 또는 은으로 도금된 강구를 접착제에 혼입하여 성형한 것으로, 접착과 동시에 통전되도록 한다.

한편, 요홈부(102)에 삽입되는 칩 모듈(60)은 IC 칩(62)이 탑재된 COB 패드(Chip On Board Pad)(64)로 구성된다.

그리고, 칩 모듈(60)의 이면에는 COB 패드(64)를 제외한 부분에 열접착제 또는 열접착 테이프가 도포 또는 부착되며, COB 패드(64)에는 IC 칩(62)이 탑재되는 면으로 삽입홈(106)과 대응되는 위치에 도전성 볼록접점(68)이 돌출 형성된다.

즉, 도전성 볼록접점(68)은 COB 패드(64)에 직접 부착 형성할 수도 있고, COB 패드(64)에 열접착제를 도포하여 금속성 단자(66)를 부착한 다음, 금속성 단자에 도전성 볼록접점(68)을 부착 형성할 수도 있다.

도전성 볼록접점(68)은 납, 연납합금, 솔더 페스트(solder paste) 또는 도전성 접착제 등으로 이루어지며, 100㎛∼350㎛의 높이를 갖도록 구성한다.

이제, 본 발명에 따른 구성에 의해 칩 모듈이 카드 본체의 요홈부에 삽입되어 접착되는 방법 또는 이에 따른 작용 효과를 설명한다.

먼저, 첨부된 도 7을 참조하여 칩 모듈(60)이 카드 본체(100)의 요홈부(102)에 삽입되어 접착되는 방법을 설명하면, 카드 본체(100)의 요홈부(102)로 노출된 안테나 코일(32)의 안테나 단자(36)에 형성된 삽입홈(106)에 도전성 접착제(104)를 도포한 후, 요홈부에 칩 모듈(60)을 삽입한다.

이때, 안테나 단자(36)의 삽입홈(106)에 COB 패드(64)의 도전성 볼록접점(68)이 끼워져 접합되도록 칩 모듈(60)을 삽입한다.

그런 다음, 열압착 헤드(3)를 통해 칩 모듈(60)을 적당한 시간을 두고 열과 압력을 가해 접착한 후, 바로 냉각 헤드(5)를 통해 경화시키면 된다.

이와 같이 구성되어 접착된 카드 본체(100)와 칩 모듈(60)은 COB 패드(64)의 도전성 볼록접점(68)이 안테나 단자(36)의 삽입홈(106)에 끼워진 상태로 접합이 이루어지기 때문에 우수한 접착력을 갖게 될 뿐만 아니라, 휨이나 비틀림 혹은 접착 물질의 물성변화 등 각종 변형이 발생되더라도 우수한 전기 전도성을 유지하게 된다.

이제, 이와 같은 구성 및 접착 방법을 통해 본 발명에 따른 콤비카드가 제조되는 공정을 설명한다.

먼저, 안테나 코일 삽입층(30)에 가장자리를 따라 안테나 코일(32)을 감고, 그 일부분에는 안테나 코일과 연결되는 접점을 형성한다.

그런 다음, 각각의 카드 하부 보호층(10), 하부 인쇄층(20), 안테나 코일 삽입층(30), 상부 인쇄층(40) 및 카드 상부 보호층(50)을 순차적으로 적층시킨 후, 하나의 박막 층을 이루도록 눌러서 압축시켜 카드 본체(100)를 구성한다.

그런 다음, 카드 본체(100)에서 안테나 코일(32)의 접점이 위치하는 부분에 요홈부(102)를 절삭 형성하고, 그 요홈부(102) 내로 노출된 안테나 코일(32)의 접점에 도전성 접착부재막이 형성된 안테나 단자(36)를 부착 형성하고, 이 부분에 1 ㎜∼4㎜ 사이의 직경을 갖는 삽입홈(106)을 100㎛∼350㎛의 깊이로 뚫은 후, 삽입홈에 도전성 접착제(104)를 도포한다.

그리고, 칩 모듈(60)의 COB 패드(64)에 도전성 볼록접점(68)을 100㎛∼350㎛ 사이의 높이로 돌출 형성시킨다.

그런 다음, COB 패드(64)의 볼록접점(68)이 카드 본체(100)의 삽입홈(106)에 끼워지도록 IC 칩(62)이 탑재된 칩 모듈(60)을 요홈부(102)에 삽입한다.

그런 다음, 열압착 헤드(3)를 통해 칩 모듈(60)을 적당한 시간을 두고 열과 압력을 가해 접착한 후, 냉각 헤드(5)를 통해 경화시키면, 접착과 동시에 통전이 가능한 콤비카드가 제조된다.

이제, 이와 같은 제조 공정을 갖는 본 발명에 따른 콤비카드의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

실시예 1

제1공정으로, 60㎛∼130㎛의 투명한 하부 보호층, 120㎛∼320㎛의 하부 인쇄층, 240㎛∼420㎛의 안테나 코일이 감겨 있고 단자가 삽입된 안테나 코일 삽입층, 120㎛∼320㎛의 상부 인쇄층 그리고 60㎛∼130㎛의 투명한 상부 보호층을 차례로 적층하여 쌓아 놓는다.

제2공정으로, 제1공정에서 제조되어 적층된 필름식 카드 본체에 130℃∼160℃의 열과 10㎏/㎠∼20㎏/㎠의 압력을 일정 시간동안 가감하여 열압착하고 냉각시켜 안테나 코일 및 단자가 삽입된 카드를 생산한다.

제3공정으로, 제2공정에서 제조된 카드 본체의 일부분에 칩 모듈이 삽입될 수 있도록 칩의 규격에 적합한 요홈부를 절삭 형성한다.

이때, 요홈부로 노출된 안테나 단자의 위치에 직경 1㎜∼4㎜, 깊이 100㎛∼350㎛의 삽입홈을 형성하여, 칩 모듈의 볼록접점과의 결합 및 접착력을 보다 크도록 만든다.

제4공정으로, 제3공정에서 형성된 삽입홈 위에 도전성 접착제를 0.01∼0.02g 정도 통상의 정량 토출장치를 이용하여 투입한다.

제5공정으로, 제 1에서 제4공정과는 별개로 칩 모듈의 이면에 열접착 테이프를 COB 패드를 제외한 부분에 부착한 다음 COB 패드에 납, 연납합금 솔더 페스트 또는 도전성접착제 등으로 된 직경 1㎜∼4㎜, 높이 100㎛∼350㎛의 볼록접점의 형상을 만들어주고 경화시킨다.

제6공정으로, 제5공정에서 제조된 칩 모듈을 제 4공정까지 마친 플라스틱 카드 본체의 요홈부에 넣고 130℃∼160℃의 열과 4bar∼12bar의 압력을 가하여 열압착 헤드로 접착 후, 바로 냉각 헤드로 단단히 접착하여 접촉 및 비접촉식 콤비카드를 제조한다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 콤비카드는 COB 패드의 도전성 볼록접점이 안테나 단자의 삽입홈에 끼워진 상태로 접착이 이루어지기 때문에 내구성 향상으로 카드 본체와 칩 모듈의 사이에 우수한 접착력을 갖게 될 뿐만 아니라, 휨이나 비틀림 혹은 접착 물질의 물성변화 등 각종 변형이 발생되더라도 우수한 전기 전도성을 유지하게 되는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 카드 본체의 일부분에 형성된 요홈부에 칩 모듈이 삽입되어 카드 본체의 안테나 코일과 연결된 안테나 단자와 칩 모듈의 COB 패드가 통전되도록 접착된 콤비카드에 있어서,

   상기 카드 본체의 안테나 단자 위치에 삽입홈이 형성되고, COB 패드에는 이 삽입홈과 대응되는 위치에 도전성 볼록접점이 돌출 형성되어 칩 모듈이 카드 본체의 요홈부에 삽입될 때 도전성 볼록접점이 삽입홈에 끼워져 접합되고,

   상기 도전성 볼록접점은 직경이 1㎜∼4㎜이고, 높이가 100㎛∼350㎛이며, 상기 삽입홈은 직경이 1㎜∼4㎜이고, 깊이가 100㎛∼350㎛인 것을 특징으로 하는 콤비카드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 도전성 볼록접점은 COB 패드에 금속성 단자를 부착하고, 그 금속성 단자에서 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 콤비카드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 도전성 볼록접점은 납, 연납합금, 솔더 페스트 또는 도전성 접착제 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 콤비카드.
4. 삭제
5. 하부 보호층, 하부 인쇄층, 안테나 코일이 구비된 안테나 코일 삽입층, 상부 인쇄층 및 상부 보호층을 순차적으로 적층시킨 후, 압축하여 박막의 카드 본체를 구성하는 단계;

   상기 카드 본체에 요홈부를 절삭 형성하는 단계;

   상기 요홈부로 노출된 안테나 코일에서 안테나 단자가 위치하는 부분에 삽입홈을 뚫는 단계;

   상기 삽입홈 위에 도전성 접착제를 투입하는 단계;

   칩 모듈의 COB 패드에 상기 삽입홈과 대응되는 위치에 도전성 볼록접점을 돌출 형성하는 단계;

   상기 도전성 볼록접점이 삽입홈에 끼워지도록 칩 모듈을 카드 본체의 요홈부에 삽입하는 단계; 및

   상기 칩 모듈에 열과 압력을 가한 후, 경화시켜 견고하게 접착시키는 단계를 포함하여 이루어지고, 이때

   상기 도전성 볼록접점은 직경이 1㎜∼4㎜이고, 높이가 100㎛∼350㎛이며, 상기 삽입홈은 직경이 1㎜∼4㎜이고, 깊이가 100㎛∼350㎛인 것을 특징으로 하는 콤비카드 제조방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 도전성 볼록접점은 납, 연납합금, 솔더 페스트 또는 도전성 접착제 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 콤비카드 제조방법.
7. 삭제

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