JP4615695B2

JP4615695B2 - Ｉｃカード用のｉｃモジュールと、それを使用するｉｃカード

Info

Publication number: JP4615695B2
Application number: JP2000320102A
Authority: JP
Inventors: 詩朗杉村
Original assignee: Samsung SDS Co Ltd
Current assignee: Samsung SDS Co Ltd
Priority date: 2000-10-19
Filing date: 2000-10-19
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: JP2002150245A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、製造効率を高め、歩留りを向上させることができるＩＣカード用のＩＣモジュールと、それを使用するＩＣカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カード基材にアンテナコイルを埋設する無接触形のＩＣカードが開発されている。
【０００３】
このものは、カード基材のほぼ全面積を利用する大形のアンテナコイルをＩＣチップに接続することにより、高感度のデータ授受を可能とし、大きなデータ通信距離を容易に実現することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術によるときは、アンテナコイルは、カード基材にＩＣチップを装着する際に、たとえばワイヤボンディングによりＩＣチップの所定の端子に接続する必要があったから、製造効率が低く、歩留りを向上させることが容易でないという問題があった。アンテナコイルは、ＩＣチップを搭載するＩＣモジュールの裏面側、すなわちカード基材側においてＩＣチップに接続する必要があるから、接続箇所が外部になく、接続条件の最適設定が難しいからである。
【０００５】
そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、ＩＣチップを搭載する絶縁基板にアンテナパターンを形成することによって、製造効率を高め、歩留りを容易に向上させることができるＩＣカード用のＩＣモジュールと、それを使用するＩＣカードを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためのこの出願に係る第１発明の構成は、絶縁基板と、絶縁基板の裏面側に形成するアンテナパターンと、絶縁基板の裏面側に搭載するＩＣチップとを備えてなり、アンテナパターンは、ＩＣチップの対応する端子に接続し、絶縁基板の表面側には、ＩＣチップの対応する端子に接続するコンタクトパターンを形成し、コンタクトパターンの周囲には、アンテナパターンと電磁結合する断続的な線状パターンを形成することをその要旨とする。
【０００７】
なお、アンテナパターンには、共振用のコンデンサを接続することができる。
【０００９】
第２発明の構成は、カード基材と、カード基材に装着する第１発明に係るＩＣモジュールと、カード基材に埋設するブースタコイルとを備えてなり、ブースタコイルは、アンテナパターンに電磁結合させることをその要旨とする。
【００１２】
【作用】
かかる第１発明の構成によるときは、アンテナパターンは、ＩＣモジュールをカード基材に装着して無接触形のＩＣカードを形成することにより、カード基材側のブースタコイルと電磁結合させて所定の高感度のデータ授受を実現することができ、このときのブースタコイルは、ＩＣチップに対して電気的に何ら接続することを要しない。なお、絶縁基板は、カード基材に埋設するために、薄い可撓性のフィルム状のプリント基板とすることが好ましい。
【００１３】
アンテナパターンは、共振用のコンデンサを接続して使用周波数に共振させることにより、一層の高感度と、鋭い選択特性とを併せて実現することができる。
【００１４】
絶縁基板の表面側にコンタクトパターンを形成すれば、無接触形に加えて、接触形の動作形態を併せて実現することができる。ただし、このときの絶縁基板は、めっきスルーホールを有する両面基板とし、ＩＣモジュールは、表面側のコンタクトパターンを露出させてカード基材に装着するものとする。また、ＩＣチップは、接触形、無接触形に共用のＩＣカード用チップを使用するものとする。
【００１５】
コンタクトパターンの周囲に設ける断続的な線状パターンは、コンタクトパターンを物理的に保護するとともに、アンテナパターンと電磁結合し、アンテナパターンのＱを電気的に向上させることができる。
【００１６】
第２発明の構成によるときは、カード基材に埋設するブースタコイルは、ＩＣモジュール上のアンテナパターンと電磁結合し、アンテナパターンの感度を大幅に向上させる。なお、ブースタコイルは、カード基材のほぼ全面積を使用して大形の二次元コイル状に形成し、ＩＣモジュールのまわりを周回するように形成する。また、コンタクトパターンを有するＩＣモジュールは、コンタクトパターンを露出させてカード基材に装着する。
【００１７】
ブースタコイルは、補助基材を介してカード基材に埋設することにより、その形状を容易に正しく保持することができる。なお、補助基材は、紙、プラスチックフィルム等の任意のシート材であって、カード基材との親和性が良好なものが好ましい。また、ブースタコイルは、補助基材上に線材を機械的に保持させてもよく、補助基材をフィルム状のプリント基板とし、プリント配線として形成してもよい。
【００１８】
ブースタコイルの巻始め、巻終りを平行に引き揃えて引揃え部分を形成すれば、引揃え部分を利用して共振用のコンデンサを形成することができる。なお、引揃え部分は、その有効長さを調整することにより、形成されるコンデンサの容量を調節することができる。
【００１９】
ブースタコイルは、カード基材上のエンボス領域を避けることにより、カード基材に施されるカード番号や、有効期限、カード保持者の氏名などのエンボス加工によって不用意に破断するおそれがない。また、ブースタコイルは、磁気ストライプを避けることにより、磁気ストライプによってアンテナパターンとの電磁結合が弱められるおそれがない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
ＩＣカードは、カード基材１に対し、ＩＣモジュール１０を装着し、ブースタコイル２０を埋設してなる（図１、図２）。ただし、ブースタコイル２０は、補助基材２を介してカード基材１に埋設されている。
【００２２】
ＩＣモジュール１０は、絶縁基板１１の裏面側にＩＣチップ１２を搭載して構成されている。なお、ＩＣチップ１２は、シール材１２ａによって保護されている。
【００２３】
絶縁基板１１は、可撓性のフィルム状のめっきスルーホール付きのプリント基板であり、ＩＳＯ７８１６規格に準拠するコンタクトパターンＣＰが表面側に形成されている（図３）。また、コンタクトパターンＣＰの周囲には、断続的な線状パターンＬＰが形成されている。コンタクトパターンＣＰの各端子Ｃ1 、Ｃ2 …Ｃ8 の信号種別は、図４のとおりである。なお、ＩＣモジュール１０は、絶縁基板１１の表面側のコンタクトパターンＣＰを露出させてカード基材１に装着されている（図２）。
【００２４】
絶縁基板１１の裏面側には、アンテナパターンＡＰが形成され（図５）、めっきスルーホールを介して表面側の端子Ｃ1 、Ｃ2 …Ｃ8 に導通するとともに、ワイヤボンディングまたはフリップチップを介してＩＣチップ１２の対応する端子Ｃ1 、Ｃ2 …Ｃ8 に接続する端子パターンが形成されている。なお、二次元コイル状のアンテナパターンＡＰの外側端は、両端にめっきスルーホールを有する表面側のジャンパパターンＪＰを介してＩＣチップ１２の端子Ａ1 に接続され、内側端は、ＩＣチップ１２の端子Ａ2 に接続されている。アンテナパターンＡＰには、共振用のコンデンサＣa 、調整用のコンデンサＣb が並列接続されている。ただし、調整用のコンデンサＣb は、必要に応じて設ければよく、これを省略してもよい。また、シール材１２ａは、ＩＣチップ１２の他、コンタクトパターンＣＰの端子Ｃ1 、Ｃ2 …Ｃ8 、コンデンサＣa 、Ｃb をカバーするように施されている。
【００２５】
ＩＣモジュール１０の等価電気回路を図６に示す。すなわち、絶縁基板１１の表面側の線状パターンＬＰは、その断続部分にコンデンサＣc 、Ｃc …を形成するとともに裏面側のアンテナパターンＡＰに電磁結合している。アンテナパターンＡＰには、共振用、調整用の各コンデンサＣa 、Ｃb が並列接続され、アンテナパターンＡＰの両端は、ＩＣチップ１２のアンテナ用の端子Ａ1 、Ａ2 に接続されている。また、コンタクトパターンＣＰの端子Ｃ1 、Ｃ2 …Ｃ8 は、それぞれＩＣチップ１２の対応するコンタクト用の端子Ｃ1 、Ｃ2 …Ｃ8 に接続されている。なお、ＩＣチップ１２は、接触形、無接触形に共用のＩＣカード用チップであって、マイクロコンピュータ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含む一連の回路素子を内蔵するものとする。
【００２６】
ブースタコイル２０は、たとえば細径のホルマール絶縁線材を介して二次元コイル状に形成され、補助基材２上に保持されている（図１、図２）。なお、補助基材２は、図１、図２に拘らず、カード基材１と同形、同大に形成してもよい。
【００２７】
ブースタコイル２０のコイル部分２１は、カード基材１のほぼ全面積を使用し、ＩＣモジュール１０を囲むようにしてＩＣモジュール１０のまわりに周回している。ブースタコイル２０は、カード基材１の裏面側に付設する磁気ストライプ１ａを避けるようにコイル部分２１の一部をＩＣモジュール１０側に屈曲させ、ＩＣモジュール１０上のアンテナパターンＡＰに対して密に電磁結合させている。さらに、ブースタコイル２０は、コイル部分２１の一部を分割し、カード基材１上のエンボス領域１ｂ、１ｂを避けて形成されている。
【００２８】
ブースタコイル２０は、コイル部分２１の巻始め、巻終りを平行に引き揃えて蛇行させることにより、引揃え部分２２を形成している。引揃え部分２２は、共振用のコンデンサを形成し、コイル部分２１とともに使用周波数に共振する。なお、引揃え部分２２は、それを形成する巻始め、巻終りの一方または双方を切断して有効長さを調節し、形成するコンデンサの容量を調整することができる（図１の点線）。
【００２９】
かかるＩＣカードは、大面積のブースタコイル２０が使用周波数に共振し、電磁結合によってＩＣモジュール１０のアンテナパターンＡＰに大きな電圧を誘起させるので、無接触形の動作形態において、大きなデータ通信距離を容易に実現することができる。なお、このとき、アンテナパターンＡＰも、共振用のコンデンサＣa を介して使用周波数に共振し、ブースタコイル２０は、アンテナパターンＡＰ、ＩＣチップ１２に対し、電気的に接続する必要がない。また、ＩＣカードは、表面に露出するＩＣモジュール１０のコンタクトパターンＣＰを利用することにより、接触形の動作形態をも併せ実現することができる。
【００３０】
以上の説明において、ブースタコイル２０を搭載する補助基材２は、これを省略してもよい。このときのブースタコイル２０は、その形状を維持しながらカード基材１に埋設する。また、ブースタコイル２０は、補助基材２をフィルム状のプリント基板とし、プリント配線として形成してもよい。
【００３１】
ＩＣモジュール１０は、表面側のコンタクトパターンＣＰを全部削除し、無接触形の動作形態のみを実現することができる。このとき、ＩＣモジュール１０は、その全体をカード基材１に埋設することができ、ＩＣチップ１２は、無接触形専用のＩＣカード用チップを使用する。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この出願に係る第１発明によれば、絶縁基板の裏面側にアンテナパターンを形成し、ＩＣチップを搭載することによって、全体をカード基材に装着してＩＣカードを形成すると、アンテナパターンは、ＩＣカード側の大面積のブースタコイルに電磁結合させ、高感度のデータ授受、大きなデータ通信距離を実現することができる上、ブースタコイルをＩＣモジュールやＩＣチップに接続する必要が全くないから、製造効率を高め、歩留りを容易に向上させることができるという優れた効果がある。
【００３３】
第２発明によれば、第１発明に係るＩＣモジュールをカード基材に装着することによって、同様の効果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体構成説明図
【図２】図１の要部拡大断面図
【図３】ＩＣモジュールの表面側拡大図
【図４】コンタクトパターンの信号対応表
【図５】ＩＣモジュールの裏面側拡大図
【図６】ＩＣモジュールの等価電気回路図
【符号の説明】
ＡＰ…アンテナパターン
ＣＰ…コンタクトパターン
ＬＰ…線状パターン
Ｃa …コンデンサ
Ｃ1 、Ｃ2 …Ｃ8 …端子
１…カード基材
１ａ…磁気ストライプ
１ｂ…エンボス領域
２…補助基材
１０…ＩＣモジュール
１１…絶縁基板
１２…ＩＣチップ
２０…ブースタコイル
２１…コイル部分
２２…引揃え部分

Claims

絶縁基板と、該絶縁基板の裏面側に形成するアンテナパターンと、前記絶縁基板の裏面側に搭載するＩＣチップとを備えてなり、前記アンテナパターンは、前記ＩＣチップの対応する端子に接続し、前記絶縁基板の表面側には、前記ＩＣチップの対応する端子に接続するコンタクトパターンを形成し、該コンタクトパターンの周囲には、前記アンテナパターンと電磁結合する断続的な線状パターンを形成することを特徴とするＩＣカード用のＩＣモジュール。
前記アンテナパターンには、共振用のコンデンサを接続することを特徴とする請求項１記載のＩＣカード用のＩＣモジュール。
カード基材と、該カード基材に装着する請求項１または請求項２記載のＩＣモジュールと、前記カード基材に埋設するブースタコイルとを備えてなり、該ブースタコイルは、前記アンテナパターンに電磁結合させることを特徴とするＩＣカード。