JP2005149360A

JP2005149360A - Ｓｉｍ用ｉｃカード

Info

Publication number: JP2005149360A
Application number: JP2003389032A
Authority: JP
Inventors: Naohisa Suzuki; 直久鈴木; Seiichi Nishikawa; 誠一西川
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】ＩＣカード基板から折り取りする前の状態で、非接触通信の検査ができるＳＩＭ用ＩＣカードを提供する。
【解決手段】本発明のＳＩＭ用ＩＣカード１は、札入れサイズのカード基体１０内に、周縁スリット２ｓによりＳＩＭ２の外形形状が折り取り可能に形成されているＳＩＭ用ＩＣカードであって、当該ＳＩＭ用ＩＣカード１に装着したＩＣモジュールのＩＣチップが接触と非接触の双方の通信機能部を有し、かつＩＣチップの非接触通信機能部が、ＩＣモジュール端子基板のＣ４，Ｃ８端子に接続し、さらに当該Ｃ４，Ｃ８端子が、札入れサイズカード基体内のアンテナコイル１１に接続していることを特徴とする。
上記において、Ｃ４，Ｃ８端子と札入れサイズカード基体内のアンテナコイル１１を接続する結線部６が周縁スリット２ｓのブリッジ部分２ｂを通るようにすることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、接触と非接触と双方の通信機能を備えるＳＩＭ用ＩＣカードに関する。ここに、ＳＩＭ用ＩＣカードとは、札入れサイズのカード基体内に、周縁スリットによりＳＩＭの外形形状が折り取り可能に形成されていて、当該周縁スリットから折り取りして、当該ＳＩＭを携帯電話機やリーダライタに装着して使用する用途のＩＣカードに関する。
このＳＩＭは、第１にアダプタやリーダライタに装着して施設や交通機関等の非接触ゲートや非接触ショッピング等の決済取引に適用でき、第２に、携帯電話機に装着して利用者識別等に使用でき、第３にＵＳＢコネクタを備えるアダプタに装着すれば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のアクセス権限認証用途に使用できる。
従って、本発明の関連する技術分野は、ＳＩＭの製造や利用の分野に関する。

近年、ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定される接触と、ＩＳＯ１４４４３で規定する非接触インターフェースを備えるＩＣカードが実用されている。
他方、携帯電話機には小型のＩＣカードである、ＳＩＭやＵＩＭ、ＵＳＩＭカードと呼ばれるセキュリティＩＤモジュールが組み込まれてきている。日本でも最新の携帯電話機に組み込まれて既に実用化されている。
ＵＩＭ（ＵｓｅｒＩｄｅｎｔｉｔｙＭｏｄｕｌｅ）は、携帯電話会社が発行する契約者情報を記録した小型のＩＣカードであって、携帯電話機に組み込んで利用者の識別に使用する。

これは同様の機能を持つＳＩＭ（ＳｕｂｓｃｒｉｂｅｒＩｄｅｎｔｕｔｙＭｏｄｕｌｅ）から機能拡張が行われたもので、契約者情報以外に電話帳などのプライベート情報やクレジット決済用の個人識別情報などを暗号化して登録することが可能となっている。ＳＩＭをベースにしていることからＵＳＩＭ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳＩＭ）と呼ばれることもある。ＳＩＭはＧＳＭ携帯電話サービスの利用を目的とするが、ＵＩＭは、例えば、アメリカのｃｄｍａ２０００携帯電話機に差し込んで国際ローミングサービスを受けるといった使用方法が考えられている。
このようなＳＩＭまたはＵＩＭは、ＩＣカード製造の既存技術が有るので、ＩＣカードと同サイズのカード体付き形態とすれば、その製造や発行処理が容易である。

小型のＩＣカードであるＳＩＭやＵＩＭは、ＩＣキャリアともいわれ、当該ＩＣキャリアが、札入れサイズのカードに保持された形態である、「板状枠体付きＩＣキャリア」として特許文献１、特許文献２のような出願がされている。これらの特許文献は、主として板状枠体とＩＣキャリアの接続形態について提案するものである。
一方、接触型非接触型共用ＩＣモジュールについては、特許文献３の先行技術がある。特許文献３では、ＩＣモジュールのＩＣチップやワイヤ部を封止樹脂で被覆した外側にアンテナ接続用端子を設けて、当該接続用端子によりＩＣカード内のアンテナと接続することを提案している。

特許文献４は、「ＳＩＭおよびＳＩＭホルダー」に関し、接触および非接触交信のデュアルインターフェイスを備えるＳＩＭであって、ＳＩＭ自体にアンテナコイルを形成したＳＩＭと、ＳＩＭ自体にはアンテナコイルを形成しないで、ＳＩＭホルダーのアンテナコイルと接続するようにしたＳＩＭとの双方、を提案している。

特開２００２−１６３６２６号公報特開２００２−２３６８９５号公報特開２００２−１２３８０８号公報特願２００２−２４４６１３号

上記のように、接触と非接触のデュアルインターフェイスを備えるＩＣカードは、公知であり、実際に市中で使用されてもいる。また、接触と非接触両用のＳＩＭも本願出願人等により提案されている。
しかし、札入れサイズのカードにＳＩＭが折り取り可能に保持され、接触と非接触の双方の通信機能を有する従来のＳＩＭは、札入れサイズのカード内にアンテナコイルが形成されていないので、札入れサイズのカード状態で、非接触通信が機能するか否かについての検査をすることができなかった。すなわち、ＳＩＭの非接触機能を検査するためには、ＳＩＭを札入れサイズカードから折り取りして、さらに専用アダプタやリーダライタに装着して試験する必要があった。ただし、折り取りした場合は、利用者に未使用状態を保証できない問題があった。
そこで、本願発明者等は、ＳＩＭを札入れサイズカードから折り取りしないで試験できる形態にすることを研究して本発明を完成するに至ったものである。

上記課題を解決するための本発明の要旨は、札入れサイズのカード基体内に、周縁スリットによりＳＩＭの外形形状が折り取り可能に形成されているＳＩＭ用ＩＣカードであって、当該ＳＩＭ用ＩＣカードに装着したＩＣモジュールのＩＣチップが接触と非接触の双方の通信機能部を有し、かつＩＣチップの非接触通信機能部が、ＩＣモジュール端子基板のＣ４，Ｃ８端子に接続し、さらに当該Ｃ４，Ｃ８端子が、札入れサイズカード基体内のアンテナコイルに接続していることを特徴とするＳＩＭ用ＩＣカード、にある。

本発明のＳＩＭ用ＩＣカードは、ＩＣチップの非接触通信機能部が札入れサイズカード基体内のアンテナコイルに接続しているので、ＳＩＭを折り取りしないで、札入れサイズのカードのままの状態で、非接触通信機能の検査が可能となる。
すなわち、札入れサイズカード状態で検査できるため、従来設備の検査装置を使用できる利点と、ＳＩＭを折り取りしないで検査する非破壊検査が可能となる利点がある。
ＳＩＭを折り取りしない前の状態では、通常の接触・非接触兼用ＩＣカードとしての使用が可能であり、折り取りした後は、接触型ＳＩＭとして使用できる。また、ハイブリッド型のＳＩＭホルダーに装着して、非接触通信が可能となる。

本発明のＳＩＭ用ＩＣカードについて図面を参照して説明する。
図１は、本発明のＳＩＭ用ＩＣカードを示す平面図、図２は、本発明に使用するＩＣモジュールの端子板面を示す図、図３は、同ＩＣモジュールの背面と断面を示す図、図４は、ＩＣモジュールの他の実施形態を示す背面と断面を示す図、図５は、ＩＣモジュールをカード基体に装着した状態を示す断面図、図６は、ＳＩＭ用ＩＣカードの製造工程を示すフローチャート、である。

図１のように、ＳＩＭ用ＩＣカード１には、周縁スリット２ｓにより、ＳＩＭ２の外形形状が形成されている。ＳＩＭ２は大部分が周縁スリット２ｓによりＩＣカード基体１０から切り離されているが、１〜２の部分がブリッジ部分２ｂにより接続していて、抜け落ちしないようにされている。ただし、ブリッジ部分２ｂにも、ハーフカット線２ｈを入れて簡単に折り取りできるようにされている。
札入れサイズ（ＪＩＳＸ６３０１で規定するＩＤ−１型）のＩＣカード基体１０内にはアンテナコイル１１が形成されていて、当該アンテナコイル１１が周縁スリット２ｓに残るブリッジ部分２ｂを通って、ＳＩＭ２のＩＣモジュールのＩＣチップに接続している。ＳＩＭ２をカード基体１０から折り取りする際は、ハーフカット線２ｈを折ると同時にアンテナコイル１１の結線部６を切断するものである。なお、結線部６はワイヤに限らず、エッチングパターン等であってもよい。

ＳＩＭ２は、ＩＳＯ７８１６−２、ＩＳＯ７８１６−３で規定する接触、ＩＳＯ１４４４３で規定する非接触インターフェースを備えるものである。ＳＩＭ２の接触端子板８の背面には、接触・非接触デュアルモードのＩＣモジュールが装着されている。
ＳＩＭ２の形状は、ＧＳＭ（ＧｌｏｖａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）および３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｃｔ）で規定するもので、長辺が２５ｍｍ、短辺が１５ｍｍの基板からなるものである。厚みは、０．７６ｍｍの均一な薄板状のものである。１角部に切り欠き部２３を有するのは、携帯電話機等に装着した際の位置整合のためである。

本発明に使用するＩＣモジュールの接触端子板は、ＩＳＯ７８１６で規定するもので、図２のとおりであるが、端子板面自体は通常の接触型ＩＣカード用ＩＣモジュールのものと異なることはない。
図２のように、Ｃ１（Ｖｃｃ）、Ｃ２（ＲＳＴ）、Ｃ３（ＣＬＫ）、Ｃ５（ＧＮＤ）、Ｃ６（Ｖｐｐ）、Ｃ７（Ｉ／Ｏ）を有するが、Ｃ４、Ｃ８は、ＲＦＵ（ＲｅｖｉｓｅｄｆｏｒＦｕｔｕｒｅＵｓｅ）端子であって、現在は使用していない。本発明では、このＣ４、Ｃ８端子をハイブリッド型のＳＩＭホルダーにＳＩＭを装着した際、ＳＩＭホルダーが有するアンテナとの接続用として使用するものである。

ＩＣモジュール４の背面と断面は、図３のようになる。図３（Ａ）は、背面平面図、図３（Ｂ）は断面図である。Ｃ４、Ｃ８端子の背面にはプリント基板１２の絶縁性基材を穿って、ワイヤボンディング基板側パッド２６ａ，２６ｂが形成されている。そして、パッド２６ａとアンテナコイル接続用端子板２４との間がボンディングワイヤ２７により結線され、さらにＩＣチップ３のＬａパッド（非接触通信機能部パッド）にワイヤボンディングされている。一方、パッド２６ｂとアンテナコイル接続用端子板２５との間がボンディングワイヤ２７により結線され、さらにＩＣチップ３のＬｂパッド（他方側の非接触通信機能部パッド）にワイヤボンディングされている。
なお、アンテナコイル接続用端子板２４，２５は、カード基体内のアンテナコイル接続端部と電気的な接続を行うための端子である。

ＩＣモジュールの他の実施形態を示す背面と断面は、図４のようになる。図４（Ａ）は、背面平面図、図４（Ｂ）は断面図である。この実施形態も同様であるが、Ｃ４、Ｃ８端子の背面にワイヤボンディング基板側パッド２６ａ，２６ｂが形成されている。
そして、パッド２６ａとアンテナコイル接続用端子板２４との間がボンディングワイヤ２７により結線され、さらにＩＣチップ３のＬａパッドとアンテナコイル接続用端子板２４との間がワイヤボンディングされている。一方、パッド２６ｂとアンテナコイル接続用端子板２５との間がボンディングワイヤ２７により結線され、さらにＩＣチップ３のＬｂパッドとアンテナコイル接続用端子板２５との間がワイヤボンディングされている。
図３、図４のいずれの場合もワイヤボンディング部やパッド部、ＩＣチップ３は結線後に樹脂モールドされる。本発明のＳＩＭ用ＩＣカードには、上記いずれのＩＣモジュールを使用してもよいものである。

このように本発明に使用するＩＣカード用ＩＣモジュール４は、アンテナコイル接続用端子板２４，２５を有するので、ＩＣカード基体１０内のアンテナコイル１１と直接的に接続させることができる。そして、この場合、接触、非接触両用のＩＣカードとしての使用が可能となる。
一方、ＳＩＭやＵＩＭ用として携帯電話機やＳＩＭアダプタ等のアンテナを使用する場合は、Ｃ４とＣ８の接触端子板を介してＩＣチップ３の非接触通信機能部に接続することができる。すなわち、デュアルインターフェースＩＣチップをモジュール化した際に、一つの形態で多面的に利用できる利点がある。また、アンテナコイル１１の端子には、Ｃ４とＣ８端子を利用するので、８端子以上の特設端子板を有する端子をＳＩＭ２に使用しないでよい利点がある。

次に、ＳＩＭ用ＩＣカードの製造工程について説明する。
ＳＩＭ用ＩＣカードの製造は、図６の製造工程により行う。まず、アンテナシートの製造を行う（ステップ１０１）。この工程は１のコアシートの表面にアンテナコイル１１とアンテナコイル接続端部を形成する工程である。通常は、アルミ、銅等の金属箔をラミネートしたシートにレジスト膜を形成して必要なパターンをフォトエッチングで形成することが多いが、導電性インキによりプリント配線したり、被覆銅線の被膜を溶解しながら銅線をカード基体に固定する方法であってもよい。

次に、ＩＣモジュール搭載前のカード基体を製造する。この工程は、アンテナシートと他のコアシート、およびオーバーシートを積層して熱圧をかけて基材を融着または接着して一体化した後、カードサイズへの打ち抜きを行う（ステップ１０２）。
次いで、ザグリ機を用いてＩＣモジュール装着用凹部の掘削を行う（ステップ１０３）。ＩＣモジュールの樹脂モールド部を埋設する部分の掘削とともに、アンテナコイル接続端部を露出させる掘削を行う。この露出したアンテナコイル接続端部に導電性接着剤を塗布するか貼着した異方導電性接着フィルムを介して、ＩＣモジュールを装填して、圧着するためのＩＣモジュールシールを行う（ステップ１０４）。モジュールシールは接触端子板８面をヒーターブロックで熱圧をかけることにより行う。
ＩＣモジュール装着用凹部にＩＣモジュール４を装着した後は、図５に図示した状態になる。

ＩＣモジュール装着後、ＩＣチップ特性等の検査（ステップ１０５）を行う。カード基体内にアンテナコイル１１を持たない場合は、非接触通信機能の検査ができないが、本発明のＳＩＭ用ＩＣカード１では、この段階でＩＣチップの非接触通信機能の検査ができる利点がある。次いで、ＳＩＭ２の用途に応じて、データを書き込みする発行処理工程を行う（ステップ１０６）。以上までの各工程は、通常の接触、非接触両用ＩＣカードの製造工程と同一である。

ＳＩＭの場合は、周縁スリット２ｓやブリッジ２ｂの形成、等の仕上げ加工（ステップ１０７）を行う。ブリッジのアンテナコイル接続線が通る部分のハーフカット線は、当該接続線を切断しない深さにする。これらの加工には前記のように、ハーフカット加工、ミシン目加工、エンドミルによるザグリ加工、溝打ち抜き加工、およびそれらの組み合わせ加工により行う。なお、この工程は、ＩＣモジュール装着用凹部掘削の工程と連続して行うものであってもよい。

そして、仕上げ加工後の第２次ＩＣチップ特性検査（ステップ１０８）を行う。なお、仕上げ加工時に、ＩＣチップへのダメージが無い場合は、この工程は省略できる。最後に、ＳＩＭ用ＩＣカードの梱包・出荷工程を行う（ステップ１０９）。

図１、図５等を参照して、本発明の実施例を説明する。
＜ＩＣカード用ＩＣモジュールの準備＞
接触端子板が形成され、接触・非接触式両用ＩＣチップが実装されたＣＯＴ（ＣｈｉｐＯｎＴａｐｅ；ガラスエポキシ基材、厚み１６０μｍ）のＩＣチップ３やワイヤボンディング部周囲を囲みエポキシ系樹脂を滴下して樹脂モールドした。ただし、２個のアンテナコイル接続用端子板（大きさ２ｍｍ×３ｍｍ）２４，２５は樹脂モールド部から露出するようにした。
ＩＣモジュール基板の大きさは１３．０ｍｍ×１１．８ｍｍとし、樹脂モールド部７は大きさは８．０ｍｍ×８．０ｍｍ、基板厚みを含めない樹脂モールド部７の高さは４４０μｍとなった。

このＣＯＴ裏面（端子板の反対面）に、樹脂モールド部７とアンテナコイル接続用端子板２４，２５を除いて第１凹部（ＩＣモジュール装着用凹部内であって接触端子板が載置される部分）に接する部分が被覆されるように、導電性熱反応性接着テープ（ポリエステル樹脂系、厚み５０μｍ）９を打ち抜いてからラミネートした。
プレス条件は、１３０°Ｃ、時間５秒とした。このラミネート時に、接着テープ９は、約１０μｍ圧縮された。

＜アンテナシートの製造＞
カード基体のアンテナシートとして、厚み３６０μｍの白色硬質塩化ビニールシートに厚み３５μｍのアルミ箔が積層された基材を使用し、フォトエッチングによりアンテナコイル１１とアンテナコイル接続端部１１１，１１２を形成した（図５参照参照。）。
なお、アンテナコイル１１がＳＩＭ２の外形から抜け出る配線部分（結線部６）が、ブリッジ部分２ｂに位置するような配線パターン形状とした。

＜ＩＣカード基体の準備＞
このアンテナシートに対して、厚み３６０μｍの白色硬質塩化ビニルシート１枚を、アンテナコイル１１を内側にして合わせ、この２枚をコアシートとして、さらにその両面に厚み５０μｍの透明塩化ビニールシートの２枚をコアシートの上下面に配置した合計４枚のシートを仮止めした後、熱圧（１５０°Ｃ、０．０３ＭＰａ、時間４０分）をかけて融着し、アンテナシート埋め込み済カード基体を準備した。
この状態では、アンテナコイル接続端部１１１，１１２は、カード表面から４１０μｍ〜４４５μｍの範囲に存在することになる。

＜ＩＣモジュール装着用凹部の切削＞
ＩＣモジュール装着部の凹部を、ザグリ機のＮＣ切削加工により形成した。
まず、ＩＣモジュール基板（接触端子板）と接着テープ９の厚みの合計厚さに相当する深さに第１凹部を切削した（図５参照。）。
この段階での第１凹部の大きさは、１３．１×１１．９ｍｍ（角部の曲率半径２．５ｍｍ）、深さは２００μｍとした。このサイズは実際の端子基板サイズよりも各０．１ｍｍ程度大きい開口である。

さらにＩＣモジュール４の樹脂モールド部７を納める第２凹部（ＩＣモジュール装着用凹部中心の最深部分）を、大きさ８．２ｍｍ×８．２ｍｍ、深さをカード表面から６４０μｍ、第１凹部表面からさらに４４０μｍ深くなるように掘削した。
最後に、ＩＣモジュール４のアンテナコイル接続用端子板２４，２５と、カード基体内のアンテナコイル接続端部１１１，１１２とを導通させるための２個の導通用凹部（直径２ｍｍ）１５，１６を、第１凹部表面から掘削した。深さは、カード表面から４３０μｍ程度になるように掘削した（図５参照。）。

＜ＩＣモジュールの装着＞
導通用凹部１５，１６により露出したアンテナコイル接続端部１１１，１１２の上に液状導電性熱硬化性樹脂を塗布した上に、先に準備した導電性熱反応性接着テープ９ラミネート済みのＩＣモジュール４をＣＯＴから打ち抜いて搭載し、熱圧（１５０°Ｃ、時間５秒）をかけて接着テープ９を溶かしてＩＣモジュールを固定した。
これにより、ＩＣモジュールとＩＣカード基体の接着、およびＩＣモジュールとカード基体内のアンテナコイルとの電気的接続の両方が完成した。

＜仕上げ加工＞
ＳＩＭ２のサイズが長辺２５ｍｍ、短辺１５ｍｍとなるようにし、１角部に切り欠き部２３を設けるようにして、周縁スリットにより外形形状を形成した。周縁スリット２ｓは、エンドミルの切削により、幅１．５ｍｍとなるようにした。ブリッジ部２ｂを上下の長辺に各１カ所、都合２カ所設け、当該ブリッジ部には、カード基体１０の上下面からハーフカット線２ｈを打ち抜き刃により入れ、中心層が０．４ｍｍ程度残るようにした。
下辺側のブリッジ部２ｂには、アンテナコイルとの結線部６（図１）を設け、ハーフカット線２ｈを入れるが、ハーフカット線は上下から各０．２ｍｍ程度の深さであるので、結線部６が切断されることはない。

以上の工程で完成した、ＳＩＭ用ＩＣカード１は、ＳＩＭ２を周縁スリットやブリッジ部から折り取りしないで、ＩＣチップの第１次検査、第２次検査を従来のＩＣカードの検査装置を使用して行うことができ利便性の高いものであった。
また、ＳＩＭ２を折り取りする前の状態では、通常の接触・非接触両用ＩＣカードとして使用することもできた。

本発明のＳＩＭ用ＩＣカードを示す平面図である。本発明に使用するＩＣモジュールの端子板面を示す図である。同ＩＣモジュールの背面と断面を示す図である。ＩＣモジュールの他の実施形態を示す背面と断面図である。ＩＣモジュールをカード基体に装着した状態を示す断面図である。ＳＩＭ用ＩＣカードの製造工程を示すフローチャート、である。

符号の説明

１ＳＩＭ用ＩＣカード
２ＳＩＭ
２ｓ周縁スリット
２ｂブリッジ部分
２ｈハーフカット線
３ＩＣチップ
４ＩＣモジュール
５ＩＣモジュール装着用凹部
６結線部、結線ワイヤ
７樹脂モールド部
８接触端子板
９接着テープ
１０ＩＣカード基体
１１アンテナコイル
１２プリント基板
１５，１６導通用凹部
２３切り欠き部
２４，２５アンテナコイル接続用端子板
２６ａ，２６ｂワイヤボンディング基板側パッド
２７ボンディングワイヤ

Claims

札入れサイズのカード基体内に、周縁スリットによりＳＩＭの外形形状が折り取り可能に形成されているＳＩＭ用ＩＣカードであって、当該ＳＩＭ用ＩＣカードに装着したＩＣモジュールのＩＣチップが接触と非接触の双方の通信機能部を有し、かつＩＣチップの非接触通信機能部が、ＩＣモジュール端子基板のＣ４，Ｃ８端子に接続し、さらに当該Ｃ４，Ｃ８端子が、札入れサイズカード基体内のアンテナコイルに接続していることを特徴とするＳＩＭ用ＩＣカード。
Ｃ４，Ｃ８端子と札入れサイズカード基体内のアンテナコイルを接続する結線部が周縁スリットのブリッジ部分を通ることを特徴とする請求項１記載のＳＩＭ用ＩＣカード。