KR20210018503A - 메탈 시트를 이용한 카드 제조 방법 및 메탈 카드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메탈 시트를 이용한 카드 제조 방법 및 메탈 카드에 관한 것으로서, 메탈 시트 하면에 PVC 삽입부를 형성하는 단계; PVC 삽입부에, 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하는 단계; 메탈 시트의 상면에, 상기 가공부의 일부가 노출되도록 제1 개구부를 형성하는 단계; 제1 개구부를 통해, 상기 가공부 및 상기 메탈 시트 하면에 합지된 복수의 시트들을 1차 밀링하는 단계; 1차 밀링하는 단계를 통해 노출된 인레이 시트의 안테나 코일과, COB 패드를 연결하는 단계; 및 안테나 코일과 연결된 COB 패드를 메탈 시트의 제1 개구부 상에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 메탈 시트를 이용한 카드 제조 방법 및 메탈 카드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메탈 시트 상에 형성되는 플라스틱 가공부의 가공을 통해 카드의 안테나가 메탈 시트와 간섭이 일어나지 않도록 구현한 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 시트를 이용한 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 있는 메탈 시트를 이용한 카드 제조 방법 및 메탈 카드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 메탈 시트를 이용한 카드 제조 방법으로서, 메탈 시트 하면에 PVC 삽입부를 형성하는 단계; PVC 삽입부에, 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하는 단계; 메탈 시트의 상면에, 상기 가공부의 일부가 노출되도록 제1 개구부를 형성하는 단계; 제1 개구부를 통해, 상기 가공부 및 상기 메탈 시트 하면에 합지된 복수의 시트들을 1차 밀링하는 단계; 1차 밀링하는 단계를 통해 노출된 인레이 시트의 안테나 코일과, COB 패드를 연결하는 단계; 및 안테나 코일과 연결된 COB 패드를 메탈 시트의 제1 개구부 상에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
선택적으로, PVC 삽입부의 깊이는 상기 메탈 시트의 깊이보다 작고, 상기 PVC 삽입부의 면적 및 형태는 상기 가공부에 상응하도록 형성될 수 있다. 제1 개구부는 상기 PVC 삽입부의 면적보다 작은 면적으로 형성되고, 제1 개구부를 형성하는 단계는, 상기 플라스틱 소재의 가공부가 노출될 때까지 상기 메탈 시트를 절삭하여 형성할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 메탈 시트의 일 측면에 상기 가공부를 삽입하고, 상기 메탈 시트의 반대 측면에 제1 개구부를 형성한 후, 상기 일 측면에 접착 시트, 절연 시트, 인레이 시트 및 프린트 시트 중 적어도 하나의 시트를 합지하고 라미네이팅하여 제1 카드 바디를 형성하는 단계를 더 포함하고, 1차 밀링하는 단계는, 상기 제1 개구부를 통해 상기 가공부를 통과하여 상기 제1 카드 바디를 절삭할 수 있다. 또한 COB 패드 삽입을 위해 상기 1차 밀링하는 단계를 통해 노출된 인레이 시트의 일부를 2차 밀링하는 단계를 더 포함할 수 있고, 2차 밀링하는 단계는, 상기 제1 개구부를 통해 노출된 인레이 시트의 일부가 상기COB 패드 후면 돌출부를 수용하도록 절삭될 수 있다. COB 패드를 연결하는 단계는 하나 이상의 안테나 코일과 상기 COB 패드 후면의 접점을 스팟 웰딩(Spot Welding)방식으로 각각 연결할 수 있다. 추가로, 카드 제조 방법은, COB가 부착된 메탈 시트에 프라이머를 도포하는 단계; 프라이머가 도포된 메탈 시트에 카드 정보를 프린팅하는 단계; 및 카드 정보를 프린팅한 메탈 시트를 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 메탈 카드는, 메탈 시트; 메탈 시트의 일 측면에 삽입되는 플라스틱 소재의 가공부; 및 가공부가 삽입된 측면의 반대 측면에 합지되는 복수의 시트들을 포함하고, 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 부착하도록 구현할 수 있다.
본 발명은 금속 시트의 플라스틱 가공 공정 이용하여 안테나와 칩을 효율적으로 연결하여, 칩의 동작 효율을 높이는 효과가 있다. 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 사시도를 도시한 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 메탈 카드의 사시도를 도시한 것이다.
다수의 도면에서 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 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.
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. 메탈 시트(110)와 가공부(130)의 가공 방법에 대해서는 도 2 내지 4를 참조하여 더 상세히 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메탈 카드의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 2는 메탈 시트(110)를 가공하여 가공부(130)를 부착하는 방법에 관한 도면이다. 먼저, 도 2의 (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 2의(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 3은 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 3의 (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 3의 (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 3의 (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 3의 (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 3의 (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 4는 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 3의 (a) 참조).
라미네이팅 된 시트들은 1차 밀링(milling) 공정을 통해, 인레이 시트(170)의 안테나 코일(320)을 뽑아낼 수 있다(S430, S440). 도 3의 (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 3의 (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 3에 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 5는 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 (14)
- 메탈 시트를 이용한 카드 제조 방법으로서,
상기 메탈 시트 하면에 PVC 삽입부를 형성하는 단계;
상기 PVC 삽입부에, 플라스틱 소재의 가공부를 삽입하는 단계;
상기 메탈 시트의 상면에, 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. - 제 1 항에 있어서,
상기 PVC 삽입부의 깊이는 상기 메탈 시트의 깊이보다 작고, 상기 PVC 삽입부의 면적및 형태는 상기 가공부에 상응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 카드 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 개구부는 상기 PVC 삽입부의 면적보다 작은 면적으로 형성되고,
상기 제1 개구부를 형성하는 단계는, 상기 플라스틱 소재의 가공부가 노출될 때까지 상기 메탈 시트를 절삭하여 형성하는 것을 특징으로 하는 카드 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 메탈 시트의 일 측면에 상기 가공부를 삽입하고, 상기 메탈 시트의 반대 측면에 제1 개구부를 형성한 후, 상기 일 측면에 접착 시트, 절연 시트, 인레이 시트 및 프린트 시트 중 적어도 하나의 시트를 합지하고 라미네이팅하여 제1 카드 바디를 형성하는 단계를 더 포함하고,
상기 1차 밀링하는 단계는, 상기 제1 개구부를 통해 상기 가공부를 통과하여 상기 제1 카드 바디를 절삭하는 것을 특징으로 하는 카드 제조 방법. - 제 1 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. - 제 1 항에 있어서,
상기 COB 패드를 연결하는 단계는 하나 이상의 안테나 코일과 상기 COB 패드 후면의 접점을 스팟 웰딩(Spot Welding)방식으로 각각 연결하는 것을 특징으로 하는 카드 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 COB가 부착된 메탈 시트에 프라이머를 도포하는 단계;
상기 프라이머가 도포된 메탈 시트에 카드 정보를 프린팅하는 단계; 및
상기 카드 정보 또는 이미지를 프린팅한 메탈 시트를 코팅하는 단계를 더 포함하는 카드 제조 방법. - 메탈 시트;
상기 메탈 시트의 일 측면에 삽입되는 플라스틱 소재의 가공부; 및
상기 가공부가 삽입된 측면의 반대 측면에 합지되는 복수의 시트들을 포함하고,
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. - 제 8 항에 있어서,
상기 PVC 삽입부의 깊이는 상기 메탈 시트의 깊이보다 작고, 상기 PVC 삽입부의 면적및 형태는 상기 가공부에 상응하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 메탈 카드. - 제 8 항에 있어서,
상기 제1 개구부는 상기 PVC 삽입부의 면적보다 작은 면적으로 형성되고, 상기 플라스틱 소재의 가공부가 노출될 때까지 상기 메탈 시트를 절삭하여 형성하는 것을 특징으로 하는 메탈 카드. - 제 8 항에 있어서,
상기 복수의 시트들은 접착 시트, 절연 시트, 인레이 시트 및 프린트 시트 중 적어도 하나의 시트를 포함하는 메탈 카드. - 제 8 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. - 제 8 항에 있어서,
상기 COB 패드는 후면에 형성된 하나 이상의 접점을 스팟 웰딩(Spot Welding)방식으로 하나 이상의 안테나 코일과 각각 연결하는 것을 특징으로 하는 메탈 카드. - 제 8 항에 있어서,
상기 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.
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| KR20180020097A (ko) * | 2016-08-17 | 2018-02-27 | 주식회사 아이씨케이 | 강화된 강도를 갖는 비접촉식 카드 기능을 갖는 메탈 카드 및 그에 사용되는 금속판 조립체, 그리고 그들의 제조 방법 |
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- 2018-06-19 KR KR1020217003007A patent/KR102483334B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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