KR20080084767A

KR20080084767A - 전자카드 모듈 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20080084767A
Application number: KR1020080024600A
Authority: KR
Inventors: 안호정; 김정회
Original assignee: (주)유비카드
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2008-09-19

Abstract

본 발명은 전자카드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일의 FPCB에 RFID 안테나, 배선 및 전극패드가 형성된 전자카드 모듈 및 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 상기 목적은 전면/후면인쇄필름이 부착된 댐과 경화형 수지로 이루어진 전자카드에 있어서, 상기 댐 내부에 장착된 FPCB상에 형성된 RFID 안테나, 전극패드 및 배선; 및 상기 전극패드와 전기적으로 연결된 액정표시장치, IC 칩, MCU 및 배터리를 포함하는 전자카드 모듈에 의해 달성된다.

전자카드, FPCB, RFID, 안테나, 배선, 전극패드

Description

전자카드 모듈 및 그 제조방법{ELECTRONIC CARD MODULE AND METHOD FOR FABRICATING THEREOF}

가장 일반적으로 사용되고 있는 접촉식 형태의 IC 카드는 흔히 볼 수 있는 전자카드의 한 종류로서 신용카드와 동일한 플라스틱 카드의 표면에 소정의 스마트 IC 칩을 실장할 수 있는 공간을 형성한 후, 자체 연산기능이 있는 마이크로프로세서(MPU, 1k~64kbytes)와 운영체제(COS), 그리고 안전한 저장영역으로서의 EEPROM이 내장되어 있는 IC 칩을 부착 카드이다. IC 카드는 인터페이스 장치(IFD: Interface Device; 단말기)에 삽입되었을 때 카드의 접점이 IFD의 접점에 접촉됨으로써 카드가 활성화된다. 이러한 형태의 카드는 접점의 잦은 접촉으로 인하여 전기적 충격이나 손상이 있을 우려가 있으나, 고도의 보안을 요하며, 카드 내의 특정 암호화 알고리즘을 수행할 필요가 있는 분야에서 주로 사용된다.

그리고, IC 카드와 함께 RFID 모듈의 개발로 대중화된 전자카드가 비접촉식 형태의 RF 카드이다. RF 카드는 정보처리 기능에 필요한 연산소자와 기억소자는 IC 카드와 동일하지만, 무선 주파수 신호(전자유도방식)를 수단으로 단말기(IFD)와 통신하는 카드로서 카드에 내장되어 있는 안테나의 전자결합을 통하여 전원공급이 이루어지며 카드와 리더기 사이에 물리적인 접촉이 필요하지 않다.

또한, 접촉식과 비접촉식을 함께 사용할 수 있는 전자카드로서 하이브리드와 콤비 카드가 활용도 면에서 주목을 받고 있으며, 그 사용량이 점차 증가하고 있다.

하이브리드 카드(Hybrid 카드)는 단일의 전자카드 내에 물리적으로 접촉식 카드와 비접촉식 카드가 독립된 형태로 존재하기 때문에 각각의 내부자원들을 공유할 수 없는 것이 특징이다. 별도의 독립된 메모리를 사용하며, 두가지 이상의 별도 운영체제 사용할 수 있고, COB 손상이 없으므로 반영구적으로 사용할 수 있는 특징과 함께 많은 량의 정보를 기록할 수 있으며, 카드 한 장으로 다용도로 사용하여 여러 분야에 적용할 수 있다.

콤비카드(Combi 카드)는 단일의 전자카드 내에서 접촉/비접촉식 카드가 공유할 수 있는 부분들을 상호 공유하는 화학적 결합형태의 카드이며, 내부 자원공유를 통한 이질적 애플리케이션의 통합 효과가 있으며, 많은 양의 정보를 기록할 수 있고, 고도의 보안기능으로 위/변조가 거의 불가능하다며, 카드 한 장으로 여러 분야에 사용할 수 있다.

최근에는 이러한 전자카드에 전원공급 장치와 디스플레이를 더 장착함으로써, 전자카드 자체 내에 저장되어 있는 내용을 조회할 수 있거나, RFID 모듈을 통 하여 출입통제 기능과 함께 MPU를 이용한 비밀번호를 생성하여 표시할 수 있게 되었다.

이러한 디스플레이가 구비된 전자카드는 IC 칩과 디스플레이를 플라스틱 기판에 고정하고, 별도로 제작된 RFID 모듈을 플라스틱 기판의 일측에 고정하여 이들의 상부에 여러 장의 플라스틱 기판을 열압착하여 완성하였다.

그러나, 이러한 종래의 카드 작업에 있어서는 RFID 태그형 안테나 및 코일형 안테나를 별도로 제작한 후 이를 플라스틱 기판의 일측에 고정하여 내장하는 방법을 사용하므로 RFID 태그형 안테나 및 코일형 안테나의 장착공정이 부가적으로 필요하며 이러한 과정에 있어서 공정상의 불량 및 작업 시간이 많이 소요되는 문제가 발생하는 문제점이 존재하였다.

그리고, 이러한 공정은 RFID 태그형 안테나 및 코일형 안테나와 플라스틱 기판 간의 이격된 부분의 강도가 저하될 뿐만 아니라, RFID와 플라스틱 기판간의 부품 간의 단차가 발생하여 공정 수율의 저하를 유발하는 단점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 FPCB상에 RFID 안테나, 배선 및 전극패드를 함께 형성함으로써, 공정수를 줄이고 전자카드를 구성하는 부품 사이의 높이차를 해결하여 전자카드의 내구성을 향상시킬 수 있는 전자카드 모듈 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 하부인쇄필름에 경화형 수지를 도포하고 댐을 부착하는 단계; 상기 댐의 내부에 안테나, 전극패드 및 배선이 형성된 FPCB를 부착하는 단계; 상기 전극패드에 배터리와 전자부품을 장착하는 단계; 상기 댐 내부에 경화형 수지를 주입하는 단계; 상기 댐의 상부에 상부인쇄필름을 부착하는 단계; 및 상기 경화형 수지를 경화시키는 단계를 포함하는 전자카드 모듈의 제조방법에 의하여 달성된다.

따라서, 본 발명의 전자카드 모듈 및 제조방법은 RFID 안테나, 배선 및 전극패드를 FPCB상에 함께 형성함으로써, 공정의 수를 줄이고 전자부품 간의 두께 단차를 줄여 전자카드 모듈의 강도를 향상시킬 수 있다.

그리고 별도로 제작된 액정표시장치와 구동드라이버 및 배터리 등의 전자부품을 장착 시 위치 정렬과정에서 발생하는 불량을 낮출 수 있는 현저하고도 유리한 효과가 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 전자카드(200) 모듈의 분해 사시도이다.

하부인쇄필름(294)상에 경화형 수지(290)가 도포되어 댐(280)과 전자카드를 구성하는 전자부품을 고정한다.

전자카드 모듈을 구성하는 전자부품은 RFID 칩과 연결되어 구성된 RFID 태그(210), 액정표시장치(220), 액정표시장치(220)의 구동을 위한 구동드라이브(미도시), MCU(230) 및 IC칩(240)을 포함한다. 이들 구성들은 FPCB 상에 장착되며, 구성간의 전기적 연결을 위하여 FPCB에는 배선이 형성되어 있다.

본 발명에 따르면, RF 태그(210), 배선(미도시) 및 전극패드는 FPCB(250)를 구성하는 금속층(미도시)을 패터닝함으로써 형성할 수 있다.

액정표시장치(220), MCU(230) 및 IC칩(240)은 이러한 FPCB(250)상에 전극패드(미도시)가 형성된 영역상에 장착되며 배터리(260) 역시 FPCB(250)의 일측에 형성된 전극패드와 접촉됨으로써 전기적으로 연결된다. .

이때 액정표시장치(220)는 경화형 고분자와 혼합된 마이크로 픽셀 액정 혼합물과 플라스틱 기판으로 이루지며, 구동드라이버(미도시)와 함께 FPCB(250)상에 장착된다.

하부인쇄필름(294)의 상부에는 댐(280)이 부착되어 있고 댐(280) 내부에 안착된 전자부품들 사이에 공간에 경화형 수지(270)가 주입되어 있다. 댐(280) 내부에 주입된 경화형 수지(270)는 경화되어 댐(280)과 함께 전자카드(200)의 몸체를 형성하게 된다.

본 발명에 따른 경화형 수지는 열경화형 수지 또는 UV 경화형 수지를 사용할수 있다.

RFID 태그(210), 액정표시장치(220), 액정표시장치(220)의 구동을 위한 구동드라이버가 형성된 FPCB(250)의 일측에는 배터리(260)가 전기적으로 연결되어 있어, 액정표시장치(220)의 작동에 필요한 전력을 공급한다.

이렇게 전자부품을 포함한 카드바디의 전면에는 전면인쇄필름(296)이 부착된다. 전면인쇄필름(296)에는 IC칩(240)과의 전기적으로 연결되면서 접촉식 리더기와 접촉하기 위한 IC칩 패드(297)가 형성되어 있다. 그리고 액정표시장치(220)를 노출하기 위하여 천공(298)이 형성되어 있다.

본 발명에 따른 하부인쇄필름(294)과 상부인쇄필름(296)은 휘어짐이 가능하고 절연성이 있는 수십 마이크로 두께의 고분자 필름을 사용하는 것이 바람직하다.

도 2 내지 도 6은 본 발명에 따른 전자카드 모듈의 공정도이다.

FPCB는 플렉서블한 고분자 소재의 필름(250)상에 전극층으로 구리층(300)을 합착하여 형성한다(도 2). 그리고 구리층(300) 상부에 PR(310)을 코팅한다(도 3).

PR(310)이 코팅되면, 열처리를 통하여 PR(310)을 경화시킨 후, PR(310) 상에 마스크를 위치시키고 UV를 노광한다(도 4).

이때, 마스크는 RFID 태그, 액정표시장치, MCU 및 배터리와 연결을 위한 전극용 전극패드를 포함하여 각 구성간의 전기적인 연결을 위한 배선용 패턴이 형성되어 있다.

노광된 PR(310)을 현상 및 세정하여 패터닝된 PR층(320)을 형성한다(도 5)

다시, 패터닝된 PR층(320)을 마스크로 이용하여 식각공정을 진행하면, 패터닝된 구리층(330)이 형성된다.

패터닝된 구리층은 안테나를 포함하는 RFID 태그(330,A), 전극패드 및 배선(340,c)으로 이루어진다.

B는 액정표시장치와 구동드라이버, RFID 칩, IC 칩 및 MCU(350)가 장착될 공간을 도시한 것이다(도 6).

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전자부품이 장착된 FPCB의 입체도이다.

동일 FPCB(250)상에 안테나를 포함하는 RFID 태그(210), 배선(710) 및 전극패드(720)가 형성되어 있다. 그 가운데에 액정표시장치(220), 구동드라이버(730), IC칩(240) 및 MCU(230)가 장착되어 있다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자부품이 장착된 FPCB의 입체도이다.

RFID 안테나를 포함한 RFID 태그(210)를 카드내에 형성된 댐(280)을 따라 형성하되 FPCB(250)와 일체형으로 제작할 수 있다. 그리고 RFID 태그내에는 RFID 칩(미도시)이 표면 실장될 수 있도록 유효공간을 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 전자카드 모듈의 분해 사시도이다.

인체에서 발생한 정전기로부터 전자카드 내에 구비된 전자부품의 손상을 막기 위하여 전도성 소재의 정전기 방지층(410)이 포함된다.

전자카드 모듈의 제조방법을 보다 구체적으로 기술하면 다음과 같다.

하부인쇄필름을 배치 플레이트상에 고정시킨 후, 경화형 수지를 도포하고 댐을 부착한 후, 댐 내부에 안테나를 포함하는 RFID 태그, 전극패드 및 배선이 형성된 FPCB를 안착시키고, 전극패드에는 액정표시장치, 구동드라이버, IC칩, MCU 및 배터리를 안착시킨다.

이때, 댐의 높이는 전자부품의 높이와 비교 시 같거나 높은 것을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 배터리를 안착시킨 후, 가압플레이트를 가압한다. 댐과 FPCB사이에 빈 공간이 형성되어 있으므로 여기에 경화형 수지를 주입한다. 그리고 상부인쇄필름을 덮고 롤러나 가압 지그를 이용하여 상부 인쇄필름의 일측면에서 타측으로 이동시키면서 가압한다. 정량이상으로 주입된 경화형 수지 또는 공기는 롤러나 가압 지그에 의한 가압공정에 의하여 외부로 빠져나간다.

마지막으로 UV 또는 열을 가하여 경화형 수지를 경화시킴으로써, 전자카드를 완성한다.

열경화형 수지를 이용할 경우, 액정표시장치를 포함한 전자부품의 열손상을 방지하기 위하여 100℃ 이하의 저온에서 경화되는 경화형 수지를 적용하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들 이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자카드 모듈의 분해 사시도,

도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자카드 모듈의 공정 흐름도,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 FPCB의 입체도,

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 FPCB의 입체도,

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전자카드 모듈의 분해 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200: 전자카드 210: RFID 태그

220: 액정표시소자 230: 구동회로소자

240: 집적회로 칩 250: FPCB

260: 배터리 280: 댐

710: 배선 720: 전극패드

730: 구동드라이버

Claims

전면/후면인쇄필름이 부착된 댐과 경화형 수지로 이루어진 전자카드에 있어서,

상기 댐 내부에 장착된 FPCB상에 형성된 RFID 안테나, 전극패드 및 배선; 및

상기 전극패드와 전기적으로 연결된 액정표시장치, IC 칩, MCU 및 배터리

를 포함하는 전자카드 모듈.
제1항에 있어서,

상기 RFID 안테나, 전극패드 및 배선은 상기 FPCB를 구성하는 동일한 전극층으로 형성된 전자카드 모듈.
제2항에 있어서,

상기 전극층은 구리를 포함한 금속 또는 도전성 폴리머인 전자카드 모듈.
제1항에 있어서,

상기 액정표시장치는 액정과 경화형 고분자가 혼합된 마이크로 픽셀 액정 혼 합물과 플라스틱 기판을 포함하는 전자카드 모듈.
제3항에 있어서,

상기 후면 인쇄 필름 상에 경화형 수지가 도포된 전자카드 모듈.
제1항에 있어서,

상기 댐의 높이는 상기 전자부품의 높이보다 같거나 높은 전자카드 모듈.
제6항에 있어서,

상기 경화형 수지는 열경화형 또는 UV 경화형 수지인 전자카드 모듈.
제1항에 있어서,

상기 하부인쇄필름 및 상기 상부인쇄필름에는 정전기 방지층을 더 포함하는 전자카드 모듈.
제8항에 있어서,

상기 정전기 차단 필름의 소재는 금속 또는 전도성 고분자인 전자카드 모듈.
하부인쇄필름에 경화형 수지를 도포하고 댐을 부착하는 단계;

상기 댐의 내부에 안테나, 전극패드 및 배선이 형성된 FPCB를 부착하는 단계;

상기 전극패드에 배터리와 전자부품을 장착하는 단계;

상기 댐 내부에 경화형 수지를 주입하는 단계;

상기 댐의 상부에 상부인쇄필름을 부착하는 단계; 및

상기 경화형 수지를 경화시키는 단계

를 포함하는 전자카드 모듈의 제조방법.
제10항에 있어서,

상기 전극패드에 배터리와 전자부품을 장착하는 단계는 가압 플레이트를 이용하여 상기 전자부품을 가압하는 전자카드 모듈의 제조방법.
제11항에 있어서,

상기 댐의 상부에 상부인쇄필름을 부착하는 단계는 롤러를 이용하여 상기 상부 인쇄필름의 일단에서 타단으로 이동하면서 가압하여 부착하는 전자카드 모듈의 제조방법.