JP2002207987A - カードまたはラベル用の非接触電子モジュール - Google Patents

カードまたはラベル用の非接触電子モジュール

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JP2002207987A
JP2002207987A JP2001307817A JP2001307817A JP2002207987A JP 2002207987 A JP2002207987 A JP 2002207987A JP 2001307817 A JP2001307817 A JP 2001307817A JP 2001307817 A JP2001307817 A JP 2001307817A JP 2002207987 A JP2002207987 A JP 2002207987A
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electronic
antenna
module
microcircuit
electronic module
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Michel Leduc
レデュク，ミシェル
Philippe Martin
マルタン，フィリップ
Richard Kalinowski
カリノスキー，リチャード
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Original Assignee
Gemplus Card International SA
Gemplus SA
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】電子ラベル形式の携帯品は多数の、特には１０
０以上の巻数のアンテナを具備し、特にアンテナがモジ
ュールのマイクロ回路に溶接によって接続されるときに
ラベル製造段階において、これらの寸法は取り扱いが困
難である。 【解決手段】非接触カード１または非接触電子ラベルを
製作するために適した電子モジュール６であって、マイ
クロ回路７のための筺体基板を具備しマイクロ回路７は
電子モジュール６の非接触動作を可能とするアンテナ２
に接続される。アンテナ２は全体がモジュール上に配置
され回路基板の平面内に形成された巻線を有しマイクロ
回路７が巻線を跨いでアンテナ２と同一側に配置されア
ンテナ２の接続端子が導体線を介して電子モジュール６
およびマイクロ回路７の対応するそれぞれの接続パッド
に接続され絶縁体がマイクロ回路７と電子マイクロ回路
その下の少なくともアンテナ領域の間に設置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、集積マイクロ回路で構成される
電子モジュールを具備する、特に非接触電子ラベルおよ
びチップカードのような携帯品の分野に関する。
【０００２】本発明は、またこのようなモジュールおよ
びこのような携帯品の製造方法にも関する。
【０００３】携帯品は、例えば交通、電話または他のサ
ービスに対する支払動作のような種々の操作を実行する
ことを意図した ISOフォーマットの非接触カードの形式
で周知である。このような操作は、カードの電子モジュ
ールと受信機または読み取り装置の間の遠隔結合によっ
て実行される。結合は読み取りモードでだけ、または読
み取り／書き込みモードで実行されるかもしれない。
【０００４】カードに関して、本発明は明らかに接触な
どで動作するカードに関するだけではないことは承知さ
れるべきである。これは接触有り無しの両モードで動作
することの可能な混合またはハイブリッドカードにも関
する。かかる混合カードは、例えば、価値の単位（貨幣
単位あるいは各種サービスに対する支払単位）が記入さ
れた後に、読み取り装置の傍を通過する際に、ある数の
価値の上記単位によってそのカードが遠隔で引き落され
るような電子現金支払形式の操作に使用されるが、この
形式の引き落は非接触操作である。もし必要であれば、
これらのカードはその目的に設計された支払機において
再び記入され得る。
【０００５】本開示の必要上そして簡略化のために、非
接触カードは混合カードおよび非接触カードの双方の意
味に使用される。
【０００６】携帯品はまた、種々の識別または追跡操作
に対しても一般的に使用される電子ラベルの形式として
も、周知である。これは第１にマイクロ回路を有する電
子モジュールと、第２に比較的低周波数（150Khz）で動
作するコイル状アンテナと組み合され、モジュールの寸
法と比較して相対的に大きい寸法の筺体とから構成され
る。
【０００７】これらは現在製造されているように、電子
ラベル形式の携帯品は、多数の、特には 100以上の、巻
数のアンテナを具備し、特にアンテナがモジュールのマ
イクロ回路に溶接によって接続されるときにラベル製造
段階において、これらの寸法は取り扱いを困難にしてい
る。
【０００８】同様に、非接触形式の携帯品もまた不利な
点を有している。これらは現在製造されているように、
非接触カードは通常の寸法の携帯品である。本発明に対
する通常の、しかし限定的ではない標準は、長さ 8.5m
m、幅54mm、厚さ0.76mmの標準フォーマットのカードに
対応するいわゆるISO 7810である。
【０００９】最も良く知られたカードにおいては、各カ
ードは、プラスチックシートのアセンブリで製造された
カード本体および、このアセンブリに埋め込まれ自己イ
ンダクタンス形のコイル状アンテナに２つの端子を介し
て接続される集積回路またはいわゆる「チップ」と呼ば
れるマイクロ回路を具備する電子モジュールから構成さ
れる。このチップはメモリを有し、ある場合にはマイク
ロプロセッサを具備するかもしれない。電子モジュール
の寸法は、本質的にカードの寸法より小さく、カードを
折り曲げることによりカードに加えられる機械的応力は
角においてはカードの中央ほど高くないのでモジュール
は普通カードの角の１つに配置される。
【００１０】しかしながら、いくつかの周知の非接触カ
ードにおいては、カード本体中の空洞のための準備がな
され、カードの非接触操作を可能とするために、集積回
路に接続されるコイルに取り付けられるモジュールに対
する準備がなされている。
【００１１】非接触カードのこのカテゴリにおいては、
カードフォーマット中の認識ユニットの製造に対するDE
-A-4311493（AMATECH)以後アセンブリユニットは特に周
知である。
【００１２】第１の実施例によれば、モジュール21は、
その上に集積回路チップ29が固定されるモジュール基板
28を具備している。コイル30は、モジュール上に非接触
識別容量を与えるような方法でチップ29を乗り越えてい
る。この明細書はモジュールと非接触読み取り機の間の
指示距離は小さいと規定している。またアンテナを有す
るこのようなモジュールを使用したチップカードは明ら
かにまったく販売されていないということは、上述した
モジュール構造とともに必然的に惹起する価格と短い通
信範囲による。
【００１３】さらに、本明細書中においてアンテナが、
製造、価格、製造量および均一な性能に関する困難の惹
起を与えるチップ上に挿入されるコイル状中空アンテナ
の形式であることも注意されるべきである。
【００１４】さらに、DE 3721822C1（PHILIPS）の後
に、コイルと集積回路の間の脆弱な接続の問題を解決す
ることを意図した設計の接触なしで動作するチップカー
ドは周知である。この目的に対して、本明細書はモジュ
ールを有しないチップカードについて記載し、アンテナ
２は、その上に集積回路５が作成される半導体それ自体
上に組み立てられる。アンテナは、同時に、結果として
の集積回路が４×６から６×８mm2 となるように集積回
路の上層に20という少ない巻数で実現される。
【００１５】その結果、アンテナの有効表面積は小さ
く、これはアンテナの範囲に有害である。また、この明
細書に係るカードは、経済的は方法では製造され得な
い。基本的な半導体パッドの寸法は、大量生産される集
積回路に対して主たる価格要因の１つであることは周知
である。しかしながら、本明細書において、アンテナを
含む集積回路の最小寸法は少なくとも約24mm2 であり、
一方安価な非接触カードは約１mm2 の極めて小さい寸法
のマイクロ回路を使用している。
【００１６】非接触カードを製造する複数の他の製法
は、同一の出願人によって出願され、番号95 400305.
9，95 400365.3および95 400790.2 の下に出願された仏
国出願に述べられているように、周知である。これらの
特許出願は、その寸法が本質的にカードの寸法と同一で
あり、チップを運搬するマイクロモジュールに接続され
るアンテナを具備する非接触カードについて記述してい
る。
【００１７】このようなアンテナは、所定の読み込みま
たは書き込み磁力場に対して相対的に広い範囲を有する
利点を有している。受信アンテナが電磁場を横切った時
に、受信アンテナの端子に発生する起電力Ｅを決定する
方程式は以下の形式である。
【００１８】（１）Ｅr ＝Ｉe （Ｋe Ｓe Ｎe ）・（Ｋ
r Ｓr Ｎr ）／Ｄ3 ここでＫは定数、Ｓはアンテナの平均巻線の表面積、Ｎ
はアンテナを形成するために巻回された巻数、添字ｅお
よびｒはそれぞれ送信側、受信側を表わし、Ｄは指示距
離、即ち、カードのアンテナと外部読み取り機のアンテ
ナとの間の距離である。読み込み操作を開始し実行する
ためにカードチップの回路を動作させるために、電圧Ｅ
はある閾値を越えねばならず、これは普通３Ｖの領域で
ある。
【００１９】従って、所定の読み出しまたは書き込み距
離Ｄに対して、非接触カードで達成されるべきことは、
読み出しおよび／または書き込み側で平均巻線の表面積
および／またはアンテナの巻数Ｎが増加されることが必
要であることが判明する。
【００２０】読み出しまたは書き込みのための選択され
た周波数におけるアンテナの効率は次式で与えられるア
ンテナコイルの過電圧係数によって決定されるであろ
う。
【００２１】（２）Ｑ＝Ｌω／Ｒ ここで、Ｌはコイル直径および巻数に応じて増加するコ
イルインダクタンス、ω＝２πｆ，ｆは定められた応用
に対して固定される指示周波数そしてＲは形成されるワ
イヤ長に比例するアンテナコイルの電気抵抗である。
【００２２】ＬおよびＲはアンテナの効率に逆の効果を
及ぼすので、それらは相互に相殺し、アンテナの実際の
効率要因は特にアンテナの全表面積ＳＮに関連する。
【００２３】所定の平面コイルの寸法に対して、巻数Ｎ
は巻線の幅および生産に使用される技術に依存する２つ
の巻線間の空隙によって制限される。
【００２４】従って、他のすべてのことが等しければ、
実際に広く使用されていた非接触カード用の良いアンテ
ナを得るための自然な傾向は、非接触カード上で、各巻
線の寸法がカードの表面にできる限り近づいたアンテナ
を使用することである。
【００２５】しかしながら、このような非接触カードの
製造における経験が示すように、この選択もまた、いく
つかの不利益をもたらす。
【００２６】カード内に一体化するためのこの寸法のア
ンテナの取り扱いおよび電子モジュールに対する電気的
接続は（電子ラベルの例で前述したように）深刻な技術
的課題を惹起する。
【００２７】使用される技術によらず、電子モジュール
とアンテナコイルは自動化するのが困難な方法によって
接続されなければならないので、カードとアンテナの組
み立ては複雑で、高価である。さらに、組み立ては、コ
イルおよびモジュールがカードの表面に顕われず、積層
のために使用される上面および下面シートが変形しない
ようにカード中にコイルおよびモジュールを埋め込むた
めに樹脂の添加を要求する高価な処理である積層を必要
とする。
【００２８】さらに、処理の複雑さは、接触カードの製
造において達成される生産量に比べて大きな生産量を与
えない。このことは、ある種のカードが磁気ストライプ
または浮き出しの印刷および存在を要求するという制限
を一体化するときには特にそうである。カード上に磁気
ストライプを印刷または形成するある種のカードに対し
て、後者は６μｍ以下の垂直的な完全な平面性を有しな
ければならない。浮き出しに対して、カード製造処理に
対して互換性があり選択されるべき材料ならびにアンテ
ナは、実際に、浮き出しのための領域を自由にしておか
なければならず、そうでなければ浮き出しの間にそれは
損傷される。
【００２９】非接触カードおよび電子ラベルに対する現
在の製造方法に関連する上記すべての不利益に対して、
出願者の技術者は上述したすべての不利益を回避するこ
との可能な非接触カードおよびラベルに対する新規な製
造方法を決定することに着手した。
【００３０】より特定すれば、本発明の目的は、チップ
カードおよび／または電子ラベル形の携帯品製造のため
に使用されるかもしれない可能性のある高価でない手段
を提供することである。
【００３１】本発明の他の目的は、非接触カードおよび
ラベルに対して自動化された機械を使用して信頼性のあ
る高品質の製造を許容する低価格の製造処理を提供する
ことである。
【００３２】本発明のさらなる目的は、完全に平坦な非
接触カードを得るために使用され得る製造方法を提供す
ることである。
【００３３】本発明の付加的な目的は、特にカード印
刷、カード浮き出し、または磁気ストライプの形成を相
殺するために、カード本体およびアンテナのすべての引
き続く組み立て段階において互換性のある非接触カード
を製造するための処理を可能とすることである。
【００３４】この目的のために、本発明は非接触カード
および／または非接触電子ラベルを製造するために適し
た形式の電子モジュールに関するものであり、モジュー
ルの非接触動作を可能ならしめるアンテナに接続可能な
電子マイクロ回路を搭載するための回路基板を具備し、
アンテナがモジュール全体に配置され、回路基板面上に
巻線を構成することを特徴とする。
【００３５】従って、本発明は、通常のフォーマットの
非接触カードまたはその形状によらず小型化された電子
ラベルの製造に事実上無関係に使用される小型の基本的
部分を提供する。
【００３６】本発明に係る電子モジュールの有利な特徴
は、−アンテナはその外寸法が５から15mmで、望ましく
は約12mmである螺旋で形成され、その両端は電子マイク
ロ回路の接点に接続される。
【００３７】−アンテナは６から50回の導電体螺旋であ
り、各巻線の幅は約50から 300μｍであり、２つの隣接
する巻線の間隔は約50から 200μｍである。
【００３８】−アンテナを形成する螺旋は、例えば、５
から15mm望ましくは12mmの外径を有する本質的に円形の
外形を有する。変形として、その螺旋は外辺が５から15
mm、望ましくは12mmである本質的に長方形の外形である
か、または直径が約15mmであり小径が５mmである本質的
に楕円形の形状である。
【００３９】−マイクロ回路はアンテナの中央に配置さ
れ、モジュールのアンテナと同一面上でアンテナの接続
端子は導電線を介してモジュールまたはマイクロ回路の
対応する接続パッドに接続される。変形として、マイク
ロ回路はアンテナの巻線をまたがってアンテナと同一面
に配置され、アンテナの接続端子は導電線を介してモジ
ュールおよび電子マイクロ回路の対応する接続パッドに
接続され、マイクロ回路と少なくともその下に横たわる
アンテナ領域の間に絶縁物が配置される。モジュール実
施例の他の変形によれば、電子マイクロ回路はアンテナ
が設置されないモジュールの側面に配置され、アンテナ
の接続端子は回路基板中のアンテナ接続端子の孔を貫通
する導電線を介してモジュールまたはマイクロ回路の対
応する接続パッドの接続される。
【００４０】−ハイブリッドカードが接点および／また
はアンテナを介して読み出し、書き込みが可能となるよ
うに、回路基板の一方の側に電子モジュールはマイクロ
回路に接続されるアンテナを具備し、回路基板の他の側
に同じくマイクロ回路に接続される可視的な接続パッド
を具備する。
【００４１】−同調キャパシタがアンテナおよび電子マ
イクロ回路の端子に並列に接続され、その値は約１MHz
から450MHzの範囲に存在するモジュール動作周波数を得
るように選択される。特に、同調キャパシタの値は12か
ら 180ピコファラッドの範囲にあり、モジュールの動作
周波数は約13.56MHzである。代案としては同調キャパシ
タの値は30から 500ピコファラッドの範囲にあり、モジ
ュールの動作周波数は約8.2MHzである。この同調キャパ
シタは、前もって絶縁体で覆われていたマイクロ回路表
面上の酸化シリコンを蒸着させることによって得られ
る。
【００４２】本発明は、一体化されたアンテナを有する
小型化された電子モジュールを具備する特に上述した非
接触カードおよび電子ラベルに関し、またこの形式の非
接触カードおよび電子ラベルの製造方法にも関する。
【００４３】本発明に係る非接触カードを製造するた
め、使用されることは、 −電子モジュールの筺体からアンテナおよびマイクロ回
路を具備する非接触モジュールを切り出すこと。
【００４４】−カード本体中に構成されるモジュールと
本質的に同一寸法の開口の反対側にこのモジュールを運
搬すること。
【００４５】−このモジュールをカード本体の開口に取
り付けること。
【００４６】本発明に係る電子ラベルを製造するため
に、以下が代案として十分である。
【００４７】−電子モジュールの筺体から、アンテナお
よびマイクロ回路を具備する非接触モジュールを切り出
すこと。
【００４８】−切り出された電子モジュールを保護基板
中に一体化すること。
【００４９】代案として、より簡単な方法として、電子
ラベルの製造のために非接触カードの製造ラインを使用
することを提案する。この目的のために、電子モジュー
ルは上述のように電子モジュールの周囲からモジュール
を保護するために、あるカード本体基板を切り離すよう
に非接触カードから切り出されることだけを必要とす
る。例えば同一カードから同一形状の他の部分を切り出
し、そしてモジュールを覆い保護するようにこの部分を
固定することによって達成される。
【００５０】本発明は、非制限的な実施例を与える以下
の記述および添付図を参照することにより、より一層理
解される。
【００５１】同一の部品には、すべての図において同一
の参照番号が付与されている。
【００５２】実際に市販されている形式を具備する非接
触カード１の図および設計図を示す図１を参照する。理
解できるように、大型コイルの形でコードの寸法よりわ
ずかに小さいアンテナが、カード本体に一体化され、ア
ンテナ２のコイルの２終端は、いわゆるチップと呼ばれ
る集積回路７を担う電子モジュール６の供給接点４，５
に接続される。
【００５３】コイルは、４巻線だけが示されている巻線
数を除いて実物大で示されている。このようなコイル２
をカード本体にとりつけるために、上述の不利益を有す
る複雑、高価な積層または射出操作を実行することが要
求される。この種のアンテナを用いて、70mmの距離から
数MHz の周波数でカード情報を読み出すことが可能であ
る。
【００５４】前述された解決方法の図は図２のカード１
によって示される。これは同一の小型化された筺体上で
従来のチップモジュールの電子的機能とカードと外部読
み出し書き込み装置（図示せず）間における情報の非接
触伝達用送信／受信アンテナの機能とを結合するチップ
カードの特定モジュール６を使用することによって構成
される。
【００５５】モジュール６の寸法は、接触カードを製造
するために使用される周知の製造方法と厚さおよび平
面、長さと幅において同等である。
【００５６】明らかに、実現可能なアンテナを具備した
モジュールに対して、現状技術の教示にかかわらず、数
センチメートルの範囲である十分な距離で電磁的伝達を
確実にすることのできる巻線を維持しながら、アンテナ
の寸法はモジュールの寸法と同一でなければならない。
この目的のために、アンテナは回路基板上にそして本質
的に同一面に直接施設された複数の巻線から構成される
螺旋形状であり、上述した先行技術のある明細書に教示
される中空コイルを除外する。
【００５７】モジュールの形状および利用可能な表面に
最適に適合するために、アンテナは本質的に正方形、長
方形、円形または楕円もしくは他の適当な形状の外側巻
線を有するかもしれない。アンテナの２つの終端は図２
中に参照番号７で示され図４から１２により詳細に示さ
れるモジュール上に配置される集積回路、特にメモリお
よび／またはマイクロプロセッサの供給端子に接続され
る。
【００５８】図３を参照すると、例えば２列に配置され
た複数のモジュール６を有する帯８から本発明に係る電
子モジュールの分離を示している。帯上への従来の電子
モジュールの製造は、接触カード製造の分野の中で周知
であり、従ってこれ以上詳細には記述しない。
【００５９】例えば正方形かつ螺旋形のアンテナ巻線を
「またぐ」集積回路７を具備する形式の本発明に係るモ
ジュール６は、切断処理、例えば機械的切断によって帯
８から切り離される。切り離されたモジュールは、図示
されていないが公知の自動化された手段によって取り出
され、非接触カード１のカード本体３に形成された窓の
ない開口９の反対側（カード本体の開口の底面に面した
集積回路およびアンテナ）の上方の反対側に運搬される
ことが望ましい。与えられた開口９中へのモジュールの
取り付けは接着、溶接または他の適当な方法でなされ
る。
【００６０】結果は、電子モジュールレベル６に配置さ
れるアンテナを具備し、その組み立ては主に前述したば
かりの段階までに制限され、明らかに通常の印刷および
個別化段階から引き続く本発明に係る非接触カードであ
る。
【００６１】図４から図１０は、非接触カードの製造に
対してカード中に組み込まれること、あるいはカードと
は異なる支持中に一体化されること、例えば電子ラベル
を製造することを意図する種々の変形を示している。
【００６２】モジュール６は、その上にコイルだけでな
く以下に説明されるようないくつかの方法で製造される
アンテナが付加される（相対的に柔軟なフィルム、マイ
ラ、エポキシまたはカプトン（capton）中の）従来の回
路基板10から作成される。例えば、アンテナ２は銅シー
トからの打ち抜きによって作成され、打ち抜かれたシー
トと筺体基板との組み立てによって引き継がれる。回路
基板10およびアンテナは、公知の基板案内および位置決
め手段を使用して可能な限り精密な方法で組み立てられ
る。
【００６３】アンテナ２は、アンテナパターンの光エッ
ジング、または回路基板10を形成する柔軟なフィルム上
への金属物質の蒸着によって得られるかもしれない。適
当な回路基板10の選択は、モジュールの厚さに影響を与
え、主にモジュールの意図される使用方法に依存する。
この選択は、完全に当業者の範囲にある。
【００６４】電子モジュール６に対して以前に述べられ
た変形において、アンテナ２は約15μｍから70μｍ厚さ
の銅帯で作成され、螺旋形状に形成され、巻線間に同一
寸法の空隙を有する。この螺旋の両端11，12はマイクロ
回路７と接続するための接続パッドを形成するように拡
大されることが望ましい。
【００６５】マイクロ回路およびアンテナの位置決めに
対する種々の変形に対して準備がなされている。実際的
であり、わずかな空隙（図４）を使用するモジュールの
第１の実施例において、チップ７はアンテナ２の中央に
接着される。図５は、またアンテナの対応する終端11，
12にチップ７の端子を接続するための接続導電線13，14
を示す。この目的のために、リード15がアンテナの線上
を通過させるために必要である。この目的のために、特
に対応する帯領域と接続リード15との間の遮蔽によって
絶縁体16が前もって蒸着されている。
【００６６】モジュール６の他の実施例（図６）におい
て、アンテナ２はモジュールの両側を占め、中央に空き
領域を有しない。この場合、本発明は、アンテナ２とマ
イクロ回路７の間に絶縁体（黒部16）を配置した後アン
テナを有しないモジュール面上へのまたはアンテナと同
一面（図７）へのマイクロ回路７の接着を提供する。
【００６７】図８は、アンテナ２が円形螺旋形状を有
し、マイクロ回路７は絶縁体16を挿入した巻線の面上に
配置された電子モジュール６の変形を示す。この構造に
よって、アンテナとマイクロ回路間の接続線の長さを最
小とする。
【００６８】図９は、引き延ばされた長方形のモジュー
ルが必要な場合に特に適用される、本発明に係るモジュ
ール６の付加的な変形を示している。この場合アンテナ
２の形状は本質的に長方形の螺旋形状を有し、マイクロ
回路はアンテナの角に配置され、マイクロ回路の端子と
コイルパッドとの間の接続は図５に対する記述のように
なされる。
【００６９】チップパッドとアンテナの接続端子との間
の接続は、接続線に対する従来の接続技術、例えばマイ
クロ回路のパッドとアンテナの対応する端子の間に溶接
された導電性線を具備する「ボンディング」あるいはマ
イクロ回路を基板上に接着されるアンテナおよびマイク
ロ回路を担持する面を有する回路基板10上に付加するい
わゆる「フリップ−チップ」技術を使用することにより
製造されてもよい。従って接点の樹脂保護は接触チップ
カードの製造のための通常の工程を用いることによって
達成される。
【００７０】図１０は、同調キャパシタが絶縁層16（影
付部分）の上部への蒸着によってアンテナ巻線をまたが
って形成された本発明の係る電子モジュールのより詳細
な図を与える。アンテナ２の端子11，12とマイクロ回路
のパッド13，14との間に並列にキャパシタを接続するた
めに、キャパシタ17の端子18は端子12およびパッド14に
接続され、キャパシタの他の端子19は、中間パッド20，
21の間に配置され、アンテナの巻線と短絡しないように
絶縁層16上に形成された中間接続22によって接続された
中間パッド20，21を介して端子11とパッド13に接続され
る。
【００７１】明らかに、同調キャパシタ17の他の準備も
可能である。特に、それは、モジュール６の製造段階数
を低減する、マイクロ回路の設計段階においてマイクロ
回路7上に一体化され得る。
【００７２】アンテナの形状は高周波、即ち MHz領域で
の動作を許容するように決定され、同調キャパシタ17の
値は約１MHz から450MHzの高周波領域でアンテナ２の確
定動作周波数を得るために選択される。実施例の１例に
おいて、約13.56MHzの通常動作周波数を得ることを許容
し、同調キャパシタ17の値は12から 180ピコファラッド
の領域にある。他の変形において、8.2MHzでの動作を許
容し、同調キャパシタの値は30から 500ピコファラッド
の領域にある。
【００７３】図１１および１２は、断面図で示したモジ
ュール６の種々の実施例を示す。図１１において、切り
出されその後に筺体基板10に接着されたアンテナとして
金属網が使用される。螺旋アンテナの機械的切り出しは
極端に精密ではない、通常少なくとも 300μｍの領域に
ある帯幅に適当である。
【００７４】図１１（Ａ）において、マイクロ回路７お
よびアンテナ２は筺体基板の２つの対向面に配置され、
アンテナ２の接続端子11，12は筺体10中に作られた孔23
を貫通する接続リード15を介してマイクロ回路（図示せ
ず）のパッドに接続される。
【００７５】図１１（Ｂ）において、マイクロ回路７は
アンテナ２と同一面に存在し、絶縁体16を中に挾んで巻
線上に蒸着される。図１１（Ｃ）において、マイクロ回
路７は回路基板10中にこの目的のために作られた空間25
中に配置され、これによりモジュールユニット６の厚さ
を低減することができる。図１１（Ｄ）において、マイ
クロ回路７は図４，５に示したように、アンテナ２の角
に単に接着される。すべての場合において、アンテナ全
体はモジュールの一部を形成する回路基板10上に配置さ
れ、マイクロ回路はこの基板とアンテナ構造上に取り付
けられる。
【００７６】モジュール６の厚さをさらに低減するため
に、アンテナ２に対して切り出された金属網の代りに、
適当な回路基板10上にエッチングまたは金属被覆法によ
って蒸着された網を使用することも可能である。
【００７７】電子モジュール６の他実施例の上部断面図
である図１２は、ハイブリッド接触および非接触モジュ
ールを得るために、ハイブリッドカードの製造に特に適
用される。このモジュールにおいて、マイクロ回路７お
よびアンテナは図１１において既述したようにモジュー
ルの回路基板10の第１面に配置される。またカードに接
触する接点と同じく接点26は導電性リード27によってマ
イクロ回路の対応するパッドに接続される。マイクロ回
路は適用される外側信号に依存して、接点26またはアン
テナ２を使用して外部と交信することが可能である。ア
ンテナ２を含むハイブリッドカードの動作のすべてに有
効な素子は、小形のハイブリッドモジュール６上に配置
され、カード本体中に挿入即ち包含されることが可能で
ある。
【００７８】上述した形式中の一つで使用する２個のモ
ジュール６は、標準フィルム10（即ち35mm）の幅内に隣
り合せられることが有利であるが、筺体帯８上にあるモ
ジュール６の他の配置は発明の制限内に入る。各モジュ
ール６は、接触カードの製造に対して使用されるよう
に、モジュールをカード本体に運搬するための従来の工
程を使用することによって、標準 ISOフォーマットのカ
ード本体３上に運搬されてもよい。
【００７９】代りに、電子モジュール６は、物品識別の
ために使用されるために使用される形式の電子ラベルの
製造に使用されてもよい。必要であれば、帯８から切り
出された後に、電子モジュール６は保護樹脂または他の
適当な材料のコーティングによって保護され、低価格で
小型のラベルを得ることを許容する。明らかに、電子モ
ジュールは、意図される応用に関連して異なる、または
より容量の大きい支持物（鍵、包装等）に一体化または
固定されてもよい。
【００８０】図１３を参照する。本発明に係る電子モジ
ュール６を使用するにもかかわらず規模の節約および接
触カードの製造ラインの利点を享受するための、ラベル
製造工程の興味深い変形として、電子モジュール６の保
護のために電子モジュール６の周囲のカード本体材だけ
を残すようにそのような電子モジュールを組み込む非接
触カード１からの電子モジュール６の上述の切り出し段
階だけからなる処理を使用して電子ラベルを製造するこ
とも可能である。このように、大量生産された本発明に
係る非接触カードから、カードの厚さを有するが、格段
に小さい平面寸法を有する電子ラベルを得ることが容易
である。
【００８１】しかしながら、この場合、いくつかの応用
に対して主要な不利益が明確となるが、非接触カードか
ら単に切り出されたきには、ラベルはほゞ 100マイクロ
メータ厚のプラスチック物質の膜によって空間の一方の
側に備えられる非常にうすい保護によって一方が保護さ
れるだけであって、モジュールの他の面はさらされてい
る。この欠点を矯正するために、賢明な方法で図１３
（ａ）に示すように全ての工程が説明されるが、計画さ
れたラベルフォーマットの寸法を有する第１の部分28を
カード１の一部から切り出すことが可能である。従っ
て、図１３（ｂ）に示すように、この部分28はモジュー
ル６を見ることができ、保護されていないラベル面上に
搬送される。図１３（ｄ）に示すように適当な技術、特
に接着または超音波溶接を用いて部分28はカード１上に
重ねられる。最後に、図１３（ｅ）に示すように、部分
29が同一寸法で部分28と同一レベルで同一カードから切
り出される。このように図１３（ｆ）に与えられる拡大
図に示す対称性のある電子ラベルが低価格で得ることが
できる。部分28と29は別個に切り出され、次いで組み立
てられることは明らかである。
【００８２】このようなラベル30は両面を保護されたモ
ジュール６を組み込み、ゲームまたはほかの応用に使用
され得るラベルを製造するために両面で図形的に個性化
されるかもしれない。
【００８３】このモジュールカードおよびラベルの性能
に関して、理論的および実際的な結果は、電子モジュー
ル６上でアンテナが得られる性能は１から450MHzの周波
数範囲で操作が可能である。
【００８４】所定の応用に対して要求される性能を得る
ために、十分に高い変調周波数（例えば13.56MHz）が読
み出し／書き込み距離において許容され得る性能を得る
ために使用されることが必要である。
【００８５】もし、例えば、電子現金支払の応用に使用
されている周波数である13.56MHzの周波数が考慮される
ならば、得られる性能は極めて顕著なものである。この
処理を使用してアンテナと共に装着されるチップ７は約
50mmの動作距離を現在達成可能であるが、カードの寸法
の従来のコイルを装着した同じチップはほゞ70から75mm
到達可能である。この相異は大部分の現在考えられてい
る非接触応用に対して致命的ではない。また、この性能
は、送信回路およびモジュールと外部読み取り装置の電
磁エネルギの回収についての研究により本質的に改善さ
れるであろう。
【００８６】１つの実際的な実施例によれば、モジュー
ルの寸法は12mm×12mmの範囲にあるが、性能を増加する
ためにわずかに大きい延長されたフォーマットを使用す
ること、または性能を改善しより大きいアンテナを獲得
するための消費の対価として読み取りアンテナあるいは
チップアンテナそれ自体を最適化することも可能であ
る。
【００８７】本発明の概念において、もし電子モジュー
ル６がカードを製造するために使用されるならば、カー
ドの完全性は全製造工程を通して維持される。従って、
カード本体は磁気ストライプを格納するために従来の方
法で容易に使用され得る。また、これは、従来型カード
の製造者にとって公知の制限以外の特別な制限なしで既
存の工程を用いて印刷されてもよい。
【００８８】さらに、カード本体の材料の選択にはまっ
たく制限がなく、考慮が払われる種々の応用の必要に対
して適用され得る。
【００８９】従って、本発明は同時に、非接触カードに
対する非接触モジュールの製造、特に価格、大きさ、印
刷、磁気ストライプの浮き出しまたは差し込みに対する
互換性の面に関連する上述の不利益のすべてを解決す
る。アンテナの小型化はカード本体の形状に依存しない
電子ラベルの製造に対して同等の利益をもたらす。
【００９０】本発明の経済的な利点は否定しがたいもの
であり、製造の各段階で、非接触カードまたはラベルを
製造するために使用される工程の現状価格の一部で一体
化されたアンテナを有する電子モジュールならびに動作
可能な非接触電子ラベルおよびカードの製造のために使
用されるために同一の製造ラインを使用可能である。
【００９１】本発明に係るモジュール、非接触ラベルお
よびカードに関する、ならびにそれらの製造工程に関す
る他の副次的な利点は、アンテナコイルの取り扱い、錫
溶接、コイルの精密な位置決め、および挿入前の印刷が
要求されないという事実にある。
【図面の簡単な説明】
【図１】現状技術の非接触カードを示す。
【図２】本発明に係る非接触カードを示す。
【図３】本発明に係る非接触カードまたは電子ラベルお
よびモジュールを格納することを目的とするカードに使
用される本発明に係る電子モジュールの連続的製造に使
用される帯を示す。
【図４】本発明に係る電子モジュールの第一の実施例を
示す。
【図５】本発明に係る電子モジュールの第二の実施例を
示す。
【図６】本発明に係る電子モジュールの第三の実施例を
示す。
【図７】本発明に係る電子モジュールの第四の実施例を
示す。
【図８】本発明に係る電子モジュールの第五の実施例を
示す。
【図９】本発明に係る電子モジュールの第六の実施例を
示す。
【図１０】本発明に係る電子モジュールの第七の実施例
を示す。
【図１１】本発明に係るアンテナを具備する電子モジュ
ールの実施例の断面を示す。
【図１２】接触および非接触ハイブリッドカードに対す
るモジュールの断面図を示す。
【図１３】本発明に係る電子モジュールを使用した電子
ラベルの変形に対する製造方法の段階を示す。
【符号の説明】
１…非接触カード ２…アンテナ ３…カード基板 ４、５…供給接点 ６…電子モジュール ７…マイクロ回路 ８…帯 ９…開口 １０…回路基板 １１、１２…アンテナ端子 １３、１４…接続パッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルタン，フィリップ フランス国，エフ−21200 ボーヌ，リュ ドルワール，23 (72)発明者 カリノスキー，リチャード フランス国，エフ−13470 カルノ−アー −プロバンス，アベニュ ジョルジア−ビ ゼ，20 Ｆターム(参考） 2C005 MA14 MA15 MA16 MB03 MB05 MB07 NA09 SA02 5B035 BA03 BB09 CA01 CA11 CA23

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非接触カード（１）又は非接触電子ラベ
    ルを製作するために適した電子モジュール（６）であっ
    て、 電子マイクロ回路（７）のための筐体基板を具備し、 該電子マイクロ回路（７）は、前記電子モジュール
    （６）の非接触動作を可能とするアンテナ（２）に接続
    され、 該アンテナ（２）全体が前記モジュール上に配置され回
    路基板（１０）の平面内に形成された巻線を有し、 前記電子マイクロ回路（７）が巻線を跨いで前記アンテ
    ナ（２）と同一側に配置され、前記アンテナ（２）の接
    続端子（１１，１２）が導体線（１５）を介して前記モ
    ジュール（６）及び前記電子マイクロ回路（７）の対応
    するそれぞれの接続パッド（１３，１４）に接続され、
    絶縁体（１６）が前記電子マイクロ回路（７）と前記電
    子マイクロ回路の下の少なくともアンテナ領域の間に設
    置されることを特徴とする電子モジュール。
  2. 【請求項２】 前記アンテナ（２）が、外径が５〜１５
    ｍｍの範囲、望ましくは１２ｍｍの範囲にある螺旋形で
    あり、その終端（１１，１２）が前記電子マイクロ回路
    （７）のパッド（１３，１４）に接続される請求項１に
    記載の電子モジュール。
  3. 【請求項３】 前記アンテナ（２）が、約６〜約５０の
    間の巻き線を具備する螺旋形状の導体で構成され、該巻
    き線の幅が５０〜３００μｍであり、２つの隣接する巻
    き線間の空隙が５０〜２００μｍである請求項２に記載
    の電子モジュール。
  4. 【請求項４】 前記螺旋形の外形が、本質的に円形であ
    り、５〜１５ｍｍの範囲、望ましくは１２ｍｍの外径を
    有する請求項３に記載の電子モジュール。
  5. 【請求項５】 前記螺旋形の外形が、本質的に、５〜１
    ５ｍｍの範囲、望ましくは１２ｍｍの外側辺長の正方形
    である請求項３に記載の電子モジュール。
  6. 【請求項６】 前記螺旋形の外形が、本質的に、約１５
    ｍｍの長軸、約５ｍｍの短軸の楕円である請求項３に記
    載の電子モジュール。
  7. 【請求項７】 同調キャパシタ（１７）が、前記電子マ
    イクロ回路（７）の接続パッド（１３，１４）に接続す
    るために、前記アンテナの端子（１１,１２）に並列に
    接続され、前記同調キャパシタ（１７）の容量が約１Ｍ
    Ｈｚから４５０ＭＨｚの範囲で前記モジュール（６）の
    ための動作周波数を得るために選択される請求項１から
    ６のいずれか一項に記載の電子モジュール。
  8. 【請求項８】 前記同調キャパシタ（１７）の容量が、
    １２〜１８０ピコファラッドであり、前記電子モジュー
    ル（６）の動作周波数が約１３．５６ＭＨｚである請求
    項７に記載の電子モジュール。
  9. 【請求項９】 前記同調キャパシタ（１７）の容量が、
    ３０〜５００ピコファラッドであり、前記電子モジュー
    ル（６）の動作周波数が約８．２ＭＨｚである請求項７
    に記載の電子モジュール。
  10. 【請求項１０】 前記同調キャパシタ（１７）が、前も
    って絶縁物（１６）で覆われた前記マイクロ回路（７）
    の表面上への酸化シリコンの蒸着によって得られる請求
    項７から９のいずれか一項に記載の電子モジュール。
  11. 【請求項１１】 接点（２６）及びアンテナ（２）の少
    なくとも一方を介して書き込み及び読取りが可能なハイ
    ブリッドカードを得るために、前記回路基板（１０）の
    一面に前記マイクロ回路（７）に接続されるアンテナ
    （２）を、前記回路基板（１０）の他面に同じく前記マ
    イクロ回路（７）に接続される目視可能な接点（２６）
    を具備する請求項１から１０のいずれか一項に記載の電
    子モジュール。
  12. 【請求項１２】 特に目標物識別のための電子ラベルで
    あって、 電子マイクロ回路（７）のための回路基板（１０）を具
    備する電子モジュール（６）を備え、 前記電子マイクロ回路（７）は、前記モジュール（６）
    の非接触動作を可能とするアンテナ（２）に接続され、 前記アンテナ（２）全体が前記モジュール上に配置さ
    れ、前記筐体基板（１０）の表面に形成された巻線を具
    備する電子ラベル。
  13. 【請求項１３】 前記モジュール（６）の最大測定値が
    ５〜１５ｍｍの範囲にある請求項１２に記載の電子ラベ
    ル。
  14. 【請求項１４】 請求項１から１１のいずれか一項に係
    る電子モジュール（６）を備える電子ラベル。
  15. 【請求項１５】 前記電子ラベルが識別されるべき目標
    物の一部とされるように、前記電子モジュール（６）が
    マイクロ回路（７）を具備し、アンテナ（２）が筐体内
    に固定又は一体化される請求項１２から１４のいずれか
    一項に記載の電子ラベル。
  16. 【請求項１６】 電子ラベルの製造方法であって、 非接触カード（１）から、請求項１から１４のいずれか
    一項に係る電子モジュール（６）を含む第一の要素（２
    ８）を前記モジュールの周辺を残す所定の形状に切り出
    す段階と、 カード、望ましくは同一の非接触カード（１）から、前
    記第一の要素と同一形状を有する第二の要素（２９）を
    切り出す段階と、 前記電子モジュール（６）が、前記要素間に収納され、
    それによって保護されるように前記第一及び第二の要素
    （２８，２９）を組み立てる段階を具備する電子ラベル
    の製造方法。
  17. 【請求項１７】 電子ラベルの製造方法であって、 回路基板（１０）、前記回路基板（１０）上に配置され
    たアンテナ（２）、及び前記アンテナ（２）に接続され
    前記回路基板（１０）に搭載される電子マイクロ回路
    （７）を具備する非接触カードから電子モジュール
    （６）を含む第一の要素（２８）を前記モジュールの周
    辺を残す所定の形状に切り出す段階と、 前記非接触カード（１）上に形成された電子モジュール
    （６）の真上に前記第一の要素（２８）を搬送する段階
    と、 前記第一の要素（２８）が積み重ねられた領域から、前
    記第一の要素と同一形状の第二の要素（２９）を、その
    中に前記電子モジュールが含まれるように切り出す段階
    と、 前記電子モジュール（６）が、前記要素間に収納され、
    それによって保護されるように前記第一及び第二の要素
    （２８，２９）を組み立てる段階を具備する電子ラベル
    の製造方法。
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