KR19990077335A

KR19990077335A - 카드 또는 라벨용 무접점 전자 모듈

Info

Publication number: KR19990077335A
Application number: KR1019980705482A
Authority: KR
Inventors: 미셸 르뒤끄; 필리뻬 마르뗑; 리차드 칼리노브스키
Original assignee: 베르나르드 노넨마셰르; 겜플러스 에스.씨.에이.
Priority date: 1996-01-17
Filing date: 1997-01-17
Publication date: 1999-10-25
Also published as: CA2243326A1; ES2163114T3; DE69706280D1; DE69730362T2; FR2743649A1; BR9709153A; US6794727B2; FR2743649B1; EP1492048A2; JPH11509024A; JP2002207987A; DE69706280T2; EP0875039A1; ATE204662T1; CA2243326C; AU713433B2; CN1213449A; RU2194306C2; EP1118960A2; EP1118960A3

Abstract

무접점 카드(1) 및/또는 무접점 전자 라벨 제조용으로 적합한 타입으로서 모듈(6)의 무접점 기능이 가능하도록 안테나(2)와 연결케 하는 전자 마이크로 회로(7)를 위한 매체(10)를 내장한 전자 모듈(6)은, 안테나(2)가 완전히 전자 모듈(6)에 배치되며, 나선이 매체(10)의 기판에서 실행되는 것을 특징으로 한다. 전자 모듈(6)은 무접점 카드와 전자 라벨의 제조용으로 사용된다.

Description

카드 또는 라벨용 무접점 전자 모듈

다양한 식별 방법이나 추적을 위해 일반적으로 사용되는 전자 라벨 형태의 포터블은 이미 알려져 있다. 그것은 마이크로 회로 전자 모듈 및 모듈의 것에 비해 비교적 커다란 크기와 비교적 낮은 주파수(150Khz)로 작동하는 코일 안테나와 연결된 모듈로 구성되어 있다.

현재 제작된 것으로서, 전자 라벨 형태의 포터블은 종종 100이 넘는 많은 주파수의 안테나를 보유하고 있는데, 그 크기는 정교한 취급을 요하며, 특히 라벨 제작 단계에서 모듈 마이크로 회로에 안테나를 접합시킴으로써 접속을 가능하게 한다.

그와 유사하게, 무접점 카드 형태의 포터블 역시 불편을 초래한다. 현재 제작된 것으로, 무접점 카드는 규격화 크기의 포터블이다. 본 발명에 대해 제한을 두지 않은 통상 규격은 길이 85mm, 폭 54 mm, 두께 0.76mm의 표준형에 해당하는 ISO 7810 규격이다.

대다수의 일반 무접점 카드 중에서, 각 카드는 플라스틱 포일 조립의 조합으로 된 카드의 몸체를 포함하고 있고, 이 조합 속에 들어 있는 전자 모듈은 두 접속 터미널에 의해 자기 인덕턴스 타입의 코일 안테나에 접속되는 집적 회로 또는 아직 칩으로 불리는 마이크로 회로로 된 전자 모듈이 이 조합 속에 박혀 있다. 칩은 기억 장치를 포함하며, 경우에 따라 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다. 전자 모듈은 카드 크기보다 약간 작으며, 이 모듈은 카드 모서리에 위치하는데, 이는 카드를 굽힐 때 모듈에 가해지는 기계적 방해가 카드 중앙보다 적게 일어나기 때문이다.

그렇지만 일반 무접점 카드 중에는, 카드의 무접점 기능이 가능하도록 구멍 뚫인 카드 몸체와 집적 회로에 연결된 코일을 갖춘 모듈이 준비되어 있다.

이러한 범주에 속하는 무접점 카드로는, DE-A-43 11 493 (AMATECH)에 따른, 카드 형태에 있어서 식별 장치를 제작하기 위한 조합 단위가 있다.

본 발명은 집적 마이크로 회로가 딸린 전자 모듈을 내장한, 전자 라벨과 칩 카드와 같은 포터블 분야에 관한 것이다.

또한 본 발명은 모듈과 포터블 등의 제조 방법에 관한 것이다.

예를 들면, 교통 수단, 전화 사용비 등을 지불하는 방법으로서, 다양한 조작 실현을 위한 ISO형의 무접점 카드 형태로 된 포터블은 이미 알려져 있다. 이러한 조작은 카드의 전자 모듈과, 수신기나 음성 판독 장치 사이에 원거리 접속으로 이루어진다. 이 접속은 판독 방식이나 판독/기록 방식에서 실현될 수 있다.

카드에 관한 한, 본 발명은 무접점 기능을 갖춘 카드만을 의미하는 것은 아님을 주목해야 한다. 무접점과 접점하의 두 방식으로 작동될 수 있는 혼합 또는 절충 카드에도 적용이 된다. 혼합 카드는 예를 들면 원격 매표와 같은 기능을 위한 것으로 이러한 기능에서는 단위(화폐 단위, 다양한 지불 단위)를 입력한 후에, 판독 터미널 부근을 통과할 때 단위가 원하는 액수만큼 원격으로 빠진다. 이러한 종류의 지불은 계약 없이 가능하다. 필요할 경우, 이 카드를 카드 판매기에서 재충전을 한다.

지금부터 설명을 간단히 하기 위하여, 무접점 카드와 마찬가지로 혼합 카드도 무접점 카드와 같은 용어로 나타낸다 하겠다.

본 발명은 다음의 예문 설명 및 첨부된 도면을 참고로 하면 이해가 쉽다. 첨부 도면을 다음과 같다 :

- 도1은 종래 기술에 따른 무접점 카드를 나타낸다.

- 도2는 발명에 따른 무접점 카드를 나타낸다.

- 도3은 모듈을 수신하는 카드와 마찬가지로 발명에 따른 전자 라벨이나 무접점 카드용으로 발명에 따른 전자 모듈의 연속 제조를 위해 사용한 대역을 나타낸다.

- 도4A∼도4G는 무접점 카드의 몸체 또는 전자 라벨 안에 통합되거나 통합될 수 있는 발명에 따른 전자 모듈의 다양한 변형을 나타낸다.

- 도5A∼도5D는 발명에 따른, 안테나를 갖춘 전자 모듈의 실행의 다양한 변형을 단면도로 나타낸 것이다.

- 도6은 접점과 무접점 절충 카드를 위한 모듈의 절단을 나타낸다.

- 도7은 발명에 따른 전자 모듈을 사용하는 다양한 전자 라벨의 제작 공정을 나타낸다.

제1 실시 모드에 의하면, 모듈(21)은 집적 회로(29)의 칩이 고정된 모듈(28)의 매체를 포함하고 있다. 코일(30)은 무접점 식별 능력을 모듈에 부여하도록 칩(29) 위에 위치한다.

본 명세서는 모듈과 무접점 판독기 사이에 판독 거리가 적음을 밝히고 있다. 게다가, 이미 서술한 모듈 구조에서 반드시 발생하는 미약한 도달 범위와 비용 문제를 고려하여, 안테나가 내장된 모듈을 사용하는 어떤 칩 카드도 아직 상업화되지 않았다.

그리고 본 명세서에서 안테나는 제작, 비용, 생산성, 성능의 균일성 부족 등의 어려움을 나타내는, 칩 위에 덧붙인 공심 코일 안테나 형태를 가짐을 주목할 필요가 있다.

또한 DE 37 21 822 CI(PHILIPS)에 의한, 코일과 집적 회로 사이에 불량 접촉 문제를 해결하기 위한 무접점 기능 칩 카드가 있다. 그리하여 본 명세서는 안테나(4)가 집적 회로(5)가 실행된 반도체로 직접 실행되는 모듈 없는 칩 카드를 설명하고 있다. 사실상 안테나는 집적 회로의 상위 트랙과 동시에 만들어지며 그 결과 20개의 작은 나선을 소유하는 4×6 ∼ 6×8㎜ 크기의 집적 회로가 된다.

그리하여 도달 범위를 방해하는 안테나의 유용 표면은 매우 약해진다. 그리고 본 명세서에 의한 카드는 아주 싸게는 만들 수 없다. 사실상, 기본적인 반도체 패치의 크기는 대량 생산된 집적 회로를 만드는 비용의 중요한 요소 중의 하나이다. 그래서 본 명세서에서는 안테나를 통합하는 집적 회로의 최소 크기가 최소 약 24㎟인 한편, 그래서 가격이 저렴한 무접점 카드는 약 1㎟의 크기가 아주 작은 일반 마이크로 회로를 사용한다.

등록 번호 95 400305.9, 95 400365.3 및 95 400790.2와 같은 동일 출원자의 프랑스 특허 출원서 안에 서술된 것처럼 무접점 카드의 또 다른 실행 방법은 다양하다. 이러한 특허 출원은 내장한 마이크로 모듈에 연결된 카드 크기의 안테나를 갖춘 무접점 카드를 공통적으로 기술하고 있다.

이러한 안테나는 주어진 판독 또는 기록 자장의 도달 범위가 비교적 높다는 이점을 보여준다. 사실상 전자장을 단절시킬 때 수입 안테나 터미널에 나타나는 기전력 E를 연결하는 관계식은 다음과 같다 :

Ev = I (Ke+Se+Ne)(Kγ+Sγ+Nγ)/D³

여기서 K는 불변수이고, S는 안테나의 평균 나선 면적을 나타내며, N은 안테나를 만들기 위하여 감긴 나선 수를 나타낸다. 그리고 지수 e와 γ은 각기 송신과 수신 쪽을 나타내고, D는 판독 거리, 즉 카드의 안테나와 외부 판독 안테나 사이의 거리이다.

그래서 판독 동작을 초기화하고 실행하기 위하여 카드 칩의 회로를 작동시키려면, 전압 E가 일반적으로 약 3볼트인 한계치를 넘어야 한다.

따라서 무접점 카드로 달성하려는 판독 또는 기록 거리인 주어진 D 판독 및/또는 기록 쪽인, 평균 나사의 면적 및/또는 안테나의 나선 수 N을 증가시켜야 한다.

다음에 표기된 대로 안테나의 효율성은 안테나 코일의 과전압율에 의해 기록 또는 판독용 주파수로 조건지어진다.

Q = L∽/R

여기서 L은 코일의 직경과 회전수에 따라 증가하는 코일의 인덕턴스이고, ∽=2πf는 적용 방법에 따라 고정된 판독 주파수를 나타낸다.

R은 그것을 형성하고 있는 선 길이와 비례해서 안테나 코일의 전기 저항을 나타낸다.

L과 R의 크기는 안테나의 효율성에 대하여 상반하는 영향력을 지니고 있고, 안테나의 효율성의 진정한 요인은 특히 안테나의 S.N. 총표면과 연관될 정도로 서로 보충하는 경향이 있다.

그래서 편형 동물 모양의 코일의 크기에 있어서는 나선 N 숫자는 나선의 폭과 두 나선 사이의 간격에 의해 제한되어 있는데 이것은 실행 기술에 달린 것이다.

그래서, 무접점 카드에게 좋은 안테나를 얻기 위한 실제 사용 추세는 각 나선의 크기가 카드의 표면과 가능하면 같도록 안테나를 무접점 카드에 사용하는 것이다. 그래서 상업화된 무접점 카드는 카드의 몸체 안에 통합된 안테나를, 주변 장치 속에 포함시키는 것이다.

그러나 기존 무접점 카드의 제작과 마찬가지로, 이러한 선택 또한 많은 불편함을 초래한다.

사실 이 크기의 안테나의 조작은 안테나의 카드내 집적화 및 전자 모듈내 전기 접속의 경우 심각한 기술적 문제를 초래한다(전자 레벨의 선례와 마찬가지로).

실제로 기술이 사용됨에도 불구하고, 카드와 안테나의 조립은 종종 복잡하고 비용이 많이 든다. 왜냐하면 자동화하기 어려운 방법으로 전자 모듈과 안테나의 코일을 연결해야 하기 때문이다. 그 다음, 이 조립은 압연 단계를 거치는데, 이 압연은 카드의 표면에는 나타나지 않고 공동 압연을 위해 사용된 상판, 하편을 변형시키지 않도록 카드 안에 코일과 모듈을 박아넣을 수 있게 하기 위하여, 수지의 첨가를 필요로 하는 고비용 방식이다.

뿐만 아니라 이 방식의 복잡성으로 인해 접점 카드 제조시 얻는 생산성에 비교할 정도의 생산성을 얻지 못한다.

카드 인쇄 타입이나 전자장 트랙, 계류로 인해 겪을 수 있는 불편함을 없애기 위해서는 비용이 더 든다. 사실상 몇 종류의 카드 인쇄나 카드위 자석 밴드 설치를 위해서는 6㎜ 이하의 오차로 거의 완벽한 평면성을 보여주어야 한다. 계류의 경우, 카드 제조 공정과 일치하는 재료를 선택해야 하고 안테나는 특히 계류시 예정 지역을 자유롭게 내버려 두어야지 그렇지 않으면 손상된다.

제조비가 주로 높게 인식되는 무접점 카드와 전자 라벨 제조의 현 추세와 관련된 전반적인 불편함을 고려할 때, 출원측 기술자는 상기의 전반적인 불편함을 피할 새로운 방법의 무접점 카드를 제작하는 것을 목표로 한다.

더 자세히 말하자면, 본 발명의 목적은 전자 라벨과 칩 카드 타입의 포터블 제조시 사용되는 비용을 줄이는 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 자동화 기계로 품질 좋고 믿을 수 있는 제작을 하면서 저비용으로 무접점 라벨과 카드 제작 공정을 제안하는 것이다.

본 발명의 부수적인 목적은, 안테나와 카드 몸체 조립에 부수되는 모든 과정, 특히 카드 옵셋 인쇄, 카드 계류, 자석 트랙 등록이 서로 호환되는 무접점 카드의 제작 공정을 제안하는 것이다.

이를 위해 본 발명은 안테나가 완전히 포함되고 매체 기판의 위에 실행된 나선을 포함하는 것을 특징으로 하면서, 모듈의 무접점 기능이 가능하도록 안테나에 연결된 전술한 마이크로 회로를 수용하는 매체 기판을 포함, 무접점 전자 카드와 라벨을 제작하기에 적합한 종류인 전자 모듈을 제안한다.

이렇게 해서, 본 발명은 형태에 상관없이 소형 전자 라벨이나 보통 형태의 무접점 카드 제작시 실용적으로 사용할 수 있는 소형 기본 부품을 제공한다.

본 발명에 따른 전자 모듈의 또 다른 강점은 다음과 같다 :

- 안테나는 그 양끝이 전자 마이크로 회로 연결에 연결되어 있는 외부 크기 약 5∼15㎜, 바람직하게는 약 12㎜인 나선으로 이루어진다.

- 안테나는 각 나선의 크기가 약 50∼300㎛이고, 두 인접 나선의 간격은 약 50∼200㎛로 6∼50개의 나선을 갖는 전도성 나선으로 이루어진다.

- 안테나를 형성하는 나선을 예를 들어 외부 직경이 약 5∼15㎜로 바람직하게는 약 12㎜인 원형 형태이다. 그 변형으로서, 전술한 나선은 약 5∼15㎜, 바람직하게는 약 12㎜인 사각형 형태거나, 외부가 큰 쪽이 15㎜이고, 가장 작은 쪽이 5㎜인 타원 형태가 있다.

- 마이크로 회로는 안테나와 모듈이 같은 안테나의 중앙에 위치하며, 안테나의 접속 터미널은 도선에 의해 모듈이나 마이크로 회로에 각기 일치하는 접속 단자에 연결된다. 이것의 변형으로, 마이크로 회로는 안테나와 같은 쪽과 안테나의 나선에 걸쳐 있으며, 안테나 접속 터미널은 도선에 의해 모듈이나 마이크로 회로에 각기 일치하는 접속 단자에 연결되어 있고 절연체는 안테나의 아래 부분과 마이크로 회로 사이에 위치한다.

모듈의 작동의 변형을 보면, 전자 마이크로 회로는 안테나가 없는 모듈 쪽에 위치해 있는데, 안테나 접속 터미널은 전술한 안테나의 접속 터미널 위치에 있는 모듈 매체 안에 만들어진 공동을 지나는 도선에 의해 마이크로 회로나 모듈과 각각 일치하는 접속 단자에 연결되어 있다.

- 전자 모듈은 안테나의 연결 중계에 의해 판독 또는 기록될 수 있는 절충 카드를 얻어내도록, 매체 기판 위에서 마이크로 회로에 접속된 안테나 및 또 다른 매체 기판 위에서 마이크로 회로에 똑같이 접속된 접속 단자를 포함하고 있다.

- 동조 콘덴서는 안테나와 전자 마이크로 회로의 접속 터미널에 평행으로 연결되어 있는데, 그 수치는 1Mhz∼450Mhz의 범위에 놓여진 모듈 기능의 주파수를 얻기 위하여 선택된다. 특히, 12∼180 pF의 동조 콘덴서와 모듈 기능 주파수는 약 13.56Mhz이다. 변형으로서, 30∼500 pF의 동조 콘덴서와 모듈 기능 주파수는 약 8.2Mhz이다. 이 동조 콘덴서는 절연체로 이미 덮여진, 마이크로 회로 표면 위에서 산화 규소의 침전으로 얻어진다.

또한 본 발명은 위에 상기 타입의 무접점 카드와 전자 라벨의 각 제조 공정 뿐만 아니라, 집적 안테나로 된 소형 전자 모듈을 포함하는 무접점 카드와 전자 라벨에 관한 것이다.

본 발명에 따른 무접점 카드를 만들기 위해서는 다음과 같이 한다 :

- 안테나와 마이크로 회로를 갖춘 무접점 모듈을 전자 모듈 매체로부터 잘라낸다.

- 상기의 모듈을 카드의 몸체로 들어온 모듈 크기인 개구부로 가져온다.

- 카드 몸체 개봉시 상기의 모듈을 고정시킨다.

본 발명에 따라 전자 레벨을 만들려면 다음과 같이 변형시킨다 :

- 전자 모듈 매체로부터 안테나와 마이크로 회로를 갖춘 무접점 모듈을 잘라낸다.

- 이렇게 잘라낸 전자 모듈을 보호 매체에 집적시킨다.

본 발명은 전자 라벨 제조를 위해 번갈아 아주 간단하게 무접점 카드 제조의 연속 공정을 사용하도록 한다. 이것을 위해서 모듈 보호를 위하여 약간의 카드 몸체의 재료를 전자 모듈 주위에 남겨 놓는 식으로, 위에 언급한 것과 같은 무접점 카드로부터 전자 모듈을 자르는 것으로 충분하다. 이 기술은 같은 형태의 또 다른 부분을 잘라 보완될 수 있다. 예를 들어 같은 카드에서 시작하여 모듈을 감싸고 보호하도록 첫 번째 부분에 이 부분을 고정시키는 것이다.

유사한 요소들은 전체 도면 내에 동일한 참고 번호로 지정된다.

도표로 된 도1을 참고하며, 평면도로는 실제로 상업화된 종류의 무접점 카드(1)를 볼 수 있다.

알다시피, 카드 크기보다 약간 작은, 커다란 크기의 코일 형태로 된 안테나(2)는 카드(3)의 몸체에 집적되어 있고, 안테나(2)의 코일의 두 양끝은 아직 칩으로 불리는 집적 마이크로 회로(7)를 내장한 전자 모듈(6)의 전원 접속점(4, 5)에 연결되어 있다.

코일은 4개의 나선으로만 나타낸 나선 수에 관한 것을 제외하고는 눈금으로 나타낸다. 이같은 코일(2)과 카드 몸체(3)를 조립하기 위하여, 이전에 언급한 불편함과 더불어 복잡하고 비용이 드는 압연이나 주입 작동을 해야 한다. 그러한 안테나로는 약간의 Mhz의 주파수로 70㎜ 거리에서부터 카드 정보를 판독할 수 있다.

도1의 카드와는 달리, 발명에 나온 기본적인 일반 원칙은, 앞에서 언급한 불편함을 덜기 위해 무접점 카드용으로 사용된 대규모 안테나를 제거하는 것이다. 본 발명은 목표한 안전도 및 낮은 제작비를 달성하도록 접점 카드 제작시 사용되는 제작 원칙과 연속 과정을 사용하도록 노력하며, 이 제작은 현재 잘 통제되고 제작 비용을 저렴하게 하고 있다.

해결 방법은 도2의 카드(1) 위에 도표로 도시되어 있다. 전형적인 칩 모듈 전자 기능과, 카드와 외부의 판독/기록(도시 안됨) 장치 사이에 정보에 대한 무접점 전송을 위해서 송신과 수신 안테나의 기능을 소규모의 동일 매체 위에 결합하는 칩 카드 특별 모듈(6)을 사용하는 데 있다.

모듈(6)은 모듈의 길이 및 폭과 동시에 두께와 평면도에서, 접점 카드를 제조하기 위하여 알려지고 사용된 실행 공정과 일치하는 크기를 보여준다.

물론, 안테나를 갖춘 모듈이 실행될 수 있도록, 종래 기술 교시와는 반대로, 안테나는 몇 센티미터의 충분한 거리를 두고 전자장 이전을 가능케 하는 나선의 수를 유지하면서, 모듈과 일치하는 크기가 되어야 한다. 그러자면 안테나는 상기의 종래 기술의 몇몇 명세서에 지시된 대로 코일을 제외한, 같은 평면도 안에 미세하게 매체의 기판 위에 직접 위치한 전체 나선형으로 만들어진 나사 형태로 만들어진다.

모듈의 형태 및 유용 표면에 더 잘 적응하기 위하여, 안테나는 사각형, 직사각형, 원형, 타원형, 기타 적절한 다른 형태의 외부 나선을 가질 수 있다. 안테나의 두 양끝은 집적 회로 전원 터미널, 즉, 도2 위에 7로 도식화되었지만 도4∼6에 더 자세히 나타나 있는 모듈에 똑같이 위치한 특히 기억 장치나 마이크로 프로세서에 연결되어 있다.

예를 들어 두 줄로 배치된 복수의 모듈(6)을 포함하고 있는 대역(8)으로부터, 발명에 따른 전자 모듈(6)의 분리를 나타내는 도3을 참고해 볼 수 있다. 그러한 대역상의 전형적 전자 모듈의 제작은 접점 카드의 제조 분야에서 그 자체로 잘 알려져 있으며, 더 이상의 설명이 필요 없다.

발명에 따른 모듈(6), 예를 들어 사각형의 나선 형태로 된 안테나(2)의 나선에 "걸쳐 있는" 집적 회로(7)가 포함된 종류는, 기계적 절단에 의해 대역(6)에서 떨어져 있다.

잘려진 모듈은 도시되지는 않으나 잘 알려진 자동 방식으로 추출되고, 무접점 칩 카드(1)의 카드(3)의 몸체 안에 놓인 불완전한 개구부(9)를 마주한 채로 거꾸로 (카드 몸체의 개구부 속을 향한 집적 회로 및 안테나) 도입된다. 예정된 개구부(9)에서 모듈(6)의 고정은 접착, 용접, 혹은 기타 적절한 방법으로 이루어진다.

그리하여 전자 모듈(6)의 높이에 위치한 안테나(2)를 갖추고 필요한 경우 인쇄 단계와 종래의 개성화가 뒤따르는 단계들로 제작이 귀착되는 발명과 일치하는 무접점 카드가 나타난다.

도4A∼도4G는 카드와는 별도 형태의 매체 안에 무접점 카드 아니면 집적 카드를 제작하기 위하여, 예를 들면 전자 라벨을 제작하기 위하여, 삽입용으로 예정된 다양한 모듈의 변형들을 더 자세히 나타내고 있다.

모듈(6)은 후에 설명할, 여러 방법으로 실현될 수 있는 코일 형태가 아니라 안테나(2)의 모습으로 (비교적 유연한 필름, 마일라, 에폭시, 캡톤으로 된) 종래의 매체(10)의 기판으로 구성되어 있다. 안테나(2)는 매체의 기판으로 된 포일의 조합에 뒤이어 동판으로부터 금형 작업으로 실행된다. 매체(10)의 기판과 안테나(2)는 필요한 경우 기판의 정위치에 놓기와 훈련의 방법을 사용하면서, 정확한 방법으로 조립된다.

안테나(2)는 안테나 디자인의 사진 화학 판와나, 기판(10)을 형성하는 유동 필름 위에 금속 재질 축적에 의해 얻어질 수 있다. 적절한 매체(10)의 기판 선택은 모듈의 굵기에 대한 중요성을 가지며, 주로 모듈을 위한 사용에 좌우된다. 이 선택은 전적으로 이 분야 전문가에게 맡기도록 한다.

전자 모듈(2)을 위해 제안된 변형에서는, 안테나(2)는 같은 크기의 나선형 사이에 거리를 두며 나선형 모양으로 만들어진 두께 약 15∼17㎛로 된 동 트랙으로 형성되어 있다. 이 나선의 양끝(11, 12)은 마이크로 회로(7)로 연결하기 위한 접속 단자를 형성하는 방법으로 우선 넓혀진다.

마이크로 회로와 안테나의 각각의 다양한 배치는 예견한 바 있다. 모듈(6)(도4A)의 장애가 적은 실용적 실현의 첫 번째 방법에서, 칩(7)은 안테나(2)의 중앙에 붙여진다. 도4B에서는, 안테나의 해당 양끝(11, 12)에 칩(7)의 각 터미널을 연결하기 위하여 연결 도선(13, 14)이 동시에 도시된다. 이것을 위하여, 안테나 트랙 위에 선(15)을 통과시킬 필요가 있다. 그 목적으로 절연체(16)는 트랙과 접속 부위와 연결선(15) 사이에, 특히 실크 스크린 인쇄에 의해 미리 설치된다.

모듈(6)(도4C)의 또 다른 실행 모드에서는, 안테나(2)는 모듈의 한쪽 면을 차지하고 중앙에 자유로운 공간을 비운다. 이러한 경우에, 안테나(2)와 마이크로 회로(7) 사이에 절연체(어두운 부분(16))를 삽입한 후에, 안테나가 없는 모듈 정면이나 안테나와 같은 면(도4D)에 붙이도록 발명은 예견하고 있다.

도4E에서는 전자 모듈(6)의 변형체가 도시되어 있는데, 여기서는 안테나(2)가 원형 나선 모양이며, 마이크로 회로(7)는 절연체(16)를 중간에 놓으면서 나선 평면도 위에 위치해 있다. 이 구성은 안테나와 마이크로 회로 사이에 연결선의 길이를 작게 한다.

도4E에서는 긴 장방향이나 장방형의 모듈이 필요한 경우에 특별히 적용하는, 발명에 따른 모듈(6)의 보충 변이체로서 도시되어 있다. 이러한 경우, 안테나(2)의 디자인은 긴 장방향의 미세한 나선형이며, 마이크로 회로(7)는 우선 안테나의 중앙에 자리잡고 있는데, 마이크로 회로와 코일 단자 사이에 연결은 도4B에 묘사된 대로 만들어진다.

칩 단자와 안테나 연결 터미널 사이의 연결은, 도선 연결의 종래의 기술을 사용하여 만들어지는데 예를 들면 접합이라 불리우는 연결은 마이크로 회로의 단자와 안테나의 각 터미널 사이의 납땜한 도선으로 이루어지고 또한 기판 위에 붙어 있는 안테나와 마이크로 회로를 정면으로 하면서 모듈(10)의 기판 위에 마이크로 회로를 옮기는 "플립 칩"이라는 기술을 사용하여 이루어진다. 연결 수지에 의한 보호는, 연결 칩 카드 실행하는 데 종래의 공정을 사용함으로써 실행된다.

도4G는 더 자세한 모습으로 발명에 따른 전자 모듈(6)을 나타내는데, 동조 콘덴서(17)는 안테나의 나선에 걸쳐 있는데 절연체(16) 층 위에 놓여진다(회색부분). 안테나(2)의 터미널(11, 12)과 마이크로 회로 터미널(13, 14) 사이에 평행으로 콘덴서를 연결하기 위하여, 콘덴서(17)의 터미널(18)은 터미널(12)과 단자(13)에 연결되어 있고 콘덴서(17)의 또 다른 터미널(19)은 터미널(11)과 단자(13)에 연결되어 있는데, 안테나의 나선을 누전시키지 않도록 절연체(16) 층 위에 만들어지고, 중계 단자(20, 21) 사이에 위치한 중계 연결(22)에 연결되어 있는 중계 단자에 의해서이다.

물론, 동조 콘덴서(17)의 다른 배치는 가능하다. 모듈(6)의 제조 단계의 경비를 절감시킬 마이크로 회로(7) 자체 위에 통합시키는 것이 가능하다.

안테나의 모티브는 Mhz로 최고 주파수 작동을 허락하기 위하여 결정되는데, 동조 콘덴서(17)의 수치는 약 13.56Mhz의 평상 기능의 주파수를 얻게 하는 것으로 1Mhz∼450Mhz의 높은 주파수의 범위에 위치한 안테나(2)의 기능을 결정할 주파수를 얻기 위하여 선택되며, 동조 콘덴서(17)는 12∼180pF의 수치를 갖는다.

8.2Mhz 기능을 허락하는 또 다른 변형에서 동조 콘덴서는 30∼500pF 순서로 되어 있다.

도5와 도6은 단면도를 나타내는 모듈(6)의 다양한 실행 방법을 보여준다. 도5에서 매체(10)의 기반 위에 잘린 다음 붙은 금속 격자판을 안테나로 사용했다. 나선형 안테나의 금속 절단은 현재 최소 약 300㎛로 너무 작지 않은 트랙의 폭에 적합하다.

도5A에서 마이크로 회로(7)와 안테나(2)는 모듈 매체(10)의 기판 반대쪽 두 면 위에 위치하는데, 안테나(2)의 접속 터미널(11, 12)을 매체(10) 안에 실현된 공동(23)을 통과해 연결선(15)에 의해 마이크로 회로의 단자(도시 안됨)에 연결된다.

도5B에서 마이크로 회로(7)는 안테나(7)와 같은 면에 있으며, 절연체(16)의 중간에 놓고 나선형 위에 놓여진다. 도5C에서 마이크로 회로(7)는 모듈(6)의 전체 굵기를 줄이는, 모듈 매체(10) 안에 이것을 위해 만들어진 구멍(25) 안에 놓여진다. 도5D에서 마이크로 회로(7)는 도4A, 4B에서 보여준 대로 안테나(2)의 중앙에 붙여진다. 이 모든 경우에 있어서, 안테나는 완전히 모듈의 일부분이 되면서 매체(10)의 기판 위에 완전히 놓이고, 마이크로 회로는 안테나의 기판 구조 위에 덧붙여진다.

모듈(6)의 굵기를 줄이기 위하여, 잘린 금속 격자판 대신에 적절한 매체(10)의 기판 위에 금속화한 새겨진 격자판을 안테나(2)를 위해서 사용할 수 있다는 점은 주목할 만하다.

특히 절충 카드 제조에 적합한 접점 및 무접점 절충식 모듈을 얻기 위하여, 전자 모듈(6)의 다른 실행 형태가 단면도로 도시된 것을 도6에서 참조할 수 있다. 이 모듈에서는 마이크로 회로(7)와 안테나는 도5와 관련해서 이미 묘사한 대로, 모듈 매체(10)의 기판 첫 면 위에 놓여진다.

게다가, 접점 카드의 연결과 일치하는 일상적으로 사용하는 접점(26)은 도선(27)에 의해 마이크로 회로와 일치하는 단자에 연결된다. 마이크로 회로는 적용된 외부 신호 기능에 따라 접점(26)이나 안테나(2)를 사용하여 외부와 교신하게 될 것이다. 안테나(2)를 포함하여 절충 카드의 기능을 위해서 유용한 전체 구성 성분은 삽입되기에 적합한, 다시 말하면 카드의 몸체에 통합된 소형 절충 모듈(6) 위에 놓여진다.

유리한 방법으로, 앞에서 묘사한 타입 중 하나인 두 개의 모듈(6)은 표준 필름(10)(35㎜)의 폭으로 나란히 실행된다. 그러나 매체(8)의 대역 위에 모듈(6)의 또 다른 배치는 발명의 범주 안에 포함된다. 각 모듈(6)은 접점 카드 제조를 위해서 사용된 것으로, 카드 몸체 안에 모듈 입력의 종래의 방식을 사용함으로써 표준 ISO 규격으로 카드(3)의 몸체쪽을 향할 것이다.

교대로, 모듈(6)은 대상 식별을 위하여 사용된 타입인, 전자 라벨 제조용으로 사용할 수 있다. 필요하다면, 매체(8)의 대역으로부터 자른 후, 모듈(6)은 소형 라벨의 비용을 저렴하게 하는, 수지 보호 덮개나 적절한 다른 재료로 보호될 수 있다. 물론, 모듈은 목표한 적용 기능에 따라(열쇠, 포장 등 ...) 여러 가지 다른 매체나 더 큰 매체 위에 마찬가지로 통합되거나, 고정시킬 수 있다.

도7을 참조한다. 라벨 제조 공정의 흥미로운 변형으로는, 발명에 의한 모듈(6)을 사용하면서 무접점 카드 제조선과 척도의 경제성을 이용하기 위하여, 모듈(6)을 보호하기 위하여, 카드 몸체의 재질을 약간 전자 모듈(6) 주변에 남기는 방법으로, 모듈을 통합하는 무접점 카드(1)로부터, 상기한 전자 모듈(6)을 자르는 단계만을 포함하는 공정에 따라 전자 라벨을 제조하는 것이 가능하다. 이렇게 해서, 평면도에서는 훨씬 작은 크기인, 카드의 굵기를 나타내는 전자 라벨을 대량으로 제조하여, 발명에 따른 무접점 카드로부터 쉽게 얻는다.

그러나, 이러한 경우 어떤 적용에 있어서는 심각한 문제가 될 수 있는 불편함들이 생긴다. 즉, 무접점 카드에서 자름으로써, 라벨은 모듈의 다른 면이 노출되는, 수백 마이크로미터의 굵기로 된 플라스틱 재질의 망사에 의해 카드 구멍의 한쪽에 작은 보호에 의해서만이 라벨이 보호된다. 이러한 불편함을 제거하기 위하여, 라벨의 크기로 첫 번째 부속품(28)을, 도7의 (a)로 표시되는 카드(1) 부분 안에 자르는 것이 가능하다. 도7의 (b)에 도시된 대로, 보호되지 않은 모듈(6)을 나타내는 라벨 정면에 부속품(28)을 놓는다. L 부속품(28)은 초음파로 붙이거나 납땜 기술에 의해서 도7의 (d)에 도시된 대로, 카드(1) 위에 조립된다. 결국 도7의 (e)에 도시된 것처럼, 부속품(28)의 크기와 이 높이에서 카드 안에 새로이 부속품(29)을 자른다. 이렇게 해서 도7의 (f)와 같이 확대되어 도시된 대칭 전자 라벨(30)을 저렴한 비용으로 얻는다. 물론 그로 인해 그것들을 조립하기 위하여 따로따로 부속품(28, 29)을 자를 수도 있다.

이 라벨(30)은 양쪽에서 보호하는 모듈(6)을 통합하며, 게임이나 기타 적용시 사용할 수 있는 라벨로 만들기 위하여 양쪽에서 도표로 개성화할 수가 있다.

발명에 따른 모듈, 카드와 라벨의 성능에 관한 한, 이론과 실제적인 결과는 1∼450Mhz 주파수에서 작동할 수 있는 성능 좋은 안테나를 모듈(6)에서 얻는다는 것을 보여준다.

이 주어진 적용을 위한 연결 성능을 얻기 위하여, 원격 판독/기록을 수용할 수 있는 성능을 얻기 위하여 충분히 고성능(13.56Mhz)의 주파수를 사용하는 것으로 충분하다.

원격 매표에서 일반적으로 사용하는 13.56Mhz 주파수의 예를 들 때, 얻어지는 성능을 대단한 것이다. 이 방식으로 상승된 칩(7)은 카드 크기의 종래의 코일로 상승된 동일한 칩이 약 70∼75㎜에 도달케 하는 데 반해, 현재 약 50㎜의 기능 거리를 공동 안테나(2)와 함께얻게 한다. 이러한 차이는 현재 목표된 대부분의 무접점 적용에서는 중대한 것이 아니다. 게다가 이 성능은 모듈과 외부 판독의 전자장 에너지의 송신과 수신 회로 수준에서 작동하면서 미세하게 증진될 수 있다.

실제 실행의 예에 따르면, 사용된 모듈의 크기는 12㎜×12㎜이지만, 소모에 관한 한 성능을 증진시키거나 더 큰 크기의 안테나 성능에 도달하기 위해서 약간 더 큰 긴 장방향의 형태 혹은 판독 안테나나 칩 자체의 최적화를 계획할 수 있다.

본 발명 개념으로 인해, 카드 제조를 위한 모듈(6)을 사용할 때, 카드 몸체의 통합은 제조 과정 동안에 보존된다. 카드 몸체는 편안하게 전자 트랙을 받아들이기 위하여 종래의 방법으로 사용될 수 있다. 게다가, 종래의 접점 카드의 제조를 위해 알려진 것과는 달리, 특별한 어려움 없이 존재하는 모든 공정으로 인쇄할 수 있다.

마찬가지로, 카드 몸체의 재질 선택은 완전히 자유이다. 필요성에 따라 다양한 적용에 적응할 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 무접점 카드를 위한 무접점 모듈 제조와 연관된 모든 불편함, 특히, 비용 문제, 막힘, 인쇄, 전자장 트랙의 계류나 실행과 일치 등을 단숨에 해결하게 한다. 소형 안테나는 카드 몸체 형태에 의존하지 않는 전자 라벨 제조와 일치하는 이점을 축출해낸다.

발명의 경제적 이점은 말할 여지도 없는 것이다. 즉, 그것은 제작의 같은 연쇄 속에서 집적 안테나로 된 전자 모듈, 전자 라벨, 기능적 무접점 카드를, 무접점 카드나 라벨 생산을 위해서 사용된 공정으로 현 비용을 나누게 한다.

모듈, 전자 라벨, 발명에 따른 무접점 카드와 제작 공정과 연결된 또 다른 부수적 이점은 안테나의 코일, 아연 용접, 코일의 정확한 배치, 삽입 전에 인쇄에 대해 신경을 쓸 필요가 없다는 것이다.

Claims

무접점 카드(1) 및/또는 무접점 전자 라벨과 같이 전자 마이크로 회로(7)를 수용하는 매체 기판(10)을 포함하는 포터블 제조에 적합한 타입의 전자 모듈(6) 장치에 있어서,

상기 전자 마이크로 회로(7)는 상기 모듈(6)의 무접점 기능을 하게 하는 안테나(2)에 연결되고, 안테나(2)는 상기 모듈(6) 위에 포함되고 매체 기판(10) 위에 만들어진 나선을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제1항에 있어서, 상기 안테나(2)는 양끝(11, 12)의 터미널이 전자 마이크로 회로(7)의 접속 단자(13, 14)에 연결되어 있는, 약 5∼15㎜, 바람직하게는 약 12㎜인 외부 크기의 나선형 모양에 의해 이루어진 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제2항에 있어서, 상기 안테나(2)는 약 6∼50개의 나선을 포함하고 있는 전도성 나선에 의해 이루어지며, 각 나선의 크기는 약 50∼300㎛이고, 인접한 두 나선 사이의 간격은 약 50∼200㎛인 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제3항에 있어서, 상기 나선은 외부 직경이 약 5∼15㎜, 바람직하게는 약 12㎜인, 외부가 원형 모양으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제3항에 있어서, 상기 나선은 바깥쪽이 약 5∼15㎜, 바람직하게는 약 12㎜인, 외부가 정사각형 모양으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제3항에 있어서, 상기 나선은 가장 큰 것이 15㎜이고, 가장 작은 것이 5㎜로서, 외부가 타원형 모양으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로 회로는 도선(15)에 의해 상기 전자 모듈(6)이나 마이크로 회로(7) 각자와 일치하는 접속 단자에 연결되어 있는 안테나의 접속 터미널(11, 12)을 안테나(2)의 중앙이나 안테나와 같은 쪽 모듈(6)에 배치하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로 회로는 안테나(2)와 같은 쪽이나 안테나의 나선 위에 걸쳐 있고, 안테나의 접속 터미널(11, 12)은 도선(15)의 중계에 의해 전자 모듈(6)이나 마이크로 회로(7)에 각기 일치하는 접속 터미널(13, 14)로 이어져 있고 절연체(16)는 마이크로 회로 아래 마이크로 회로(7)와 안테나 구역 사이에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전자 마이크로 회로(7)는 안테나가 없는 모듈(6) 쪽에 놓여 있고, 안테나의 접속 터미널(11, 12)은 상기 안테나의 접속 터미널(11, 12) 높이에 있는 모듈 매체(10)의 기판에 있는 공동(23)을 지나면서 도선(15)의 중계에 의해 전자 모듈(6)이나 마이크로 회로(7)와 각기 일치하는 접속 터미널(13, 14)에 연결되는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 동조 콘덴서(17)가 전자 마이크로 회로(7)의 접속 단자 안테나(13, 14)의 터미널(11, 12)에 나란히 연결되어 있고, 이 콘덴서의 수치(17)가 약 1Mhz∼450Mhz의 범위에 위치한 모듈(6)의 기능의 주파수를 얻기 위하여 선택되어지는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제10항에 있어서, 상기 동조 콘덴서(17)는 12∼180pF이고, 모듈 기능의 주파수는 약 13.56 Mhz인 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제10항에 있어서, 상기 동조 콘덴서(17)는 30∼500pF이고, 모듈 기능의 주파수는 약 8.2 Mhz인 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제10항 내지 제12항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 동조 콘덴서(17)는 절연체(16)로 미리 입힌, 마이크로 회로(7)의 표면 위에 산화 규소의 침전에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 접점(26) 및/또는 안테나(2)의 중계에 의해 판독 또는 기록될 수 있는 절충 카드를 얻도록, 매체의 전면(10)에 마이크로 회로(7)에 연결된 안테나(2)를 지니고 있고, 매체(10)의 또 다른 면에 마이크로 회로(7)에 접점(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치.
제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 따른 전자 모듈 장치의 제조 공정에 있어서,

접속 터미널(11, 12)이 딸린 소형의 평평한 나선형 안테나(2)를 매체의 기판(10) 위에 실행시키는 단계;

접속 단자(13, 14)를 갖춘 마이크로 회로(7)를 상기 매체(10) 또는 상기 안테나(2)에 고정시키는 단계; 및

마이크로 회로(7)와 일치하는 접속 단자(13, 14)와 안테나(2)의 접속 터미널(11, 12) 사이에 전기 연결을 실행하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 모듈 장치의 제조 공정.
카드의 몸체(3), 집적 마이크로 회로(7)를 지니고 카드의 몸체에 통합될 수 있는 전자 모듈(6), 및 안테나(2)를 내장한 무접점 카드(1)에 있어서,

상기 안테나(2)가 카드(1)의 크기보다 약간 작고 전자 모듈(6)의 매체(10) 기판에 통합적으로 놓여진 평평한 나선형 안테나인 것을 특징으로 하는 무접점 카드.
제16항에 있어서,

제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 따른 전자 모듈(6)을 갖춘 것을 특징으로 하는 무접점 카드.
제16항 또는 제17항에 따른 무접점 카드를 제조하는 공정에 있어서,

안테나(2)와 마이크로 회로(7)를 갖춘 무접점 모듈(6)을 전자 모듈의 매체(8)로부터 잘라내는 단계;

카드의 몸체(3) 안에 만들어진, 모듈의 크기의 개구부(9)의 정면에 상기 모듈(6)을 가져오는 단계; 및

카드 몸체의 개구부에 상기 모듈을 고정시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 무접점 카드의 제조 공정.
특히 대상 식별을 위한 전자 라벨에 있어서,

소형 전자 모듈(6)을 내장하고 있고, 가장 큰 것은 약 5∼15㎜로 되어 있고, 전자 마이크로 회로(7)를 지니고 있으며, 상기 전자 모듈 위에 배치된, 소형 안테나(2)를 지니고 있는 것을 특징으로 하는 전자 라벨.
제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 따른 전자 모듈(6)을 갖춘 것을 특징으로 하는 전자 라벨.
제19항 또는 제20항에 있어서, 마이크로 회로(7)와 안테나(2)를 갖춘 전자 모듈(6)이, 라벨이 물체를 독립적으로 확인할 수 있도록 하기 위하여, 매체 위에 고정되거나 매체에 통합되는 것을 특징으로 하는 전자 라벨.
제19항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 따른 전자 라벨을 제조하는 공정에 있어서,

전자 모듈(6)의 매체(8)로부터, 안테나(2)와 마이크로 회로(7)를 갖춘 무접점 모듈(6)을 잘라내는 단계; 및

보호 매체에 이렇게 잘라낸 전자 모듈(6)을 집적화하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 라벨의 제조 공정.
전자 라벨의 제조 공정에 있어서,

모듈을 보호하기 위하여 카드 몸체(3)의 재질로 전자 모듈(6) 주위에 남겨놓은 방법으로서, 모듈을 통합하는 무접점 카드로부터, 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 따른 전자 모듈을 자르는 단계만을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 라벨의 제조 공정.
전자 라벨의 제조 공정에 있어서,

모듈 주변에 재질이 남을 수 있도록 자른 것에 따라, 제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 따른 전자 모듈(6)을 통합하는 제1 요소(29)를 무접점 카드(1)로부터 자르는 단계;

상기 제1 요소와 같은 모양의 제2 요소(28)를, 되도록이면 같은 무접점 카드(1)로부터 자르는 단계; 및

전자 모듈(6)이 상기 요소 사이에 통합되고 그 사이에 보호될 수 있도록 상기 제1 및 제2 요소(28, 29)를 조합하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 라벨의 제조 공정.