JPH11149536A

JPH11149536A - 複合ｉｃカード

Info

Publication number: JPH11149536A
Application number: JP31394497A
Authority: JP
Inventors: Susumu Emori; 晋江森; Hidemi Nakajima; 英実中島; Susumu Igarashi; 進五十嵐; Kazuo Kobayashi; 一雄小林
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】接触型と非接触型の双方の電力及び信号の伝達
機能を兼備した複合ＩＣカードで、非接触結合素子と複
合ＩＣモジュールとの配線接続を不要にし、且つ非接触
伝達機構の受信特性を改善し、また磁気ストライプやエ
ンボス加工にも適用可能とする。【解決手段】複合ＩＣカードは、接触型と非接触型との
両通信機能を内蔵したＩＣを実装したＩＣモジュール
と、非接触伝達用アンテナとを備え、ＩＣモジュールと
非接触伝達用アンテナとの各信号伝達用コイルを互いに
密結合するよう配設し、ＩＣモジュールと非接触伝達用
アンテナとがトランス結合によって非接触に結合させ
る。外部読み書き装置と非接触結合するアンテナコイル
を、接触型の電極である外部端子領域であるＩＣモジュ
ールの嵌合部と、エンボス領域、そして磁気ストライプ
領域にかからぬよう配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報媒体に関し、詳
しくは、オフィス・オートメーション（Offi-ce Automa
tionすなわちOA）、ファクトリー・オートメーション
（Factory Auto-mation すなわちFA）、あるいはセキュ
リティー（Security）の分野等で使用されるＩＣカード
等に代表される情報媒体において、電力の受給と信号の
授受とを電気接点を介して行う接触型と、電源電力の受
電、並びに信号の授受を電磁結合方式によってＩＣカー
ドに電気接点を設けることなく非接触状態で行う非接触
型との双方の機能を有する複合ＩＣカードに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体メモリー等を内蔵するＩＣカード
の登場により、従来の磁気カード等に比べて記憶容量が
飛躍的に増大するとともに、マイクロコンピュータ等の
半導体集積回路装置を内蔵することによってＩＣカード
自体が演算処理機能を有することで情報媒体に高いセキ
ュリティー性を付与することができるようになった。

【０００３】ＩＣカードはＩＳＯ（International Orga
nisation for Standardisation）で国際的に規格化され
ており、一般的にＩＣカードはプラスチックなどを基材
とするカード本体に半導体メモリー等のＩＣが内蔵さ
れ、カード表面に外部読み書き装置との接続のために金
属製の導電性端子が設けられており、そのＩＣカードと
外部読み書き装置とのデータの交信のためにＩＣカード
を外部読み書き装置のカードスロットに挿入して用いる
ものである。これは、大量データ交換や決済業務等交信
の確実性と安全性が求められる用途、例えばクレジット
や電子財布応用では好都合である。

【０００４】一方、入退室等のゲート管理への適用に際
しては、認証が主たる交信内容であって、交信データ量
も少量の場合が多く、より簡略な処理が望まれる。この
問題を解決するために考案された技術が非接触ＩＣカー
ドである。これは、空間に高周波電磁界や超音波、光等
の振動エネルギーの場を設けて、そのエネルギーを吸
収、整流してカードに内蔵された電子回路を駆動する直
流電力源とし、この場の交流成分の周波数をそのまま用
いるか、或いは逓倍や分周して識別信号とし、この識別
信号をアンテナコイルやコンデンサ等の結合器を介して
データを半導体素子の情報処理回路に伝送するものであ
る。

【０００５】特に、認証や単純な計数データ処理を目的
とした非接触ＩＣカードの多くは、電池とＣＰＵ（Cent
ral Processing Unit 。中央処理装置）を搭載しないハ
ードロジックの無線認証（Radio Frequency IDentifica
tion。以下ではこれを単にＲＦ−ＩＤと呼ぶ）であり、
この非接触ＩＣカードの出現によって、磁気カードに比
較して偽造や改竄に対する安全性が高まるとともに、ゲ
ート通過に際してカードの携帯者はゲート装置に取り
付けられた読み書き装置のアンテナ部に接近させるか、
携帯したカードを読み書き装置のアンテナ部に触れるだ
けでよく、カードをケースから取り出して読み書き装置
のスロットに挿入するというデータ交信のための煩雑さ
は軽減された。

【０００６】近年になって、多目的な用途に１枚のカー
ドで対応することを目的として前者の外部端子を持つ接
触型の機能と後者の無線通信によってデータ交信する非
接触型の機能を有する複合型のＩＣカードが考案されて
いる。接触型のＣＰＵ処理という高いセキュリティー性
と非接触型の利便性という双方の利点を結合したもので
ある。

【０００７】一般的に、複合ＩＣカードは以下のように
実装される。エッチングによって形成された非接触伝達
用の金属箔のアンテナコイルがＩＣモジュールの嵌合穴
を明けられたシートと基材によって挟み込まれ、ラミネ
ートされてカード本体が製作される。このとき、アンテ
ナコイルとＩＣモジュールとの接続のための２つのアン
テナ端子はカード本体の嵌合穴の内部で露出している。
ＩＣモジュールの一方の面は外部機器との接続のための
金属の端子電極が形成されている。もう一方の面にＩＣ
が実装され、アンテナとの接続のための端子が設けられ
る。この端子には導電性接着剤が塗布される。端子に導
電性接着剤が塗布されたＩＣモジュールのその端子とカ
ードのアンテナ端子とが重なり合うようにＩＣモジュー
ルがカード本体の嵌合穴に据え付けられた後、熱と圧力
を加えてＩＣモジュールの端子とアンテナ端子とが結合
されて実装を終了する。

【０００８】このような実装法は比較的簡便であるが、
ＩＣモジュールとアンテナとの接続部の状態を確認する
ことが困難であり、その接続信頼性が問題となる。ま
た、機械的な応力により接続部の劣化が起こりやすい。
さらに、ＩＣモジュールとアンテナとの接続のために導
電性接着剤の塗布工程や熱圧着工程が必要となるので、
従来の外部端子付きＩＣカードの製造装置を使用しにく
く、新しく製造ラインを設置しなければならない。

【０００９】加えて、非接触型伝達機構を備えたＩＣカ
ードの多くは受信電力の確保のためにコイル形状等の制
約からエンボス加工や磁気ストライプ併用ができないも
のであった。市場の需要に十分に答えるためにはエンボ
スと磁気ストライプへの対応は考慮されなければならな
いので、エンボスと磁気ストライプを設けられないもの
は応用範囲に制約を強いられている。非接触型ＩＣカー
ドのうちでエンボス加工と磁気ストライプへも対応した
従来の技術としては、例えば特開平８−２２７４４７号
公報に示されるものがある。すなわち、非接触ＩＣカー
ドをＩＳＯ７８１１規格に準じた外形形状のカードであ
り、なおかつ磁気ストライプ、エンボッサを同カード上
に乗せるために、該通信ＩＣモジュールは磁気ストライ
プ領域、エンボス領域を外れた領域にＩＣ搭載部、電力
受信コイル、データ送受信コイルを長手方向に並べて形
成される。

【００１０】通信ＩＣモジュールの受信コイル、通信コ
イルは電気鋳造法により形成された単層コイルよりなり
双方が１枚の短冊基板内に埋め込まれ、また同時に各コ
イルよりＩＣチップのパッドと結合するリード部が形成
される。前記短冊基板上にＩＣチップがＩＣチップの回
路面が短冊基板に向き合う形で搭載され、前記リード部
がＩＣのパッドとバンプ結合がなされ、短冊基板とＩＣ
チップ間の空隙はポッティング樹脂により埋められ固着
がなされる。コイルの内端部と内端用リードの端部とは
エナメル銅線によりジャンパー結合される、結合は瞬時
熱圧接により行われポティング樹脂により端子部が保護
される。

【００１１】この通信ＩＣモジュールをカードとを一体
化する方法は、上面をカバーする第１シート、短冊基板
と同厚であり短冊外形の窓のある第２シート、ＩＣチッ
プの逃げ窓と第１ジャンパー結合部逃げ窓のある第３シ
ート、ＩＣチップの逃げ窓のみの第４シート、下面をカ
バーする第５シート、が塩化ビニールよりなり、各シー
トにより通信モジュールを挟み込み、加熱加圧する事に
より通信モジュールを内蔵して一体化するものが記載さ
れている。しかしながら、上記のものでは外部端子付き
の複合ＩＣカードには適用できない、という欠点があっ
た。

【００１２】外部端子付きカードの端子の位置に対して
も、ＩＳＯ７８１６で規定されている。図６に、ＩＳＯ
規格で規定された磁気ストライプ領域、エンボス領域、
そして外部端子領域を示す。複合ＩＣカードにおいては
ＩＣモジュールは外部端子領域に実装され、図６におい
て塗りつぶし処理した部分は非接触結合用のアンテナの
実装禁止領域となる。ＩＳＯ７８１６に規定されるとこ
ろの、外形形状長辺８５．４７〜８５．７２ｍｍ、同短
辺５３．２９〜５４．０３ｍｍの領域の中に、磁気スト
ライプ領域が上辺より１５．８２ｍｍ、またエンボス領
域が下辺より２４ｍｍ、左辺から１９．８７ｍｍ、そし
て外部端子は上辺から２８．５５ｍｍを右下コーナーと
する縦９．３２ｍｍ、横９．６２ｍｍの領域である。

【００１３】複合ＩＣカードの磁気ストライプとエンボ
スが可能とする従来の技術としては、例えば特開平７−
２３９９２２号公報に示されるものがある。これによれ
ば、ＩＣカード用ＩＣモジュールであって、該ＩＣモジ
ュールは、ＩＣチップと、該ＩＣチップと電気的に接続
され外部機器との間で情報、及び／又はエネルギーの伝
達を行う伝達機構と、該ＩＣチップ及び該伝達機構とを
支持する支持体とからなり、前記伝達機構が、コイルま
たはアンテナからなる非接触型伝達機構と、前記支持体
表面に設けられた導体をパターン化した複数の端子電極
からなる接触型伝達機構と、を備えた構成とし、接触型
と非接触型の両方の方式に対応可能な機能をモジュール
化して、このＩＣモジュールをプラスチックカード基体
に嵌合固定するので、磁気ストライプやエンボス形成の
支障とならないことを主張している。さらに、前記の実
現手段として非接触伝達のためのアンテナまたはコイル
を端子電極の周囲を囲むように設けるか、逆に、アンテ
ナを中心に据え、その周囲に端子電極を設けるとしてい
る。つまり、非接触伝達用のアンテナをＩＣモジュール
内に収納することで、最終工程におけるアンテナコイル
とＩＣモジュールとの接続を不要としたものである。

【００１４】しかしながら、端子電極の周囲にアンテナ
コイルを設ける方法では、図６に示す規格に照らしてみ
ると、その実現が困難であることが明確になる。端子電
極とエンボス領域の間隔は最大で１．４５ｍｍのみであ
ることから、端子電極の周囲を取り巻くようにアンテナ
やコイルを端子電極と同一面に重ならないように配置す
ることは以下の理由により現実的ではない。つまり、外
部端子の周囲にアンテナコイルを配置する場合コイルの
最大外径および最小内径はそれぞれφ１２ｍｍとφ９．
３ｍｍであり、この領域にプリントパターンでアンテナ
コイルを形成するとパターン幅と間隔が０．１５ｍｍと
０．１ｍｍのそれぞれの場合には、巻数とインダクタン
スとはおおむね４巻、０．４μＨと６巻、１．０μＨと
なる。（尚、ここでμＨとは、いわゆるマイクロヘンリ
ーを意味する。）よって、エンボス領域を確保しつつ、
端子電極の外周部にコイルを配置した場合には、プリン
トコイルを形成するとしても数巻きしかとれないことに
なり、コイルの面積が小さいことも影響して十分な電力
を受信することができず、交信距離が数ミリメートル以
下の密着結合のみが許される。

【００１５】これでは非接触伝達機能を付加する効果が
小さい。接触型伝達機構に非接触伝達機構を付与する効
果は数十ミリメートルから百ミリメートルを超える交信
距離によって得られるものであり、この領域においてカ
ードを外部読み書き装置のアンテナ部に「かざす」こと
で交信が達成可能となる。そうするためには、コイルの
面積を大きくするか、巻数を多くすることが必要であ
る。しかし、実用的な巻数にするとエンボス領域にかか
ってしまうことになる。また、後者のアンテナの周囲に
端子電極を設ける配置は、エンボス領域への侵犯が明白
であり、外部端子付きＩＣカードの規格であるＩＳＯ７
８１６から大きく逸脱したものであって、市場に受け入
れられる可能性は低い。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
従来の技術が持つ問題点に着目してなされたものであ
り、ＩＣモジュールと非接触伝達用のアンテナコイルと
の接続の必要がなく、十分な交信距離が得られる受信感
度を有し、エンボス加工と磁気ストライプ形成に対応可
能で接触型と非接触型の双方の伝達機構を実用的な動作
状態を維持できる複合ＩＣカードを提供することを課題
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明が提供する手段とは、すなわち、請求項１に示
すように、接触型と非接触型の機能の双方を具備した複
合ＩＣカードにおいて、複合ＩＣカードはＩＣモジュー
ルと、該ＩＣモジュールとは電気的接続を持たないアン
テナ素子とを有し、該ＩＣモジュールは接触型伝達機能
と非接触型伝達機能とを内蔵したＩＣチップと、接触型
伝達素子である外部端子と第１の結合コイルとを形成し
た基板とで構成され、該アンテナ素子は外部読み取り装
置と電力の受給と信号の授受を行うアンテナとそのアン
テナに接続された第２の結合コイルとを具備し、該ＩＣ
モジュールの第１の結合コイルと非接触伝達用のアンテ
ナ素子の第２の結合コイルとが、互いに密結合するよう
に配設され、ＩＣモジュールとアンテナ素子とがトラン
ス結合によって非接触に結合されてなることを特徴とす
る複合ＩＣカードである。

【００１８】このように構成することで非接触伝達のた
めのアンテナの面積を許容最大まで大きくすることを可
能とする。また、アンテナとＩＣチップとの結合を密結
合のトランス結合とすることでアンテナ端子とＩＣチッ
プとの電気的な接続が不要になる。

【００１９】さらに好ましくは、請求項２に示すよう
に、請求項１に記載の複合ＩＣカードを基本構成として
おり、特に、エンボス領域を有する複合ＩＣカードであ
って、前記外部端子付きＩＣモジュールはカードの一方
の短辺側のほぼ中央に設けられ、該エンボス領域はカー
ドの一方の長辺に沿って設けられており、前記非接触伝
達用のアンテナが前記外部端子付きＩＣモジュール領域
と該エンボス領域とのいずれにも干渉しないように設け
られてなることを特徴とする複合ＩＣカードである。こ
の構成は、アンテナコイルの巻数が比較的多い場合に好
適である。

【００２０】さらに好ましくは、請求項３に示すよう
に、請求項２に記載の複合ＩＣカードを基本構成として
おり、特に、前記非接触伝達用のアンテナが、前記エン
ボス領域の設けられた長辺とは反対側の長辺と、該エン
ボス領域のカード内部の境界と、ＩＣモジュールのカー
ド内部の境界と、そして前記ＩＣモジュールが設けられ
た短辺と相対する短辺とに囲まれた領域内に設けられて
なることを特徴とする複合ＩＣカードである。この構成
は、アンテナコイルの巻数が数巻程度の場合に特に有用
である。

【００２１】また好ましくは、請求項４に示すように、
請求項２に記載の複合ＩＣカードを基本構成としてお
り、特に、前記非接触伝達用のアンテナが、前記エンボ
ス領域と、前記ＩＣモジュールの外部端子領域と、カー
ドの縁との間に、カードの外周に沿って設けられてなる
ことを特徴とする複合ＩＣカードである。

【００２２】また好ましくは、請求項５に示すように、
請求項１に記載の複合ＩＣカードを基本構成としてお
り、特に、磁気ストライプ領域とエンボス領域とを有す
る複合ＩＣカードであって、前記外部端子付きＩＣモジ
ュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、
前記エンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けら
れ、カードの他方の長辺に沿って前記磁気ストライプ領
域が設けられており、前記非接触伝達用のアンテナが、
該外部端子付きＩＣモジュール領域、該エンボス領域、
および磁気ストライプ領域のいずれにも干渉しないよう
設けられてなることを特徴とする複合ＩＣカードであ
る。これによると、磁気ストライプ領域を有さない前記
の構成と同様に、アンテナコイルの必要とする巻数に応
じてアンテナコイルの配置を選択することで最適な複合
ＩＣカードを可能にする。

【００２３】さらに好ましくは、請求項６に示すよう
に、請求項５に記載の複合ＩＣカードを基本構成として
おり、特に、前記非接触伝達用のアンテナが、前記磁気
ストライプ領域は避けて、前記エンボス領域とＩＣモジ
ュールの外部端子領域の外周に沿って設けられてなるこ
とを特徴とする複合ＩＣカードである。

【００２４】また好ましくは、請求項７に示すように、
請求項５に記載の複合ＩＣカードを基本構成としてお
り、非接触伝達用のアンテナが、前記エンボス領域のカ
ード内部の境界と、前記ＩＣモジュールのカード内部の
境界と、前記磁気ストライプ領域の内部の境界と、そし
て前記ＩＣモジュールが設けられた短辺と相対する短辺
とに囲まれた領域内に設けられてなることを特徴とする
複合ＩＣカードである。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明における非接触伝
達機構の基本的構成と基本原理について図面を用いて説
明する。図７は、本発明の非接触伝達機構の原理を説明
する非接触結合回路の等価回路図である。この図におい
て、非接触型の外部読み取り装置１００の送受信回路１
０１には複合ＩＣカード１の非接触伝達機構への電力供
給と情報の授受を行う電磁結合器である送受信コイル１
０２が接続されている。

【００２６】一方、複合ＩＣカード１の非接触伝達機構
は、外部読み取り装置１００の送受信アンテナ１０２と
直接電磁的に結合され電力の受信と情報の授受に関与す
るアンテナコイル４と、アンテナコイル４の両端に接続
され並列共振回路を構成するコンデンサ１５と、複合Ｉ
Ｃモジュール２に実装された複合ＩＣチップ６とそれに
接続された第１の結合コイル８と、その第１の結合コイ
ル８にアンテナコイルで受信した信号を最大効率で伝送
するために並列共振回路のコンデンサ１５の両端に接続
された第２の結合コイル３からなる。このとき、コンデ
ンサ１５の接続は並列としたが、アンテナコイル４と第
２の結合コイル３との間に直列に接続することも好適で
ある。また、線間容量を増大させることでコンデンサを
省略することも可能である。

【００２７】ここで、外部読み書き装置１００から複合
ＩＣカード１に電力および情報を伝達する場合につい
て、各コイルの結合を以下に説明する。外部読み書き装
置１００の送受信回路１０１で発生された図示しない高
周波信号により、送受信コイル１０２に高周波磁界が誘
起される。この高周波信号は、磁気エネルギーとして空
間に放射される。このとき、複合ＩＣカード１がこの高
周波磁界中に位置すると、外部読み書き装置１００の送
受信コイル１０２により発生された高周波磁界により、
複合ＩＣカード１のアンテナコイル４とコンデンサ１５
で構成する並列共振回路に電流を流す。このとき、複合
ＩＣチップ６に直接接続された第１の結合コイル８と、
前記アンテナコイル４とコンデンサ１５の共振回路に接
続され第１の結合コイル８に電力伝送する第２の結合コ
イル３にも高周波磁界による電流が誘起されるが、前記
のアンテナコイル４に誘起される量に比べて一桁以上小
さいので、受信感度はアンテナコイル４の特性に大きく
依存する。

【００２８】アンテナコイル４とコンデンサ１５の共振
回路で受信した信号は第２の結合コイル３に伝達され
る。その後、第２の結合コイル３と第１の結合コイル８
とが最大伝達効率を示す密結合配置で第２の結合コイル
３と第１の結合コイル８とのトランス結合によって、複
合ＩＣチップ６に信号が伝達される。第２の結合コイル
３と第１の結合コイル８とのトランス結合の最大伝達効
率は回路定数の選択によって決定される。以上のように
して、受信特性の改善が達成される。結果として、アン
テナコイル４の特性が受信感度を決定することになり、
アンテナコイル４の面積は大きいほど有利である。

【００２９】電磁結合あるいは電磁誘導等の非接触伝達
機構の方式によってアンテナ特性は異なるが、短波帯で
電磁誘導式のアンテナコイル特性の例は表１に示す如く
算出される。尚、ここで＊１だけは0.０５ピッチ、また
それ以外の場合は全て0.１５ピッチである。

【００３０】

【表１】

【００３１】ちなみに、現在実用化されている短波帯の
ＲＦ−ＩＤカードのアンテナコイルのインダクタンスは
約５マイクロヘンリーである。このタイプのアンテナコ
イルはプリントパターン（プリントコイル）でカードの
外周部に配置することが可能である。

【００３２】さて、図６を再度参照すると、エンボス領
域とカードの外周との間隙がもっとも狭いのは図６に正
対してカードの下部であり、その値は２．４１ｍｍであ
る。カードの縁から１ｍｍ内側からカードの中心に向か
ってスパイラルコイルを、パターン幅とその間隔を０．
１５ｍｍで製作すると、巻数５までのコイルが配置可能
である。パターン幅とその間隔を０．１ｍｍにした場合
には、巻数７まで可能である。もし、従来の技術の例に
あるようなＩＣモジュールの外部端子の周囲にアンテナ
コイルを設け、規格で許された１．４５ｍｍ幅にコイル
を配置して５マイクロヘンリーのインダクタンスを得る
には巻数１５が必要となり、パターン幅と間隔はともに
０．０５ｍｍ以下にしなければならないことになる。

【００３３】一方、結合方式によっては、上記の巻数７
を超えるものもある。例えば、２０マイクロヘンリーの
インダクタンスを持つアンテナコイルを必要とする構成
のものを考える。この場合には、表１に示す如くそのコ
イル面積に応じて１０から１６の巻数となる。巻数８を
超えるコイルの実現は立体形状の巻線コイルと平面形状
のプリントコイルが可能である。巻線コイルでは重ね巻
きすることでカードの外周部に配置することができる。
プリントコイルの場合には一般的には一面に重ならない
ように巻線を形成する。よって、巻数が多い場合にはエ
ンボス領域にかからないようにカードの外周部に配置す
ることは適切ではない。この場合には、アンテナコイル
の内部に、磁気ストライプ、エンボス、外部端子などの
実装禁止領域を含まないようにアンテナコイルを配置す
ることが製造が簡単で信頼性が確保でき、かつ低コスト
でカードを作ることができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明にかかる複合ＩＣカードの概略構成
図である。図１（ａ）は、全体の構成を示し、図１
（ｂ）は、ＩＣモジュール実装部を横切る横断面図であ
る。本発明の複合ＩＣカード１はＩＣモジュール２とシ
ート状の樹脂の表面にプリントコイルで形成した第２の
結合コイル３とアンテナコイル４とを持つアンテナ基板
５を樹脂封止したカード基板１０からなる。

【００３５】複合ＩＣモジュール２は図示しない接触型
インターフェースと非接触型インターフェースとを内蔵
した複合ＩＣチップ６と接触型伝達部である端子電極７
と非接触型伝達部の第１の結合コイル８とを相異なる面
にパターン形成したモジュール基板９からなる。ここ
で、第１の結合コイル８は絶縁被覆した導線を巻くこと
で形成してもよい。複合ＩＣチップ６はモジュール基板
９の第１の結合コイル８形成面に実装される。複合ＩＣ
チップ６とモジュール基板９の端子電極７とはスルーホ
ールで接続される。そして、複合ＩＣチップ６と第１の
結合コイル８の回路パターンとはワイヤボンドされて回
路が形成されている。この接続は、ＩＣチップの回路形
成面と基板とを半田や導電性接着剤を用いて熱溶着する
ことによっても実現されうる。次いで、複合ＩＣチップ
６をモジュール基板９に実装し、回路接続された後に、
複合ＩＣチップ６は樹脂封止され複合ＩＣモジュール２
が完成する。

【００３６】続いて、本発明による複合ＩＣカード１は
概略以下のようにして製作される。まず、樹脂基板にプ
リントコイルで第２の結合コイル３とアンテナコイル４
とコンデンサ１５を形成したフレキシブルなアンテナ基
板５が準備される。ここで、第２の結合コイル３とアン
テナコイル４とは絶縁被覆した導線を巻いて形成しても
よい。アンテナ基板５の樹脂としては塩化ビニルが使用
されたが、その他、ポリイミド、ポリカーボネート、Ｐ
ＥＴなども適用でき、材料は一種に固定されるものでは
ない。

【００３７】次に、射出成形によりアンテナ基板５を封
入してカード基板１０をつくる。成形の際、第２の結合
コイル３が複合ＩＣモジュール２の実装位置に重なるよ
うに位置決めされ配置される。射出成形によるカード基
板１０の製作と同時に複合ＩＣモジュール２の嵌合穴１
１を形成する。最後に、カード基板１０の複合ＩＣモジ
ュール２の嵌合穴１１に複合ＩＣモジュール２を接着す
ることで複合ＩＣカード１が完成する。カード基材とし
ては塩化ビニルを用いたが、その他、ポリカーボネート
など十分な強度とエンボス性などカードの特性が得られ
るもので有ればすべて本発明に適用できる。図１（ａ）
において、カード基板１０は表面と裏面に分離して描い
てあるが、本来、一体のものであり、図では、カード基
板に封入されるアンテナ基板５における結合コイルと嵌
合穴１１との関係を明確に説明するために修飾されてい
る。

【００３８】本発明において、カードの製作を射出成形
としたが、エンボス特性を維持する方法であればいずれ
も本発明に適用可能であって、例えば、ラミネート方
式、接着剤充填方式であってもよい。また、ＩＣモジュ
ールの嵌合穴１１は、カード成形後にくりぬき加工する
ことも本発明に含まれる。

【００３９】＜実施例１＞図２はエンボスに対応した複
合ＩＣカード１の平面図であり、アンテナコイル４の複
合ＩＣカード１内部に於ける実装位置を示し、アンテナ
コイル４をカードの周囲全体に配置した場合を示す。こ
のときのコイル仕様は表１の１番に対応する。アンテナ
コイル４の巻数が比較的少なく３乃至７の場合に、より
好ましくは４または５の場合に有効である。この実施例
におけるアンテナ基板５はエンボス領域２０に対応する
部分の樹脂シートを切り抜いてある。これは、エンボス
特性に影響を与えないことを目的としている。

【００４０】＜実施例２＞図３はエンボスに対応した複
合ＩＣカード１の平面図であり、エンボス領域２０と外
部端子領域２１をアンテナコイル４の内部に配置しない
ようにしたアンテナコイル４の概略形状を示す。このと
きのコイル仕様は表１の３番に対応する。アンテナコイ
ル４の巻数が１０以上の時に有効である。

【００４１】＜実施例３＞図４は磁気ストライプとエン
ボスの方法に対応した複合ＩＣカード１の平面図であ
り、アンテナコイル４の複合ＩＣカード１内部に於ける
実装位置を示すものであって、アンテナコイル４が磁気
ストライプ領域２２にかからないようにしてその他の部
分は複合ＩＣカード１の外周に沿った配置状態を示す。
このときのコイル仕様は表１の２番に対応する。この実
施例においてもアンテナ基板５はエンボス領域２０に対
応する部分の樹脂シートを切り抜いてある。

【００４２】＜実施例４＞図５は磁気ストライプとエン
ボスの方法に対応した複合ＩＣカードの平面図であり、
エンボス領域２０と外部端子領域２１、そして磁気スト
ライプ領域２２をアンテナコイル４の内部に配置しない
ようにしたアンテナコイル４の概略形状を示す。このと
きのコイル仕様は表１の４番に対応する。図２から図５
においてアンテナ基板５の外形を破線で示した。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
おける複合ＩＣカードは、外部端子付きの接触型とアン
テナコイル等の非接触結合素子を持つ非接触型の双方の
方式に対応可能な機能を有しており、ＩＣモジュールと
アンテナコイルとにトランス結合回路素子を設けること
で、ＩＣモジュールとアンテナコイル間を電気的に接続
することなく電力の受給と信号の送受を行うように構成
である。この構成により、アンテナコイルの面積を許さ
れた範囲内で可能な限り大きく取るようにしたことで、
非接触伝達機能の利点である外部読み書き装置のアンテ
ナ近傍にカードを「かざす」ことで通信可能な感度特性
を維持できるという効果がある。また、カードの受信感
度が大きくなることで、通信距離の増大、及び／又は外
部読み書き装置の送信出力の抑制が実現できる。このこ
とは、電波法によって送信出力が規制されているために
カードにとって好都合である。

【００４４】加えて、ＩＣモジュールとカード基板に内
蔵されたアンテナ回路との接続が不要なため、ＩＣモジ
ュールをカード基板に設けられた嵌合穴に接着実装する
従来のＩＣカード製造工程がそのまま利用できるととも
に、カードに曲げ応力などの機械的応力が加えられても
ＩＣモジュールとアンテナ回路とが接続点を持たないた
めに故障する危険がきわめて少ない。

【００４５】さらに、外部読み書き装置と直接非接触結
合するアンテナコイルを接触型の電極である外部端子領
域であると同時にＩＣモジュールの嵌合部とエンボス領
域、及び／又は磁気ストライプ領域にかからないように
配置するようにしたので、従来のカード応用にも十分適
応可能な汎用性を持っている。

【００４６】また、射出成形を用いることとフレキシブ
ルなアンテナ基板の基材がエンボス領域に対応する範囲
に存在しないようにしたので、複数のシートの貼り合わ
せによるエンボス性への影響もない。そして、アンテナ
コイルを含むアンテナ基板をフレキシブルな印刷配線板
としてコイルを平面状に形成したので、カードの厚さも
０．７６ｍｍのＩＳＯ７８１６規格を十分に満足できる
カードを得ることができる。

【００４７】以上を総じて、ＩＣモジュールと非接触伝
達用のアンテナコイルとの接続の必要がなく、十分な交
信距離が得られる受信感度を有し、エンボス加工と磁気
ストライプ形成に対応可能で接触型と非接触型の双方の
伝達機構を実用的な動作状態を維持できる複合ＩＣカー
ドを提供することが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる複合ＩＣカードの概略構成図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施例のエンボスに対応した複
合ＩＣカードの平面図である。

【図３】本発明の第２の実施例のエンボスに対応した複
合ＩＣカードの平面図である。

【図４】本発明の第３の実施例の磁気ストライプとエン
ボスに対応した複合ＩＣカードの平面図である。

【図５】本発明の第４の実施例の磁気ストライプとエン
ボスに対応した複合ＩＣカードの平面図である。

【図６】ＩＳＯ規格で規定された磁気ストライプ領域、
エンボス領域、そして外部端子領域を説明する図であ
る。

【図７】本発明の非接触伝達機構の原理を説明する非接
触結合回路の等価回路図である。

【符号の説明】

１・・・・複合ＩＣカード２・・・・ＩＣモジュール３・・・・第２の結合コイル４・・・・アンテナコイル５・・・・アンテナ基板６・・・・複合ＩＣチップ７・・・・端子電極８・・・・第１の結合コイル９・・・・モジュール基板１０・・・カード基板１１・・・嵌合穴１５・・・コンデンサ２０・・・エンボス領域２１・・・外部端子領域２２・・・磁気ストライプ領域１００・・外部読み書き装置１０１・・送受信回路１０２・・送受信アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林一雄東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】接触型と非接触型の機能の双方を具備した
複合ＩＣカードにおいて、複合ＩＣカードはＩＣモジュールと、該ＩＣモジュール
とは電気的接続を持たないアンテナ素子とを有し、該Ｉ
Ｃモジュールは接触型伝達機能と非接触型伝達機能とを
内蔵したＩＣチップと、接触型伝達素子である外部端子
と第１の結合コイルとを形成した基板とで構成され、該アンテナ素子は外部読み取り装置と電力の受給と信号
の授受を行うアンテナとそのアンテナに接続された第２
の結合コイルとを具備し、該ＩＣモジュールの第１の結合コイルと非接触伝達用の
アンテナ素子の第２の結合コイルとが、互いに密結合す
るように配設され、ＩＣモジュールとアンテナ素子とが
トランス結合によって非接触に結合されてなることを特
徴とする複合ＩＣカード。
【請求項２】エンボス領域を有する複合ＩＣカードであ
って、前記外部端子付きＩＣモジュールはカードの一方の短辺
側のほぼ中央に設けられ、該エンボス領域はカードの一
方の長辺に沿って設けられており、前記非接触伝達用のアンテナが前記外部端子付きＩＣモ
ジュール領域と該エンボス領域とのいずれにも干渉しな
いように設けられてなることを特徴とする請求項１に記
載の複合ＩＣカード。
【請求項３】前記非接触伝達用のアンテナが、前記エンボス領域の設けられた長辺とは反対側の長辺
と、該エンボス領域のカード内部の境界と、ＩＣモジュ
ールのカード内部の境界と、そして前記ＩＣモジュール
が設けられた短辺と相対する短辺とに囲まれた領域内に
設けられてなることを特徴とする請求項２に記載の複合
ＩＣカード。
【請求項４】前記非接触伝達用のアンテナが、前記エンボス領域と、前記ＩＣモジュールの外部端子領
域と、カードの縁との間に、カードの外周に沿って設け
られてなることを特徴とする請求項２に記載の複合ＩＣ
カード。
【請求項５】磁気ストライプ領域とエンボス領域とを有
する複合ＩＣカードであって、前記外部端子付きＩＣモジュールはカードの一方の短辺
側のほぼ中央に設けられ、前記エンボス領域はカードの
一方の長辺に沿って設けられ、カードの他方の長辺に沿
って前記磁気ストライプ領域が設けられており、前記非接触伝達用のアンテナが、該外部端子付きＩＣモ
ジュール領域、該エンボス領域、および磁気ストライプ
領域のいずれにも干渉しないよう設けられてなることを
特徴とする請求項１に記載の複合ＩＣカード。
【請求項６】前記非接触伝達用のアンテナが、前記磁気ストライプ領域は避けて、前記エンボス領域と
ＩＣモジュールの外部端子領域の外周に沿って設けられ
てなることを特徴とする請求項５に記載の複合ＩＣカー
ド。
【請求項７】非接触伝達用のアンテナが、前記エンボス領域のカード内部の境界と、前記ＩＣモジ
ュールのカード内部の境界と、前記磁気ストライプ領域
の内部の境界と、そして前記ＩＣモジュールが設けられ
た短辺と相対する短辺とに囲まれた領域内に設けられて
なることを特徴とする請求項５に記載の複合ＩＣカー
ド。