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KR-20260061163-A - 금속 몸체를 갖는 스마트 카드를 위한 두꺼운 전자 모듈

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Abstract

본 발명은 금속층(3)이 제공된 이중의 접촉 및 비접촉 통신 인터페이스를 갖는 스마트 카드(1)를 위한 전자 모듈(20)에 관한 것으로, 금속 접점들이 제공된 유전체 기판(9)과 그 하부면이 포팅 수지 방울(11)로 보호된 마이크로전자 칩(10)을 포함하며, 전자 모듈(20)의 가시 표면이 카드 몸체(2)의 상부면과 동일한 레벨에서 가장 가까운 허용오차 T에 따라 위치지정되도록 스마트 카드(1)의 몸체(2)의 캐비티(P1, P2)로 이동되도록 의도되었으며, 스페이서(14)를 포함하는 것을 특징으로 하고, 스페이서(14)의 두께(Eentretoise)는 금속층(3)의 두께(Emetai)에서 기판(9)의 두께(ESUbstrat)를 뺀 값에 허용오차 T의 대수적 값을 더한 값보다 더 크게 되도록 선택된다.

Inventors

  • 카리에 세실
  • 디 베르나르도 막심
  • 소테 알렉상드르

Assignees

  • 스마트 패키징 솔루션즈

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20240723
Priority Date
20230725

Claims (16)

  1. 금속층(3)이 제공된 이중의 접촉 및 비접촉 통신 인터페이스를 갖는 칩 카드(1)를 위한 전자 모듈(20)로서, 상기 전자 모듈(20)은 유전체 기판(9)을 포함하고 상기 유전체 기판의 상부면에는 금속 접점들이 제공되고 상기 유전체 기판의 하부면은 중앙 구역에서 캡슐화 수지 방울(11)에 의해 보호되는 마이크로전자 칩(10)을 포함하며, 상기 전자 모듈(20)은 상기 기판(9)을 수용하는 깊이 P1의 제1 구역 및 P1보다 더 크고 상기 캡슐화 수지 방울(11)을 수용하는 깊이 P2의 제2 구역을 갖는 칩 카드(1)의 몸체(2)의 캐비티(P1, P2)로 이동되도록 의도되어, 전자 모듈(20)의 노출된 표면은 허용오차(T) 내에서 카드 몸체(2)의 상부면과 동일한 레벨에 위치되는, 상기 전자 모듈(20)에 있어서, 스페이서(14)의 두께(E spacer )는 금속 시트(3)의 두께(E metal )에서 상기 기판(9)의 두께(E substrate )를 뺀 값에 상기 허용오차(T)의 대수적 값을 더한 값보다 더 크게 되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  2. 제1항에 있어서, 상기 스페이서의 전체 두께(E spacer )는 스페이서(14) 자체의 재료의 두께, 및 전자 모듈(20)을 카드 몸체(2)의 깊이 P1의 캐비티의 바닥에 고정하기 위한 열용융 접착제(18)의 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 허용오차(T)의 대수적 값은 상기 전자 모듈의 노출된 표면이 카드 몸체의 표면에 대하여 돌출되어 있거나, 카드 몸체의 표면으로부터 뒤로 물러나 있거나, 또는 카드 몸체의 표면과 동일한 레벨에 있을 때, 각각 양수, 음수 또는 0인 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 허용오차(T)는 +50과 -100미크론 사이의 대수적 값을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판(9)의 두께(E substrate )는 유전체 기판(9)의 주변부(22), 스페이서(14)를 기판(9)에 고정하는 접착제층(13), 및 안테나 또는 전자 모듈의 접촉 단자들(12')에 대응하는 금속층(12)의 누적 두께들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서(14)는 접착제(18)의 두께를 포함하여 150 내지 480미크론 사이의 전체 두께(E spacer )를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서(14)는 에폭시 유리, 폴리이미드, PVC, 폴리카보네이트, PET, 또는 합성 종이로부터 선택된 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서의 외부 주변부(15)는 상기 모듈의 기판(9)의 외부 주변부(16)에 대하여 오프셋(17)만큼 뒤로 물러나 있는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  9. 제8항에 있어서, 상기 오프셋(17)은 약 350미크론인 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서(14)는 자기적 불활성 재료의 시트로부터 절단되고, 그 후 상기 모듈의 기판(9)의 하부면으로 이동되어 고정되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서(14)는 상기 모듈의 기판(9)의 하부면 상에 오버-몰딩에 의해 생산되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스페이서(14)는 모듈들을 포함하는 캐리어 필름(30)에 대한 위치 지정을 허용하는 마크로서 기능하는 코너 또는 비대칭부(24)가 제공된 중앙 오리피스(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 모듈은 갈바닉 연결들에 의해 카드 몸체(2)의 안테나에 연결된 접촉 단자들(12)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 모듈은 카드 몸체의 안테나에 유도적으로 결합된 모듈 안테나(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈(20).
  15. 이중의 접촉 및 비접촉 통신 인터페이스를 갖는 칩 카드(1)로서, 자신의 면들 중 하나에 카드 몸체(2)의 무게를 증가시킬 수 있는 노출된 금속 시트(3), 카드-몸체 안테나가 제공된 층(6), 및 상기 금속 시트(3)와 상기 카드 몸체의 안테나층(6) 사이에 개재된 페리자성 절연층(5)을 포함하는 카드 몸체(2), 및 모듈의 주변 구역(22)을 수용하는 깊이 P1의 제1 섹션 및 P1보다 더 크고 캡슐화 수지 방울(11)을 수용하는 깊이 P2의 제2 섹션을 갖는 캐비티를 포함하는, 상기 칩 카드(1)에 있어서, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 청구된 바와 같은 전자 모듈(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 카드(1).
  16. 제15항에 있어서, 상기 금속 시트(3)는 250미크론 내지 600미크론 사이의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 칩 카드(1).

Description

금속 몸체를 갖는 스마트 카드를 위한 두꺼운 전자 모듈 본 발명은, 적어도 하나의 본질적으로 금속성의 노출된 면을 갖는 카드 몸체가 제공된, 이중의 접촉 및 비접촉 통신 인터페이스를 갖는 칩 카드에 관한 것이다. 칩 카드의 분야에서, 특히 은행 업무를 위해 사용되는 칩 카드의 분야에서, 취급될 때의 더 나은 느낌과 차별화의 이유들로, 기존 플라스틱 재질의 칩 카드보다 금속층을 통합하여 무게감을 더 높여 만들어진 카드에 대한 시장 수요가 집중되는 추세가 나타나고 있다. 일반적으로, 금속층을 사용하여 더 무겁게 만들어진 칩 카드들은 다수의 모순된 요건들을 충족해야 한다. 구체적으로, 이들은 무게에서의 유형의 증가 및 플라스틱 카드들에 대하여 명확하게 지각할 수 있는 차별화를 발생시키기 위해 충분한 금속을 통합해야 한다. 그러나, 금속은 전자기적 차폐 효과를 갖거나, 또는 적어도 이러한 유형의 칩 카드와 원격 비접촉 판독기 사이의 무선-주파수 통신에 관하여 성능을 감소시킨다. 그럼에도 불구하고, 통신 성능은 기계적 및 전기적 요건들뿐만 아니라 무선-주파수 통신의 품질에 대한 기준들도 설정하는, 소위 EMV 사양들에 의해 규정된 것들과 같은 표준들의 집합과 호환 가능해야 한다. 특정한 알려진 칩 카드들은 카드 몸체의 단일 면에 금속층을 가지며, 다른 면은 금속으로 덮이지 않지만 무선-주파수 채널을 통해 원격 판독기와의 통신을 허용하는 안테나가 제공된다. 그럼에도 불구하고, 금속층의 차폐 효과 때문에, 판독기와의 무선-주파수 통신은 저하된다. 특히, 시도 결과들은 이러한 유형의 칩 카드를 가지고, 위에서 언급된 소위 EMV 사양들에 설정된 것들과 같은 특정 표준들을 준수하는 것이 지금까지 불가능했음을 보여주었다. 이러한 문제를 해결하고 원격 판독기에 대한 칩 카드의 배향에 관계없이 양호한 품질의 무선-주파수 통신을 유지하기 위해, 문헌 FR3032294A1은 각각 안테나 및 페라이트층(ferrite layer)이 제공된 2개의 외부 시트들 사이에 배치된 금속 인서트를 사용하여 칩 카드를 구성하도록 규정하고 있다. 이러한 배열은 EMV 사양들과 호환 가능한 통신 품질을 유지하는 것을 가능하게 하지만, 이러한 유형의 카드를 생산하기 위한 방법은 비교적 복잡하고 비싸다. 게다가, 이 실시예에서, 금속 인서트는 카드의 플라스틱 외부층들 사이에 위치되며, 따라서 외부로부터 직접적으로 보이지 않는다. 따라서, 이는 전체적으로 플라스틱으로 만들어진 카드들에 대하여 충분히 명확한 차별화를 생성하는 데 기여하지 않는다. 이러한 점을 해결하기 위해, 문헌 FR3089659A1은 이중 통신 인터페이스를 갖는 금속 칩 카드를 규정하고 있으며, 칩 카드는 배터리에 의해 전력이 공급되어야 하는 마이크로전자 모듈을 수용하는 캐비티를 둘러싸는 2개의 외부 알루미늄 플레이트들을 포함한다. 이러한 구조는 외부 알루미늄층들의 존재에도 불구하고 카드의 무선-주파수 통신 능력들이 능동적으로 개선되는 것을 허용한다. 그러나, 알루미늄의 사용으로 인해 이렇게 획득된 칩 카드들은 약 8그램의 무게가 나가며, 이는 플라스틱 몸체를 갖는 카드의 무게보다는 확실히 더 무겁지만, 소위 프리미엄 칩 카드 시장의 기준에는 여전히 부족하다고 여겨지는데, 프리미엄 칩 카드는 12그램을 초과하는 목표 무게를 가져야 하고, 레이저 각인 등에 의해 외부 면들을 맞춤 설정할 수 있어야 하고, EMV 은행 표준들과도 호환되어야 하기 때문이다. 문헌 WO2019136436A1에 설명된 다른 칩 카드에서, 카드 몸체는 전자 모듈의 크기보다 더 큰 크기의 컷-아웃이 제공된 금속층을 포함하고, 컷-아웃으로 중간 플라스틱 부분이 삽입되며, 이는 카드 몸체에 배치된 메인 안테나에 결합된 작은 안테나가 제공된 전자 모듈을 수용한다. 이러한 구조는 무선-주파수 통신 성능을 미미하게 개선하는 것을 가능하게 하지만, 중간 플라스틱 부분이 모듈 주위에 노출되기 때문에, 금속 면 및 중간 부분을 마스킹층으로 덮는 것이 필요하며, 이는 원하는 금속성 외관에 부정적인 효과를 미친다. 게다가, 이러한 더 복잡한 구조는 전자 모듈을 이동시키기 위해 카드 몸체에 캐비티를 밀링 가공하는 것 이상의 추가적인 제조 작업들을 요구한다. 이러한 추가적인 단계들은 칩 카드의 외관뿐만 아니라, 칩 카드의 제조 수율 및 비용에도 부정적인 영향을 미친다. 따라서 최적의 무선-주파수 통신 특성들을 나타내고 그래픽적으로 맞춤화될 수 있으면서 알려진 칩 카드들보다 더 큰 무게를 갖는, 비접촉 칩 카드 또는 이중 통신 인터페이스를 갖는 칩 카드에 대한 필요성이 있다. 본 발명이 관련되는 칩 카드는 판독기와의 통신을 위한 이중 인터페이스를 가지며, 카드의 전방 면, 즉 모듈이 위치된 면과 동일한 면에 위치된 금속 플레이트를 갖는 카드이다. 이중 카드, 즉 이중의 접촉 및 비접촉 통신 인터페이스를 갖는 카드의 경우에, 마이크로전자 칩을 포함하는 모듈과 카드 몸체의 안테나 사이에 갈바닉 또는 유도성 또는 용량성 연결을 만드는 것이 필요하지만, 전자 모듈의 연결 패드들을 금속 플레이트의 표면에 유지하여 이들이 접촉 카드 판독기의 대응하는 접점들과 상호작용할 수 있도록 하는 것 또한 필요하다. 그러한 금속 카드의 일반적인 구조는 다음과 같다: 전방 면 상의 금속층, 그 다음 제1 접착제층, 그 다음 페라이트층, 및 마지막으로 제2 접착제층 및 안테나를 통합하는 층이 이어진다. 후자는 미적인 목적들을 위해 또는 전체 두께를 은행 카드들에 대해 요구되는 800미크론 두께로 증가시키기 위해 하나 이상의 다른 플라스틱층들로 이어지는데, 이 두께는 접촉 칩-카드 판독기들의 표준들과의 호환성을 보장하기 위해 필요하다. 일반적으로, 이러한 유형의 칩 카드에는 전자 모듈이 단순히 이동되고 고정되는 캐비티가 제공된다. 이 캐비티는 깊이 P1의 주변 구역 및 P1보다 더 큰 깊이 P2의 중앙 구역을 포함한다. 주변 구역은 일반적으로 에폭시 유리로 만들어지는 전자 모듈의 기판을 수용하고, 중앙 구역은 보호 수지 방울에 의해 덮인 모듈의 마이크로전자 칩을 수용한다. 일반적으로, 깊이 P1은 는 200μm를 초과하지 않고 깊이 P2는 500 내지 600μm 사이에서 변한다. 그럼에도 불구하고, 충분히 무거운 칩 카드의 금속 플레이트의 목표 두께는 적어도 300μm이며, 이는 캐비티의 주변 부분의 보통의 깊이 P1보다 더 크다. 이것은 구조적 변경들이 이루어져야 한다면, 모듈 안테나를 포함할 수 있는 전자 모듈의 주변부가 카드 몸체의 금속층 내부에 놓일 것임을 암시한다. 이것은 무선-주파수 통신에 관하여 칩 카드의 능력들을 심각하게 제한할 것이다. 무선-주파수 동작의 명백한 이유들로, 캐비티의 주변 구역의 깊이 P1이 카드 몸체의 금속층의 두께보다 더 커서 전자 모듈의 안테나가 금속 구역을 마주하지 않도록 하는 것이 필요하다. 다시 말해서, 모듈의 주변 구역, 즉 모듈의 안테나 또는 카드 몸체의 안테나에 연결된 접촉 패드들이 위치되는 구역은 카드 몸체의 안테나층 위에 위치된 (카드 몸체의) 금속층의 두께보다 더 두꺼워야 한다. 따라서 본 발명은 "두꺼운 모듈", 즉 필드 라인들 또는 연결 와이어가 모듈과 카드 몸체의 안테나 사이를 통과하게 하기 위해 모듈의 주변 구역이 금속층의 두께보다 더 두껍다는 의미에서 두꺼운 모듈을 위한 설계를 제공할 필요가 있다. 이러한 접근 방식은 시장의 경향이 점점 더 얇은 모듈들을 향해 나아기고 있다는 점에 비추어 볼 때, 당업자들의 직관에 반하는 것이다. 이 결과를 달성하기 위해, 알려진 모듈들에서보다 더 두꺼운, 충분한 두께의 에폭시-유리 기판을 사용하는 전자 모듈을 상상하는 것이 가능하다. 그러나, 이러한 것은 구성요소들의 공급 체인 및 모듈들을 제조하기 위해 사용되는 생산 라인에 값비싼 수정들을 요구할 것이다. 따라서 본 발명의 목적은 칩 카드들을 제조하기 위해 사용되는 특히 효율적인 종래의 프로세스들에 대한 임의의 수정 없이, 그리고 비접촉 모드에서의 통신 능력(EMV 사양들의 요건들에 따른 통신)을 손상시키지 않고, 위의 문제를 해결할 수 있는 신규한 전자-모듈 구조를 제공하는 것이다. 원칙적으로, 본 발명은 더 두꺼운 에폭시 유리 기판을 사용하지 않고, 모듈의 에폭시 유리 기판의 하부면과 깊이 P1의 캐비티의 바닥 사이에 스페이서를 형성하는 구성요소를 모듈의 기판에 추가함으로써 주변부의 두께가 증가된 전자 모듈을 생산할 수 있도록 한다. 아래에서 스페이서라고 부르는 이 구성요소는 모듈을 통과하는 필드 라인들을 간섭하지 않도록 전자기적 관점에서 불활성인 재료로 만들어진다. 이 스페이서의 두께는 접착제의 층들 및 모듈의 기판 아래의 금속층의 두께를 포함하는 모듈의 주변부의 전체 두께가 카드 몸체의 금속층의 두께보다 더 크도록 선택된다. P1보다 더 큰 깊이 P2의 캐비티는 모듈의 칩을 캡슐화하는 수지 방울을 계속해서 수용한다. 따라서 본 발명의 하나의 주제는 금속층이 제공된 이중의 접촉 및 비접촉 통신 인터페이스를 갖는 칩 카드를 위한 전자 모듈로서, 상기 전자 모듈은 유전체 기판을 포함하고 상기 유전체 기판의 상부면에는 금속 접점들이 제공되고 상기 유전체 기판의 하부면은 중앙 구역에서 캡슐화 수지 방울에 의해 보호되는 마이크로전자 칩을 포함하며, 상기 전자 모듈은 상기 기판을 수용하는 깊이 P1의 제1 구역 및 P1보다 더 크고 상기 캡슐화 수지 방울을 수용하는 깊이 P2의 제2 구역을 갖는 칩 카드의 몸체의 캐비티로 이동되도록 의도되어, 전자 모듈의 노출된 표면은, 카드 몸체로의 삽입 후에, 허용오차(T) 내에서 카드 몸체의 상부면과 동일한 레벨에 위치되고, 스페이서(14)의 두께(Espacer)는 금속 시트(3)의 두께(Emetal)에서 상기 기판(9)의 두께(Esubstrate)를 뺀 값에 상기 허용오차(T)의 대수적 값을 더한 값보다 더 크게 되도록 선택되는 것을 특징으로 한다. 이러한 방식으로, 모듈을 칩 카드에 통합한 후, 모듈의 하부면(즉, 스페이서의 하부면)이 (칩 카드의 상부면을 기준으로 취할 때) 금속 시트의 하부면의 평면을 넘어 위치하도록 보장되어, 금속 시트가 모듈과 카드 몸체의 안테나 사이의 통신에서 간섭할 수 없게 한다. 게다가, 스페이서의 두께는 금속 시트의 두께를 증가