KR101168056B1 - 스마트 전자카드 - Google Patents

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KR101168056B1
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Abstract

본 발명은 일면에 접속단자를 구비하며 관통홀이 형성된 메인 기판과, 상기 관통홀의 내부에 설치되며 도전성 와이어에 의해 상기 접속단자와 연결되는 전자부품과, 상기 도전성 와이어와 접속단자의 연결 부위를 덮도록 형성되는 몰드와, 상기 메인기판 및 전자부품을 보호하도록 상기 메인 기판의 외면에 형성되는 보호필름, 및 상기 몰드의 외곽에 위치하도록 상기 메인 기판과 보호필름의 사이에 게재되며 상기 몰드에 의해 형성된 단차를 보상하는 단차보상필름을 포함하는 스마트 전자카드에 관한 것으로서, 하드(hard) 회로기판을 사용하면서도 스마트 전자카드의 두께를 최소화할 수 있으며, 카드 표면의 평탄도를 향상시킬 수 있는 구조를 제공한다.

Description

스마트 전자카드{SMART ELECTRONIC CARD}
본 발명은 기판에 전자부품이 장착된 구조를 갖는 스마트 전자카드에 관한 것이다.
스마트 전자카드는 보안성이 뛰어나며 휴대가 간편하다는 장점을 가지며, 이로 인해 금융, 통신, 교육, 행정, 교통, 의료보건, 유통, 공공민원, 전자상거래 등 여러 분야에 걸쳐 널리 응용되고 있는 추세이다. 최근에는 신분데이터를 저장한 스마트 카드, 전자상거래시 1회성 패스워드를 생성하는 OTP(One Time Password) 카드 등 새로운 형태의 스마트 전자카드들이 개발되어 스마트 전자카드의 적용 범위가 확대되고 있는 추세이다.
일반적으로, 스마트 전자카드는 종래의 단순한 카드와는 달리 마이크로프로세서(MCU), 연성회로기판(FPCB), RFID, 배터리, 메모리, 지문센서 등 각종 전자부품들을 내장하고 있다.
스마트 전자카드는 각종 전자 부품이 실장된 기판의 외면에 보호필름을 부착한 구조를 가진다. 보호필름과 기판 사이에는 전자부품의 두께로 인한 공간이 생성되며, 이러한 공간을 메우기 위하여 에폭시 등의 수지가 사용된다. 에폭시 등의 수지를 전자 부품 위에 도포한 후 경화시킨 후 그 위에 보호 필름을 부착하게 된다.
기판으로는 스마트 전자카드의 두께를 최소화할 수 있도록 연성회로기판(이 일반적으로 사용된다. 연성회로기판(FPCB)을 사용할 경우, 전자부품의 실장 과정에서 연성회로기판이 휘어지는 현상으로 인해 후공정인 보호필름의 부착이 용이하지 않게 되는 문제가 있다. 보호필름의 재질로서 일반적으로 PVC가 사용되는데, 폴리이미드(PI)가 주요 재질인 연성회로기판은 PVC와 접착력이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 수지 등의 경화 과정에서 수지의 표면에 굴곡이 형성되는바, 그 위에 부착된 보호 필름에도 어느 정도의 굴곡이 형성될 수밖에 없다. 따라서, 상기와 같은 스마트 전자카드의 구조는 카드 표면의 평탄도를 형성하는데도 큰 어려움이 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하드(hard) 회로기판을 사용하면서도 스마트 전자카드의 두께를 최소화할 수 있으며, 보호 필름(카드 표면)의 평탄도 및 접착력을 향상시킬 수 있는 구조의 스마트 전자카드를 제공하기 위한 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위해 본 발명은 일면에 접속단자를 구비하며 관통홀이 형성된 메인 기판과, 상기 관통홀의 내부에 설치되며 도전성 와이어에 의해 상기 접속단자와 연결되는 전자부품과, 상기 도전성 와이어와 접속단자의 연결 부위를 덮도록 형성되는 몰드와, 상기 메인기판 및 전자부품을 보호하도록 상기 메인 기판의 외면에 형성되는 보호필름, 및 상기 몰드의 외곽에 위치하도록 상기 메인 기판과 보호필름의 사이에 게재되며 상기 몰드에 의해 형성된 단차를 보상하는 단차보상필름을 포함하는 스마트 전자카드를 개시한다.
한편, 본 발명은 일면에 제1접속단자를 구비하며 관통홀이 형성된 메인 기판과, 상기 관통홀의 내부에 설치되며 제1접속단자를 덮는 단차부를 구비하는 전자부품과, 상기 제1접속단자와 마주하도록 상기 단차부 상에 구비되며 접착부에 의해 상기 제1접속단자와 접속되는 제2접속단자와, 상기 전자부품을 보호하도록 상기 메인 기판의 외면에 형성되는 보호필름, 및 상기 단차부의 외곽에 위치하도록 상기 메인 기판과 보호필름의 사이에 게재되며 상기 단차부에 의해 형성된 단차를 보상하는 단차보상필름을 포함하는 스마트 전자카드를 개시한다.
상기 단차보상필름은 상기 몰드 또는 단차부에 의해 형성된 단차에 대응되는 두께를 가지며, 상기 몰드 또는 단차부가 삽입되도록 상기 단차부의 외곽에 대응되는 삽입구를 구비할 수 있다.
상기 전자부품은 칩 모듈, 배터리, 지문 센서, 및 디스플레이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 단차보상필름은 열압착 또는 자외선 경화 접착에 의해 상기 메인 기판에 접착될 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 메인 기판을 하드 기판으로 사용함으로써 기판의 휨 변형을 방지할 수 있을 뿐 아니라 연성회로기판 대비 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다. 아울러, 기판과 보호필름 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 메인 기판의 관통홀 내에 전자부품을 설치하여 스마트 전자카드 전체의 두께가 증가하는 현상 또한 배제할 수 있다. 아울러, 몰드 또는 단차부의 외곽에 단차보상필름을 게재하여 보호필름의 부착면을 평탄화함으로써 스마트 전자카드 표면의 평탄도 또한 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전자카드에 적용된 메인 기판의 평면도.
도 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전자카드의 제조 방법을 나타내는 단면도들.
도 4 및 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 전자카드의 제조 방법을 나타내는 단면도들.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 전자카드의 단면도.
이하, 본 발명과 관련된 스마트 전자카드에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전자카드에 적용된 메인 기판의 평면도이고, 도 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 전자카드의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 스마트 전자카드는 메인 기판(100)에 전자부품들이 실장된 구조를 갖는다.
메인 기판(100)으로는 하드 기판이 사용되어 전자부품들의 실장시 휨 변형이 일어나는 것을 방지한다.
메인 기판(100)에 장착되는 전자부품들로는 마이크로프로세서(MCU), IC 칩 등의 전자부품이 장착되는 칩 모듈(210), 패스워드 정보 등을 표시하기 위한 디스플레이 모듈(220), 스마트 전자카드에 전원을 공급하기 위한 배터리(230), 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 센서(240) 등을 들 수 있다. 도 2 및 3은 칩 모듈(210)의 장착 구조를 예시하고 있다.
도 2를 참조하면, 메인 기판(100)에는 관통홀(110)이 형성되며, 메인 기판(100)의 일면(도 2에서 상면)에는 접속단자(300)가 구비된다. 접속단자(300)는 관통홀(110)의 주변 영역에 마련된다.
칩 모듈(210)은 메인 기판(100)의 관통홀(110) 내부에 설치된다. 본 발명에 따르면, 칩 모듈(210)과 같은 전자부품을 메인 기판(100)의 관통홀(110) 내에 설치하여, 스마트 전자카드 전체의 두께를 슬림화할 수 있다.
칩 모듈(210)은 전자칩(212)이 연성회로기판(211)에 실장된 구조를 가지고 있다. 메인 기판(100)의 하면에 접착 테이프(150)를 부착한 후, 메인 기판(100)의 관통홀(110) 내에 칩 모듈(210)을 삽입하여 연성회로기판(211)이 접착 테이프(150)에 부착되도록 한다.
칩 모듈(210)은 금, 알루미늄 등의 도전성 와이어(350)에 의해 접속단자(300)와 연결된다.
칩 모듈(210)의 와이어 본딩 후 에폭시 등의 수지를 도전성 와이어(350)와 접속단자(300)의 연결 부위에 도포한다. 본 실시예는 도전성 와이어(350)와 접속단자(300)의 연결 부위 뿐만 아니라 관통홀(110) 내부의 공간이 수지에 의해 메워진 것을 예시하고 있으며, 수지를 경화시켜면 관통홀(110) 및 와이어 본딩의 연결 부위에 몰드(130)가 형성되게 된다. 몰드(130)는 도전성 와이어(350)와 접속단자(300)의 연결 부위를 보호하는 기능을 하며, 본 실시예와 같이 몰드(130)가 칩 모듈(210)을 덮도록 형성되는 경우 칩 모듈(210)을 고정 및 보호하는 기능을 한다. 몰드(130)의 형성이 완료되면, 칩 모듈(210)과 메인 기판(100)에 부착된 접착 테이프(150)를 제거한다.
도 3과 같이 메인 기판(100)의 외면에는 보호필름(500)이 부착된다. 보호필름(500)은 전자부품과 메인 기판(100)을 보호하기 위한 것으로서, 메인 기판(100)의 상하면에 각각 부착될 수 있다. 보호필름(500)의 재질로는 PC, PVC 재질이 사용될 수 있다.
메인 기판(100)과 보호필름(500)의 사이에는 몰드(130)에 의해 형성된 단차(t)를 보상하기 위한 단차보상필름(400)이 게재된다. 단차보상필름(400)은 몰드(130)의 외곽에 위치하여 몰드(130)에 의해 형성된 공간을 메우게 된다.
단차보상필름(400)은 몰드(130)의 외곽에 대응되는 삽입구를 갖는 필름의 형태를 가질 수 있다. 그리고, 단차보상필름(400)은 몰드(130)에 의해 형성된 단차(t)에 대응되는 두께를 가질 수 있으며, 그에 따라 보호필름(500)의 부착면을 평탄화시킬 수 있다. 단차보상필름(400)은 보호필름(500)과 동일한 재질로 형성되어 보호필름(500)과의 부착력을 증대시킬 수 있다.
몰드(130)가 단차보상필름(400)의 삽입구(410)에 삽입되도록 단차보상필름(400)을 메인 기판(100)의 상면에 부착시킨 후, 보호필름(500)을 그 위에 부착하면 스마트 전자카드의 제조공정이 완료되게 된다. 필요에 따라 보호필름(500)의 외면에 각종 정보가 표시된 인쇄필름을 부착시킬 수도 있다.
단차보상필름(400)은 열압착 또는 자외선 경화 접착에 의해 메인 기판(100)에 부착될 수 있다. 단차보상필름(400)이 자외선 경화 접착에 의해 메인 기판(100)에 부착되는 경우, 단차보상필름(400)으로 투광성 필름의 형태가 사용된다. 단차보상필름(400)과 메인 기판(100)의 사이에 자외선 경화 접착제를 도포하고 자외선을 조사하면, 자외선이 단차보상필름(400)을 투과하여 자외선 경화 접착제를 경화시키게 된다. 이와 같은 자외선 경화를 통한 접착 방식에 따르면, 단차보상필름(400)과 메인 기판(100)의 변형을 방지할 수 있는 이점이 있으며, 이는 보호필름(500)에도 동일하게 적용할 수 있다.
본 실시예는 몰드(130)의 단차(t)가 메인 기판(100)의 상면에 형성되어 단차보상필름(400)이 메인 기판(100)의 상면에 부착된 경우를 예시하고 있으며, 이러한 경우 메인 기판(100)의 하면에는 보호필름(500)이 직접 부착되게 된다. 다만, 몰드(130)의 단차(t)가 메인 기판(100)의 하면에 형성되는 경우, 단차보상필름(400)은 메인 기판(100)의 하면에 부착되게 될 것이다.
이상과 같은 스마트 전자카드의 구조에 따르면, 메인 기판(100)을 하드 기판으로 사용하여 휨 변형을 방지할 수 있으며, 연성회로기판 대비 원가 절감의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 메인 기판(100)의 관통홀(110) 내에 칩 모듈(210)을 설치하여 스마트 전자카드 전체의 두께가 증가하는 현상 또한 배제할 수 있다. 아울러, 몰드(130)의 외곽에 단차보상필름(400)을 게재하여 보호필름(500)의 부착면을 평탄화함으로써 스마트 전자카드 표면의 평탄도 또한 증대시킬 수 있다.
이상에서는 칩 모듈(210)의 경우를 중심으로 설명하였으나, 전자부품을 관통홀 내에 설치하고 단차보상필름을 게재하는 사항은 디스플레이 모듈(220), 배터리(230), 지문 센서(240) 등에도 동일하게 적용 가능하다.
도 4 및 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스마트 전자카드의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
앞선 실시예는 전자부품과 메인 기판(100)이 와이어 본딩에 의해 연결된 경우를 예시하였으나, 본 실시예와 같이 전자부품의 접속단자(320)와 메인 기판(100)의 접속단자(310)를 직접 연결하는 방식도 가능하다.
메인 기판(100)의 일면에는 제1접속단자(310)가 구비되며, 전자부품에는 제1접속단자(310)를 덮는 단차부(stepped portion)가 구비된다. 단차부에는 제2접속단자(320)가 제1접속단자(310)가 구비되며, 제2접속단자(320)는 접착부(360)에 의해 제1접속단자(310)에 접착 및 접속된다.
본 실시예는 앞선 실시예와 같이 전자부품의 일 예로서 칩 모듈(210)을 예시하고 있으며, 이러한 경우 단차부는 칩 모듈(210)의 연성회로기판(211)에 의해 형성될 수 있다. 이러한 단차부는 메인 기판(100)의 일면에 단차(t)를 형성하게 된다.
접착부(360)는 이방성 도전 필름(ACF) 또는 비전도 페이스트(NCP)의 형태를 가질 수 있으며, 제1접속단자(310)와 제2접속단자(320) 사이에 접착부(360)를 게재한 후 열압착시켜 이들을 접착한다.
또한, 접착부(360)로서 솔더 크림이 사용될 수 있으며, 이러한 경우에는 제1접속단자(310)와 제2접속단자(320) 사이에 솔더 크림을 도포한 후 메인 기판(100)을 용광로에 통과시켜 납땜이 이루어지도록 한다.
본 실시예에 따르면, 칩 모듈(210)을 메인 기판(100)의 관통홀(110)에 배치시킨 후 접착부(360)를 통해 제1 및 제2접속단자(310,320)를 접속시킨다. 다음으로, 관통홀(110) 내에 수지를 충진시켜 몰드(130)를 형성한다. 이 때, 몰드(130)는 관통홀(110)의 내에만 형성되도록 하여 보호필름(500)의 부착면이 평탄화되도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 단차부에 의해 형성된 단차(t)를 보상하기 위한 단차보상필름(400)을 메인 기판(100)에 부착시킨다. 본 실시예는 앞선 실시예와 반대로 단차(t)가 메인 기판(100)의 하면에 형성되므로, 단차보상필름(400) 또한 메인 기판(100)의 하면에 부착시킨다. 단차보상필름(400)은 앞선 실시예와 마찬가지로 단차부의 외곽에 대응되는 삽입구(410)를 갖는 필름의 형태를 기질 수 있으며, 단차부에 의해 형성된 단차(t)에 대응되는 두께를 가질 수 있다.
다음으로, 메인 기판(100)의 상하면에 각각 보호필름(500)을 부착시키면 스마트 전자카드의 제조과정이 완료된다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스마트 전자카드의 단면도이다.
앞선 실시예들에서는 칩 모듈(210)에 적용된 구조를 예시하였으나, 앞선 실시예들의 내용은 다른 전자부품들에도 동일하게 적용 가능하다. 본 실시예는 그 예로서 지문 센서(240)를 예시하고 있다.
도 6을 참조하면, 메인 기판(100)의 상면에는 제1접속단자(310)가 구비되어 있으며, 지문 센서(240)의 상부에는 단차부(245)가 형성되어 있다. 제2접속단자(320)는 단차부(245)에 제1접속단자(310)와 마주하도록 구비된다. 제1 및 제2접속단자(310,320)는 접착부(360)에 의해 서로 접속되게 된다. 본 실시예에서는 도 4 및 5의 경우와 반대로 단차부(245)의 단차(t)가 메인 기판(100)의 상면에 형성된 경우를 예시하고 있으며, 이러한 경우 단차보상필름(400)은 메인 기판(100)의 상면에 부착되게 된다.
이상에서 살펴본 것처럼, 메인 기판(100)에 실장되는 다양한 전자부품은 메인 기판(100)의 관통홀(110) 내에 설치될 수 있으며, 단차보상필름(400)을 이용하여 몰드(130) 또는 단차부(245)에 의해 형성된 단차(t)를 보상할 수 있다. 이와 같은 사항을 각 전자부품들 함께 적용하는 것도 가능하며, 이 때 메인 기판(100)의 어느 한 쪽 면(상면 또는 하면)에만 단차(t)가 형성되도록 구성하는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 각 전자부품에 대응되는 삽입구들을 갖는 단차보상필름(400)을 한 장만 사용하면 되기 때문이다.
이상에서는 본 발명에 따른 스마트 전자카드를 첨부한 도면들을 참조로 하여 설명하였으나,　본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (8)

  1. 일면에 접속단자를 구비하며, 관통홀이 형성된 메인 기판;
    상기 관통홀의 내부에 설치되며, 도전성 와이어에 의해 상기 접속단자와 연결되는 전자부품;
    상기 도전성 와이어와 접속단자의 연결 부위를 덮도록 형성되는 몰드;
    상기 메인 기판 및 전자부품을 보호하도록 상기 메인 기판의 외면에 형성되는 보호필름; 및
    상기 몰드의 외곽에 위치하도록 상기 메인 기판과 보호필름의 사이에 게재되며, 상기 몰드에 의해 형성된 단차를 보상하는 단차보상필름을 포함하는 스마트 전자카드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단차보상필름은 상기 몰드에 의해 형성된 단차에 대응되는 두께를 가지며, 상기 몰드가 삽입되도록 상기 몰드의 외곽에 대응되는 삽입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 전자카드.
  3. 일면에 제1접속단자를 구비하며, 관통홀이 형성된 메인 기판;
    상기 관통홀의 내부에 설치되며, 제1접속단자를 덮는 단차부를 구비하는 전자부품;
    상기 제1접속단자와 마주하도록 상기 단차부 상에 구비되며, 접착부에 의해 상기 제1접속단자와 접속되는 제2접속단자;
    상기 전자부품을 보호하도록 상기 메인 기판의 외면에 형성되는 보호필름; 및
    상기 단차부의 외곽에 위치하도록 상기 메인 기판과 보호필름의 사이에 게재되며, 상기 단차부에 의해 형성된 단차를 보상하는 단차보상필름을 포함하는 스마트 전자카드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 접착부는 솔더, 이방성 도전 필름, 및 비전도 페이스트 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 전자카드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전자부품은 연성회로기판에 전자칩이 실장된 형태의 칩 모듈을 포함하며,
    상기 단차부는 상기 칩 모듈의 연성회로기판에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 스마트 전자카드.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 단차보상필름은 상기 단차부에 의해 형성된 단차에 대응되는 두께를 가지며, 상기 단차부가 삽입되도록 상기 단차부의 외곽에 대응되는 삽입구를 구비하는 것을 특징으로 하는 스마트 전자카드.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전자부품은 칩 모듈, 배터리, 지문 센서, 및 디스플레이 모듈 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 전자카드.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 단차보상필름은 열압착 또는 자외선 경화 접착에 의해 상기 메인 기판에 접착되는 것을 특징으로 하는 스마트 전자카드.
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