KR101208085B1 - 디스플레이 기능이 구비된 디스플레이 온 카드 및 그 제조방법 - Google Patents

디스플레이 기능이 구비된 디스플레이 온 카드 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

디스플레이 기능이 구비된 디스플레이 온 카드 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 온 카드 제조방법은 스마트카드에 디스플레이부를 연결하는 회로기판을 플렉시블 회로기판 형태로 제조하되, 플렉시블 회로기판을 인쇄공정 방식으로 제조한다. 이에 따라, 생산공정이 단순하고 친환경적이며 대량 생산이 가능하고 두께가 얇은 디스플레이 온 카드를 제조할 수 있다.

Description

디스플레이 기능이 구비된 디스플레이 온 카드 및 그 제조방법 {display on card having display unit and manufacturing method thereof}
본 발명의 일 양상은 스마트카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스마트카드에 디스플레이 기능을 구비한 디스플레이 온 카드에 관한 것이다.
스마트카드(smart card)의 사용이 증가함에 따라 사용자는 스마트카드에 저장되는 정보(예: 잔액정보, 이력사항)를 볼 수 있기를 원한다. 디스플레이 온 카드(display on card)는 스마트카드에 디스플레이부가 삽입된 구조를 가진다. 스마트카드 정보를 디스플레이부를 통하여 보여주기 때문에 사용자의 편리성과 효율성을 극대화할 수 있다. 디스플레이 수단으로는 OLED 및 LCD가 있지만 스마트카드에 탑재하기 위해서는 플렉시블 타입의 디스플레이가 필요하다. 또한 스마트카드에 디스플레이부를 연결하는 보드가 필요하다.
일반 보드는 스마트카드 COB(chip on board)와, 스마트카드 COB와는 전기적으로는 분리되고 스마트카드의 내부에 구비되며 다수개의 입출력 단자를 구비한 마이크로프로세서와 디스플레이부를 포함하는 플렉시블 디스플레이 COB로 구성되는 복잡한 구조이다.
따라서 디스플레이부와 RF 안테나를 스마트카드와 연동하기 위해서는 박막의 FPCB(Flexible Printed Circuits Board) 회로 설계 및 제조 기술이 요구된다. 이 회로기판을 제조하는데 있어서 가장 중요한 문제는 스마트카드의 표준에 적합한 두께이면서 내구성을 가져야한다는 점이다. 그러나 일반적인 회로기판은 두께가 두꺼울 뿐만 아니라 휨에 대한 내구성이 취약하다.
이를 보완하기 위해서 에칭방식의 PCB를 이용하여 회로를 제조할 수 있다. 그런데, ISO7816 규정에 의하면 스마트카드 크기는 85.5mm×54mm로 규정하고 두께는 0.8mm 이하로 규정하고 있기 때문에 에칭방식의 PCB는 스마트카드에 회로를 삽입하기 어렵다. 즉, 에칭방식의 PCB는 생산공정 단계가 복잡하고 친환경적이지 못하며 대량 생산에 어려움이 있고 두께가 두껍다.
일 양상에 따라, 생산공정이 단순하고 친환경적이며 대량 생산이 가능하고 두께가 얇은 디스플레이 온 카드 및 그 제조방법을 제안한다.
일 양상에 따른 디스플레이 온 카드(display on card) 제조방법은, 스마트카드에 디스플레이부를 연결하는 회로기판을 플렉시블 회로기판 형태로 제조하되, 플렉시블 회로기판을 인쇄공정 방식으로 제조하는 단계를 포함한다.
이때 인쇄공정 방식으로 제조하는 단계는, 스마트카드 인레이의 상부기판에 해당되는 패턴을 인쇄하는 제1도 인쇄단계와, 상부기판과 하부기판을 연결하는 비아홀을 제외한 영역에 절연층을 도포하는 제2도 인쇄단계와, 스마트카드 인레이의 하부기판에 해당되는 패턴을 인쇄하는 제3도 인쇄단계와, 부품이 실장될 스루홀을 제외한 영역에 절연층을 도포하는 제4도 인쇄단계를 포함한다.
인쇄공정 방식으로 제조하는 단계는 스크린 인쇄, 잉크젯 또는 롤투롤(Roll-to-Roll) 인쇄공정 방식 중 적어도 하나를 이용하여 인쇄할 수 있다.
제1도 인쇄단계는 Ag 페이스트 계열의 전도성 잉크를, 제2도 인쇄단계는 UV 잉크인 절연 잉크를, 제3도 인쇄단계는 Ag 페이스트 계열의 전도성 잉크를, 제4도 인쇄단계는 UV 잉크인 절연 잉크를 각각 사용하여 회로기판을 제조할 수 있다.
플렉시블 회로기판 상에는 표준규정에 따라 배치된 접촉식 패드와 비접촉식 패드가 연결될 수 있다. 이때, 접촉식 패드에서 사용되지 않는 부분을 이용하여 RF 안테나 패드와 접촉 연결되는 외부 안테나를 인쇄할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 온 카드의 플렉시블 회로기판을 인쇄공정 방식으로 제조함에 따라, 생산공정이 단순하고 친환경적이며 스마트카드의 표준 두께 규격을 맞출 수 있다. 나아가, 대량으로 인쇄회로기판을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부를 구비한 디스플레이 온 카드를 포함하는 디스플레이 온 카드 시스템을 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 온 카드의 외관도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 온 카드의 내부 구조도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부의 내부 구조도,
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 온 카드 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단계별 절차도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 온 카드 인쇄회로기판의 구조도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트카드 COB(Chip On Board) 구성도,
도 8a 및 도 8b는 에칭방식과 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄방식의 PCB 층 구성을 비교하기 위한 참조도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부(12)를 구비한 디스플레이 온 카드(1)를 포함하는 디스플레이 온 카드 시스템을 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 온 카드(1)는 스마트카드에 디스플레이부(12)를 포함하며, 스마트카드 관련정보를 디스플레이부(12)를 통하여 사용자에게 보여준다. 예를 들면, 디스플레이부(12)는 입출금 내역, 카드에 충전된 잔고 등을 포함하는 계좌사용 내역 또는 사용자 정보 등을 표시할 수 있다. 이에 따라, 사용자의 편리성과 효율성을 극대화할 수 있다.
디스플레이 온 카드(1)에는 스마트카드 IC 칩(13)이 내장되며, 스마트카드 IC 칩(13)에 스마트카드 정보가 저장되어 신분증, 면허증, 교통카드, 신용카드, 현금카드, 전자여권 등 다양한 목적으로 사용된다. RFID 리더기(2)는 무선주파수를 이용한 비접촉 통신방식을 통해 디스플레이 온 카드(1)에 저장된 데이터를 읽어내며, 읽어낸 데이터는 관리자 단말(3)로 전송되어 각종 카드 서비스에 사용된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 온 카드(1)의 외관도이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 온 카드(1)는 카드 몸체(10)에 디스플레이부(12)와 스마트카드 IC 칩(13)을 포함하며, 입력부(11)를 더 포함할 수 있다. 이때, 디스플레이부(12)는 플렉시블(flexible) 회로기판을 사용한다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 휘거나 누르는 등 외부로부터 가해지는 충격에도 디스플레이되는 화상의 품질 저하 또는 왜곡 현상 없이 안정적인 디스플레이가 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 온 카드(1)의 내부 구조도이다.
도 3을 참조하면, 디스플레이 온 카드(1)는 디스플레이부(12), 스마트카드 IC 칩(13), 인쇄회로기판(PCB)(14), 마이크로프로세서(MCU)(15), 배터리(16), 디스플레이 드라이버 IC 칩(17) 및 RF 안테나(18)를 포함한다. 인쇄회로기판(14)은 기판 상에 스마트카드 IC 칩(13), 마이크로프로세서(15) 및 디스플레이 드라이버 IC 칩(17)으로 구성된 내부패턴을 포함하고, 전술한 패턴들을 각각 전기적으로 연결하기 위해 기판 몸체를 관통하는 연결 비아홀들을 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부(12)의 내부 구조도이다.
도 4를 참조하면, 디스플레이 온 카드는 스마트카드에 디스플레이부(12)가 삽입된 구조를 가지며, 스마트카드의 정보를 디스플레이부(12)를 통하여 보여준다. 디스플레이부(12)의 소재로는 OLED 및 LCD가 있지만, 스마트카드에 탑재하기 위해서 플렉시블 타입의 디스플레이를 사용한다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 온 카드 인쇄회로기판을 제조하는 방법을 설명하기 위한 단계별 절차도이다.
도 5a 내지 도 5f를 참조하면, 디스플레이 온 카드 인쇄회로기판 제조방법은 스마트카드 인레이(Inlay)의 상부기판에 해당되는 패턴을 인쇄하는 제1도 인쇄단계(도 8a), 상부기판과 하부기판을 연결하는 비아홀을 제외한 영역에 절연층을 도포하는 제2도 인쇄단계(도 8b), 스마트카드 인레이의 하부기판에 해당되는 패턴을 인쇄하는 제3도 인쇄단계(도 8c) 및 부품이 실장될 스루홀을 제외한 영역에 절연층을 도포하는 제4도 인쇄단계(도 8d)를 포함한다. 이후 스마트카드 IC 칩이 실장되는 부분을 도금 처리한다. 도 8e는 제1도 내지 제4도 인쇄단계를 모두 포함한 경우의 전체도면을 도시한 것이고, 도 8f는 도 8e의 전체도면에 제판 아웃라인을 결합한 도면을 도시한 것이다. 전술한 바에 따르면, 디스플레이 온 카드 회로기판을 인쇄공정 방식으로 제조함에 따라, 생산공정이 단순하고 친환경적이며 스마트카드의 표준 두께 규격을 맞출 수 있다. 나아가, 인쇄방식으로 쉽게 인쇄할 수 있으므로 대량으로 회로를 구성할 수 있다.
한편, 일 양상에 따르면 디스플레이 온 카드 인쇄회로기판을 제작하기 위해서 각 도에 따른 인쇄면의 평탄도와 미세선 폭을 고려한다. 이때, 사용하는 제판은 표 1과 같다.
Figure 112011050311332-pat00001
인쇄용 인쇄기는 스크린 인쇄기, 잉크젯 인쇄기, 롤투롤(Roll to Roll) 인쇄기 모두 사용 가능하다. 디스플레이 온 카드 인쇄회로기판을 제작하기 위해 사용되는 잉크 및 소성 조건은 표 2와 같으며, 사용되는 기판은 폴리이미드 필름(Polyimide film)과 같은 종류의 기판을 사용할 수 있다. 표 2를 참조하면, 제1도는 전도성 페이스트(Ag paste)를, 제2도는 절연성 잉크(UV ink)를, 제3도는 전도성 페이스트(Ag paste)를, 제4도는 절연성 잉크(UV ink)를 각각 사용할 수 있다.
Figure 112011050311332-pat00002
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 온 카드 인쇄회로기판의 구조도이다.
도 6을 참조하면, 인쇄회로기판 상에서 스마트카드 IC 칩 연결부분, 마이크로프로세서 연결부분 및 디스플레이부 연결 부분을 각각 확인할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트카드 COB(Chip On Board) 구성도이다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 스마트카드 COB(13a)는 스마트카드의 표준규격인 ISO 7816, 14443 규약에 따라 접촉식 및 비접촉식 인터페이스가 모두 가능하게 8 개의 접촉식 패드와 2개의 비접촉식 패드를 포함하도록 회로 패턴이 설계된다. 즉 접촉식 패드 부분은 전압 공급을 위한 Vcc, Reset, Clock 신호, ISO/IEC 7816에 따라 미래에 사용될 부분으로 남겨진(RFU: Reserved for Future Use) 패드, 프로그래밍 전압(programing voltage) VPP, 데이터 전송을 위한 I/O 패드로 구성되며, 비접촉식 패드 부분은 La, Lb 단자로 구성된다.
그러나, 디스플레이 온 카드(1)는 디스플레이부(12)와 디스플레이 드라이버 IC 칩(17)에 전원을 공급해야 하기 때문에 접촉식 단자가 반드시 필요하다. 따라서, 인쇄회로기판은 접촉식 단자와 결합해야 한다. 비접촉식으로도 디스플레이부 및 디스플레이 드라이버 IC 칩에 전원을 공급하는 것이 가능하지만, 비접촉식 패드는 두 개의 단자밖에 존재하지 않기 때문에 디스플레이부와 디스플레이 드라이버 IC 칩에 전원을 공급하고 데이터를 전송하는 일을 동시에 수행할 수는 없다. 따라서 본 발명은 접촉식 상태에서 접촉식 단자를 이용하여 디스플레이 드라이버 IC 칩(17)과 디스플레이부(12)에 전원을 공급하고, 디스플레이 드라이버 IC 칩(17)에 데이터를 전송한다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 온 카드(1)는 접촉식 패드 부분에서 사용되지 않는 부분을 이용하여, 안테나 패드에 접촉 연결되도록 카드 몸체에 매몰되어 형성되는 외부 안테나를 포함한다. 이때, 하나의 내부 연결 패드는 디스플레이 온 카드 인레이와 연결되어 RF 통신시 디스플레이 온 카드(1)에 필요한 전력을 생성할 수 있도록, 칩 패드와 인레이를 인쇄방식으로 연결한다. 이때, 하나의 내부 연결 패드는 스마트카드 IC 칩에서 사용되지 않는 C5번을 이용하여 인레이와 연결될 수 있다.
디스플레이 온 카드(1)는 접촉식 COB에서 사용되지 않는 부분을 이용하여 마이크로프로세서(15)에 접촉 연결되어 있으며, 마이크로프로세서(15)는 디스플레이 드라이버 IC 칩(17)의 통신 수단과 연결된다. 이때, 디스플레이 연결 패드는 디스플레이 드라이버 IC 칩(17)과 연결되어 디스플레이 기능이 활성화된다. 디스플레이 드라이버 IC 칩(17)은 스마트카드 IC 칩(13)에서 전송된 사용자 정보 및 기타 정보를 이용하여 디스플레이부(12)를 통해 스마트카드 정보를 디스플레이한다. 이때, 디스플레이 드라이버 IC 칩(17)에서 데이터 전송에 필요한 버스를 디스플레이부(12)까지 연결하는 구조를 가진다.
도 8a 및 도 8b는 에칭방식과 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄방식의 PCB 층 구성을 비교하기 위한 참조도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 에칭방식(도 8a)과 인쇄방식(도 8b)의 PCB를 비교하였을 때, 두께 부분에서 에칭방식은 200㎛ 이상의 두께를 갖지만 인쇄방식은 50㎛ 정도의 두께를 갖는다. 따라서, 인쇄방식으로 제작하였을 경우 에칭방식보다 카드의 내구성이 우수함을 확인할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 디스플레이 온 카드 12 : 디스플레이부
13 : 스마트카드 IC 칩 14 : 인쇄회로기판
15 : 마이크로프로세서 17 : 디스플레이 드라이버 IC 칩
18 : RF 안테나

Claims (5)

  1. 스마트카드에 디스플레이부를 연결하는 기판을 인쇄공정 방식을 사용하여 플렉시블 회로기판 형태로 제조하는 디스플레이 온 카드 제조방법에 있어서,
    스마트카드 인레이(Inlay)의 상부기판에 해당되는 패턴을 인쇄하는 제1도 인쇄단계;
    상부기판과 하부기판을 연결하는 비아홀을 제외한 영역에 절연층을 도포하는 제2도 인쇄단계;
    상기 스마트카드 인레이의 하부기판에 해당되는 패턴을 인쇄하는 제3도 인쇄단계; 및
    부품이 실장될 스루홀을 제외한 영역에 절연층을 도포하는 제4도 인쇄단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 온 카드 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1도 인쇄단계, 제2도 인쇄단계, 제3도 인쇄단계 및 제4도 인쇄단계는 각각 스크린 인쇄, 잉크젯 또는 롤투롤(Roll-to-Roll) 인쇄공정 방식 중 어느 하나를 이용하여 인쇄하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 온 카드 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1도 인쇄단계는 Ag 페이스트 계열의 전도성 잉크를,
    상기 제2도 인쇄단계는 UV 잉크인 절연성 잉크를,
    상기 제3도 인쇄단계는 Ag 페이스트 계열의 전도성 잉크를,
    상기 제4도 인쇄단계는 UV 잉크인 절연성 잉크를 각각 사용하여 회로기판을 제조하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 온 카드 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 플렉시블 회로기판 상에는 표준규정에 따라 배치된 접촉식 패드와 비접촉식 패드가 연결되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 온 카드 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접촉식 패드에서 사용되지 않는 부분을 이용하여 RF 안테나 패드와 접촉 연결되는 외부 안테나를 인쇄하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 온 카드 제조방법.
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Citations (2)

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KR100635086B1 (ko) 2005-08-02 2006-10-17 양재우 디스플레이 기능이 구비된 스마트 카드의 제조방법
KR100798685B1 (ko) 2007-05-31 2008-01-28 주식회사 제이디씨텍 액정 표시부를 갖는 스마트디스플레이카드의 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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