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KR20250010319A - 무접점 방식의 메탈 카드 및 그 제조 방법 - Google Patents

무접점 방식의 메탈 카드 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20250010319A
KR20250010319A KR1020230090384A KR20230090384A KR20250010319A KR 20250010319 A KR20250010319 A KR 20250010319A KR 1020230090384 A KR1020230090384 A KR 1020230090384A KR 20230090384 A KR20230090384 A KR 20230090384A KR 20250010319 A KR20250010319 A KR 20250010319A
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metal body
slit
metal
card
primary coil
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KR1020230090384A
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English (en)
Inventor
김진화
Original Assignee
주식회사 엔에이블
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Publication date
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Abstract

본 발명은 안테나 기판에 1차 코일이 구비된 1차 코일 안테나; 및 1차 코일 안테나 및 카드 칩(400)이 조립되는 메탈 소재의 메탈 바디; 를 포함하고, 메탈 바디는 일측에서 개구된 슬릿이 루프형으로 연장되고, 슬릿에 의해 구획 및 상호 연장된 복수의 도전로를 형성하여 2차 코일을 구성하는 것; 을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드를 포함한다.

Description

무접점 방식의 메탈 카드 및 그 제조 방법{Non-contact type metal card and its manufacturing method}
본 발명은 무접점 방식의 메탈 카드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 카드는, 기록 방식에 따라 마그넷 스트립을 이용한 마그네틱 카드와 IC 칩을 이용한 스마트 카드 및 이들을 겸한 하이브리드 카드로 분류되고, 스마트 카드는 판독 방식에 따라 접촉식과 비접촉식 및 이들을 겸한 콤비카드로 분류되며, 다시 비접촉식은 수~십수 cm 이내의 거리에서만 판독가능한 근접식 통신(NFC) 카드와 보다 원거리에서도 판독이 가능한 RF 카드로 분류되는바, 통상적으로 이들 방식이 중복되게 구비되는 경우가 많다.
한편, 일반적으로 플라스틱카드(plastic card)는 특정의 회원에게 상품, 서비스 대금의 회수를 일정기간 유예하기 위하여 발행하는 것으로 주로 신용카드(credit card), 현금카드(cash card), 교통카드와 같이 현금을 대신하여 사용하거나 각종 진료카드, 멤버쉽카드 등으로 널리 활용되는 것으로서, 현대에는 고객의 신용등급에 따라 차별화된 다양한 종류의 플라스틱카드들이 고객들에 제공되고 있다.
이중에서도 신용등급이 높은 VIP고객을 위하여 제작되는 골드카드(gold card)나 플래티늄카드와 같은 특별카드는 금색(金色)이나 은색(銀色)으로 도장되어 보다 고품위를 느낄 수 있도록 제작된다.
그러나, 전술한 특별카드들은 안료에 금분(金粉)이나 은분(銀粉)을 혼합하여 인쇄하는 작업방식에 의하여 금빛및 은빛이 표출되도록 하는 것이므로 안료에 혼합되는 금분과 은분은 순수한 순금이나 순은을 사용하지 않았을 뿐 아니라 기타 안료와 접착제 등이 혼합되는 것이므로 순수한 금속에서 발산되는 고광택의 질감을 얻을 수 없었다.
또한, 금분이나 은분은 광택이나 질감이 절대 변하지 않는 순수한 금속과는 달리 습도나 온도조건 등에 의하여 변질되는 등의 성질이 있는 것이므로 플라스틱카드를 장시간 사용하면 도장이 변색 및 변질되어 광택이 저하되는 등의 폐단이 발생되었으므로 결국 고품질의 카드를 제공할 수 없었다.
따라서 최근에는 금속소재의 메탈카드가 대안으로 활용되고 있다. 메탈 카드는 무게감을 제공할 수 있어 더욱 고급 카드로 되고 있어 일반적으로 사용되고 있는 0.3~0.4mm 두께의 메탈을 0.6~0.7mm 두께의 메탈을 적용함으로써 시장 요구에 대응하였다.
그러나 이와 같은 종래의 메탈카드는 인체에 유해한 PVC 소재를 포함하고 있는 슬릿 방식의 메탈카드가 제공되어 있어 인체에 유해하다.
또한, 종래의 메탈 카드는 안테나가 좁은 면적에 모두 형성됨에 따라 리더기의 위치에 따라 인식되지 못하는 경우가 발생되었다. 즉, 종래의 메탈카드는 메탈 가공면의 품질확보가 어렵고, 상하 접착면 균일성을 확보하기 위해 안테나 사이즈를 최소화함으로써 인식거리 특성에서 기존 PVC 소재 대비 현저하여 떨어지는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
KR 10-2308861 B1(2021.09.28)
그러므로 본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인체에 무해하고, 인식거리를 특성을 보다 높일 수 있는 무접점 방식의 메탈 카드 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 안테나 기판에 1차 코일이 구비된 1차 코일 안테나 및 1차 코일 안테나 및 카드 칩이 조립되는 메탈 소재의 메탈 바디; 를 포함하고, 메탈 바디는 일측에서 개구된 슬릿이 루프형으로 연장되고, 슬릿에 의해 구획 및 상호 연장된 복수의 도전로를 형성하여 2차 코일을 구성하는 것을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드를 제공한다.
위 실시예에서, 메탈 바디는 카드 칩이 설치되도록 개구된 개구부 및 하면에서 내향된 홈을 이루어 1차 코일 안테나가 설치되는 밀링부를 더 포함할 수 있다.
또한, 1차 코일 안테나는 안테나 기판에서 통전 가능하도록 연결되는 튜닝 캐패시턴스부를 더 포함할 수 있다.
또한, 메탈 바디는 1차 코일 안테나의 제1 커넥터 단자와 제2 커넥터 단자와 각각 통전 가능하게 접촉되어 루프 형의 1차 코일의 종료점이나 2차 코일의 시작점을 이루는 제1 연결단자와, 2차 코일의 종료점을 이루는 제2 연결단자를 포함할 수 있다.
여기서 제2 연결단자는 슬릿에 의해 타 영역과 구획되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예는 메탈 바디에 카드 칩이 조립되는 개구부와, 일측에서 루프형으로 연장되도록 슬릿을 가공하는 단계와, 슬릿 및 개구부에 몰딩재를 주입하여 몰딩시키고, 메탈 바디의 상면과 하면에 수지층을 형성하는 단계와, 수지층이 형성된 메탈 바디에 인쇄시트를 접착하는 단계와, 몰딩재에 카드 칩의 형상에 일치된 요홈을 가공하는 단계와, 몰딩재의 상면에 카드 칩을 조립하는 단계를 포함하고, 슬릿을 가공하는 단계는, 메탈 바디의 일측에서 루프 형으로 연장되는 슬릿에 의해 1차 코일 안테나의 제1 커넥터 단자에 통전되는 제1 연결단자와, 1차 코일 안테나의 제2 커넥터 단자에 통전되는 제2 연결단자 사이에 슬릿에 의해 루프형으로 구획되는 도전로를 형성하는 것을 특징으로 한다.
위 실시예의 메탈 바디 가공 단계는 메탈 바디의 하면에서 1차 코일 안테나를 수용할 수 있도록 내향된 밀링부와 튜닝 캐패시턴스부(133)를 수용할 수 있도록 수용홈을 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서 제2 연결단자는 슬릿에 의해 타 영역과 절연 가능하게 구획되되, 도전로의 종점과 통전 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 메탈 바디에 카드 칩이 조립되는 개구부와, 일측에서 루프형으로 연장되도록 슬릿을 가공하는 단계와, 슬릿 및 개구부에 몰딩재를 주입하여 몰딩시키고, 메탈 바디의 상면과 하면에 수지층을 형성하는 단계와, 몰딩재를 주입하여 메탈 카드의 상면과 하면에 수지층을 형성한 이후, 하면의 수지층을 가공하여 밀링홈을 형성하는 단계와, 밀링홈에 마그네틱 스트라이프 테이프를 라미네이팅 방식으로 접착하는 단계와, 메탈 바디의 상하면에 인쇄하는 단계와, 몰딩재에 카드 칩의 형상에 일치된 요홈을 가공하는 단계 및 몰딩재의 상면에 카드 칩을 조립하는 단계를 포함하고, 슬릿을 가공하는 단계는 메탈 바디의 일측에서 루프 형으로 연장되는 슬릿에 의해 1차 코일 안테나의 제1 커넥터 단자에 통전되는 제1 연결단자와, 1차 코일 안테나의 제2 커넥터 단자에 통전되는 제2 연결단자 사이에 슬릿에 의해 루프형으로 구획되는 도전로를 형성하는 것을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 메탈 바디를 루프형의 슬릿으로 가공함에 따라 메탈 바디 전체 면적을 2차 코일 안테나로 활용할 수 있어 기존 카드에 비하여 인식거리 특성을 높일 수 있고, PVC 소재를 제거함에 따라 인체에 무해한 효과가 있다.
도 1은 메탈 카드와 리더기를 포함한 회로도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무접점 방식의 메탈 카드를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1의 메탈 바디를 도시한 평면도이다.
도 4는 도 2의 A-A' 단면도이다.
도 5는 도 2의 B-B' 단면도이다.
도 6은 도 2의 C-C' 단면도이다.
도 7은 신호의 흐름을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 무접점 방식이 메탈 카드 제조 방법의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있지만, 특정 실시예를 도면에 예시하여 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 서로 다른 방향으로 연장되는 구조물을 연결 및/또는 고정시키기 위한 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물중 어느 하나에 해당되는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제 하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 본 발명에 다른 무접점 방식의 메탈 카드 및 그 제조 방법의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 메탈카드와 리더기를 포함한 회로도, 도 2는 본 발명에 따른 무접점 방식의 메탈 카드를 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 메탈 카드는 2차 코일 안테나 역할을 수행하는 메탈 소재의 메탈 바디(200)와, 메탈 바디(200)에 설치되는 1차 코일 안테나(100)를 포함할 수 있다.
1차 코일 안테나(100)는 카드 칩(400)으로부터 신호를 수신하고, 2차 코일 안테나는 1차 코일 안테나(100)로부터 수신된 카드 칩(400)의 신호를 리더기로 출력한다.
이중 1차 코일 안테나(100)는 메탈 바디(200)에 설치되고, 2차 코일 안테나는 후술되는 메탈 바디(200) 내에서 루프형으로 연장되는 슬릿에 의해 구획되는 메탈 바디(200) 자체가 된다.
또한, 카드 칩(400)은 1차 코일 안테나(100)가 조립되는 메탈 바디(200)에 적층되도록 조립될 수 있다.
리더기는 리더 칩(500)과 리더 안테나(510)로 구성되며, 리더 안테나(510)는 2차 코일 안테나를 인식할 수 있다.
즉, 종래에는 메탈 카드의 2차 코일 안테나를 좁은 면적에 구성함에 따라 인식거리 특성을 악화시켰으나, 본 발명은 메탈 바디(200) 자체를 2차 코일 안테나로 구현함에 따라 안테나의 면적을 확장 시킬 수 있어 종래에 비하여 월등한 인식거리 특성을 얻을 수 있다.
이와 같은 1차 코일 안테나(100)와 메탈 바디(200)는 도 3 내지 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 3은 도 1의 메탈 바디(200)를 도시한 평면도, 도 4는 도 2의 A-A' 단면도, 도 5는 도 2의 B-B' 단면도, 도 6은 도 2의 C-C' 단면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 1차 코일 안테나(100)는 연성 재질의 안테나 기판(110)과, 안테나 기판(110)의 상하면에서 루프형의 패턴을 이루는 1차 코일(120)과, 1차 코일(120)에서 연장되어 제1 커넥터 단자(131)와 제2 커넥터 단자(132)를 포함할 수 있다.
안테나 기판(110)은 연성재질의 인쇄회로기판(예를 들면, FPCB)로서 소정의 폭을 갖고 메탈 바디(200)의 설정된 위치로 결합된다.
1차 코일(120)은 안테나 기판(110)의 양면에서 형성되는 루프형의 패턴을 이룬다.
제1 커넥터 단자(131)와 제2 커넥터 단자(132)는 메탈 바디(200)와 통전되도도록 조립되어 신호를 입출력한다.
여기서 제1 커넥터 단자(131)는 후술되는 메탈 바디의 제 1 연결단자(251)와 전기적으로 연결되고, 제 2 커넥터 단자(132)는 메탈 바디의 제2 연결단자(252)에 전기적으로 도통되되, 이방성 도전 페이스트(ACP, Anisotropic Conductive Paste)를 이용한 접착 방식, 이방성 도전 필름을 이용한(ACF, Anisotropic Conductive Film) 접착방식, 솔더 방식, 도전성 페이스트 볼(Ball) 접촉 방식 또는 도전성 양면 테이프 접착 방식으로 전기적으로 연결된다.
또한, 1차 코일 안테나(100)는 안테나 기판(110)에서 2차 코일의 캐패시턴스를 보상해주는 튜닝 캐패시턴스부(133)가 구비될 수 있다.
튜닝 캐패시턴스부(133)는 MLCC 타입의 칩 캐패시터 또는 상기 안테나 기판상에 상부 도전성 패턴과 하부 도전성 패턴의 배열로 구성되는 패턴 캐패시터로 구성될 수 있다.
메탈 바디(200)는 메탈소재의 기판으로서 일측에서 부터 연장되는 슬릿에 의해 구획 및 상호 연결되는 영역으로 구획되어 바디 자체가 2차 코일 안테나 역할을 수행한다. 이를 위하여 메탈 바디(200)는 신호가 전달되는 도전로를 형성하는 도전부(210)와, 메탈 소재의 기판 형태로서 1차 코일 안테나(100)가 체결되는 개구부(220)와, 메탈 바디(200)의 일측에서 개구되어 루프 형으로 연장되는 슬릿부(230)를 포함할 수 있다.
개구부(220)는 메탈 바디(200)에서 개구되어 카드 칩(400)이 설치되도록 개방된 공간을 형성한다.
밀링부(240)는 메탈 바디(200)의 하면에서 상향된 홈으로 이루어져 1차 코일 안테나(100)가 수용되는 공간을 형성한다. 여기서 밀링부(240)는 개구부(220)가 포함된 영역을 중심으로 형성될 수 있다.
또한, 밀링부(240)는 1차 코일 안테나(100)의 제1 커넥터 단자(131)와 제2 커넥터 단자(132)가 전기적으로 통전되도록 접촉되는 제1 연결단자(251)와 제2 연결단자(252)를 포함할 수 있다. 이중 제2 연결단자(252)는 도 2에 도시된 바와 같이 제4 슬릿(234)에 의해 타 영역과 구획된다.
또한, 밀링부(240)은 튜닝 캐패시턴스부(133)의 수용을 위한 수용홈(253)을 더 포함할 수 있다.
제1 연결단자(251)와 제2 연결단자(252)는 메탈 바디(200)의 하면에서 1차 코일 안테나(100)의 제1 커넥터 단자(131)와 제2 커넥터 단자(132)와 통전된다. 여기서 제1 연결단자(251)는 루프 형의 1차 코일(120)의 종료점이나 2차 코일의 시작점일 수 있다. 또한 제2 연결단자(252)는 2차 코일의 종료점으로서 제4 슬릿(234)에 의해 타 영역과 구획된다. 이때, 슬릿은 루프의 턴수를 늘리기 위해서 추가적으로 연장하여 슬릿 영역을 구성할 수 있다.
여기서 제1 연결단자(251)는 후술되는 제1 도전로(111)와 통전되되 타 영역과 절연가능하게 슬릿에 의해 구획되고, 제2 연결단자(252)는 슬릿에 의해 타 영역과 절연 가능하게 구획되되, 도전로의 종점과 통전 가능하게 연결된다.
수용홈(253)은 튜닝 캐패시터가 수용되도록 밀링부(240)에서 내향된 홈을 형성한다.
슬릿부(230)는 메탈 바디(200)의 일측에서 일부 개구되어 내측 방향으로 연장되는 슬릿으로 형성된다. 이때 슬릿(212~234)은 메탈 바디(200)의 일측에서 개구되는 제1 슬릿(231)과, 제1 슬릿(231)에서 루프 형태로 순차 연장되는 제2 슬릿 내지 제4 슬릿(232~234)을 포함할 수 있다.
이중 제4 슬릿(234)은 밀링부(240)의 영역에서 제2 연결단자(252)의 형상에 따라 돌기형으로 연장된 후 직선으로 연장되어 제1 슬릿(231)에서 시작된 슬릿부(230)의 종점을 이룬다. 즉, 제4 슬릿(234)은 제2 연결단자(252)가 제2 및 제3 도전로(212, 213)와 절연시키고, 제 4 도전로(214)에 통전 가능하게 한다.
제1 슬릿(231) 내지 제4 슬릿(234)은 제1 슬릿(231)으로부터 연장되는 것으로서 전체가 하나의 슬릿을 형성하나 후술되는 도전부(210)의 설명을 위하여 슬릿의 위치에 따라 서로 다른 부호 및 명칭을 부여한 것이다.
도전부(210)는 슬릿(231~234)에 의해 구획 및 상호 연결되어 2차 코일 안테나 역할을 수행한다.
예를 들면, 도전부(210)는 제1 연결단자(251)에 의해 구현된 시작점(S)에서 시작된 신호가 통전되는 제1 도전로(211)와, 제1 도전로(211)에서 연장되어 제2 슬릿(232)에 의해 제1 도전로(211)와 구획된 영역에 형성되는 제2 도전로(212)와, 제3 슬릿(233)에 의해 제2 도전로(212)와 구획되되 제2 도전로(212)에서 연장되는 제3도전로와, 제3 도전로(213)에서 연장되되 제 4 슬릿(234)에 의해 제3 도전로(213)와 구획된 제4 도전로(214)를 포함한다. 여기서 위와 같은 도전로는 루프의 턴수를 늘리기 위해서 추가적으로 연장할 수 있다.
제1 도전로(211) 내지 제4 도전로(214)는 제1 내지 제4 슬릿(231~234)에 의해 루프 형으로 연장되어 제2 연결단자(252)에 의해 구현된 종료점(D)으로 신호를 전달한다.
제1 내지 제4 도전로(211~214)는 일체로서 연장되는 제1 내지 제4 슬릿(231~234)에 의해 구획된 만큼 루프 형태로 순차 연결되는 하나의 도전로를 형성하여 2차 코일을 구현한다.
이때 2차 코일의 시작점(S)은 1차 코일(120)의 종료점(제1 연결단자(251))이고, 2차 코일의 종료점은 제4 슬릿(234)의 내측 영역인 제4 도전로(214)가 연결되는 제2 연결단자(252)일 수 있다.
즉, 2차 코일은 1차 코일(120)의 제1 커넥터 단자(131)가 연결되는 시작점(S)에서 제1 도전로(211)와 제2 도전로(212), 제3 도전로(213), 제4 도전로(214)로 순차 연장되어 제2 커넥터 단자(132)가 접착된 종료점(D)으로 연장된다.
이와 같이 본 발명에서는 메탈 바디(200) 자체를 2차 코일 안테나로 적용하는 것이며, 이는 종래의 문제점으로 확인된 안테나가 좁은 면적에 형성되었기에 인식거리가 짧은 문제점을 해소할 수 있다.
본 발명에 따른 메탈 카드는 위와 같은 구성을 포함하며, 이하에서는 메탈카드 제조 방법을 설명한다.
본 발명의 메탈 카드 제조 방법은 메탈 바디(200)의 두께에 따른 다양한 실시예를 포함할 수 있다. 이는 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명에 따른 무접점 방식이 메탈 카드 제조 방법의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예는 메탈 바디(200)를 가공하는 단계(a)와, 1차 코일 안테나(100)를 조립하는 단계(B)와, 메탈 바디의 슬릿 및 개구부를 몰딩하는 단계(c)와, 인쇄시트 접착 단계(d)와, 펀칭 단계(e)와, C-Cut 단계(f)와, 칩의 포켓 밀링 단계(g)와, 칩 삽입 단계(h)를 포함할 수 있다.
메탈 바디(200) 가공 단계(a)는 메탈 바디(200)를 가공하여 개구부(220)와 슬릿을 가공하는 단계이다. 슬릿은 메탈 바디(200)의 일측에서 시작되어 어 3~5회 루프형태로서 내측으로 연장되는 형태로 가공된다. 따라서 메탈 바디(200)는 슬릿에 의해 영역이 구획되면서 루프 형태의 2차 코일 형상으로 가공될 수 있다.
여기서 메탈 바디(200)는 하나의 시트내에 복수가 구성되는 형상일 수 있다. 따라서 메탈 바디(200)의 가공은 복수를 동시에 가공할 수 있다. 이와 같은 메탈 바디(200)의 대량 가공을 위한 시트는 일반적으로 공지된 기술임에 따라 그 설명을 생략한다.
또한, 메탈 바디(200) 가공 단계는 메탈 바디(200)의 하면에서 1차 코일 안테나(100)를 수용할 수 있도록 하면에 밀링부(240)와 튜닝 캐패시턴스부(133)를 수용할 수 있도록 수용홈을 가공할 수 있다.
1차 코일 안테나(100) 조립 단계(b)는 1차 코일(120)과, 1차 코일(120)에 연결되는 제1 커넥터 단자(131)와 제2 연결다자 및 튜닝 캐패시턴스부(133)가 구성된 안테나 기판(110)을 밀링부(240)에 인입 및 조립하는 단계이다.
슬릿 및 개구 몰딩하는 단계(c)는 슬릿과 개구에 에폭시와 같은 몰딩재(310)를 주입하여 몰딩시키는 단계이다. 여기서 메탈 바디(200)의 상면과 하면에는 몰딩 후 수지층(320)이 형성되어 메탈 바디(200)의 상면과 하면에 절연 및 보호 기능을 수행한다.
인쇄시트 접착 단계(d)는 몰딩된 후 수지층(320)이 형성된 메탈 바디(200)의 상면과 하면에 인쇄시트를 접착하는 단계이다. 여기서 인쇄시트는 라미네이팅 공정을 통해 접착될 수 있다.
펀칭단계(e)는 하나의 시트내에 구현된 복수의 메탈 바디(200)를 펀칭하여 분리하는 단계이다.
C-Cut 단계(f)는 펀칭후 하나의 시트에서 분리된 복수의 메탈 바디(200)의 절단면을 C-Cut 가공하는 단계이다. C-Cut 가공은 일반적으로 공지된 기술임에 따라 그 설명을 생략한다.
칩 포켓 밀링 단계(g)는 몰딩재(310)에 요홈(311)을 가공하는 단계이다. 작업자는 몰딩재(310)와 인쇄시트를 가공하여 몰딩재(310)의 상단에 요홈(311)을 형성하여 카드 칩(400)이 조립되는 형상으로 가공한다.
칩 삽입 단계는 몰딩재(310)의 상면에 카드 칩(400)을 조립하는 단계이다. 여기서 카드 칩(400)은 칩 기판(410)의 상면에 반도체 칩(420)이 실장된 형태로서 역 방향으로 몰딩재(310)의 요홈(311)에 설치된다. 이때 몰딩재(310) 및 카드 칩(400)은 핫멜트 또는 접착필름과 같은 접착수단에 의해 접착된다.
위와 같은 공정을 통해 본 발명의 일실시예에 따른 메탈 카드의 제조가 완료된다. 또한, 본 발명에 따른 메탈 카드는 그 두께에 따라 다른 실시예들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 위 일실시예는 0.4T의 메탈 바디(200)가 적용된 것이며, 이보다 더 두꺼운 메탈 바디(200)(예를 들면, 0.6T 이상)를 적용할 경우에 아래와 같은 실시예들로서 제조될 수 있다.
이는 도 9와 도 10을 참조해서 설명한다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 공정 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 메탈 바디(200)를 가공하는 단계(a)와, 1차 코일 안테나(100) 기판을 조립하는 단계(b)와, 슬릿 및 개구 몰딩하는 단계(c)와, 하면에 인쇄시트 접착 단계(d)와, 펀칭 단계(e)와, C-cut 가공 단계(f)와, 메탈 바디(200) 상부면에 인쇄하는 단계(g)와, 카드 칩의 포켓 밀링 단계(h)와, 카드 칩 삽입 단계(i)를 포함할 수 있다.
메탈 바디(200) 가공 단계(a)는 메탈 바디(200)를 가공하여 개구부(220)와 슬릿을 가공하는 단계이다. 슬릿은 메탈 바디(200)의 일측에서 시작되어 어 3~5회 루프형태로서 내측으로 연장되는 형태로 가공된다. 따라서 메탈 바디(200)는 슬릿에 의해 영역이 구획되면서 루프 형태의 2차 코일 형상으로 가공될 수 있다.
여기서 메탈 바디(200)는 하나의 시트내에 복수가 구성되는 형상일 수 있다. 따라서 메탈 바디(200)의 가공은 복수를 동시에 가공할 수 있다. 이와 같은 메탈 바디(200)의 대량 가공을 위한 시트는 일반적으로 공지된 기술임에 따라 그 설명을 생략한다.
또한, 메탈 바디(200) 가공 단계는 메탈 바디(200)의 하면에서 1차 코일 안테나(100)를 수용할 수 있도록 하면에 밀링부(240)와 튜닝 캐패시턴스부(133)를 수용할 수 있도록 수용홈을 가공할 수 있다.
1차 코일 안테나(100) 조립 단계(b)는 1차 코일(120)과, 1차 코일(120)에 연결되는 제1 커넥터 단자(131)와 제2 연결다자 및 튜닝 캐패시턴스부(133)가 구성된 안테나 기판(110)을 밀링부(240)에 인입 및 조립하는 단계이다.
슬릿 및 개구 몰딩하는 단계(c)는 슬릿과 개구에 에폭시와 같은 몰딩재(310)를 주입하여 몰딩시키는 단계이다. 여기서 메탈 바디(200)의 상면과 하면에는 몰딩 후 수지층(320)이 형성되어 메탈 바디(200)의 상면과 하면에 절연 및 보호 기능을 수행한다.
여기서 슬릿(231~234)은 메탈 바디(200)의 일측에서 루프 형으로 연장되어 1차 코일 안테나(100)의 제1 커넥터 단자(131)에 통전되는 제1 연결단자(251)와, 1차 코일 안테나(100)의 제2 커넥터 단자(132)에 통전되는 제2 연결단자(252) 사이에 루프형으로 상호 구획 및 연장되는 도전로를 형성하도록 가공된다.
인쇄시트 접착 단계(d)는 몰딩된 후 수지층(320)이 형성된 메탈 바디(200)의 하면에 인쇄시트(330)를 접착하는 단계이다. 여기서 인쇄시트(330)는 라미네이팅 공정을 통해 메탈 바디의 상면과 하면중 어느 하나에 접착될 수 있다. 이때,인쇄시트(330)는 카드 정보가 기록되는 마그네틱 스트라이프 테이프 또는 필름이 포함될 수 있다.
펀칭단계(e)는 하나의 시트내에 구현된 복수의 메탈 바디(200)를 펀칭하여 분리하는 단계이다. 메탈 바디(200)는 하나의 시트에 복수가 포함되어 제공될 수 있다. 따라서 펀칭 단계(e)는 이와 같인 시트에 포함된 복수의 메탈 바디(200)를 분리한다.
C-cut 가공 단계(f)는 펀칭 후 하나의 시트에서 분리된 복수의 메탈 바디(200)의 절단면을 C-Cut 가공하는 단계이다. C-Cut 가공은 일반적으로 공지된 기술임에 따라 그 설명을 생략한다.
인쇄 단계(g)는 메탈 바디(200)의 상면에 형성된 수지층(320)에 소정의 형상 또는 문양 등 선택된 디자인을 인쇄하는 단계이다.
카드 칩 포켓 밀링 단계(h)는 몰딩재(310)에 요홈(311)을 가공하는 단계이다. 작업자는 몰딩재(310)와 인쇄시트를 가공하여 몰딩재(310)의 상단에 요홈(311)을 형성하여 카드 칩(400)이 조립되는 형상으로 가공한다.
카드 칩 삽입 단계(i)는 몰딩재(310)의 상면에 카드 칩(400)을 조립하는 단계이다. 여기서 카드 칩(400)은 칩 기판(410)의 상면에 반도체 칩(420)이 실장된 형태로서 역 방향으로 몰딩재(310)의 요홈(311)에 설치된다. 이때 몰딩재(310) 및 카드 칩(400)은 핫멜트 또는 접착필름과 같은 접착수단에 의해 접착된다.
위와 같은 공정의 다른 실시예는 일실시예인 0.4T보다 두꺼운 메탈 바디(200)(예를 들면, 0.6T)가 적용되며, 메탈 바디(200)의 상면에 인쇄층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 공정 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예는 메탈 바디(200)를 가공하는 단계(a)와, 1차 코일 안테나(100) 기판을 조립하는 단계(b)와, 슬릿 및 개구 몰딩하는 단계(c)와, 메탈 바디(200) 하면에 밀링홈(321)을 가공하는 단계(d)와, 메탈 바디(200) 하면에 마그네틱 스트라이프 테이프을 접착하는 단계(e)와, 펀칭 단계(f)와, C-cut 가공 단계(g)와, 메탈 바디(200) 상부면에 인쇄하는 단계(h)와, 카드 칩의 포켓 밀링 단계(i)와, 카드 칩 삽입 단계(j)를 포함할 수 있다.
메탈 바디(200) 가공 단계(a)는 메탈 바디(200)를 가공하여 개구부(220)와 슬릿을 가공하는 단계이다. 슬릿은 메탈 바디(200)의 일측에서 시작되어 어 3~5회 루프형태로서 내측으로 연장되는 형태로 가공 된다.
또한, 메탈 바디(200)는 슬릿에 의해 영역이 구획되면서 루프 형태의 2차 코일 형상으로 가공된다.
또한, 메탈 바디(200)는 하면에서 1차 코일 안테나(100)를 수용할 수 있도록 하면에 밀링부(240)와 튜닝 캐패시턴스부(133)를 수용할 수 있도록 수용홈이 가공된다.
여기서 메탈 바디(200)는 다른 실시예보다 두꺼운(예를 들면, 0.8T) 것을 특징으로 한다.
1차 코일 안테나(100) 조립 단계(b)는 1차 코일(120)과, 1차 코일(120)에 연결되는 제1 커넥터 단자(131)와 제2 연결다자 및 튜닝 캐패시턴스부(133)가 구성된 안테나 기판(110)을 밀링부(240)에 인입 및 조립하는 단계이다.
슬릿 및 개구 몰딩하는 단계(c)는 슬릿과 개구에 에폭시와 같은 몰딩재(310)를 주입하여 몰딩시키는 단계이다. 여기서 메탈 바디(200)의 상면과 하면에는 몰딩 후 수지층(320)이 형성되어 메탈 바디(200)의 상면과 하면에 절연 및 보호 기능을 수행한다.
메탈 바디(200) 하면에 밀링홈(321)을 가공하는 단계(d)는 몰딩 후 메탈 바디(200)의 상하면에 형성된 수지층(320) 중 하면의 일부를 밀링하여 홈(321)을 형성하는 단계이다. 이와 같은 수지층(320)의 밀링홈(321)은 마그네틱 스트라이프 테이프(320')가 접착되는 공간을 형성한다.
마그네틱 스트라이프 테이프(320')는 'MS 테이프'로서 카드 정보가 기록되는 테이프(또는 필름)이다.
메탈 바디(200) 하면에 마그네틱 스트라이프 테이프(320')를 접착하는 단계(e)는 메탈 바디(200)의 하면에 형성된 밀링 홈(321)에 마그네틱 스트라이프 테이프(320')를 접착시키는 단계이다. 여기서 마그네틱 스트라이프 테이프(320')는, 라미네이팅(Laminating) 공정을 통해 접착될 수 있다.
펀칭단계(f)는 하나의 시트내에 구현된 복수의 메탈 바디(200)를 펀칭하여 분리하는 단계이다. 메탈 바디(200)는 하나의 시트에 복수가 포함되어 제공될 수 있다. 따라서 펀칭 단계(f)는 하나의 시트에 포함된 복수의 메탈 바디(200)를 분리한다.
C-Cut 가공 단계(g)는 펀칭 후 하나의 시트에서 분리된 복수의 메탈 바디(200)의 절단면을 C-Cut 가공하는 단계이다. C-Cut 가공은 일반적으로 공지된 기술임에 따라 그 설명을 생략한다.
인쇄 단계(h)는 메탈 바디(200)의 수지층(320)에 소정의 형상 또는 문양 등 선택된 디자인을 예를 들면, 디지탈 인쇄 방식으로 인쇄하는 단계이다. 이때, 인쇄는 마그네틱 스트라이프 테이프(320')가 부착된 부분을 모두 포함하여 인쇄가 가능하다.
즉, 본 발명의 또 다른 실시예는 메탈 바디(200)의 상면과 하면에 모두 인쇄가 가능하다.
카드 칩 포켓 밀링 단계(i)는 몰딩재(310)에 요홈(311)을 가공하는 단계이다. 작업자는 몰딩재(310)를 가공하여 몰딩재(310)의 상단에 요홈(311)을 형성하여 카드 칩(400)이 조립되는 형상으로 가공한다.
카드 칩 삽입 단계(j)는 몰딩재(310)의 상면에 카드 칩(400)을 조립하는 단계이다. 여기서 카드 칩(400)은 칩 기판(410)의 상면에 반도체 칩(420)이 실장된 형태로서 역 방향으로 몰딩재(310)의 요홈(311)에 설치된다. 이때 몰딩재(310) 및 카드 칩(400)은 핫멜트 또는 접착필름과 같은 접착수단에 의해 접착된다.
즉, 본 발명은 위와 같은 공정을 통하여 인체에 무해한 소재로서 메탈 카드의 제작이 가능하며, 메탈 바디(200) 자체를 2차 코일 안테나로 활용함에 따라 인식 거리의 특성을 높일 수 있다.
본 발명은 상기한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 되는 것임은 자명하다.
100 : 1차 코일 안테나 110 : 안테나 기판
120 : 1차 코일 131 : 제1 커넥터 단자
132 : 제2 커넥터 단자 133 : 튜닝 캐패시턴스부
200 : 메탈 바디 210 : 도전부
211 : 제1 도전로 212 : 제2 도전로
213 : 제3 도전로 214 : 제4 도전로
220 : 개구부 230 : 슬릿부
231 : 제1 슬릿 232 : 제2 슬릿
233 : 제3 슬릿 234 : 제4 슬릿
251, 252, 253 : 수용홈 310 : 몰딩재
311 : 요홈 320 : 수지층
320' : 마그네틱 스트라이프 필름 321 : 밀링홈
330 : 인쇄시트 400 : 카드 칩
410 : 칩 기판 420 : 반도체 칩
500 : 리더 칩 510 : 리더 안테나

Claims (13)

  1. 안테나 기판에 1차 코일이 구비된 1차 코일 안테나(100); 및
    1차 코일 안테나(100) 및 카드 칩(400)이 조립되는 메탈 소재의 메탈 바디(200); 를 포함하고,
    메탈 바디(200)는
    일측에서 개구된 슬릿이 루프형으로 연장되고, 슬릿에 의해 구획 및 상호 연장된 복수의 도전로를 형성하여 2차 코일을 구성하는 것; 을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드.
  2. 청구항 1에 있어서, 메탈 바디(200)는
    카드 칩(400)이 설치되도록 개구된 개구부(220); 및
    하면에서 내향된 홈을 이루어 1차 코일 안테나(100)가 설치되는 밀링부(240);를 더 포함하는 무접점 방식의 메탈 카드.
  3. 청구항 1에 있어서, 1차 코일 안테나(100)는
    안테나 기판(110)에서 통전 가능하도록 연결되어 2차 코일의 캐패시턴스를 보상해주는 튜닝 캐패시턴스부(133)를 더 포함하는 것; 을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드.
  4. 청구항 3에 있어서, 튜닝 캐패시턴스부(133)는
    MLCC 타입의 칩 캐패시터 또는 상기 안테나 기판상에 상부 도전성 패턴과 하부 도전성 패턴의 배열로 구성되는 패턴 캐패시터; 인 것을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드.
  5. 청구항 3에 있어서, 메탈 바디(200)는
    하면에서 튜닝 캐패시턴스부(133)가 수용되는 수용홈(253); 을 더 포함하는 무접점 방식의 메탈 카드.
  6. 청구항 1에 있어서, 메탈 바디(200)는
    1차 코일 안테나(100)의 제1 커넥터 단자(131)와 제2 커넥터 단자(132)와 각각 통전 가능하게 접촉되어 루프 형의 1차 코일(120)의 종료점이나 2차 코일의 시작점을 이루는 제1 연결단자(251)와, 2차 코일의 종료점을 이루는 제2 연결단자(252); 를 포함하는 무접점 방식의 메탈 카드.
  7. 청구항 6에 있어서, 제1 연결단자(251)는 도전로의 시작점의 영역이며, 제2 연결단자(252)는 도전로의 종점의 영역이되, 슬릿에 의해 타 영역과 절연 가능하게 구획되는 것; 을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드.
  8. 청구항 6에 있어서, 제1 커넥터 단자(131)는 제 1 연결단자(251)와 전기적으로 연결되고, 제 2 커넥터 단자(132)는 제2 연결단자(252)에 전기적으로 도통되되,
    이방성 도전 페이스트(ACP, Anisotropic Conductive Paste)를 이용한 접착 방식, 이방성 도전 필름을 이용한(ACF, Anisotropic Conductive Film) 접착방식, 솔더 방식, 도전성 페이스트 볼(Ball) 접촉 방식 및 양면 테이프 접착 방식을 중 어느 하나를 사용하여 전기적으로 연결되는 것; 을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드.
  9. a)메탈 바디(200)에 카드 칩(400)이 조립되는 개구부(220)와, 일측에서 루프형으로 연장되도록 슬릿을 가공하는 단계;
    b)슬릿 및 개구부(220)에 몰딩재(310)를 주입하여 몰딩시키고, 메탈 바디(200)의 상면과 하면에 수지층(320)을 형성하는 단계;
    c)수지층(320)이 형성된 메탈 바디(200)의 상면과 하면에 인쇄시트(330)를 접착하는 단계;
    d)몰딩재(310)에 카드 칩의 형상에 일치된 요홈(311)을 가공하는 단계;
    e)몰딩재(310)의 상면에 카드 칩(400)을 조립하는 단계;를 포함하고,
    a)단계는,
    메탈 바디(200)의 일측에서 루프 형으로 연장되는 슬릿에 의해 1차 코일 안테나(100)의 제1 커넥터 단자(131)에 통전되는 제1 연결단자(251)와, 1차 코일 안테나의 제2 커넥터 단자(132)에 통전되는 제2 연결단자(252) 사이에 슬릿에 의해 루프형으로 구획되는 도전로를 형성하는 것; 을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드 제조 방법.
  10. a)메탈 바디(200)에 카드 칩(400)이 조립되는 개구부(220)와, 일측에서 루프형으로 연장되도록 슬릿을 가공하는 단계;
    b)슬릿 및 개구부(220)에 몰딩재(310)를 주입하여 몰딩시키고, 메탈 바디(200)의 상면과 하면에 수지층(320)을 형성하는 단계;
    c)수지층(320)이 형성된 메탈 바디(200)의 상면과 하면 중 어느 한면에 인쇄시트(330)를 접착하는 단계;
    d)몰딩재(310)에 카드 칩의 형상에 일치된 요홈(311)을 가공하는 단계;
    e)몰딩재(310)의 상면에 카드 칩(400)을 조립하는 단계;를 포함하고,
    a)단계는,
    메탈 바디(200)의 일측에서 루프 형으로 연장되는 슬릿에 의해 1차 코일 안테나(100)의 제1 커넥터 단자(131)에 통전되는 제1 연결단자(251)와, 1차 코일 안테나의 제2 커넥터 단자(132)에 통전되는 제2 연결단자(252) 사이에 슬릿에 의해 루프형으로 구획되는 도전로를 형성하는 것; 을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드 제조 방법.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10 에 있어서, a)단계는
    메탈 바디(200)의 하면에서 1차 코일 안테나(100)를 수용할 수 있도록 내향된 밀링부(240)와 튜닝 캐패시턴스부(133)를 수용할 수 있도록 수용홈(253)을 가공하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드 제조 방법.
  12. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, a) 단계에서 제1 연결단자(251)는 도전로의 시작점이고, 제2 연결단자(252)는 도전로의 종점으로서 슬릿에 의해 타 영역과 절연 가능하게 구획되는 것; 을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드 제조 방법.
  13. 메탈 바디(200)에 카드 칩이 조립되는 개구부(220)와, 일측에서 루프형으로 연장되도록 슬릿을 가공하는 단계;
    슬릿 및 개구부에 몰딩재(310)를 주입하여 몰딩시키고, 메탈 바디(200)의 상면과 하면에 수지층(320)을 형성하는 단계;
    몰딩재를 주입하여 메탈 카드의 상면과 하면에 수지층(320)을 형성한 이후, 하면의 수지층을 가공하여 밀링홈(321)을 형성하는 단계;
    밀링홈(321)에 마그네틱 스트라이프 테이프(320')를 라미네이팅 방식으로 접착하는 단계:
    메탈 바디(200)의 상하면에 인쇄하는 단계;
    몰딩재(310)에 카드 칩(400)의 형상에 일치된 요홈(311)을 가공하는 단계; 및
    몰딩재(310)의 상면에 카드 칩(400)을 조립하는 단계; 를 포함하고,
    슬릿을 가공하는 단계는,
    메탈 바디(200)의 일측에서 루프 형으로 연장되는 슬릿에 의해 1차 코일 안테나(100)의 제1 커넥터 단자(131)에 통전되는 제1 연결단자(251)와, 1차 코일 안테나(100)의 제2 커넥터 단자(132)에 통전되는 제2 연결단자(252) 사이에 슬릿에 의해 루프형으로 구획되는 도전로를 형성하는 것; 을 특징으로 하는 무접점 방식의 메탈 카드 제조 방법.
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