JP2013077237A

JP2013077237A - Ｉｃカード

Info

Publication number: JP2013077237A
Application number: JP2011217906A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Arai; 英朗新井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-25

Abstract

【課題】情報処理素子、制御素子の配置、寸法の設計自由度が向上したＩＣカードを提供する。
【解決手段】実施形態によれば、ＩＣカードは、第１表面１２ａおよびこれと反対向きの第２表面１２ｂを有し、回路パターン１４が埋め込まれたカード基材１２と、前記カード基材のいずれか一方の表面に露出してカード基材に実装され、前記回路パターンに電気的に接続された情報処理素子２０と、前記カード基材の前記第１表面側に実装され前記回路パターンに電気的に接続されたカード駆動用のＩＣ１７と、前記カード基材の前記第２表面側に実装され、前記回路パターンに電気的に接続され、前記情報処理素子を駆動する制御素子２４と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、情報表示素子あるいは入力装置等の情報処理素子を備えたＩＣカードに関する。

一般に、ＩＣカードと呼ばれるものには、ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６に規定される接触式ＩＣカード、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に規定される非接触カード（無線カード）、およびその双方の機能を有するデュアルインターフェイスカードがある。デュアルインターフェイスカードは、接触通信、無線通信の機能を１つのＩＣでまかなうコンビカードと、それぞれの機能を個々のＩＣでまかなうハイブリッドカードとに分類される。

例えば、接触式ＩＣカードは一般的に、内部にＩＣを有するＩＣモジュールをカード基材内に埋め込むことで形成される。また、電子マネーの残高表示などの内部情報を可視化するため電子ペーパーなどのディスプレイを搭載したＩＣカードが提案されている。通常のＩＣカードの機能の他に情報処理素子が実装されたＩＣカードへの関心が高まっている。

このようなディスプレイ付きのＩＣカードの製造方法は、デュアルインターフェイスのカードの製造に用いられる製造方法が利用されることが多い。このタイプのＩＣカードは、カード内部に回路パターンが印刷されたシート状の回路とアンテナパターンが挟み込まれ、接触式ＩＣモジュールとディスプレイとは、カード内部の回路パターンにより電気的に接続される。また、ＩＣモジュールおよびディスプレイは、カード表面に形成された凹所に実装され、導電部材を介して、回路パターンに電気的に接続される。

特開２０１０−２７６４３５号公報

ディスプレイ付きＩＣカードにおいては、接触式ＩＣモジュールのＬＳＩや非接触式ＩＣモジュールのＬＳＩに加えて、ディスプレイ駆動用の制御素子を組み込むか、もしくはカード内部に挟み込まれるシート状の回路基板上にディスプレイ駆動用のＬＳＩを実装する必要がある。これらＬＳＩの実装方法に関して汎用性の高い設計が困難となる。ディスプレイや入力素子を大きくすると、駆動用制御素子の設置が制約され、設計の自由度が低下する。そのため、ディスプレイの寸法、配置も制約を受け易い。

この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、その課題は、情報処理素子、制御素子の配置、寸法の設計自由度が向上したＩＣカードを提供することにある。

実施形態によれば、ＩＣカードは、第１表面およびこれと反対向きの第２表面を有し、回路パターンが埋め込まれたカード基材と、前記カード基材のいずれか一方の表面に露出してカード基材に実装され、前記回路パターンに電気的に接続された情報処理素子と、前記カード基材の前記第１表面側に実装され前記回路パターンに電気的に接続されたカード駆動用のＩＣと、前記カード基材の前記第２表面側に実装され、前記回路パターンに電気的に接続され、前記情報処理素子を駆動する制御素子と、を備えている。

図１は、第１の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。図２は、図１の線Ａ−Ａに沿ったＩＣカードの断面図。図３は、前記ＩＣカードの製造工程をそれぞれ示す平面図および断面図。図４は、第２の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。図５は、第３の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。図６は、第３の実施形態に係るＩＣカードを示す断面図。図７は、第４の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。図８は、第４の実施形態に係るＩＣカードを示す断面図。図９は、第５の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。図１０は、第５の実施形態に係るＩＣカードを示す断面図。図１１は、第６の実施形態に係るＩＣカードを示す平面図。図１２は、第６の実施形態に係るＩＣカードを示す断面図。

以下、図面を参照しながら、この発明の種々の実施形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１および図２は、第１の実施形態に係る接触式のＩＣカード１０を示している。ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２上に設けられた情報処理素子としてのディスプレイ２０と、カード基材１２に埋め込まれた接触式のＩＣモジュール１６と、カード基材１２に埋め込まれたディスプレイ駆動用の制御素子（ＬＳＩ）２４と、を備えている。

カード基材１２は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＥＴ−Ｇ、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などの材料からなる薄厚のプラスチックシートを複数積層し、熱プレスで接着してＩＳＯ／ＩＥＣ７８１０に規定される厚さのシートを形成した後、このシートを所定サイズのカード形状に打ち抜くことにより、形成される。その他、カード基材１２は、カード形状の金型を用いて、合成樹脂により射出成形してもよい。カード基材１２は、平坦な表面（第１表面）１２ａおよびこれと反対側の平坦な裏面（第２表面）１２ｂを有している。カード基材１２内の厚さ方向、ほぼ中央に、回路パターン１４が埋め込まれ、表面１２ａとほぼ平行に延在している。

カード基材１２の表面１２ａには、ＩＣモジュール１６が装着される段付きの第１凹所２６およびディスプレイ２０が搭載される第２凹所２８が形成され、それぞれカード基材１２の表面１２ａに開口している。また、カード基材１２の裏面１２ｂには、制御素子２４が埋め込まれる第３凹所２８が形成されている。

ＩＣモジュール１６を埋設する第１凹所２６は、矩形状の大径凹所と、大径凹所の中心部に、この大径凹所よりも深く形成された矩形状の小径凹所とを有し、矩形状の２段凹所に形成されている。ＩＣモジュール１６は、絶縁材料で形成された矩形状の基板と、この基板の上面上に形成されＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６にて規定される接触通信用の外部端子１８と、基板の裏面に実装されたカード制御用ＩＣ１７と、を備えている。カード制御用ＩＣ１７は、接触通信インターフェースを有し、ＩＣ１７のパッドは、ボンディングワイヤ等により外部端子１８に電気的に接続されている。カード制御用ＩＣ１７、およびボンディングワイヤは、熱硬化樹脂、モールド樹脂等の封止材によって封止されている。

上記のように構成されたＩＣモジュール１６は、カード基材１２の第１凹所２６に埋め込まれ、接着材によりカード基材１２に加熱圧着される。ＩＣモジュール１６の基板および外部端子１８が、大径凹所内に収容され、外部端子Ｃ１８は、カード基材１２の表面１２ａとほぼ面一に配置され、外部に露出している。ＩＣモジュール１６の封止部分は、小径凹所に収容されている。ＩＣモジュール１６の基板は、金属柱等の導体３２を介して、回路パターン１４に電気的に接続されている。

ディスプレイ２０を収容する第２凹所２８は、例えば、ディスプレイサイズに対応した細長い矩形状に形成されている。ディスプレイ２０は第２凹所２８に装着され、カード基材１２の表面１２ａ側に実装されている。ディスプレイ２０の表示面は、カード基材１２の表面１２ａに露出し、この表面１２ａとほぼ面一に位置している。また、ディスプレイ２０は、金属柱等の導体３６を介して回路パターン１４に電気的に接続されている。カード基材１２の最も外側の面に透明のオーバーコート層をさらに積層してもよい。

ディスプレイ２０としては、フレキシブルかつ低消費電力のものが望ましい。例えば、ディスプレイ２０は、白黒の顔料粒子を収めたマイクロカプセルが並べられて電界により粒子を移動させて白黒表示を行う電気泳動方式の電子ペーパーを用いる。あるいは、薄型の液晶パネルや有機ＥＬパネルを用いてもよい。また、情報処理素子は、ディスプレイに限らず、タッチパネル等の情報入力出力装置、あるいは、個人認証、指紋検出器等の入力検知装置としてもよい。

カード基材１２の裏面１２ｂに形成された第３凹所２８には制御素子２４が埋め込まれ、回路パターン１４に対して裏面１２ｂ側に位置している。制御素子２４は、金属柱等の導体３４を介して回路パターン１４に電気的に接続されている。ディスプレイ２０の表示や書換えに必要な電力は、例えば、ＩＣモジュール１６の電源から供給される。制御素子３０は、ディスプレイ２０を駆動および制御し、ディスプレイ２０に任意の情報、例えば、時間、駅名、カード番号、カード残高等を表示する。

図３は、上述したＩＣカード１０の製造工程を示している。ＩＣカード１０の製造においては、図３（ａ）に示すように、まず、回路パターン１４および導体３２、３４、３６が埋め込まれたカード基材１２を形成する。次いで、図３（ｂ）に示すように、カード基材１２の表面１２ａをザグリ加工することで、第１凹所２６および第２凹所２８を形成する。この際、導体３２、３６がそれぞれ第１凹所２６の底面および第２凹所２８の底面に露出するように、ザグリ加工を施す。また、カード基材１２の裏面１２ｂをザグリ加工することで、第３凹所２８を形成するとともに、導体３４を第３凹所２８の底面に露出させる。

続いて、図３（ｃ）に示すように、ＩＣモジュール１６およびディスプレイ２０を第１凹所２６および第２凹所２８にそれぞれ実装し、導電ペースト等を用いて、導体３２、３６に電気的に接続する。更に、制御素子２４を第３凹所２８に実装し、導電ペースト等を用いて導体３４に電気的に接続する。その後、必要に応じて、ＩＣカードの表面１２ａおよび裏面１２ｂに保護層を形成する。

以上のように構成されたＩＣカード１０によれば、ＩＣモジュール１６の実装面をカード基材１２の表面１２ａとし、ＩＣモジュールと情報処理素子を制御する制御素子２４をＩＣモジュール１６と反対の裏面１２ｂに実装し、更に、ディスプレイ等の情報処理素子をカード基材の表面あるいは裏面に実装することにより、情報処理素子および制御素子をカード基材に実装する際、実装場所および寸法に関して自由度高く設計することができ、ＩＣモジュールや制御素子に依存しない実装を行うことができる。これにより、情報処理素子、制御素子の配置、寸法の設計自由度が向上したＩＣカードを提供が得られる。

次に、他の実施形態に係るＩＣカードについて説明する。なお、以下に説明する種々の実施形態において、前述した第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１の実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る接触式のＩＣカード１０を示している。ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２の表面１２ａに実装された接触式のＩＣモジュール１６と、カード基材１２の表面１２ａに実装された情報処理素子として、２つのディスプレイ２０ａ、２０ｂと、カード基材１２の裏面１２ｂ側に実装され、ディスプレイ２０ａ、２０ｂを駆動する制御素子２４と、を備えている。ディスプレイ２０ａ、２０ｂ、制御素子２４、およびＩＣモジュール１６は、カード基材１２内に埋め込まれた回路パターン１４に電気的に接続されている。
ディスプレイの数は、２つに限らず、３つ以上としてもよい。

（第３の実施形態）
図５および図６は、第３の実施形態に係る接触式のＩＣカード１０を示している。本実施形態によれば、情報処理素子としてのディスプレイ２０は、カード基材１２の裏面１２ｂに実装され、導体を介して回路パターン１４に電気的に接続されている。ＩＣモジュール１６はカード基材１２の表面１２ａ側に実装され、制御素子２４はカード基材１２の裏面１２ｂ側に実装されている。

（第４の実施形態）
図７および図８は、第４の実施形態に係る非接触式のＩＣカード１０を示している。ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２内で、回路パターン１４に対して表面１２ａ側に埋め込まれた非接触式のＩＣ２１（カード制御用ＩＣ）と、カード基材１２の表面１２ａに実装された情報処理素子としてディスプレイ２０と、カード基材１２の裏面１２ｂ側に実装され、ディスプレイ２０を駆動する制御素子２４と、を備えている。更に、ＩＣカード１０は、カード基材１２内に埋め込まれた無線通信用のアンテナ４０を備えている。アンテナ４０は、絶縁被膜処理された銅線を巻いたものやプラスチック製のフィルム上に銅やアルミニウムをエッチング処理して成形したものが用いられる。アンテナ５０は、カード基材１２の外周部に沿ってほぼ矩形状に捲回され、その入力端および出力端は、回路パターン１４を介してＩＣ２１に接続されている。ＩＣ２１、ディスプレイ２０、制御素子２４、アンテナ４０は、カード基材１２内に埋め込まれた回路パターン１４にそれぞれ電気的に接続されている。

（第５の実施形態）
図９および図１０は、第５の実施形態に係るＩＣカード１０を示している。ＩＣカード１０は、非接触式、接触式の両方を兼ね備えたコンビカードとして構成されている。ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２の表面１２ａ側に埋め込まれた接触式のＩＣモジュール１６と、カード基材１２の表面１２ａに実装された情報処理素子としてディスプレイ２０と、カード基材１２の裏面１２ｂ側に実装され、ディスプレイ２０を駆動する制御素子２４と、を備えている。更に、ＩＣカード１０は、カード基材１２内に埋め込まれカード基材の外周部に沿ってほぼ矩形状に巻回された無線通信用のアンテナ４０を備えている。アンテナ４０の入力端および出力端は、回路パターン１４を介してＩＣモジュール１６の制御用ＩＣ１７に電気的に接続されている。ＩＣモジュール１６、ディスプレイ２０、制御素子２４、アンテナ４０は、カード基材１２内に埋め込まれた回路パターン１４にそれぞれ電気的に接続されている。

（第６の実施形態）
図１１および図１２は、第６の実施形態に係るＩＣカード１０を示している。ＩＣカード１０は、接触通信、無線通信を別々のＩＣで行うハイブリッドカードとして構成されている。すなわち、ＩＣカード１０は、矩形板状のカード基材１２と、カード基材１２の表面１２ａ側に実装された接触式のＩＣモジュール１６と、カード基材１２内で、回路パターン１４に対して表面１２ａ側に埋め込まれた非接触式のＩＣ２１と、カード基材１２の表面１２ａに実装された情報処理素子としてディスプレイ２０と、カード基材１２の裏面１２ｂ側に実装され、ディスプレイ２０を駆動する制御素子２４と、を備えている。更に、ＩＣカード１０は、カード基材１２内に埋め込まれた無線通信用のアンテナ４０を備えている。アンテナ４０は、絶縁被膜処理された銅線を巻いたものやプラスチック製のフィルム上に銅やアルミニウムをエッチング処理して成形したものが用いられる。アンテナ５０は、カード基材１２の外周部に沿ってほぼ矩形状に捲回され、その入力端および出力端は、配線を介してＩＣ２１に接続されている。ＩＣモジュール１６、ディスプレイ２０、制御素子２４は、カード基材１２内に埋め込まれた回路パターン１４にそれぞれ電気的に接続されている。

上記のように構成された第２ないし第６の実施形態に係るＩＣカードにおいても、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

この発明は上述した実施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可能である。また、上記実施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、実施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よい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１０…ＩＣカード、１２…カード基材、１４…回路パターン、１６…ＩＣモジュール、
１８…外部端子、１７…カード制御用ＩＣ、２０、２０ａ、２０ｂ…ディスプレイ、
２１…制御用ＩＣ、２４…制御素子、２６…第１凹所、２８…第２凹所、
３０…第３凹所、３２、３４、３６…導体、４０…アンテナ

Claims

第１表面およびこれと反対向きの第２表面を有し、回路パターンが埋め込まれたカード基材と、
前記カード基材のいずれか一方の表面に露出してカード基材に実装され、前記回路パターンに電気的に接続された情報処理素子と、
前記カード基材の前記第１表面側に実装され前記回路パターンに電気的に接続されたカード駆動用のＩＣと、
前記カード基材の前記第２表面側に実装され、前記回路パターンに電気的に接続され、前記情報処理素子を駆動する制御素子と、を備えるＩＣカード。
前記情報処理素子は、前記カード基材の第１表面に実装されている請求項１に記載のＩＣカード。
前記情報処理素子は、前記カード基材の第２表面に実装されている請求項１に記載のＩＣカード。
前記カード駆動用のＩＣと、前記ＩＣに電気的に接続され前記カード基材の第１表面に露出する外部端子と、を有するＩＣモジュールを備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＩＣカード。
前記カード基材に埋め込まれた無線通信用のアンテナを備え、このアンテナは、前記カード駆動用のＩＣに電気的に接続されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＩＣカード。
前記情報処理素子は、前記カード基材の表面に露出する表示面を有するディスプレイである請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＩＣカード。