JP2005011011A

JP2005011011A - 無線カード

Info

Publication number: JP2005011011A
Application number: JP2003173567A
Authority: JP
Inventors: Hisaaki Takemura; 尚朗竹村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】この発明は、ＬＳＩの加熱を抑制できる無線カードを提供することを課題とする。
【解決手段】ＩＣカードは、カード本体２の所定位置に、ＩＣモジュールを取り付けるための座ぐり部２０を有する。座ぐり部２０は、ＩＣモジュールの裏面に面接する環状の底面２１、およびＩＣモジュールの裏面に搭載されたＬＳＩの封止部分を逃がすための凹部２２を有する。ＬＳＩの接続端子にアンテナ４を電気的に接続するためのアンテナ端子３１は、座ぐり部２０の底面２１の面積の５０％以上の面積で底面２１に露出するように、その位置およびサイズが決定されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電波を送受信するためのアンテナ、および無線によりデータを読み書きするＬＳＩを有する無線カードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コイル状のアンテナを内蔵したカードにＬＳＩを搭載した無線カードが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この無線カードは、アンテナを介して無線カードリーダ・ライタからの電波を受信し、電波を受信したことによる起電力によりＬＳＩを駆動し、リーダ・ライタから受信したデータをＬＳＩに書き込むとともにＬＳＩから読み出したデータをリーダ・ライタへ送信する。
【０００４】
つまり、この種の無線カードは、電源を持たず、リーダ・ライタからの電波が届く範囲内に置かれたときに起電力を生じて動作する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−９７６０１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この種の無線カードを、起電力を発生することのできる電波範囲内に長時間放置すると、ＬＳＩが長時間に亘って通電されて加熱する問題が考えられる。特に、無線カードの通信距離が長くなり、暗号処理が複雑になり、処理速度の高速化が進むにつれ、ＬＳＩの加熱の問題が顕著となることが予想される。
【０００７】
このように、ＬＳＩが加熱されると、ＬＳＩが熱により破壊されたり、無線カードをハンドリングするユーザに火傷等の危険が及ぶことが考えられる。
【０００８】
この発明は、以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、ＬＳＩの加熱を抑制できる無線カードを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の無線カードは、カード本体と、カード本体に埋設されたコイル状のアンテナと、配線基板の裏面にＬＳＩを搭載して封止しているとともに該ＬＳＩを上記アンテナに電気的に接続するための接続端子を該配線基板の裏面に有するＩＣモジュールと、このＩＣモジュールを上記カード本体に取り付けるためカード本体に削成され、上記配線基板の裏面に面接する底面、および上記ＬＳＩの封止部分を逃がすための凹部を有する座ぐり部と、この座ぐり部の上記凹部を除く底面の面積の５０％以上の面積で該底面に露出して設けられ、上記アンテナを上記ＬＳＩの接続端子に電気的に接続するためのアンテナ端子と、を備えている。
【００１０】
また、本発明の無線カードは、コイル状のアンテナを有するアンテナ基板と、このアンテナ基板の表面を覆うように設けられた第１のカード基材と、上記アンテナ基板の裏面を覆うように設けられた第２のカード基材と、配線基板の裏面にＬＳＩを搭載して封止しているとともに該ＬＳＩを上記アンテナに電気的に接続するための接続端子を該配線基板の裏面に有するＩＣモジュールと、このＩＣモジュールを上記カード本体に取り付けるため、上記第１のカード基材側から削成され、上記配線基板の裏面に面接する底面、および上記ＬＳＩの封止部分を逃がすための凹部を有する座ぐり部と、この座ぐり部の上記凹部を除く底面の面積の５０％以上の面積で該底面に露出するように上記アンテナ基板の表面に予め設けられ、上記アンテナを上記ＬＳＩの接続端子に電気的に接続するためのアンテナ端子と、を備えている。
【００１１】
上記発明によると、ＬＳＩにアンテナを電気的に接続するためのアンテナ端子の面積を大きくしたため、ＬＳＩに起電力を生じ得る電波環境内に無線カードを長時間放置したような場合であっても、アンテナ端子を介して効率良く放熱できる。特に、ＬＳＩの周辺に近接して配置されたアンテナ端子の面積を大きくすることにより、放熱効果をより高めることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１には、この発明の実施の形態に係るデュアルインターフェースＩＣカード１（無線カード）（以下、単にＩＣカード１と称する）の平面図を示してある。このＩＣカード１は、略矩形板状のカード本体２内にコイル状の導電体からなるアンテナ４を埋設しているとともに、カード本体２の表面側にＩＣモジュール６を搭載している。
【００１４】
アンテナ４は、カード本体２の外周に沿って巻き数１以上で巻き回されて設けられている。ＩＣモジュール６は、カード本体２に対して、ＩＳＯ規格（７８１６−２）に準拠した位置に配置されている。ＩＣモジュール６の表面には、当該ＩＣカード１を図示しない外部機器に投入したとき、外部機器と電気的に接続するための導電体からなる外部接続端子８が設けられている。
【００１５】
つまり、このＩＣカード１は、アンテナ４を介して図示しない外部機器との間で無線によりデータを送受信する非接触式の通信機能と、外部接続端子８を介して図示しない外部機器との間でデータを送受信する接触式の通信機能と、を備えている。
【００１６】
図２にはＩＣモジュール６の表面を拡大した平面図を示してあり、図３にはＩＣモジュール６の断面図を示してあり、図４にはＩＣモジュール６を裏面側から見た底面図を示してある。
【００１７】
ＩＣモジュール６は、略矩形板状の配線基板１１を有する。配線基板１１の表面１１ａには、上述した外部接続端子８が設けられている。配線基板１１の裏面１１ｂには、ＬＳＩ１２がボンディング接続されて取り付けられ、このＬＳＩ１２がモールド部材１３（封止部分）によってモールド（封止）されている。また、配線基板１１の裏面１１ｂには、ＬＳＩ１２をアンテナ４に電気的に接続するための導電体からなる接続端子１４が設けられている。
【００１８】
図５には、カード本体２にＩＣモジュール６を取り付ける前の状態を示してある。また、図６には、図５のＩＣカードを線分ＶＩ−ＶＩで切断した断面図を示してある。さらに、図７には、上述したアンテナ４を表面にプリントしたアンテナ基板１５の平面図を示してある。
【００１９】
図６に示すように、カード本体２は、図７に示したアンテナ基板１５を２層の非導電体からなるカード基材１６、１７で上下に挟んだ構造を有する。より詳細には、アンテナ基板１５の表面１５ａを覆うように第１のカード基材１６が設けられ、アンテナ基板１５の裏面１５ｂを覆うように第２のカード基材１７が設けられている。
【００２０】
アンテナ基板１５は、図７に示すように、その表面１５ａ上に、上述したコイル状のアンテナ４を有する。また、アンテナ基板１５は、その表面１５ａ上に、アンテナ４の両端を上述したＩＣモジュール６の接続端子１４に電気的に接続するための導電体からなるアンテナ端子１８を有する。
【００２１】
上記のように３層構造を有するカード本体２の所定位置には、上述したＩＣモジュール６を取り付けるための座ぐり部２０が削成されている。座ぐり部２０は、図示しないエンドミルによりカード本体２を第１のカード基材１６側から切削加工することにより形成される。
【００２２】
座ぐり部２０は、ＩＣモジュール６をその裏面１１ｂがアンテナ基板１５側に向くように取り付ける際、ＩＣモジュール６の配線基板１１の裏面１１ｂが面接する底面２１、およびＬＳＩ１２を封止したモールド部材１３を逃がすための凹部２２を有する。言い換えると、座ぐり部２０は、矩形環状の底面２１の中央をさらに深く削って矩形の凹部２２を形成した２段構造を有する。
【００２３】
配線基板１１の裏面１１ｂが面接する底面２１は、第１のカード基材１６の厚さ分を全て削ってさらにアンテナ基板１５の表面１５ａを僅かに削った深さ位置に形成される。このとき、アンテナ基板１５の表面１５ａに設けられた２つのアンテナ端子１８が、全て削り取られることの無い深さで削り加工される。つまり、アンテナ端子１８は、切削加工によって座ぐり部２０を形成した際に、底面２１に露出する位置に予め位置決めされて形成されている。
【００２４】
座ぐり部２０にＩＣモジュール６を取り付ける際には、座ぐり部２０の底面２１に露出されたアンテナ端子１８とＩＣモジュール６の配線基板１１の裏面１１ｂに設けられた接続端子１４を半田などの導電材により接合し、且つ、アンテナ端子１８以外の底面２１の部分に接着剤２４を塗布して配線基板１１の裏面１１ｂと接着固定する。
【００２５】
図８には、上記構造のＩＣカード１の回路構造をブロック図にして示してある。ＩＣモジュール６に搭載されたＬＳＩ１２には、上述した外部接続端子８とアンテナ４が電気的に接続されている。
【００２６】
上述したＩＣカード１の利用方法として、接触式と非接触式とがある。
【００２７】
接触式では、ＩＣカード１を図示しないカード処理機に投入し、ＩＣモジュール６の表面に設けられた外部接続端子８をカード処理機の図示しない接続端子に接触させ、ＬＳＩ１２に対するデータの読み書きを行なう。この場合、データの読み書きが終了すると、カード処理機は、自動的に、ＩＣカード１に対する電力供給および信号送信を停止する。
【００２８】
非接触式では、ＩＣカード１を図示しないリーダライタのアンテナ部に翳してＩＣカード１をリーダライタが放出する電波環境内に配置し、カード本体２内に埋設されたアンテナ４を介してＬＳＩ１２に対するデータの読み書きを行なう。リーダライタの電波環境からＩＣカード１が外れると、データの送受信ができなくなり、必然的に処理が終了する。
【００２９】
しかし、何らかの原因によりＩＣカード１をリーダライタの電波環境内に長時間放置してしまうと、ＬＳＩ１２に対する電力供給および信号送信が続けられ、ＬＳＩ１２が不所望に加熱する。つまり、ＩＣカード１のアンテナ４がリーダライタからの電波を受けている間中、アンテナ４を介して起電力を生じＬＳＩ１２が加熱し続ける。
【００３０】
このため、この種のＩＣカードにおいては、ＬＳＩ１２に起電力を生じ得る環境にＩＣカード１を長時間放置したような場合であっても、ＬＳＩ１２を効果的に放熱する工夫が必要とされている。本実施の形態では、アンテナ基板１５の表面１５ａに形成されたアンテナ端子１８の面積を大きくすることにより、ＬＳＩ１２の放熱効果を高め、ＬＳＩ１２が不所望に加熱することを抑制するようにした。
【００３１】
図９にはこの発明の第１の実施の形態に係るアンテナ端子３１を有するアンテナ基板３０の平面図を示してあり、図１０にはこのアンテナ基板３０を有するカード本体２に座ぐり部２０を形成した状態の平面図を示してあり、図１１には座ぐり部２０に取り付けられるＩＣモジュール３２の接続端子３３を示してある。この接続端子３３は、アンテナ端子３１に合う形状に形成されている。尚、ここでは、アンテナ端子３１の形状が異なる以外、上述した実施の形態と同じであるため、上述した実施の形態と同様に機能する構成要素については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３２】
図１０に示すように、本実施の形態のアンテナ端子３１は、カード本体２の短手方向（図中矢印Ｗ方向）に沿って延長させることでその面積を大きくしてある。本実施の形態では、座ぐり部２０の環状の底面２１の面積の５０％以上の面積でアンテナ端子３１が底面２１に露出するように、アンテナ端子３１の面積が決定されている。また、アンテナ端子３１の全ての部分が環状の底面２１に露出するように、アンテナ基板１５に対してアンテナ端子３１が予め位置決めされて形成されている。
【００３３】
ＩＣモジュール３２は、その裏面１１ｂがアンテナ基板３０側に向くように、座ぐり部２０に取り付けられる。この際、ＩＣモジュール３２の接続端子３３とアンテナ端子３１が半田によって接合され、環状の底面２１のアンテナ端子３１が露出していない面に接着剤３４が塗布されてＩＣモジュール３２の裏面１１ｂが接着固定される。
【００３４】
以上のように、第１の実施の形態によると、ＬＳＩ１２に導通するアンテナ端子３１の面積を大きくしたため、ＬＳＩ１２の放熱効果を高めることができ、ＬＳＩ１２が不所望に加熱することを抑制できる。これにより、ＬＳＩ１２に起電力を生じ得る環境に長時間ＩＣカード１を放置したような場合であっても、ＬＳＩ１２が過度に加熱して火傷等の危険性を生じることがない。
【００３５】
図１２にはこの発明の第２の実施の形態に係るアンテナ端子４１を有するアンテナ基板４０の平面図を示してあり、図１３にはこのアンテナ基板４０を有するカード本体２に座ぐり部２０を形成した状態の平面図を示してあり、図１４には図１３の線分ＸＩＶ−ＸＩＶに沿ってカード本体２を切断した断面図を示してあり、図１５には座ぐり部２０に取り付けられるＩＣモジュール４２の接続端子４３を示してある。
【００３６】
図１２に示すように、本実施の形態のアンテナ端子４１は、上述した第１の実施の形態のアンテナ端子３３よりさらに面積を大きくされ、図１３、１４に示すように、その一部がカード本体２内に埋設された状態となっている。当然のことながら、座ぐり部２０の底面２１に露出したアンテナ端子の部分４１’の面積は、図１３に示すように、環状の底面２１の面積の５０％以上となっている。
【００３７】
また、図１２に示すように、本実施の形態のアンテナ基板４０には、カード本体２を構成した際に第１のカード基材１６と第２のカード基材１７とを連結せしめるための複数の貫通孔４４が形成されている。本実施の形態では、複数の貫通孔４４は、アンテナ端子４１がカード本体２内に埋設されている部分で、座ぐり部２０の周辺に近接して設けられている。つまり、複数の貫通孔４４は、アンテナ端子４１の位置に形成されている。しかしながら、貫通孔４４を設ける位置は、これに限らず、任意に設定可能である。
【００３８】
複数の貫通孔４４は、第１および第２のカード基材１６、１７を連結することにより、アンテナ基板４０から第１および第２のカード黄材６、１７が剥離することを防止する。このため、図示しないエンドミルにより座ぐり部２０を切削加工する際に、座ぐり部２０周辺の第１のカード基材１６がアンテナ基板４０から剥離することを防止するため、複数の貫通孔４４を座ぐり部２０の周辺に近接させて形成することが有効となる。
【００３９】
ＩＣモジュール４２は、その裏面１１ｂがアンテナ基板４０側に向くように、座ぐり部２０に取り付けられる。この際、ＩＣモジュール４２の接続端子４３とアンテナ端子４１’が半田によって接合され、環状の底面２１のアンテナ端子４１’が露出していない部分に接着剤４５が塗布されてＩＣモジュール４２の裏面１１ｂが接着固定される。
【００４０】
この際、上述した第１の実施の形態と比較してＩＣモジュール４２を接着するための接着面積がさらに狭くなっているため、図１６に示すように、座ぐり部２０の凹部２２に接着剤４６を塗布して接着力を高めるようにしても良い。この場合、ＩＣモジュール４２の裏面１１ｂにＬＳＩ１２をモールドした封止部分１３が凹部２２の底に接着固定されることになる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態によると、上述した第１の実施の形態と同様の効果を奏することができるとともに、カード本体２に座ぐり部２０を削成する際に、アンテナ基板４０の表面４０ａと第１のカード基材１６が剥離することを防止でき、作業性をより向上させることができ、製品歩留まりを向上させることができる。
【００４２】
図１７には、この発明の第３の実施の形態に係るアンテナ端子５１を備えたアンテナ基板（図示せず）を有するカード本体２に座ぐり部２０を形成した状態の平面図を示してある。また、図１８には、座ぐり部２０に取り付けられるＩＣモジュール５２をその裏面１１ｂ側から見た底面図を示してある。ＩＣモジュール５２の裏面１１ｂには、アンテナ端子５１の露出した部分の形状に合わせた形状の接続端子５３が形成されている。
【００４３】
このアンテナ端子５１は、座ぐり部２０の凹部２２を囲むように、底面２１に露出する面積がさらに大きくされ、ＬＳＩ１２の放熱効果がより高められている。反面、ＩＣモジュール５２の裏面１１ｂを座ぐり部２０の底面２１に接着するための面積がさらに狭くなっているため、凹部２２に接着剤４６を塗布する必要性が高くなる。
【００４４】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００４５】
例えば、上述した実施の形態では、１つのＬＳＩに対して２つのインターフェース４、８を有するデュアルインターフェースＩＣカードに本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、外部接続端子８を持たない無線カードや、２つのＬＳＩ、即ち、外部接続端子に接続したＬＳＩおよびアンテナに接続したＬＳＩを有するコンビネーションＩＣカードに本発明を適用しても良い。
【００４６】
また、上述した実施の形態では、アンテナ端子の面積を単純に大きくすることによりＬＳＩの放熱効果を高めた場合について説明したが、アンテナ端子を平板形状にしないで凹凸を設けることによりＬＳＩの接続端子に接触する面積を大きくして、放熱効果を高めるようにしても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の無線カードは、上記のような構成および作用を有しているので、起電力を生じ得る電波環境に長時間放置された場合においても、ＬＳＩの過度な加熱を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係るＩＣカードを示す平面図。
【図２】図１のＩＣカードに取り付けられるＩＣモジュールを示す平面図。
【図３】図２のＩＣモジュールの断面図。
【図４】図２のＩＣモジュールの底面図。
【図５】図１のＩＣカードに図２のＩＣモジュールを取り付ける前の状態を示す平面図。
【図６】図５のＩＣカードの断面図。
【図７】図５のＩＣカードに組み込まれるアンテナ基板を示す平面図。
【図８】図１のＩＣカードの回路構造を示すブロック図。
【図９】この発明の第１の実施の形態に係るアンテナ端子を備えたアンテナ基板を示す平面図。
【図１０】図９のアンテナ基板を組み込んだＩＣモジュールを取り付ける前の状態のＩＣカードを示す平面図。
【図１１】図１０のＩＣカードの座ぐり部に取り付けられるＩＣモジュールの底面図。
【図１２】この発明の第２の実施の形態に係るアンテナ端子を備えたアンテナ基板を示す平面図。
【図１３】図１２のアンテナ基板を組み込んだＩＣモジュールを取り付ける前の状態のＩＣカードを示す平面図。
【図１４】図１３のＩＣカードの断面図。
【図１５】図１３のＩＣカードの座ぐり部に取り付けられるＩＣモジュールの底面図。
【図１６】座ぐり部の凹部に接着剤を塗布した状態を示す平面図。
【図１７】この発明の第３の実施の形態に係るアンテナ基板を備えたＩＣカードを示す平面図。
【図１８】図１７のＩＣカードの座ぐり部に取り付けられるＩＣモジュールの底面図。
【符号の説明】
１…ＩＣカード、２…カード本体、４…アンテナ、６、３２、４２、５２…ＩＣモジュール、８…外部接続端子、１１…配線基板、１２…ＬＳＩ、１３…封止部分、１４、３３、４３、５３…接続端子、１５、３０、４０…アンテナ基板、１６…第１のカード基材、１７…第２のカード基材、１８、３１、４１…アンテナ端子、２０…座ぐり部、２１…底面、２２…凹部、２４、３４、４５、４６…接着剤、４４…孔、２８…、２９…、３０…。

Claims

カード本体と、
カード本体に埋設されたコイル状のアンテナと、
配線基板の裏面にＬＳＩを搭載して封止しているとともに該ＬＳＩを上記アンテナに電気的に接続するための接続端子を該配線基板の裏面に有するＩＣモジュールと、
このＩＣモジュールを上記カード本体に取り付けるためカード本体に削成され、上記配線基板の裏面に面接する底面、および上記ＬＳＩの封止部分を逃がすための凹部を有する座ぐり部と、
この座ぐり部の上記凹部を除く底面の面積の５０％以上の面積で該底面に露出して設けられ、上記アンテナを上記ＬＳＩの接続端子に電気的に接続するためのアンテナ端子と、
を備えていることを特徴とする無線カード。
上記座ぐり部の底面は、上記凹部を囲む環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の無線カード。
上記ＩＣモジュールは、上記ＬＳＩを外部機器と電気的に接続するための外部接続端子を上記配線基板の表面にさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の無線カード。
上記アンテナ端子は、上記座ぐり部の底面に露出せしめた部分と上記カード本体に埋設された部分を有することを特徴とする請求項１に記載の無線カード。
コイル状のアンテナを有するアンテナ基板と、
このアンテナ基板の表面を覆うように設けられた第１のカード基材と、
上記アンテナ基板の裏面を覆うように設けられた第２のカード基材と、
配線基板の裏面にＬＳＩを搭載して封止しているとともに該ＬＳＩを上記アンテナに電気的に接続するための接続端子を該配線基板の裏面に有するＩＣモジュールと、
このＩＣモジュールを上記カード本体に取り付けるため、上記第１のカード基材側から削成され、上記配線基板の裏面に面接する底面、および上記ＬＳＩの封止部分を逃がすための凹部を有する座ぐり部と、
この座ぐり部の上記凹部を除く底面の面積の５０％以上の面積で該底面に露出するように上記アンテナ基板の表面に予め設けられ、上記アンテナを上記ＬＳＩの接続端子に電気的に接続するためのアンテナ端子と、
を備えていることを特徴とする無線カード。
上記座ぐり部の底面は、上記凹部を囲む環状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の無線カード。
上記ＩＣモジュールは、上記ＬＳＩを外部機器と電気的に接続するための外部接続端子を上記配線基板の表面にさらに備えていることを特徴とする請求項５に記載の無線カード。
上記アンテナ端子は、上記座ぐり部の底面に露出せしめた部分と上記第１のカード基材に埋設された部分を有することを特徴とする請求項５に記載の無線カード。
上記アンテナ基板は、上記第１のカード基材と第２のカード基材を連結せしめるための少なくとも１つの貫通孔を有することを特徴とする請求項５に記載の無線カード。
上記貫通孔は、上記座ぐり部の周辺に近接して設けられていることを特徴とする請求項９に記載の無線カード。
上記アンテナ基板は、上記第１のカード基材と第２のカード基材を連結せしめるため、上記アンテナ端子の上記埋設された部分で上記アンテナ基板を貫通して延びた少なくとも１つの貫通孔を有することを特徴とする請求項８に記載の無線カード。