‘코일 온 모듈’ 기술은 듀얼 인터페이스 카드의 새로운 제조 시대를 예고하고 있다. 기계/전기 연결 없이 유도 결합을 사용하는 카드 제조 방법은 제조 수율과 신뢰성을 향상하고 제조 공정을 단순화해 비용을 절감한다. 인피니언의 ‘코일 온 모듈’ 칩 패키지는 초기에는 직불 및 신용카드용으로 제공될 예정이지만, 전자식 출입통제, 발권 시스템, 전자신분증 등을 위한 다른 듀얼 인터페이스 스마트카드에 대해서도 최적화되어 있다.



인피니언 테크놀로지스는 듀얼 인터페이스 은행카드나 신용카드를 위한 유도 결합(inductive coupling) 기술에 기반을 둔 혁신적이면서 미래 경쟁력을 갖춘 ‘코일 온 모듈(Coil on Module)’ 칩 패키지 기술을 발표했다. 듀얼 인터페이스 카드는 단지 전통적인 은행 카드와 같은 접촉 기반용만을 위한 제품이 아니다. 적절하게 장비를 갖춘 매장에서 고객들이 비접촉 지불을 통해 카드를 사용할 수 있다. 요약하면, 듀얼 인터페이스 카드는 접촉 및 비접촉 지불 방법을 모두 지원함으로써 소비자 경험을 강화시킬 수 있다.
최근까지 듀얼 인터페이스 카드는 상대적으로 가격이 중요시됐다. 그 이유는 칩 모듈과 카드 안테나 사이의 연결 때문으로 이것은 최종 제품의 성능에 중요하며 다수의 제조 단계를 요구했다. 안테나를 통합한 새로운 ‘코일 온 모듈’ 칩 패키지는 과거에 사용됐던 상대적으로 비싼 기계/전기식 연결 대신에 무선 기술(유도 결합)을 사용하여 카드 안테나와 통신한다. 따라서 지불 카드가 한층 더 견고해지면서 그 설계와 제조 공정이 간단해지고 효율화되어, 전통적인 기술을 사용해 제조되는 카드보다 신속하다(그림 1).
비접촉 거래는 신속하고 간편하여 소매업과 대중교통 애플리케이션에 대해 매우 매력적이기도 하다. 따라서 듀얼 인터페이스 카드가 무현금 거래에서 한층 더 중요한 역할을 하게 될 것이다. 듀얼 인터페이스 카드는 내부에 통합된 안테나 덕분에 접촉 기반 및 비접촉 지불 모두를 지원한다. 은행과 금융기관들은 듀얼 인터페이스 카드 솔루션을 통해 비접촉 지불 애플리케이션에 대한 트렌드를 지원하는 안전하고 신뢰할 수 있는 거래 방법을 제공할 수 있다. 마그네틱 스트립 카드에서 칩/기반 EMV 카드로 이행하는 과정이 현재 중국과 미국에서 진행됨에 따라 이에 대한 개발이 가속화될 것이다.
IMS 리서치(IMS Research)에 따르면, 전 세계 지불 칩카드 시장에서 사용되는 듀얼 인터페이스 카드의 점유율은 2012년 말 기준 19%(6억7,200만 개)였다. 이것은 앞으로 5년 동안 급성장하여 2017년 말까지 71%(61조 개)까지 증가할 것으로 예상되고 있다.

칩 모듈과 안테나의 연결 방법
듀얼 인터페이스 카드는 접촉 기반 및 비접촉 인터페이스를 모두 제공하는 마이크로프로세서 기반 카드이다. 2개의 반도체 칩을 사용하는 소위 하이브리드 카드와는 달리 듀얼 인터페이스 카드는 카드 사용자의 데이터만을 포함하며 2개의 인터페이스 모두를 통해 통신하는 1개의 보안 칩만을 사용한다. 접촉 기반 거래가 발생할 때, 카드 리더기와 칩 모듈의 ISO 접촉점 사이의 기계적인 접촉을 통해 데이터는 교환된다. 비접촉 거래를 위해 듀얼 인터페이스 카드는 현금 지급 시점에서 판독 디바이스와의 무선 통신을 위한 카드 안테나를 가지고 있다.
칩 모듈과 칩 안테나 간의 연결은 듀얼 인터페이스 카드를 현재 제공하고 있는 제조업체에게 최대의 기술적 과제 중 하나이다. 그 이유는 칩 모듈이 예를 들어 솔더링 연결 또는 도전성 페이스트(conductive paste)를 사용해 일반적으로 카드 안테나에 기계/전기적으로 부착되기 때문이다. 생산 과정에 비용을 추가하는 이런 공정이 유도 결합 기술에 기반을 둔 새로운 ‘코일 온 모듈’ 칩 패키지에서는 필요하지 않다(그림 2).
칩 모듈 상의 안테나와 칩 카드 사이의 유도 결합으로 듀얼 카드 제품을 위한 새로운 시대가 열렸다. 안테나를 통합한 칩 모듈이 카드에 이식된다. 이 때문에 모듈과 카드 안테나 사이의 전기적 도전 연결이 더는 필요하지 않다. 칩 모듈에서 유도 결합 기반 카드 안테나로 데이터가 전달되고, 다음으로 카드 안테나가 리더기와의 통신을 위해 응답한다(그림 3).
이러한 제조 접근법의 이점은 공정 단순화에서부터 생산 공정의 효율 향상까지 다양하다. 이와 동시에 칩 모듈과 카드 안테나 사이에 기계적 영향으로 손상될 수 있는 물리적인 접점이 없으므로 최종 카드 제품이 더욱 견고해진다(그림 4).



전체 설계 및 제조 공정에 대한 이점들
듀얼 인터페이스 카드를 제조하는 일반적인 생산 단계는 다음과 같다: 카드 시트 인쇄, 카드 시트에 안테나 인레이 라미네이팅, 개발 카드 펀칭, 칩 모듈을 위한 구멍 절단, 칩 모듈 이식, 카드에 대한 개인화(전기적, 지역적) 및 부각(embossing), 최종 검사 및 테스트.
이러한 생산 플로우에 대해 유도 결합 기술에 기반한 ‘코일 온 모듈’ 제품을 적용하면 칩 모듈 이식의 단순화뿐만 아니라 중요한 이점들을 추가로 얻을 수 있다. 이러한 이점으로는 유연한 사용 옵션을 통한 최적화된 카드 안테나 설계, 모듈 두께의 감소뿐만 아니라 무엇보다 듀얼 인터페이스 카드 제조를 위해 접촉 기반 카드 제조 장비의 사용할 수 있다는 것 등이 있다. 결과적으로 양산 프로세스가 단순화되고, 카드 제조업체에 의한 재고 관리뿐만 아니라 설계 및 테스트 활동이 감소해전체 제조비용이 낮아진다.

최적화된 안테나 설계
전통적인 듀얼 인터페이스 카드 제조 방법의 경우, 카드 안테나 설계를 개별 칩 모듈에 대해 적용해야만 한다. 반면, ‘코일 온 모듈’ 패키지를 통한 각 칩/모듈의 조합은 이제 같은 형태의 카드 안테나를 사용한다.
여기서 반드시 필요한 기준은 칩 모듈 안테나와 칩 카드의 카드 안테나 인레이 사이의 링크이다. 리더기와의 가능한 최상의 비접촉 통신을 위해 2가지 요소 모두가 최적으로 상호 조정되어야만 한다. 카드 제조업체의 공정에서 카드 안테나는 표준 라미네이팅 공정을 통해 카드의 본체와 통합된다. 접촉 기반 카드를 위한 일반적인 장비를 사용해 안테나를 통합한 전체 ‘코일 온 모듈’ 칩 패키지를 구현할 수 있다.
모듈은 칩과 안테나를 모두 모듈 상에 포함하고 모듈의 최적화된 설계로새로운 칩 세대가 출시될 경우, 전기적 접촉 성능에 전혀 영향을 주지 않으면서 모듈에 칩 형태로 있는 카드 안테나를 간편하게 변경할 수 있다. 이것이 일반적으로 새로운 칩/모듈과 카드 안테나의 조합을 위해 고비용 튜닝 과정이 있어야 하는 여타 접근법과는 다른 점이다(그림 5).
알맞은 전송 품질이 제공되도록 보장하는 데 있어서 안테나를 위한 최적화된 ‘동작 지점’이 성능을 위해 중요하다. 깊이 있는 노하우가 필요하며, 이에 따라 안테나의 모양과 레이아웃을 설계할 수 있다. ‘코일 온 모듈’ 기술을 개발하는 과정에서 인피니언은 자사의 포괄적인 고주파수 전문기술, 칩 카드 모듈 개발에 대한 다년간의 경험, 칩 카드 시장의 시스템들에 대한 깊은 이해를 바탕으로 최적화된 모듈을 개발하고 카드 안테나를 위한 설계 기준을 제공한다.
안테나 설계와 관련해 부각(예를 들어, 신용 카드 번호의 돌출 숫자 등)이 지불 카드뿐만 아니라 다른 카드 애플리케이션에서 필수 기능이라는 것에 주의하는 것 역시 중요하다. 따라서 민감한 안테나 트랙과 칩 모듈과의 연결을 부각 영역 밖에 배치해야만 카드의 성능과 신뢰성에 영향을 주지 않을 수 있다.



간편하고 신뢰할 수 있는 칩 모듈 내장 방법
전통적인 듀얼 인터페이스 기술을 사용할 경우, 모듈 구멍을 절단한 다음에 모듈과 안테나를 기계적으로 연결해야만 한다. 이전까지 사용됐던 연결 방법으로는 도전성 접착제(예를 들어, 은 페이스트)를 사용하거나 안테나와 모듈을 솔더링하는 방법 등이 있었다. 하지만, 두 방법 모두 원재료 비용이 비싸고 공정 제어가 어려워 한계가 있었다. 솔더링 방법을 사용할 경우, 솔더링 페이스트는 일반적으로 2개의 안테나 접점에 사용되고 칩 모듈이 삽입된 후에 레이저를 사용하여 가열하면 칩 모듈의 접점들과 이들을 연결한다. 다음으로 열-활성화 접착제를 사용하여 칩 모듈과 카드를 기계적으로 연결한다. 솔더링 페이스트의 정확한 적용이 중요한 공정으로 연결의 품질에서 필수적인 요소이다.
설명한 바와 같이 ‘코일 온 모듈’은 기계적인 접촉을 전혀 필요로 하지 않기 때문에 이러한 복잡한 제조 단계를 제거할 수 있다.



모듈 두께 감소
‘코일 온 모듈’ 기술을 통해 모듈 두께를 최대 470 μm까지 줄일 수 있다. 이것은 “세계 최고”의 첨단 모듈 대비 약 20% 감소한 것으로 카드 설계에 있어 추가적인 이점을 제공한다. 카드 뒷면의 모듈 이식을 위한 밀링 구멍(mil-
ling cavity) 영역을 상당히 두껍게 할 있다. 이것은 밀링 구멍 영역에 카드 뒷면의 시각적 외형에 대한 영향을 대폭 줄일 수 있다는 것을 의미한다.

기존 장비를 이용한 생산
접촉 기반 카드는 오랫동안 생산됐으며, 많은 제조업체가 제조 시스템에 적절한 투자를 진행해왔다. 듀얼 인터페이스 카드를 제조하기 위해서 공정에 대한 상당한 변경과 더불어 새로운 장비가 필요했었다. 카드를 제조하기 위한 다양한 솔루션 및 칩 모듈과 카드 안테나를 연결하기 위한 관련 기술로 인해 시장에서 카드 품질이 변동됐다.
‘코일 온 모듈’ 기술은 접촉 기반 칩 카드 생산을 위해 사용됐던 것과 같은 기존 제조 시스템을 통해 카드를 생산할 수 있도록 지원하기 때문에 새로운 투자가 필요하지 않고 생산 라인을 일부 조정하기만 하면 된다. 카드 제조업체들은 타임-투-마켓을 가속하여 새로운 듀얼 인터페이스 카드 제품을 통해 급성장하는 시장에 신속하게 대응할 수 있다. 따라서 ‘코일 온 모듈’은 듀얼 인터페이스 카드와 새로운 비접촉 지불 애플리케이션의 도입을 가속화시킬 것이다.

결론 및 전망
‘코일 온 모듈’ 기술은 듀얼 인터페이스 카드의 새로운 제조 시대를 예고하고 있다. 기계/전기 연결 없이 유도 결합을 사용하는 카드 제조 방법은 제조 수율과 신뢰성을 향상하고 제조 공정을 단순화하여 가속화시키며 비용을 절감한다. 접촉 기반 카드를 위한 기존 제조 장비와의 호환성 때문에 대규모 투자와 개발활동 없이 신속하게 양산 환경을 구축할 수 있다. 따라서 비접촉 지불 방식에 대한 트렌드에 의해 주도되고 있는 듀얼 인터페이스 카드에 대한 수요 증가를 충족시킬 수 있을 것이다.
인피니언의 ‘코일 온 모듈’ 칩 패키지는 초기에는 직불 및 신용카드용으로 제공될 예정이지만, 전자식 출입통제, 발권 시스템, 전자신분증 등을 위한 다른 듀얼 인터페이스 스마트카드에 대해서도 최적화되어 있다.  ES