JP2001175828A - 非接触ｉｃカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、複数のアプリケーションに対応でき
るよう一枚のカード基体内に複数のＩＣモジュールを内
蔵し、かつ良好な通信を確保することを可能とした非接
触ＩＣカードを提供する。 【解決手段】少なくとも二つ以上のモジュールと、該モ
ジュールに接続される第１コイルと、プラスチック等の
カード基体内に内蔵される第２コイルとを備えること
で、複数のアプリケーションに対応し、かつ、良好な通
信を確保が可能となる。また、前記モジュールと前記モ
ジュールに接続される第１コイルが一体化されており、
前記カード基体から取り外し可能とすることで、アプリ
ケーションに応じてモジュールを増減したり、交換した
りすることが可能となり、柔軟な対応ができるカードを
提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックカー
ド基体に電子部品等からなるモジュールを挿入してなる
非接触ＩＣカードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から人やものの識別のため、磁気カ
ードや光学読み取り式のカードが用いられてきたが、多
用なアプリケーション対応にするために、メモリ容量が
不足したり、セキュリティの向上などのためＩＣカード
が開発された。このＩＣカードは、プラスチック等から
なるカード基体にＬＳＩ等の電子部品を内蔵したモジュ
ールを埋め込んだもので、リーダライタと通信を行うた
めの接点を設けている。しかし接点を有するために、接
点部分が汚れたり腐食したり、また、汚れなどが付着し
て通信不良を起こすことがあった。また、静電気の影響
によりＬＳＩが破壊されるなどの問題もあった。

【０００３】これらを解決するため前述した接点を用い
ずに、電磁波等のエネルギーを用いてリーダライタと通
信可能な非接触ＩＣカードが開発された。この電磁波を
用いたタイプの非接触ＩＣカードは、リーダライタとの
データ通信および非接触ＩＣカードを動作させるための
電源をリーダライタからの電磁波で得ている。この電磁
波の送受信のためにカード内には、ループコイルアンテ
ナが内蔵されている。このループコイルアンテナは、Ｌ
ＳＩ等の電子部品からなるモジュールに接合されてお
り、通常一つのモジュールに対し一つのアンテナが必要
である。

【０００４】しかしＩＣカードには、色々なアプリケー
ションに対応するために内蔵されたメモリにプログラム
が収納されている。一般的には一つのアプリケーション
に対し一つのプログラムが収納され、かつ、モジュール
には一つのプログラムが収納される。従って、複数のア
プリケーションに対しては複数のモジュールが必要であ
る。すなわち、カードに一つのモジュールを内蔵したと
すれば、複数のカードが必要ということになる。カード
が複数枚になるとカード入れ等を占有して、持ち歩きに
不便である。

【０００５】仮にＩＣモジュール内のメモリに余裕があ
れば、特開平１１−３９４４５号に記載されているよう
に、複数のアプリケーションプログラムを内蔵すること
は可能である。しかし、アプリケーションの選択はカー
ドユーザー側で行われるものであり、あらかじめ予想し
て用意しておくことは難しい。またユーザー側でプログ
ラムを書き込むことも考えられるが、そのためにはメモ
リを書き換え可能なメモリ、すなわち、ＥＥＰＲＯＭな
どの高価なメモリが必要となってしまい、カード製造が
コストアップになる。また、書き換えを行わせることで
セキュリティ面でも問題がある。また、書き換えたこと
により予め書き込まれていたプログラムへの影響も考慮
しなければならず、複雑な手続きが必要となってしま
う。

【０００６】またリーダライタとの通信に接点を用いる
接触式ＩＣカードの場合は、一枚のカード内に複数のモ
ジュールを埋め込むことが可能である。これに対して非
接触ＩＣカードの場合もモジュール一つ一つにアンテナ
を備え、それを複数個、カード内に埋め込むことは可能
である。しかし、通信時にモジュール間で干渉が生じて
うまくリード・ライトできなかったり、アンテナが小さ
いため通信距離が短くなってしまう等の問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、以上
の問題点に鑑みてなされたもので、複数のアプリケーシ
ョンに対応できるよう一枚のカード基体内に複数のＩＣ
モジュールを内蔵し、かつ良好な通信を確保することを
可能とした非接触ＩＣカードを得ることを目的とする。

【０００８】

【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、少なくとも二つ以上のモジュールと、該モジ
ュールに接続される第１コイルと、プラスチック等のカ
ード基体内に内蔵される第２コイルとを備えることで、
複数のアプリケーションに対応し、かつ、良好な通信を
確保が可能となる。そして、請求項２に示すように、前
記モジュールと前記モジュールに接続してなる第１コイ
ルが一体化されており、前記カード基体から取り外し可
能とすることで、アプリケーションに応じてモジュール
を増減したり、交換したりすることが可能となり、柔軟
な対応ができるカードを提供することができる。また、
請求項３においては、第２コイルにはコンデンサが接続
され、共振回路であることにより、より良好な通信を確
保することが可能となる。さらに、請求項４において
は、前記コンデンサは第２コイルと同じフィルム上に設
けられたフィルムコンデンサとすることで、カード製造
が容易となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明による非接触ＩＣカードを
図１に示す。図１（ａ）はカードの上面図、図１（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。モジュール
（１）はカード基体（３）に埋め込まれているが、接触
式ＩＣカードのようにモジュールがカード外観より見え
るようにすることも可能である。このとき、モジュール
には粘着材等による加工を施せば取り外し可能となり、
アプリケーションに応じて交換することもできる。

【００１０】また、カード基体は主にＰＶＣやポリエス
テル等の合成樹脂であり、エポキシやウレタンなどでも
良い。また、合成樹脂だけでなく紙や合成樹脂に無機物
を添加したもの、合成樹脂のアロイ、その他板状に加工
できるものならば利用可能である。カードの表面には従
来のクレジットカードのように写真や磁気テープ、ホロ
グラム等を設けても良い。

【００１１】また、カード基体には第２コイル（２）が
内蔵されている。第２コイルはループ上のコイルアンテ
ナで、銅線や金属箔をエッチングしたもの、導電ペース
トを印刷したもの等が用いられる。コイルの巻数は１〜
数巻が一般的である。特開平１０−６９５３３号のよう
にリーダライタとの通信周波数において共振するように
することで効率良く電力を得ることができる。共振させ
るために、第２コイルの巻数を任意に選定したり、コン
デンサを接続することが可能である。コンデンサは第２
コイルをＦＰＣのようなフィルム上の基板を用いて形成
した場合、フィルムの表裏に導電体を形成し、その間の
静電容量を使用すれば、別途コンデンサを取り付けなく
てよく、容易に形成できる。また、直流抵抗値もより低
くすることでより効率良く電力を得ることができる。さ
らに、モジュール（１）には第１コイルが設けられいる
ので、モジュール（１）のより近くに第２コイルを配置
することで、モジュールへの電力供給は効率的に行われ
る。なお、第１コイルと第２コイル（２）との結合度を
あげるために、第２コイルをモジュール周辺でループさ
せることも可能である。これらの方法を独立して行って
も良いが、任意に組み合わせて使用することも有効であ
る。

【００１２】図２に、本発明によるＩＣモジュールを示
す。図２の（ａ）はモジュールの上面図、図２（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ’における断面図である。先ずモジュー
ル（１）は、サブストレート（７）にＬＳＩ（５）が実
装され、封止樹脂（４）により封止されている。サブス
トレート（７）は一般的なＬＳＩ実装に用いられるリー
ドフレームやガラスエポキシ基板が用いられる。ポリイ
ミドやポリエステル等の絶縁性樹脂に導電体を形成した
ＦＰＣ（flexible printedcircuit）を用いても良い。
導電体は銅やアルミ等の金属やそれらの合金、また、そ
れらにメッキをかけることもある。なお、導電性樹脂を
用いて形成してもよい。導電体を用いてスパイラル上の
第１コイル（６）とＬＳＩ（５）を接続するパターンを
形成する。なお、第１コイル（６）は銅線を巻いたもの
でも良い。

【００１３】また、ＬＳＩ（５）はサブストレート
（７）に実装される。実装方法はフリップチップ方式や
ワイヤボンディング方式など一般的なＬＳＩの実装方式
が用いられる。図２（ｂ）ではフリップチップ実装方式
の一例を示している。実装されたＬＳＩ（５）は必要に
応じて封止樹脂（４）により封止される。封止樹脂
（４）はエポキシ系やシリコーン系等の樹脂が用いられ
る。封止方法はポッティング方式やトランスファモール
ド方式などを用いるのが一般的である。

【００１４】

【実施例】以下に具体的実施例を説明する。 ＜実施例１＞本発明による実施の一例を図３を用いて説
明する。モジュール（１０１）は、サブストレートにＬ
ＳＩをフリップチップ法で実装し、ＬＳＩ部分をエポキ
シ樹脂にてトランスファモールド法にて封止して得た。
サブストレートは厚さ１００μｍのガラスエポキシ基材
に１８μｍの厚さの銅箔を貼り、ニッケル及び金メッキ
を施したものを用いて、ＬＳＩの実装部と第１コイルの
パターンをエッチング法にて設けた。次いで、シートＣ
（１１３）には厚さ２００μｍのＰＶＣに銅箔を貼り付
けたものを用い、第２コイル（１０２）をエッチング法
にて形成して得た。さらに、モジュール（１０１）のＬ
ＳＩ封止部分が嵌合するように、嵌合穴を形成した。さ
らに、モジュール（１０１）をシートＣ（１１３）のモ
ジュール嵌合穴（１２１）にそれぞれ配置し、シートＢ
（１１２）およびシートＤ（１１４）を用いて積層し、
さらにその後、シートＡ（１１１）およびシートＥ（１
１５）を積層して、本発明による非接触ＩＣカードを得
た。すなわち、モジュール（１０１）を４つ内蔵したこ
とで、独立した４つのアプリケーションに対応し、か
つ、それぞれ良好な通信が可能な非接触カードを得るこ
とができた。

【００１５】＜実施例２＞本発明による実施例２を図４
を用いて説明する。先ず、モジュール（１０１）は、サ
ブストレートにＬＳＩをフリップチップ法で実装し、Ｌ
ＳＩ部分をエポキシ樹脂にてトランスファモールド法に
て封止して得た。サブストレートは厚さ１００μｍのガ
ラスエポキシ基材に、１８μｍの厚さの銅箔を貼り、ニ
ッケル及び金メッキを施したものを用いて、ＬＳＩの実
装部と第１コイルのパターンをエッチング法にて設け
た。次いで、シートＣ（１１３）には厚さ２００μｍの
ＰＶＣに銅箔を貼り付けたものを用い、第２コイル（１
０２）をエッチング法にて形成して得た。さらに、モジ
ュール（１０１）のＬＳＩ封止部分が嵌合するように、
嵌合穴を形成した。第２コイル（１０２）の形状は、モ
ジュール（１０１）の外周を一回りするようにループを
形成し、これによりモジュール（１０１）に設けられた
第１コイルとの結合度を向上させている。さらにモジュ
ール（１０１）をシートＣ（１１３）のモジュール嵌合
穴（１２１）にそれぞれ配置し、シートＢ（１１２）お
よびシートＤ（１１４）を用いて積層し、さらにその
後、シートＡ（１１１）およびシートＥ（１１５）を積
層して、本発明による非接触ＩＣカードを得た。すなわ
ち、モジュール（１０１）を４つ内蔵したことで、独立
した４つのアプリケーションに対応し、かつ、それぞれ
良好な通信を可能とした非接触ＩＣカードを得ることが
できた。さらに、第２コイル（１０２）にモジュール
（１０１）の第１コイルとの結合度を向上させるループ
を形成したため、より良好な通信を行うことができた。

【００１６】＜実施例３＞本発明による実施例３を図５
を用いて説明する。先ず、第２コイル（１０２）を形成
したシートを実施例１あるいは２のように積層して、カ
ード基体（１１６）を得た。カード基体（１１６）に、
モジュール（１０１）を嵌合させるため嵌合穴（１２
１）をミリング法にて設けた。次いで、モジュール（１
０１）はサブストレートにＬＳＩをフリップチップ法で
実装し、ＬＳＩ部分をエポキシ樹脂にてトランスファモ
ールド法にて封止して得た。また、サブストレートは厚
さ１００μｍのガラスエポキシ基材に１８μｍの厚さの
銅箔を貼り、ニッケル及び金メッキを施したものを用い
て、ＬＳＩの実装部と第１コイルのパターンをエッチン
グ法にて設けた。すなわち、モジュール（１０１）に粘
着剤（図示をせず）を設け、カード基体（１１６）と接
合して、本発明による非接触ＩＣカードを得ることがで
きた。なお、モジュール（１０１）はアプリケーション
に応じて適当なものを選択し、交換が可能なので、アプ
リケーションごとに独立し、かつ柔軟性の高いカードを
得ることができた。

【００１７】＜実施例４＞本発明による実施例４を図６
および図７を用いて説明する。先ず、モジュール（１０
１）は、サブストレートにＬＳＩをフリップチップ法で
実装し、ＬＳＩ部分をエポキシ樹脂にてトランスファモ
ールド法にて封止して得た。サブストレートは厚さ１０
０μｍのガラスエポキシ基材に１８μｍの厚さの銅箔を
貼り、ニッケル及び金メッキを施したものを用いて、Ｌ
ＳＩの実装部と第１コイルのパターンをエッチング法に
て設けた。次いで、シートＣ（１１３）には厚さ２００
μｍのＰＶＣに銅箔を貼り付けたものを用い、第２コイ
ル（１０２）をエッチング法にて形成して得た。さら
に、モジュール（１０１）のＬＳＩ封止部分が嵌合する
ように、嵌合穴を形成した。また、第２コイル（１０
２）には、リーダライタの共振周波数と一致するように
コンデンサ（１０３）をフィルム上に設けた。次いで、
モジュール（１０１）をシートＣ（１１３）のモジュー
ル嵌合穴（１２１）にそれぞれ配置し、シートＢ（１１
２）およびシートＤ（１１４）を用いて積層し、さらに
その後、シートＡ（１１１）およびシートＥ（１１５）
を積層して、本発明による非接触ＩＣカードを得た。す
なわち、モジュール（１０１）を２つ内蔵したことで、
独立した２つのアプリケーションに対応し、かつ、それ
ぞれ良好な通信が可能な非接触カードを得ることができ
た。さらに、第２コイル（１０２）にコンデンサ（１０
３）を設けたことで、より良好な通信を行うことができ
た。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、それぞれ独立したモジ
ュールを複数カード内に内蔵することで、多用なアプリ
ケーションに対応することが可能となる。すなわち、モ
ジュールは独立しているので、アプリケーション毎のセ
キュリティもそれぞれに守られると共に、モジュール自
体は個別に製造し試験できるため、製造が容易である。
また、モジュールを埋め込んでからカードを形成する場
合に比べ、モジュールにストレスが加わらないので、カ
ード化時の製造条件をゆるくすることができる。また、
モジュールをカード外部から取り外し可能な形状にして
おけば、アプリケーション毎にモジュールを交換して対
応することもできるようになり、より柔軟性が向上す
る。なお、第１コイルのみのモジュールだけでは極端に
短い距離しか通信できないが、第２コイルを設けること
で安定して良好な通信を行うことができる。さらに通信
距離を伸ばしたいときなどは、第１コイルと結合度を向
上させるループコイルを用いたり、第２コイルをリーダ
ライタの共振周波数に合わせるようコンデンサを設け、
タンク回路にすることで可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による非接触ＩＣカードを示すもので、
（ａ）は非接触ＩＣカードの上面図であり、（ｂ）は非
接触ＩＣカードの断面図である。

【図２】本発明による非接触ＩＣカードに用いるＩＣモ
ジュールを示すもので、（ａ）はＩＣモジュールの上面
図であり、（ｂ）はＩＣモジュールの断面図である。

【図３】本発明の実施例１による非接触ＩＣカードの構
成を示した斜視図である。

【図４】本発明の実施例２による非接触ＩＣカードの構
成を示した斜視図である。

【図５】本発明の実施例３による非接触ＩＣカードの構
成を示した斜視図である。

【図６】本発明の実施例４による非接触ＩＣカードの構
成を示した斜視図である。

【図７】本発明の実施例４による非接触ＩＣカードの第
２コイルを示すもので、（ａ）は第２コイルの上面図で
あり、（ｂ）はそのＣ−Ｃ’断面図である。

【符号の説明】

１ ……ＩＣモジュール ２ ……第２コイル ３ ……カード基体 ４ ……封止樹脂 ５ ……ＬＳＩ ６ ……第１コイル ７ ……サフストレート １０１…ＩＣモジュール １０２…第２コイル １０３…コンデンサ １１１…シートＡ １１２…シートＢ １１３…シートＣ １１４…シートＤ １１５…シートＥ １１６…カード基体 １２１…モジュール嵌合穴

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも二つ以上のモジュールと、当該
   モジュールに接続される第１コイルと、プラスチック等
   のカード基体内に内蔵してなる第２コイルとを備えたこ
   とを特徴とする非接触ＩＣカード。
2. 【請求項２】前記モジュールと、当該モジュールに接続
   される第１コイルが一体化されており、前記カード基体
   から取り外し可能としたことを特徴とする請求項１に記
   載の非接触ＩＣカード。
3. 【請求項３】前記第２コイルにはコンデンサが接続さ
   れ、共振回路であることを特徴とする請求項１に記載の
   非接触ＩＣカード。
4. 【請求項４】前記コンデンサは、第２コイルと同じフィ
   ルム上に設けられたフィルムコンデンサであることを特
   徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカード。