JP2000509538A - チップカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、カード支持体を有するチップカードに関する。このカード支持体上にはデータ処理回路および、このデータ処理回路と外部データ処理ステーションとの無接触データ伝送用の接続コンポーネントが設けられている。この種のチップカードを製造する場合にはまずはじめに、プラスチックから成るカード支持体上に集積回路が取り付けられる。その後、チップカードの外縁に沿って送受信コイルが取り付けられ、これは集積回路における対応する端子と接続される。この種のチップカードにおける欠点は、欠陥のあるチップカードは破棄しなければならないことである。本発明によれば、データ処理回路と接続コンポーネントは少なくとも１つのモジュール支持体の領域内に設けられ、カード支持体はモジュール支持体を収容する領域を有している。これにより、まずはじめに完成したモジュール支持体をその適正な機能に関して検査することができ、その後、それをチップカードに組み込むことができる。

Description

【発明の詳細な説明】 チップカード 本発明は、カード支持体を有するチップカードに関する。この場合、カード支 持体上にはデータ処理回路および、このデータ処理回路と外部データ処理ステー ションとの無接触データ伝送用の接続コンポーネントが設けられている。 本発明に係わるチップカードと外部データ処理ステーションによってデータシ ステムが形成され、これは現金によらない購入の決算、旅客輸送の監視、あるい は電話回線網へのアクセスにおける簡単な料金管理に利用される。この目的でユ ーザは、マイクロプロセッサから成るデータ処理回路の設けられたチップカード を手に入れることになる。無接触の伝送方式の場合、データ処理回路と外部デー タ処理ステーションとの間のデータを伝送するために、外部のデータ処理ステー ションにより形成された交番磁界がチップカードにより変調される。その際にた とえば、接続コンポーネント内に設けられたチップカードコイルが容量または抵 抗に関して時間につれて変化するよう負荷が加えられ、その結果、電磁特性が変 化するようになる。これによって、外部のデータ処理ステーション内のステーシ ョンコイルに反作用が及ぼされる。そしてこの反作用 から、データ処理回路内に格納されているデータについて推定することができる 。 本発明が対象とするチップカードはプラスチックカードとして構成されていて 、たとえば財布の中に確実に詰め込めるような大きさに選定されている。本発明 に係わるチップカードを製造する場合にはまずはじめに、プラスチックから成る カード支持体上に集積回路が被着される。その後、チップカードの外縁に沿って 送受信コイルが被着され、これは集積回路の対応する端子と接続される。この種 のチップカードはたとえば、ドイツ連邦共和国特許出願DE 44 10 732 A1により 公知である。この種のチップカードにおいて欠点となるのは、製造が煩雑であり コストのかかることである。あるチップカードが適正に動作しなければ、欠陥の あるそのようなチップカードは破棄される。 したがって本発明の課題は、冒頭で述べた形式のチップカードならびにその製 造方法において、チップカードを高い信頼性でありながらコストもかけずに確実 に製造できるようにすることである。 本発明によればこの課題は、データ処理回路と接続コンポーネントは、少なく とも１つのモジュール支持体の領域に設けられており、カード支持体は、該モジ ュール支持体を収容する領域を有することにより解決される。 本発明が基礎とする着想は、集積回路が送受信コイ ルと適正に共働するか否かについて、チップカードが完成してからでないと検査 できない点が、冒頭で述べた形式のチップカードの欠点となっていたことである 。本発明によれば、チップカードの機能にとって重要な部品すなわち機能モジュ ールが、カード支持体とは別個にモジュール支持体上で製造され、カード支持体 とモジュール支持体の最終組立行程ではじめて相互に結合される。このことによ って、まずはじめに機能モジュールをその動作機能について検査することができ る。機能モジュールにおいてデータ処理回路が接続コンポーネントと適正に共働 していないことが判明すれば、その機能モジュールを破棄することができ、その 際、それ自体は使用可能なカード支持体をいっしょに破棄しなくてもよい。しか も、機能モジュールの製造速度を高めることもできる。その理由は、モジュール 支持体は僅かなスペースしか必要としないため、いっそう小さくかつ高速な製造 装置を設けることができるようになるからである。 本発明によれば、モジュール支持体をチップカードと固定的に結合可能であり 、その際、モジュール支持体収容のためカード支持体に設けられた領域を、開口 部として形成することができる。モジュール支持体と開口部を適切に構成するこ とにより、モジュール支持体を上記の収容部に組み込んだときにすでに、あとは 固着しさえすれば済むような形状結合が生じることに なる。 本発明による格別有利なチップカードによれば、接続コンポーネントは少なく とも１つの送受信コイルを有しており、これはモジュール支持体の主延在方向に 関して２つの異なる平面に配置させることができる。その際にたとえば、送受信 コイルの一方の領域をモジュール支持体の表面上に配置させるのに対し、他方の 領域をモジュール支持体内部の層に配置させることができる。このことは２層の 金属化によって格別簡単に実現可能であり、その際、たとえばモジュール支持体 をサンドウィッチ構造にすることが考えられる。この場合、送受信コイルの領域 を、モジュール支持体表面上とモジュール支持体内部に面平行に配置させること ができ、この場合、個々の領域をコンタクトにより互いに接続する。このことは 、個々の送受信コイル領域の接続領域におけるスルーホールコンタクトによって 、きわめて容易に実現できる。また、送受信コイルの個々の領域を直列に接続す るのがよい。それというのも、このようにすれば高い効率で外部交流磁界を制御 可能な送受信コイルが得られるからである。なお、データ処理回路の一部分とし て組み込まれることの多い伝送装置を、送受信コイルの領域を互いに共振位相位 置に保持できるように構成すれば、きわめて高い効率の送受信コイルが得られる 。これはたとえば、キャパシタンスおよび／またはインダクタンスの適切な付加 接続により行うことができ、有利には送受信コイルの各領域における共振周波数 がそれぞれ一致するようにして行われる。 これとは異なるようにして、あるいは既述の実施形態を補足するかたちで、送 受信コイルの各領域を互いに同期させて駆動できるよう伝送装置を構成すること もできる。有利にはこのことは、送受信コイルから発せられる交番磁界が増大す るように行うことができる。このことは、信号を送出するアクティブなカードに とって重要である。位相制御技術を用いることにより、送受信コイルにおける側 縁位置の同期をとることができ、これは送受信コイルから発せられる交番磁界が 増大するようにして行われる。また、パッシブなチップカードであればこのこと によって、チップカードと外部データ処理ステーションとの結合度を著しく高め ることができる。 モジュール支持体が、送受信コイルのためのコイルコアとして構成された少な くとも１つの領域を有すると、チップカードと外部データ処理ステーションとの 間におけるデータ伝送品質をさらに改善することができる。この場合、モジュー ル支持体をプラスチックによって構成することができ、その中にたとえばフェラ イトなどの透磁性材料が形成される。透磁性材料を多数のフェライト粒子として 設けた場合、それらは互いに絶縁する目的で、モジュール支持体に設けられてい るプラスチック質量体内で固められて結合される。このようにして製造されたコ イルコアは、高い磁界増幅率を得る役割を果たす。この種の誘電体により、５０ ００のオーダの相対的透磁率が得られ、したがって高い磁束密度を達成すること ができる。 既述のように構成されたチップカード用のモジュール支持体を製造するための 本発明による方法は、 −第ｌのコイル領域をプラスチック層中に形成するステップと、 −第２のコイル領域をプラスチック層上に取り付けるステップと、 −前記の第１および第２のコイル領域の接続領域を互いに接続するステップと、 −モジュール支持体上に集積回路を取り付けるステップ、 を有している。 この場合、第１および第２のコイル領域の接続領域を接続する上記のステップ はスルーホールコンタクトによって行われ、これは周知の製造法を用いて簡単に 実現できる。 また、集積回路を取り付ける上記のステップは、フリップチップ技術によって も慣用のボンディング技術によっても実現できる。慣用のボンディング技術であ れば、結合手段として導電性接着剤または周知のはんだ付けを利用できる。この ようなボンディング技術の 場合、接続コンポーネントもデータ処理回路も任意に硬化性カバー質量体によっ て覆うことができ、これはたとえばモジュール支持体製造後に行われる。このた めに用いられるカバー質量体は、たとえば熱硬化性あるいは紫外線硬化性のもの とすることができる。 本発明はチップカードを製造する方法にも関し、これは、 −カード支持体にモジュール支持体のための収容部を設けるステップと、 −モジュール支持体にデータ処理回路と接続コンポーネントを設けるステップと 、 −モジュール支持体を前記収容部に取り付けるステップと、 −モジュール支持体をカード支持体と結合するステップ、 を有している。 本発明による方法によって、チップカードをきわめて簡単かつ低コストで製造 することができる。 二重層の送受信コイルを備えた本発明によるチップカードおよび／またはモジ ュール支持体を製造するための既述の製造ステップを、単一のコイル層のチップ カードおよび／またはモジュール支持体の製造にも適用できることはいうまでも ない。さらに、たとえば請求項１〜１３による特徴の各々あるいはそれらの組み 合わせを包含することのできる方法ステップが可能で ある。 次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。 図面 図１は、データ処理回路と送受信コイルを備えたモジュール支持体の平面図で ある。 図２は、カード支持体の平面図である。 図３は、図１によるモジュール支持体と図２によるカード支持体とを有する本 発明によるチップカードの平面図である。 図４は、図１によるモジュール支持体を前方から見た図である。 図５は、図１によるモジュール支持体を製造するためのエンドレステープを示 す図である。 図１には、本発明によるチップカードのモジュール支持体１が描かれている。 モジュール支持体１は、プラスチックにより製造され実質的に矩形の横断面をも つ基板２を有している。この場合、図１にはっきりと示されているように、基板 ２の角は丸められている。基板２の表面には金属化により送受信コイル３が設け られており、送受信コイル３の巻線は、基板２の中央に設けられた第１の接続コ ンタクト４から始まって実質的にスパイラル状にこの第１の接続コンタクト４の 周囲を巡って第２の接続コンタクト５まで延在している。 図４にはっきりと示されているように、第１の接続コンタクト４の上に絶縁接 着層６を介して集積回路７が被着されている。集積回路７は、第１の接続コンタ クト４と接続された第１の接続ライン８と、第２の接続コンタクト５と接続され た第２の接続ライン９を有している。図４の描き方によれば、集積回路７と第２ の接続コンタクト５の間の領域がモジュール支持体１から切り離されたかたちで 示されているが、これはモジュール支持体１がこの図では略示されていることを 表すためである。 さらに図４に明瞭に示されているように、モジュール支持体１は第１の接続コ ンタクト４の領域と第２の接続コンタクト５の領域で、熱硬化性または紫外線硬 化性の質量体によって覆われている。 図２には実質的に矩形の外形を有するカード支持体１１が示されており、これ は図１によるモジュール支持体１を収容するための矩形の開口部１２を有してい る。カード支持体１１はプラスチックプレートにより製造されていて、これは実 質的にモジュール支持体１の基板２と同じ強度を有している。この場合、開口部 １２は、モジュール支持体１を形状結合により開口部１２へ組み込めるように形 成されている。 図３には、図１および図４によるモジュール支持体１と図２によるカード支持 体１１を組み立てて構成された本発明によるチップカード１３が描かれている。 この図面に明瞭に示されているように、形状結合が得られるようにモジュール支 持体１が開口部１２に組み込まれている。この状態で、モジュール支持体１は付 加的に接着部材を介してカード支持体１と結合されている。 基板２もカード支持体１１も、ガラス繊維強化エポキシ樹脂、ＰＶＣ、ＰＥＴ 、ＰＣおよび／またはＡＢＳなどのプラスチックによって製造できる。また、送 受信コイル３は、エッチング技術、巻回技術、ワイヤリング技術、あるいは印刷 技術によって、基板２の上に取り付けることができる。 さらに図５に明瞭に示されているように、本発明によるモジュール支持体１は エンドレスプロセスによって製造され、この場合、プラスチックから成るエンド レステープ１４が設けられており、これは両方の長手方向側にそれぞれテープ送 り孔１５を有している。送り孔１５が設けられていることで、本発明によるモジ ュール支持体１の製造に使用される機械を通してきわめて簡単に案内することが できる。 モジュール支持体１の設けられたエンドレステープ１４が完成した後、それら のモジュールは個別に検査され、ついで打ち抜き法によりエンドレステープ１４ から切り離される。図示されていない別のステップによれば、機能についてチェ ックを受けたモジュール支持体１が準備のできたカード支持体１１に組み込まれ 、これによって本発明によるチップカードが完成する。 本発明によるモジュール支持体によれば、送受信コイル３が半導体チップ７と ともに単一のモジュール１にまとめられ、これは大量生産によって簡単に製造可 能である。作業ステップが完了してはじめて、本発明によるモジュール支持体１ がカード支持体１１に組み込まれる。この場合、半導体チップ７は、慣用のワイ ヤボンディング技術やフリップチップ技術によって、本発明によるモジュール支 持体２に取り付けることができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年１０月２６日（１９９８．１０．２６） 【補正内容】 から、データ処理回路内に格納されているデータについて推定することができる 。 本発明が対象とするチップカードはプラスチックカードとして構成されていて 、たとえば財布の中に確実に詰め込めるような大きさに選定されている。本発明 に係わるチップカードを製造する場合にはまずはじめに、プラスチックから成る カード支持体上に集積回路が被着される。その後、チップカードの外縁に沿って 送受信コイルが被着され、これは集積回路の対応する端子と接続される。この種 のチップカードはたとえば、ドイツ連邦共和国特許出願DE 44 10 732 A1により 公知である。この種のチップカードにおいて欠点となるのは、製造が煩雑であり コストのかかることである。あるチップカードが適正に動作しなければ、欠陥の あるそのようなチップカードは破棄される。 ドイツ連邦共和国特許出願DE 44 37 721 A1には、データ担体に組み込むため の電子モジュールが示されており、その場合、電子モジュールはモジュール支持 体上に配置された集積回路を有しており、この集積回路は無接触データ交換のた めにコイルと導通接続されている。 本発明の課題は、冒頭で述べた形式をもちながら常に高い信頼性で動作するチ ップカードを提供すること、ならびにそのようなチップカードを高い信頼性であ りながらコストもかけずに確実に製造できるようにす るチップカード製造方法を提供することである。 本発明によればこの課題は、独立請求項に記載の構成により解決される。従属 請求項には有利な実施形態が示されている。 本発明によれば、データ処理回路と接続コンポーネントは、少なくとも１つの モジュール支持体の領域に設けられており、カード支持体は、該モジュール支持 体を収容する領域を有している。 本発明が基礎とする着想は、集積回路が送受信コイ るプラスチック質量体内で固められて結合される。このようにして製造されたコ イルコアは、高い磁界増幅率を得る役割を果たす。この種の誘電体により、５０ ００のオーダの相対的透磁率が得られ、したがって高い磁束密度を達成すること ができる。 既述のように構成されたチップカード用のモジュール支持体の製造方法は、 −第１のコイル領域をプラスチック層中に形成するステップと、 −第２のコイル領域をプラスチック層上に取り付けるステップと、 −前記の第１および第２のコイル領域の接続領域を互いに接続するステップと、 −モジュール支持体上に集積回路を取り付けるステップ、 を有している。 この場合、第１および第２のコイル領域の接続領域を接続する上記のステップ はスルーホールコンタクトによって行われ、これは周知の製造法を用いて簡単に 実現できる。 また、集積回路を取り付ける上記のステップは、フリップチップ技術によって も慣用のボンディング技術によっても実現できる。慣用のボンディング技術であ れば、結合手段として導電性接着剤または周知のはんだ付けを利用できる。この ようなボンディング技術の 場合、接続コンポーネントもデータ処理回路も任意に硬化性カバー質量体によっ て覆うことができ、これはたとえばモジュール支持体製造後に行われる。このた めに用いられるカバー質量体は、たとえば熱硬化性あるいは紫外線硬化性のもの とすることができる。 本発明はチップカードを製造する方法にも関し、これは、 −カード支持体にモジュール支持体のための収容部を設けるステップと、 −本発明によるモジュール支持体にデータ処理回路と接続コンポーネントを設け るステップと、 −モジュール支持体を前記収容部に取り付けるステップと、 −モジュール支持体をカード支持体と結合するステップ、 を有している。 本発明による方法によって、チップカードをきわめて簡単かつ低コストで製造 することができる。 二重層の送受信コイルを備えた本発明によるチップカードおよび／またはモジ ュール支持体を製造するための既述の製造ステップを、単一のコイル層のチップ カードおよび／またはモジュール支持体の製造にも適用できることはいうまでも ない。さらに、たとえば請求項１〜１３による特徴の各々あるいはそれらの組み 合わせを包含することのできる方法ステップが可能で 請求の範囲 １．少なくとも１つの送受信コイル（３）を有する伝送装置が設けられており、 前記送受信コイル（３）は、モジュール支持体の主延在方向に関して、少なくと も２つの異なる上下の平面に配置された領域を有している、 チップカードに組み込むためのモジュール支持体において、 前記伝送装置は、送受信コイル（３）の各領域が共振位相位置に保持される ように構成されていることを特徴とする、 チップカードに組み込むためのモジュール支持体。 ２．少なくとも１つの送受信コイル（３）を有する伝送装置が設けられており、 前記送受信コイル（３）は、モジュール支持体の主延在方向に関して、少なくと も２つの異なる平面に配置された領域を有している、 チップカードに組み込むためのモジュール支持体において、 前記伝送装置は、送受信コイル（３）の領域が互いに同期して駆動されるよ うに構成されていることを特徴とする、 チップカードに組み込むためのモジュール支持体 。 ３．カード支持体を備えており、該カード支持体上にデータ処理回路と、該デー タ処理回路と外部データ処理ステーションとの無接触伝送のための接続コンポー ネントが設けられており、 前記のデータ処理回路（７）と接続コンポーネント（３）は、少なくとも１ つのモジュール支持体（１）の領域に設けられており、 前記カード支持体（１１）は、モジュール支持体（１）を収容するための領 域を有している、 カード支持体を備えたチップカードにおいて、 請求項１および／または２記載のモジュール支持体が設けられていることを 特徴とする、 カード支持体を備えたチップカード。 ４．モジュール支持体（１）はカード支持体（１１）と固定的に結合されている 、請求項３記載のチップカード。 ５．前記のモジュール支持体（１）を収容する領域は開口部（１２）として形成 されている、請求項３または４記載のチップカード。 ６．前記接続コンポーネントは少なくとも１つの送受信コイル（３）を有する、 請求項３〜５のいずれか１項記載のチップカード。 ７．前記送受信コイルは、モジュール支持体の主延在方向に関して異なる２つの 平面に配置されている、 請求項６記載のチップカード。 ８．前記モジュール支持体の表面上に送受信コイルの領域が配置されている、請 求項７記載のチップカード。 ９．前記モジュール支持体の内部に送受信コイルの領域が配置されている、請求 項７または８記載のチップカード。 10．モジュール支持体表面上およびモジュール支持体内部における送受信コイル の各領域は、コンタクトを介して互いに接続されている、請求項８または９記載 のチップカード。 11．モジュール支持体の表面上およびモジュール支持体の内部における送受信コ イルの各領域は直列に接続されている、請求項１０記載のチップカード。 12．前記モジュール支持体は、少なくとも１つのコイルコアとして構成された領 域を有する、請求項１〜１１のいずれか１項記載のチップカード。 13．前記モジュール支持体はプラスチックから成り、該モジュール支持体の中に 透磁性材料が形成されている、請求項１２記載のチップカード。 14．請求項３〜１３のいずれか１項記載のチップカードの製造方法において、 カード支持体（１１）にモジュール支持体（１）のための収容部を設けるス テップと、 請求項１および／または請求項２によるモジュー ル支持体（１）を設け、該モジュール支持体にデータ処理回路（７）と接続コン ポーネント（３）を設けるステップと、 モジュール支持体（１）を前記収容部に取り付けるステップと、 モジュール支持体（１）をカード支持体（１１）と結合するステップを有する ことを特徴とする、 チップカードの製造方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン フィッシャー ドイツ連邦共和国 Ｄ―93180 ドイアー リング アム ハスラッハ 17アー (72)発明者 デトレフ ホウデュー ドイツ連邦共和国 Ｄ―84085 ラングク ヴァイト ブルーメンシュトラーセ 28

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．カード支持体を備え、該カード支持体上にデータ処理回路および、該データ 処理回路と外部データ処理ステーションとの無接触データ伝送用の接続コンポー ネントが設けられている形式のチップカードにおいて、 前記のデータ処理回路（７）と接続コンポーネント（３）は、少なくとも１ つのモジュール支持体（１）の領域に設けられており、 前記カード支持体（１１）は、該モジュール支持体（１）を収容する領域（ １２）を有することを特徴とする、 チップカード。 ２．モジュール支持体（１）はカード支持体（１１）と固定的に結合されている 、請求項１記載のチップカード。 ３．前記のモジュール支持体（１）を収容する領域は開口部（１２）として形成 されている、請求項１または２記載のチップカード。 ４．前記接続コンポーネントは少なくとも１つの送受信コイル（３）を有する、 請求項１〜３のいずれか１項記載のチップカード。 ５．前記送受信コイルは、モジュール支持体の主延在方向に関して異なる２つの 平面に配置されている、 請求項４記載のチップカード。 ６．前記モジュール支持体の表面上に送受信コイルの領域が配置されている、請 求項５記載のチップカード。 ７．前記モジュール支持体の内部に送受信コイルの領域が配置されている、請求 項５または６記載のチップカード。 ８．モジュール支持体表面上およびモジュール支持体内部における送受信コイル の各領域は、コンタクトを介して互いに接続されている、請求項６または７記載 のチップカード。 ９．モジュール支持体の表面上およびモジュール支持体の内部における送受信コ イルの各領域は、互いに直列に接続されている、請求項８または９記載のチップ カード。 10．送受信コイルの各領域が互いに共振位相位置で保持されるよう伝送機構が構 成されている、請求項８または９記載のチップカード。 11．送受信コイルの各領域が互いに同期化されて駆動されるよう伝送機構が構成 されている、請求項８〜１０のいずれか１項記載のチップカード。 12．前記モジュール支持体は、少なくとも１つのコイルコアとして構成された領 域を有する、請求項１〜１１のいずれか１項記載のチップカード。 13．前記モジュール支持体はプラスチックから成り、 該モジュール支持体の中に透磁性材料が形成されている、請求項１２記載のチッ プカード。 14．請求項１〜１３のいずれか１項記載のチップカードのためのモジュール支持 体の製造方法において、 第１のコイル領域をプラスチック層中に形成するステップと、 第２のコイル領域をプラスチック層上に取り付けるステップと、 前記の第１および第２のコイル領域の接続領域を接続するステップと、 モジュール支持体上に集積回路を取り付けるステップを有することを特徴と する、 チップカードのためのモジュール支持体の製造方法。 15．第１および第２のコイル領域の接続領域を接続する前記のステップをスルー ホールコンタクトにより行う、請求項１４記載のチップカードのためのモジュー ル支持体の製造方法。 16．集積回路を取り付ける前記ステップをフリップチップ技術により行う、請求 項１４または１５記載のモジュール支持体の製造方法。 17．集積回路を取り付ける前記ステップをボンディング技術により行う、請求項 １４または１５記載のモジュール支持体の製造方法。 18．送受信コイルおよび／またはデータ処理回路を硬 化性カバー質量体により覆うステップが設けられている、請求項１４〜１７のい ずれか１項記載のチップカードのためのモジュール支持体の製造方法。 19．請求項１〜１３のいずれか１項記載のチップカードの製造方法において、 カード支持体（１１）にモジュール支持体（１）のための収容部を設けるス テップと、 モジュール支持体（１）にデータ処理回路（７）と接続コンポーネント（３ ）を設けるステップと、 モジュール支持体（１）を前記収容部に取り付けるステップと、 モジュール支持体（１）をカード支持体（１１）と結合するステップを有す ることを特徴とする、 チップカードの製造方法。