JP2010072930A - Ｉｃモジュール、及びこれを用いたｉｃカード - Google Patents

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Abstract

【課題】接触方式と非接触方式による外部との良好な通信が可能なＩＣカードを提供する。
【解決手段】アンテナ接続端子は、外部コンタクト端子に電気的に接続されていない場合は、複数の外部コンタクト端子のうちＬＳＩと電気的に接続されてない外部コンタクト端子の裏面に、アンテナ接続端子は、外部コンタクト端子に電気的に接続されている場合は、その外部コンタクト端子の裏面に、いずれの場合もＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられる。
【選択図】図５

Description

本発明は、接触方式と非接触方式にて外部と通信を行うＩＣカードに関する。
接触方式と非接触方式両方で外部とデータ通信を行うコンビＩＣカードは、その表面に接触方式で通信を行うための外部接続端子を有し、またその内部に、非接触方式にて通信を行うためのアンテナを内蔵し、外部接続端子とアンテナは、ＬＳＩに電気的に接続される。
外部接続端子とＬＳＩは、ＩＣモジュール用基板の一方の面と他方の面に分かれて設けられており、結線で接続されている。アンテナは、カード基材内に収められ、そのアンテナパッドが、ＩＣモジュール用基板を収容するための収容部に露出しており、一方、ＬＳＩと接続したアンテナ接続端子がＩＣモジュール用基板上に設けられている。このため、ＩＣモジュールをカード基材の収容部に埋め込み一体化する（インプラント）とき、アンテナ接続端子とアンテナパッドとを電気的に接続する必要がある。
このため、インプラント工程では、ＩＣモジュールと収容部との間に導電ペーストや半田等の導電物質を適用した後、ＩＣモジュールとカード基材を加熱加圧して一体化させることが一般的である（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
しかしながら、インプラント工程において、ＩＣモジュールと収容部の隙間に適用された導電物質の量が多すぎると、ＩＣモジュールを加熱加圧したときにＩＣカード表面に導電ペーストがあふれ出し、カード表面に設けられた外部コンタクト端子とアンテナ接続端子間がショートし、機能不良となるという問題があった。
特開２００４−３５５６０４号公報 特開２００７−１１４９９１号公報
本発明は、接触方式と非接触方式による外部との良好な通信が可能なＩＣカードを提供することを目的とする。
本発明のＩＣモジュールは、ＩＣモジュール用基板、該基板の一方の主面上に設けられた複数の外部コンタクト端子、及び該基板の他方の面に設けられ、該ＩＣモジュール用基板に開けられた貫通孔を介して該複数の外部コンタクト端子と電気的に接続されたＬＳＩ、及び該他方の面上に形成され、かつ該ＬＳＩと電気的に接続されたアンテナ接続端子を含み、該アンテナ接続端子にカード本体に内蔵されたアンテナを接続することで接触あるいは非接触で外部と通信を行うＩＣモジュールにおいて、
前記アンテナ接続端子は、少なくとも一部が、前記複数の外部コンタクト端子のうち前記ＬＳＩと電気的に接続されてない外部コンタクト端子の裏面に、かつ該ＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられるか、
あるいは、かつ該ＬＳＩ及び該外部コンタクト端子と電気的に接続されたアンテナ接続端子を含み、前記アンテナ接続端子は、少なくとも一部が、前記アンテナ接続端子に電気的に接続された外部コンタクト端子の裏面に、かつ該ＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられる。
本発明のＩＣカードは、ＩＣモジュール用基板、該基板の一方の主面上に設けられた複数の外部コンタクト端子、及び該基板の他方の面に設けられ、該ＩＣモジュール用基板に開けられた貫通孔を介して該複数の外部コンタクト端子と電気的に接続されたＬＳＩ、及び該他方の面上に形成され、かつ該ＬＳＩと電気的に接続されたアンテナ接続端子を含み、該アンテナ接続端子にカード本体に内蔵されたアンテナを接続することで接触あるいは非接触で外部と通信を行うＩＣモジュールと、該ＩＣモジュールが収容された収容部を備えたカード本体とを具備するＩＣカードであって、
前記アンテナ接続端子は、少なくとも一部が、前記複数の外部コンタクト端子のうち前記ＬＳＩと電気的に接続されてない外部コンタクト端子の裏面に、かつ該ＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられるか、あるいは該ＬＳＩ及び該外部コンタクト端子と電気的に接続されたアンテナ接続端子を含み、前記アンテナ接続端子は、少なくとも一部が、前記アンテナ接続端子に電気的に接続された外部コンタクト端子の裏面に、かつ該ＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられる。
本発明を用いると、アンテナ接続端子と外部コンタクト端子との間に導電ペーストが介在してもそれによるＬＳＩの動作異常は発生せず、接触方式と非接触方式による外部との良好な通信が可能なＩＣカードを提供することが出来る。
本発明は以下の４つの観点に大別できる。
本発明の第１の観点及び第２の観点に係るＩＣモジュールは、ＩＣモジュール用基板、ＩＣモジュール用基板の一方の主面上に設けられた複数の外部コンタクト端子、及びＩＣモジュール用基板の他方の面に設けられ、複数の外部コンタクト端子と電気的に接続されたＬＳＩ、ＬＳＩと電気的に接続されたアンテナ接続端子を有し、アンテナ接続端子と、カード本体に内蔵されたアンテナとを接続することで接触方式及び非接触共用で外部と通信を行うことができる。
使用されるＬＳＩは、ＩＣモジュール用基板に開けられた貫通孔を介して複数の外部コンタクト端子と電気的に接続されている。
複数の外部コンタクト端子とＬＳＩが電気的に接続されているということは、例えばＩＳＯ７８１６の規格により規定されたＣ１ないしＣ８の８つの端子のうち、Ｃ１〜Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７の５つの端子がＬＳＩと電気的に接続され、残りのＣ４，Ｃ６，Ｃ８の３つの端子がＬＳＩと電気的に接続されないことなどを表す。このときＣ４，Ｃ８端子はＬＳＩと接続されない予備端子、Ｃ６端子は使用されないＶＰＰである。
第１の観点に係る発明に用いられるアンテナ接続端子は、ＩＣモジュール用基板の他方の面に設けられ、複数の外部コンタクト端子のうちＬＳＩと電気的に接続されてない外部コンタクト端子の背面の領域内、かつＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に、設けられる。
第２の観点に係る発明に用いられるアンテナ接続端子は、ＬＳＩ及び該外部コンタクト端子と電気的に接続されている。アンテナ接続端子は、ＩＣモジュール用基板の他方の面に設けられ、アンテナ接続端子に電気的に接続された外部コンタクト端子の背面の領域内で、かつＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられる。
本発明の第３及び第４の観点に係るＩＣカードは、各々、上記第１の観点及び第２の観点に係るＩＣモジュールと、ＩＣモジュールが収容された収容部を備えたカード本体とを具備する。
第１の観点及び第３の観点に係る発明によれば、アンテナ接続端子が、複数の外部コンタクト端子のうちＬＳＩと電気的に接続されてない外部コンタクト端子の背面の領域内に形成されているので、ＩＣモジュールをカード本体に収容する際、アンテナ接続端子上に供給された余剰の導電ペーストがカード表面まではみ出しても、その部分の外部コンタクト端子は、ＬＳＩと電気的に接続されていないので、短絡せず、ＬＳＩの機能不良を起こさない。また、アンテナ接続端子がＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられていると、導電ペーストがＬＳＩと電気的に接続されてない外部コンタクト端子のある領域以外の領域内にはみ出しにくいことから、より効果的に短絡及びＬＳＩの機能不良を防止することができる。
第２の観点及び第４の観点に係る発明によれば、第１のアンテナ接続端子が、ＬＳＩと電気的に接続された外部コンタクト端子と電気的に接続されている場合には、第２のアンテナ接続端子を、第１のアンテナ接続端子と電気的に接続された外部コンタクト端子の背面の領域内に形成する。これにより、ＩＣモジュールをカード本体に収容する際、第２のアンテナ接続端子上に供給された余剰の導電ペーストがカード表面まではみ出しても、その部分の外部コンタクト端子は、もともと第１のアンテナ接続端子と導通する設計となっているので、ＬＳＩの動作に問題がない。また、アンテナ接続端子がＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられていると、導電ペーストが第１のアンテナ接続端子と導通している外部コンタクト端子以外の領域内にはみ出しにくいことから、より効果的に短絡及び機能不良を防止することができる。
このように、本発明によれば、アンテナ接続端子の配置を考慮するだけで、供給する導電ペーストがカード表面にあふれ出し、アンテナ接続端子とカード表面の外部コンタクト端子との間に導電ペーストが介在しても、ＬＳＩが正常に機能し得る。
以下、図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。
図１は、本発明にかかるＩＣカードの等価回路図である。
このＩＣカードは、カード内蔵アンテナ４と、ＬＳＩ１と、外部コンタクト端子２とを有する。
非接触方式では、カード内蔵アンテナ４とＬＳＩ１で共振回路を形成し、カード外部から供給される電波を電力に変換してＬＳＩを動作させ、残りの電力でレスポンスを返して非接触でデータ通信を行っている。
接触方式では外部コンタクト端子２を介してデータ通信を行っている。
図２及び図５は、本発明に係るＩＣモジュールの一実施形態の製造工程の一部を表す正面図を示す。
また、図３及び図４は、図２のＡ−ＡＡ断面図及びＢ−ＢＢ断面図を各々示す。
さらに、図６及び図７は、図４のＡ−ＡＡ断面図及びＢ−ＢＢ断面図を各々示す。
図２ないし４に示すように、厚さ１００μｍのガラスエポキシ基板６の一方の面に、外部コンタクト端子２を形成する。外部コンタクト端子２は３５μｍ厚の銅箔（図示せず）にニッケルメッキと金メッキ（図示せず）を施して形成することができる。
外部コンタクト端子群は、ＩＳＯ７８１６の規格により下記のＣ１ないしＣ８の端子が規定されている。
Ｃ１はＶＣＣ（供給電圧）、Ｃ２はＲＳＴ（リセット信号）、Ｃ３はＣＬＫ（クロック信号）、Ｃ５はＧＮＤ（接地）端子で、通常、ＩＣモジュールの基板中心部分と電気的につながって形成されている。Ｃ６はＶＰＰ（可変供給電圧；プログラム供給電圧など）、Ｃ７はＩ／Ｏ（データ入出力）である。Ｃ４とＣ８はＲＦＵ（予備端子）であって現在は使用していない。
また、他方の面に、厚さ２５０μｍのＬＳＩ１が設けられ、このＬＳＩ１は、基材６にあけられた貫通穴７を通して上記外部コンタクト端子２と電気的に接続している。
ここでは、電気的接続を、直径２５μｍの金ワイヤー１０を用いたワイヤーボンディング方式で行なうことができる。
また、図５ないし図７に示すように、ＬＳＩ１は同一面上のアンテナ接続端子３とも金ワイヤー１０で電気的に接続される。アンテナ接続端子３は、外部コンタクト端子２と同じ ３５μｍ厚の銅箔にニッケルメッキと金メッキすることにより形成することができる。アンテナ接続端子３は、少なくとも一部は、ＬＳＩと電気的に接続されていない外部コンタクト端子例えばＣ４とＣ８の裏面で、かつ、基板外周部との間に設けることができる。
次に、ＬＳＩ１と金ワイヤー１０を覆う形でエポキシ樹脂でモールド９し、コンビモジュール８とした。
図８，図１０，図１２は、コンビモジュール（８）とアンテナカード（１１）を一体化するミーリング工程とインプラント工程を表す図である。
また、図９，図１１，図１３は、図８，図１０，図１２のＣ−ＣＣ断面図、図１４はＤ−ＤＤ断面図である。
アンテナカード１１は、厚さ方向のほぼ中心位置にカード内蔵アンテナ４を配置し、その表裏に塩ビシートを配置し加熱して一体化して形成されている。ミーリング工程では、アンテナカード１１の所定の位置にドリルの刃でミーリングを行い、カード内蔵アンテナ４の両端を露出させてアンテナパッド５とする。さらに、コンビモジュール（８）の形状に合わせて研削し、収容部１４を形成する。
第１及び第３の観点に係る発明では、アンテナパッド５は、複数の外部コンタクト端子のうちＬＳＩと電気的に接続されてない外部コンタクト端子の裏面に、かつＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に、対向する位置に設けることができる。
また、第２及び第４の観点に係る発明では、アンテナパッド５は、第１のアンテナ接続端子に電気的に接続された外部コンタクト端子の裏面に、かつＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けることができる。
次に、収容部１４中のアンテナパッド５に導電ペースト１２をニードルでディスペンス塗布し、収容部１４に、アンテナパッド５とコンビモジュール１０を嵌め、コンビモジュールとほぼ同じ大きさの加熱ヘッドをモジュールへ押しつけて、導電ペーストと絶縁性接着剤を同時に硬化させた。絶縁接着剤はあらかじめフープ形状のコンビモジュール８裏面に仮付けしている。この工程により、コンビモジュールとアンテナカードを加熱加圧して一体化した。
上記実施形態では、例えばニッケル粒子とエポキシ接着剤等からなる導電ペーストを使用したが、かわりにクリームハンダを使用しても良い。この場合は実施形態と同様にクリームハンダと絶縁接着剤を所定の位置に配置し、次にハンダ部分に相当する形状の加熱ヘッドをコンビモジュールに押しつけてハンダを先に硬化させ、次にコンビモジュール部とほぼ同じ大きさの加熱ヘッドをモジュール部へ押しつけて、絶縁性接着剤を硬化させた。また、ハンダと絶縁接着剤の硬化順はどちらが先でもかまわない。同時でも良い。
図１５に、第１及び第３の観点に係る発明にかかるＩＣモジュールのアンテナ接続端子の配置の一例を表す図を示す。
図示するように、アンテナ接続端子３を、ＬＳＩと電気的に接続されていない外部コンタクト端子（Ｃ４、Ｃ８、Ｃ６）の裏面に配置することにより、ミーリング工程で導電ペーストがコンタクト面側にあふれ出てコンタクトとショートしたとしても、ＬＳＩの動作には影響を与えない。
図１６には、第２及び第４の観点に係る本発明に係るＩＣモジュールの一実施形態を表す図を示す。
また、図１７に、図１６のＡ−ＡＡ断面図を示す。
図示するように、このＩＣモジュールは、外部コンタクト端子Ｃ４とＣ８が、モジュール用基板に設けられたさらなる貫通孔７を介してＬＳＩ１及びアンテナ接続端子３と電気的に接続しており、このようにしてＬＳＩに接続されたＣ４とＣ８の裏面にアンテナ接続端子３の少なくとも一部が設けられること以外は、図５と同様の構成を有する。
このＩＣモジュールを用いて、図１０ないし１４に示すように、ミーリング工程及びインプラント工程を行うことにより、ＩＣカード２０を形成することが出来る。
図１８に、本発明にかかるＩＣカードの一部を表す断面図を示す。
図１８に示すように、ＩＣカード２０では、図１６及び図１７に示すＩＣモジュールが、アンテナカード１１の収容部１４内のアンテナパッド５に適用された導電ペースト１２を介して収容部１４に嵌め込まれている。
このとき、図示するように、導電ペースト１２がカード表面にあふれ出し、アンテナ接続端子３と外部コンタクト端子Ｃ８または図示しないＣ３とが導電ペースト１２を介して接触しても、ＬＳＩの動作に支障はない。
図１は、本発明にかかるＩＣカードの等価回路図である。 本発明に係るＩＣモジュールの一実施形態の製造工程の一部を表す正面図 図２のＡ−ＡＡ断面図 図２のＢ−ＢＢ断面図 本発明に係るＩＣモジュールの一実施形態の製造工程の一部を表す正面図 図５のＡ−ＡＡ断面図 図５のＢ−ＢＢ断面図 本発明にかかるＩＣモジュールの製造工程を表す図 図８のＣ−ＣＣ断面図 本発明にかかるＩＣモジュールの製造工程を表す図 図９のＣ−ＣＣ断面図 本発明にかかるＩＣモジュールの製造工程を表す図 図１２のＣ−ＣＣ断面図 図１２のＣ−ＣＣ断面図、図１４はＤ−ＤＤ断面図 本発明にかかるＩＣモジュールのアンテナ接続端子の配置の一例を表す図 本発明に係るＩＣモジュールの一実施形態を表す図 図１６のＡ−ＡＡ断面図 本発明にかかるＩＣカードの一部を表す断面図
符号の説明
１…ＬＳＩ、２…外部コンタクト端子、３…アンテナ接続端子、４…アンテナ、６…ＩＣモジュール用基板、７…貫通孔、８…ＩＣモジュール、

Claims (4)

  1. ＩＣモジュール用基板、該基板の一方の主面上に設けられた複数の外部コンタクト端子、及び該基板の他方の面に設けられ、該ＩＣモジュール用基板に開けられた貫通孔を介して該複数の外部コンタクト端子と電気的に接続されたＬＳＩ、及び該他方の面上に形成され、かつ該ＬＳＩと電気的に接続されたアンテナ接続端子を含み、該アンテナ接続端子にカード本体に内蔵されたアンテナを接続することで接触あるいは非接触で外部と通信を行うＩＣモジュールにおいて、
    前記アンテナ接続端子は、少なくとも一部が、前記複数の外部コンタクト端子のうち前記ＬＳＩと電気的に接続されてない外部コンタクト端子の裏面に、かつ該ＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられることを特徴とするＩＣモジュール。
  2. ＩＣモジュール用基板、該基板の一方の主面上に設けられた複数の外部コンタクト端子、及び基板の他方の面に設けられ、該ＩＣモジュール用基板に開けられた貫通孔を介して該複数の外部コンタクト端子と電気的に接続されたＬＳＩ、及び該基板の一方の面上に形成され、かつ該ＬＳＩ及び該外部コンタクト端子と電気的に接続されたアンテナ接続端子を含み、該アンテナ接続端子にカード本体に内蔵されたアンテナを接続することで接触あるいは非接触で外部と通信を行うＩＣモジュールにおいて、
    前記アンテナ接続端子は、少なくとも一部が、前記アンテナ接続端子に電気的に接続された外部コンタクト端子の裏面に、かつ該ＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられることを特徴とするＩＣモジュール。
  3. ＩＣモジュール用基板、該基板の一方の主面上に設けられた複数の外部コンタクト端子、及び該基板の他方の面に設けられ、該ＩＣモジュール用基板に開けられた貫通孔を介して該複数の外部コンタクト端子と電気的に接続されたＬＳＩ、及び該他方の面上に形成され、かつ該ＬＳＩと電気的に接続されたアンテナ接続端子を含み、該アンテナ接続端子にカード本体に内蔵されたアンテナを接続することで接触あるいは非接触で外部と通信を行うＩＣモジュールと、該ＩＣモジュールが収容された収容部を備えたカード本体とを具備するＩＣカードであって、
    前記アンテナ接続端子は、少なくとも一部が、前記複数の外部コンタクト端子のうち前記ＬＳＩと電気的に接続されてない外部コンタクト端子の裏面に、かつ該ＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられることを特徴とするＩＣカード。
  4. ＩＣモジュール用基板、該基板の一方の主面上に設けられた複数の外部コンタクト端子、及び基板の他方の面に設けられ、該ＩＣモジュール用基板に開けられた貫通孔を介して該複数の外部コンタクト端子と電気的に接続されたＬＳＩ、及び該基板の一方の面上に形成され、かつ該ＬＳＩ及び該外部コンタクト端子と電気的に接続されたアンテナ接続端子を含み、該アンテナ接続端子にカード本体に内蔵されたアンテナを接続することで接触あるいは非接触で外部と通信を行うコンビＩＣカード用モジュールと、該ＩＣモジュールが収容された収容部を備えたカード本体とを具備するＩＣカードであって、
    前記アンテナ接続端子は、少なくとも一部が、前記アンテナ接続端子に電気的に接続された外部コンタクト端子の裏面に、かつ該ＩＣモジュール用基板外周部に近い部分に設けられることを特徴とするＩＣカード。
JP2008239449A 2008-09-18 2008-09-18 Ｉｃモジュール、及びこれを用いたｉｃカード Withdrawn JP2010072930A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3408799B1 (fr) 2016-01-26 2020-07-08 Linxens Holding Procédé de fabrication d'un module de carte à puce et d'une carte à puce

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