JP2015212948A - スマートカードモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】従来のスマートカードモジュールの問題の１つ以上に対する解決法を提供する。【解決手段】スマートカードモジュールは、延長回路基板と、前記基板の一方側に設けられ、スマートカードリーダに接続するカードリーダ接触素子と、前記基板の他方側に設けられ、前記カードリーダ接触素子に接続され、集積回路を実装可能な集積回路接続素子と、前記基板上に設けられ、前記集積回路接続素子に接続され、前記スマートカードリーダから無線周波信号を受信するアンテナとを有する。前記アンテナの最遠外周縁は、前記カードリーダ接触素子の基端縁から、この基端縁と前記カードリーダ接触素子の中心Ｃ１との間の距離の少なくとも１／２だけ離間している。このため、より大きなアンテナコイルを、カードリーダ接触素子の重なりが少ない状態で、基板に収容することができるとともに、また、別のモジュールをスマートカードと一体化することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、スマートカードモジュール、このようなスマートカードモジュールを有するスマートカード（例えば、銀行カード、ＳＩＭカード等）、このようなスマートカードモジュールの形成方法、及び、このようなスマートカードモジュールを有するスマートカードの形成方法に関する。

スマートカードモジュールは、周知のものであり、スマートカード（チップカード又はＩＣ（集積回路）カードとも呼ばれる）に用いられる。このようなスマートカードは、通常、デュアルインタフェーススマートカードであり、これによって、直接接触を介して及びこれを介さずに、カードリーダと通信することができる。

スマートカードモジュールは、たいてい、モジュール基板の一方側の接触パッドと、基板の他方側に実装されるチップとを備える。このチップは、通常、接触パッドの領域内に、接触パッドと通信するように、配置される。スマートカードの本体内且つスマートカードモジュールの外側に埋め込まれるアンテナは、チップと電気的に接続している。

このようなスマートカードの形態及び機能は、厳密に定義される。すなわち、カード及び接触の寸法及び形状は、ＩＳＯ７８１０及びＩＳＯ７８１６に従って定義され、通信プロトコルは、ＩＳＯ１４４４３に従って定義される。これらのうち後者は、１３．５６ＭＨｚのラジオ周波識別（ＲＦＩＤ）と同等であり、アンテナのインダクタンスは、数μＨ程度である。

アンテナを物理的にチップに接続する場合がある。このようなスマートカードの積層は、アンテナをカード層間に閉じ込めるために必要である。このような構成には、いくつかの欠点がある。アンテナとチップとの間を電気的に接続することが複雑であり、このような接続は、スマートカード製造時に失敗することが知られている。このため、製造時間及び製造コストが増大する。また、アンテナをスマートカード内に設けると、スマートカードの表面にわたって、非平面性が生じるので、カードが完全に平坦ではない場合がある。これは、見た目が良くない。

アンテナとチップとの間を電気的に接続する際の難点を克服するため、小さな第１のアンテナをスマートカードモジュール上に設け、より大きな第２のアンテナをスマートカード内に設けることが知られている。この２つのアンテナは、通常、例えば電磁誘導によって、誘導結合される。

しかしながら、第２のアンテナをスマートカードに設けることによって、非平面の見た目の問題は解決しない。更に、第２のアンテナをスマートカードに設ける処理は、高価であり、アンテナをスマートカードにエンボス加工できるように特定の材料を用いる必要がある。製造工程は、１つのアンテナの製造工程よりも複雑になるので、時間及びコストに追加される。更に、スマートカードモジュールをスマートカードの本体に組み付けるまで、２つのアンテナ間の接続を試験することができない。したがって、不良カードがより大きな無駄になる。

例えば、１つのアンテナを、スマートカードモジュール上の、スマートカードリーダのアンテナと誘導結合するチップの周囲に設けることによって、１つのアンテナの解決法を提供しようとする試みがあった。しかしながら、スマートカードモジュールのアンテナと金属の接触パッドとの近接は、接触パッドが、スマートカードモジュールのアンテナとカードリーダのアンテナとの間の電磁接続を妨げることを意味する。更に、アンテナの大きさはモジュールの大きさによって制限されるので、このようなアンテナの性能は満足のゆくものではない。

現在のスマートカードモジュールの設計の他の欠点は、スマートカードをカードリーダに挿入すると、ばね荷重によって、スマートカードの接触パッドに対して力が生じることである。このため、接触パッドが変形し、接触パッドとチップとの間の接続が切れて、スマートカードが不良になる場合がある。

したがって、本発明は、上述の問題の１つ以上に対する解決法を提供するものである。

本発明の第１の態様によれば、延長回路基板と、前記延長回路基板の一方側に設けられ、スマートカードリーダに接続するカードリーダ接触素子と、前記延長回路基板の他方側に設けられ、前記カードリーダ接触素子と電気通信し、集積回路を実装可能な集積回路接続素子と、前記延長回路基板上に設けられ、前記集積回路接続素子に接続され、前記スマートカードリーダから無線周波信号を受信して、前記集積回路を付勢するようになっているアンテナと、を備えるスマートカードモジュールを提供し、ここで、前記アンテナの最遠外周縁は、前記カードリーダ接触素子の相対的基端縁から、前記基端縁と前記カードリーダ接触素子の中心との間の距離の少なくとも１／２だけ離間している。

延長スマートカードモジュールは、スマートカード内ではなくスマートカードモジュール上にアンテナを設けるので、製造の複雑さを軽減し、また、スマートカードの本体又は支持体の表面にわたってアンテナが生じさせる非平面性の問題を克服するので、有利である。更に、スマートカードを組み立てる前に、スマートカードモジュールの非接触機能を試験することができ、いかなる欠陥にも対処できる。

アンテナが回路基板の全長を実質的に横切って延び、アンテナの中心がカードリーダ接触素子の中心からずれている場合、カードリーダ接触素子に対するアンテナの大きさは、従来のスマートカードモジュール構成と比較して大きくなる。このようなアンテナの大型化によって、カードリーダ接触素子による妨害を克服又は低減する。また、スマートカードモジュールのアンテナとスマートカードのアンテナとの間の接続力も大きくなる。

アンテナが回路基板の長さの途中まで延び、カードリーダ接触素子から離間している場合、アンテナとカードリーダ接触素子との間の距離によって、カードリーダ接触素子による妨害を実質的に低減又は防止する。アンテナとカードリーダ接触素子との重なりが無いので、アンテナが占める面積も、従来のスマートカードモジュール構成と比較して大きくなることができる。したがって、カードリーダのアンテナとスマートカードモジュールのアンテナとの間の接続がより強力になるので、スマートカードモジュールの機能性を向上させることができる。

このようなスマートカードモジュールを用いるスマートカードは、より大きな第２のアンテナを必要としないので、スマートカードの製造の複雑さ、製造時間及び製造コストを低減する。

集積回路を、カードリーダ接触素子によって規定されるスマートカードリーダ接続領域から離間して、スマートカードをカードリーダに挿入したときの衝撃によってカードリーダ接触素子が変形した場合に、カードリーダ接触素子と集積回路との間の接続に影響を及ぼさないようになっていることが好ましい。

前記回路基板の長さは、前記カードリーダ接触素子の長さの２倍又は実質的に２倍であり、カードリーダ接触素子は、通常、従来の回路基板と長さが同じであることが有利である。したがって、回路基板上のアンテナが占める面積を、従来のスマートカードモジュール構成の場合の２倍又は実質的に２倍にすることができる。

前記アンテナはコイルであり、少なくとも１回巻いて、コイルが回路基板上の領域を一周できるようになっていることが好ましい。

更に、前記アンテナは、前記回路基板のバイアホールを介して、前記回路基板の前記一方側から前記回路基板の前記他方側まで延在することができる。これにより、アンテナが長くなるので、スマートカードモジュールのアンテナとスマートカードリーダのアンテナとの間の電磁接続の強度が向上する。アンテナの前記第１の側の部分は、アンテナの前記第２の側の部分と同じ大きさ及び形状であり、これら２つの部分は、回路基板上に実質的に重ねられるようになっていることが更により好ましい。

前記回路基板は、前記アンテナが折り重なるように、折り曲げられ、前記アンテナの厚さを大きくすることができる。これにより、更に、スマートカードモジュールのアンテナとスマートカードリーダのアンテナとの間の電磁接続の強度が向上する。

本発明の第２の態様によれば、カード本体と、前記本体に実装される、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のスマートカードモジュールとを備えるスマートカードを提供する。

カードリーダ接触素子のみ、又は、実質的にこれのみを、カード本体の外部に露出することが好ましい。

本発明の第３の態様によれば、本発明の第１の態様によるスマートカードモジュールの形成方法を提供し、この方法は、ａ）アンテナを延長回路基板上に設ける工程と、ｂ）カードリーダ接触素子を前記延長回路基板の一方側に設ける工程と、ｃ）集積回路を前記延長回路基板の対向する側に組み付けて実装する工程とを備える。

本発明の第４の態様によれば、本発明の第３の態様による方法によって形成されるスマートカードモジュールを用いるスマートカードの形成方法を提供し、この方法は、ａ）前記スマートカードモジュールをスマートカードのカード本体の基層に取り付ける工程と、ｂ）前記カード本体の上部カード層を下部カード層に取り付ける工程であって、前記スマートカードモジュールが、少なくとも部分的に、前記上部及び下部カード層によって包み込まれるようになっている工程とを備える。

組立の後、スマートカードモジュールのカードリーダ接触素子のみを露出させることが好ましい。

本発明の第５の態様によれば、長縦寸法及び短横寸法を有する長形回路基板と、前記長形回路基板の一方側に設けられ、スマートカードリーダに接続するカードリーダ接触素子と、前記回路基板の他方側に設けられ、前記カードリーダ接触素子と電気通信し、集積回路を実装可能な集積回路接続素子と、前記延長回路基板上に設けられ、前記集積回路接続素子に接続され、前記スマートカードリーダから無線周波信号を受信して、前記集積回路を付勢するようになっているアンテナと、を備えるスマートカードモジュールを提供し、ここで、前記アンテナの少なくとも一部は、前記長形回路基板の少なくとも実質的に短横寸法全体を横切って、前記回路基板の外周縁まで又はこれに隣接するように延在し、前記アンテナの一部の外周縁は、前記カードリーダ接触素子の相対的基端縁から、前記基端縁と前記カードリーダ接触素子の中心との間の距離の少なくとも１／２だけ離間している。

本発明によるスマートカードモジュールの第１の実施形態の平面図を示し、長形回路基板の第１の側を示す。 図１のモジュールの平面図であり、回路基板の第２の側を示す。 図１及び図２に示す図を重ね合せた図を示し、各部品がそのそれぞれの側で互いに重なり合う様子を示す。 本発明の第２の態様によるスマートカード支持体又は本体と組み合わせたモジュールの第１の実施形態の線図式断面図である。 本発明によるスマートカードモジュールの第２の実施形態の重ね合せ平面図を示し、長形回路基板の第１の側及び第２の側の各部品が互いに重なり合う様子を示す。 本発明によるスマートカード支持体又は本体と組み合わせたモジュールの第２の実施形態の線図式断面図である。 本発明によるスマートカードモジュールの第３の実施形態の平面図を示し、長形回路基板の第１の側を示す。 図７のモジュールの平面図を示し、回路基板の第２の側を示す。 図７及び図８に示す図を重ね合せた図であり、各部品がそのそれぞれの側で互いに重なり合う様子を示す。 モジュールの第３の実施形態の線図式断面図を示す。 本発明によるスマートカードモジュールの第４の実施形態の重ね合せ平面図を示し、長形回路基板の第１の側及び第２の側の各部品が、非同心円状になるように、互いにずれている様子を示す。 本発明によるスマートカードモジュールの第５の実施形態の重ね合せ平面図を示し、長形回路基板の第１の側及び第２の側の各部品が、少なくとも部分的に、互いに重なり合う様子を示す。 本発明によるスマートカードモジュールの第６の実施形態の平面図を示し、基板コンデンサを有するモジュールを示す。 本発明によるスマートカードモジュールの第７の実施形態の重ね合せ平面図を示し、ＩＳＯの最小寸法の接触パッドを有するカードリーダ接触素子を示す。 スマートカードモジュールの第８の実施形態を本発明の第２の態様によるスマートカード支持体又は本体と組み合わせて用いる場合の線図式断面図である。

ここで、添付図面の図を参照して、単なる例示として本発明の好ましい実施形態を説明する。図において、複数の図に現れる同一の構造体、要素又は部品は、一般に、それらが現れる全ての図において同じ符号で表記される。図内に示される構成部品及び構造部の寸法は、一般に、便宜のため及び提示の明確さのために選択されたものであり、必ずしも縮尺通りではない。

まず、図１〜図４を参照して、デュアルインタフェーススマートカード（例えば、銀行カード、ＩＤカード、健康カード、ＳＩＭカード、他の任意の同様のデュアルインタフェース装置等）に含まれる埋め込み型スマートカードモジュール１０の第１の実施形態を示す。スマートカードモジュール１０は、第１の側又は面１４及びこれに対向する第２の側又は面１６（これらは好ましくは平面状である）を有する延長又は長形回路基板１２を備える。カードリーダ接触素子１８は、回路基板１２の第２の側１６に取り付けられる。

集積回路接触素子２０は、回路基板１２を介して、カードリーダ接触素子１８と電気通信している。集積回路接触素子２０は、一端で、接続領域を規定し、チップ２２状の集積回路を回路基板１２の第１の側１４に実装する。集積回路接触素子２０は、他端で、バイアホール２６を貫通し、カードリーダ接触素子１８と接続する。

アンテナ（この場合、アンテナコイル２４状である）は、回路基板１２の第１の側１４に固着され、スマートカードリーダから無線周波信号を捕捉する。アンテナコイル２４はチップ２２と電気的に接続しているので、チップ２２はアンテナコイル２４によって付勢される。

スマートカードの寸法及び形状は、スマートカードモジュール１０を埋め込む場合、ＩＳＯ７８１０やＩＳＯ７８１６などのいくつかの国際標準に従って定義される。例えば、ＩＳＯ７８１０によれば、銀行カードの寸法は、８５．６０ｍｍ×５３．９８ｍｍ×０．７６ｍｍでなければならない。この実施形態では、スマートカードモジュールは、標準的な銀行カード用に設計されるので、長形回路基板１２は、利用されるカードの寸法よりも実質的に小さくなるような大きさである。

長形回路基板１２は、実質的に矩形状であり、長縦寸法及び短横寸法を有する。回路基板１２は、従来のスマートカードモジュールに用いられる回路基板よりも、長さが実質的に長い、すなわち、延長されていることによって、回路基板の大きさは、カードリーダ接触素子１８の大きさとほぼ同じである。この特定の実施形態では、回路基板１２の長さは、カードリーダ接触素子１８の長さの約２倍であり、回路基板１２及びカードリーダ接触素子１８の幅は、実質的に同じである。しかしながら、これらの寸法は単なる例示であり、それ自体は非限定的なものである。

基板１２は、通常、ポリエステル、ポリイミド、エポキシガラスなどのプラスチック材料（好ましくは可撓性ウェブであり、又は、より厚くすることができるので硬質又は半硬質にすることができる）から形成される。しかしながら、基板１２は、任意の適当な材料から形成することができ、透明、半透明、又は不透明にすることができる。

図２に示すように、回路基板１２の第２の側１６の約半分は、カードリーダ接触素子１８によって占められ、第２の側１６の残りの半分は露出される。カードリーダ接触素子１８は、通常、電着貴金属層（任意の適当な、好ましくは無腐食性、導電性材料を用いることができるが、通常、金である）によって形成される表面仕上層を有する。カードリーダ接触素子１８は、回路基板１２の第２の側１６に配置される複数の個別の接触パッド２８を含み、これらの接触パッド２８は、一緒に、カードリーダ内のそれぞれの接点と電気的に接続するように設計されるスマートカードリーダ接続領域３０を形成する。カードリーダ接続領域３０は、通常、その隅が面取りされ、全体として矩形状である。したがって、カードリーダ接触素子１８の中心Ｃ１は、回路基板１２の中心Ｃ２に対してずれているか又は非同心円状であり、好ましくは、回路基板１２の横方向外周縁３１に、又は、これに隣接して存在する。

複数のバイアホール２６が回路基板１２に設けられ、これらは、回路基板１２を第１の側１４から第２の側１６まで貫通する開口であり、集積回路接触素子２０はこれらの開口を貫通する。

接触パッド２８の寸法及び位置は、ＩＳＯ７８１６によって規定され、スマートカードリーダ接続領域３０は、少なくとも６つの接触パッド２８を備えなければならない。この場合、機能性を追加するため、接触パッド２８を追加して設けているが、必須ではない。この実施形態では、スマートカードリーダ接続領域３０は６つの接触パッド２８を収容しているが、領域３０は、最大８つの接触パッド２８、又は、必要に応じて、それ以上又は未満の接触パッドを収容できるものと理解される。現在、現行の協定や規定のため、６つの接触パッド２８のうち５つのみを使用している。

集積回路接触素子２０は、複数の集積回路接触部材３２を含み、各部材３２は、コネクタ３３に接続され（断面図を図４に示す）、それぞれの接触パッド２８に接続する。集積回路接触部材３２及びコネクタ３３は、導電性材料、通常、銅又は他の任意の適当な導電性材料からなり、チップ２２とカードリーダ接触素子１８との間の電気通信を可能にする。

各集積回路接触部材３２は、チップ２２と電気的に接触する第１の端部３４と、部材３２から延びて、回路基板１２のそれぞれのバイアホール２６を通って、コネクタ３３を介して、それぞれの接触パッド２８に接続する第２の端部３６とを有する。この実施形態では、使用する５つの接触パッド２８の各々に対応して、５つの集積回路接触部材３２及びこれに対応する５つのバイアホール２６がある。

集積回路接触部材３２の第１の端部３４は、チップ受入領域３８を規定し、これにより、チップ２２が電気的に接続される回路基板１２の第１の側１４の端子を形成する。

図３に示すように、チップ受入領域３８、ひいてはチップ２２は、回路基板１２の第１の側１４であるが、カードリーダ接触素子１８の真上に位置するように配置される。換言すれば、チップ受入領域３８は、回路基板１２を介して離間した状態で、カードリーダ接触素子１８上に重なり、スマートカードリーダ接続領域３０内又は実質的に領域３０内に配置される。

チップ２２は、通常、フリップチップとして組み立てられる。すなわち、ワイヤボンディングや表面実装技術などの適当な組立技術によって、組み立てられる。チップ２２の回路基板対向側４０には、複数の接触素子４２（通常、ピン、アーム、パッド又は端子）が設けられ、それぞれの集積回路接触部材３２と電気的に接触する。接触素子４２は、チップ２２がチップ受入領域３８によって受け入れられたとき、接触素子４２がそれぞれの集積回路接触部材３２と接触できるような大きさであり、且つ、このような接触ができるようにチップ２２上に配置される。したがって、チップ２２には、カードリーダとカードリーダ接触素子１８との間の接触接続によって、電力を供給することができる。

アンテナコイル２４は、導電性材料をコイル状に蒸着したものであり、第１及び第２の端子４４，４６を有する。アンテナコイル２４は、好ましくは、グラフェンなどの低抵抗材料から形成することができるが、銅などの標準的な導電性材料でもよい。各端子４４，４６は、チップ受入領域３８のところで又はこれに隣接して、チップ２２と接続可能な箇所で終端して、接続時、アンテナコイル２４がチップ２２に電力を供給することができるようになっている。

この実施形態では、アンテナコイル２４は、チップ２２上のアンテナ接触領域（図示せず）を介して、チップ２２と接触する。アンテナコイル２４は、複数回巻かれて、モジュール１０を周回し、回路基板１２の第１の側１４の外周縁まで又はこれに隣接するように延在する。

カードリーダ接触素子１８の中心Ｃ１は、第１の側１４の中心Ｃ２からずれているので、第１の側１４の中心Ｃ２と一致するアンテナコイル２４の中心は、カードリーダ接触素子１８の中心Ｃ１からずれている。

スマートカードモジュール１０を組み立てるには、アンテナコイル２４を回路基板１２の第１及び／又は第２の側１４，１６に形成し、カードリーダ接触素子１８を回路基板１２の第２の側１６に取り付ける。次に、チップ２２を回路基板１２の第１の側１４に組み付けて実装する。

アンテナコイル２４を回路基板１２の第１の側１４に形成する場合、例えば、第１の実施形態では、チップ２２は、一旦組み付けると、アンテナコイル２４の上方又は部分的に上方に位置する。

通常のスマートカード１００は、基層５０及び上部カード層５２を有する主カード本体４８を備え、スマートカードモジュール１０はこれらの層間に挟まれる。凹部５４が基層５０に設けられ、回路基板１２の第１の側１４から突出するモジュール１０の部分を受け入れ、凹部５６が上部層５２に設けられ、回路基板１２を受け入れて保持する。組立後、接触素子１８は、カード本体４８の外面と同一又は実質的に同一平面上にある。

スマートカード１００を組み立てるには、実装チップ２２及び集積回路接触素子２０が凹部５４によって受け入れられるように、スマートカードモジュール１０を基層５０の凹部５４に挿入する。次に、上部層５２を基層５０上に載置し、２つの層５０，５２を互いに貼り合せる。したがって、スマートカードモジュール１０の大部分は、カード本体４８内に収容され、カードリーダ接触素子１８のみが露出している。

アンテナコイル２４をスマートカードモジュール１０に組み込むことによって、スマートカード１００の平面性は損なわれないので、スマートカードのアンテナのためにカード層を追加的に積層する必要がなくなり、製造の複雑さ、製造時間及び製造コストが低減される。

スマートカード１００を、接触接続に依拠するカードリーダに挿入する場合、カードリーダ接触素子１８がこのカードリーダに接触して、回路を完成させることによって、チップ２２に電力を供給する。

スマートカード１００を非接触カードリーダに近接させる場合、非接触カードリーダのアンテナが送出するラジオ周波識別（ＲＦＩＤ）信号によって、スマートカードモジュール１０のアンテナコイル２４内に電圧が生じる。これにより、アンテナコイル２４は、チップ２２と共に、完全な回路を形成し、チップ２２に電力を供給して、機能する。

従来のスマートカードモジュールのアンテナの性能は、その大きさ、及び、接触パッドからの妨害があるためカードリーダ接触素子に近接させることによって、制限される。より長いすなわち延長した回路基板１２を設けることによって、アンテナコイル２４が占めることができる表面積が大きくなる。したがって、スマートカードモジュール１０は、より長いアンテナコイル２４を収容することができることによって、その性能を向上させ、カードリーダ接触素子１８との近接による妨害の問題を克服する。

この特定の実施形態では、回路基板は、従来の回路基板又はカードリーダ接触素子の大きさの約２倍であるが、回路基板を更に延長したり、又は、例示の実施形態よりも短く延長することができるものと理解される。しかしながら、このような回路基板の特定の大きさによって、延長アンテナの最適な空間を確保し、一方で、従来の基板ウェブは既に２つのカードリーダ接触素子領域を並列状態に収容しているので、比較的簡単明瞭な製造が可能である。

アンテナ性能の向上は、多くの特徴に関連することができ、その特徴として、通信範囲の向上、アンテナの電力、アンテナの帯域幅、Ｑ、周波数応答、最小磁界強度の向上、妨害の影響の低減が考えられるが、これらに限定されるものではない。

上記の本発明の実施形態は、実施可能な一形態にすぎないものと理解されるべきである。異なるスマートカードモジュール構成を例示する第２、第３、第４及び第５の実施形態を、図５〜図１２に示す。同様又は同一の符号は、上記と同様又は同一の部分を示すので、更に詳細な説明は省略する。

スマートカードモジュール１１０の第２の実施形態を図５及び図６に示す。この実施形態は、チップ２２がカードリーダ接触素子１８から離間し、ずれていることを除いて、第１の実施形態と実質的に同じである。したがって、各集積回路接触部材３２を、長形回路基板１２の第１の側１４を横切って、カードリーダ接触素子１８から遠ざかる方向に、更に長くして延長し、チップ受入領域３８をカードリーダ接触素子１８から離れた位置に変えるようにしている。

第２の実施形態には、チップ２２をカードリーダ接触素子１８からずらしたので、スマートカード１００をカードリーダに挿入したときの衝撃によってカードリーダ接触素子１８が変形した場合に、カードリーダ接触素子１８とチップ２２との間の接続が影響を受けず変わらないという利点が追加されている。

図７〜図１０に、スマートカードモジュール２１０の第３の実施形態を示す。この実施形態は、アンテナコイル２２４が長形回路基板１２の全外周を取り囲んでいないことを除いて、第１の実施形態と実質的に同じである。その代わりに、アンテナコイル２２４は、全体がカードリーダ接触素子１８からずれて、設けられている。

したがって、この実施形態のアンテナコイル２２４の各巻回は、第１又は第２の実施形態のアンテナコイル２４の各巻回ほど長くない。しかしながら、アンテナコイル２２４全体がカードリーダ接触素子１８からずれているので、カードリーダ接触素子１８からの妨害が著しく低減するため、この場合もやはり、従来のスマートカードモジュール構成と比較して性能が向上する。更に、回路基板１２は、この実施形態に例示した場合よりも多いアンテナの巻回を受け入れることができるので、アンテナコイル２２４は更に長くなる。

スマートカードモジュール３１０の第４の実施形態を図１１に示す。この実施形態では、第２の実施形態と同様に、カードリーダ接触素子１８からずれて配置されるチップ２２を有することに加えて、第３の実施形態と同様に、アンテナコイル２２４もカードリーダ接触素子１８からずれている。したがって、長形回路接触部材３２は、カードリーダ接触素子１８の外周を越えて延出し、チップ受入領域３８、ひいては、この場合カードリーダ接触素子１８に隣接するアンテナ２２４によって取り囲まれるチップ２２まで延びている。

スマートカードモジュール４１０の第５の実施形態を図１２に示す。この実施形態は、第１の実施形態と実質的に同じであるが、更に、アンテナコイル２４の性能を高めるため、別個の部品として設けられ、好ましくはアンテナコイル２４と並列に配置されるコンデンサ６０を備える。コンデンサ６０は、第２、第３及び第４の実施形態にも設けることができるものと理解される。

コンデンサ６０を用いて、アンテナコイル２４の性能を高める。実際に、コンデンサ６０によって、アンテナの巻数を少なくすることができ、これより巻数が多くコンデンサが無い場合のアンテナと比べて性能を損なうことはない。巻数が少ないアンテナコイル２４は、アンテナの抵抗を低減するので、性能が向上する。

この実施形態では、コンデンサ６０は、回路基板１２上の回路接触部材３２に接続され、カードリーダ接触素子１８の近傍に固着されるように、設けられる。

代替例として、図１３のスマートカードモジュール５１０の第６の実施形態に示すように、コンデンサ５６０を回路基板１２と一体に設けることができる。このような基板コンデンサ５６０は、図１２に示す別個の部品としてのコンデンサ６０と同様に機能することができ、都合よくアンテナコイル２４の性能を高める。

この実施形態では、基板コンデンサ５６０は、カードリーダ接触素子１８及び集積回路２２からずらして設けられ、回路接触部材３２を介してアンテナ２４及びチップ２２と並列に接続される。

コンデンサ６０，５６０は、基板１２付近のさまざまな位置に配置することができ、図１２及び図１３に示す実施形態は、単にその２つの例にすぎないものと理解される。コンデンサ６０，５６０は、基板１２の側１４，１６のいずれかに、カードリーダ接触素子１８に隣接して、又はカードリーダ接触素子１８からずらして配置することができる。

代替例として又は更に、１つ以上の前記コンデンサを設けることができ、及び／又は、１つ又は各々のコンデンサは、アンテナコイル２４と直列又は並列にすることができる。

カードリーダ接触素子の接触パッドは、ＩＳＯ７８１６によって規定される位置であるが、接触パッド自体の形状及び大きさは、それほど厳密に定義されないものと理解される。接触パッドがＩＳＯの最小寸法よりも大きければ、カードリーダ接触素子を種々の形状にすることができる。

ＩＳＯの最小寸法を有する接触パッド２８を有するカードリーダ接触素子１８を備えるスマートカードモジュール６１０の第７の実施形態を、図１４に示す。これにより、望ましくないアンテナ妨害を低減する。更に、この実施形態では、他の部品を配置することができる基板１２の第２の側１６の表面積が大きくなる。この例では、接触パッド２８間の余分の表面積を利用してチップ２２を配置し、一方、アンテナ２４は回路基板１２を周回する。

接触パッド２８が占める面積を最小にすることによって生じる追加の表面積によって、アンテナコイル２４をこの領域内に延長することができる。アンテナコイル２４の部分２５を、例えば、基板１２上の集積回路接続素子２０の下方の領域の下側にループ状に回すことができ、アンテナコイル２４は更に長くなり、したがって、性能が向上する。

アンテナの性能を更に向上させるため、最小化したカードリーダ接触素子１８及び延長したアンテナ２４，２５を、上記の本発明の実施形態のいずれか１つ又は各々に容易に組み込むことができる。

ここまで説明したスマートカードの実施形態は、基層上に積層され、スマートカードモジュールを保持する上層を有するスマートカードに関する。しかしながら、図１５に示すように、上層を省くことができる。この例では、スマートカードモジュール７１０は、スマートカード７００の凹部５４に挿入され、カードリーダ接触素子１８の接触パッド２８は露出される。上記構成では、スマートカードモジュール７１０は、好ましくは、凹部５４内に接合されて、保持される。

凹部５４は、回路基板１２、集積回路接続素子２０及びアンテナ２４、及びチップ２２をそれぞれ受け入れるいくつかの異なる部分を有する。凹部５４の形態は、スマートカードモジュール７１０自体の形状によって決まる。この実施形態を図４及び図６に示す実施形態と比較されたい。

このような構成では、カードリーダ接触素子１８とカードリーダとの間の物理的接続を妨げる可能性がある、又は、前記カードリーダとアンテナ２４との間の非接触接続を妨げる貼り合せ層が無い。

したがって、スマートカードの基層５０の凹部５４は、それが設計されるスマートカードモジュールを受け入れるように、相補的な形状又は実質的に相補的な形状であるものと理解される。適当な形状のスマートカードを形成して、上記のスマートカードモジュールのいずれか、又は以下に提案するもののいずれかを収容することができる。

回路基板は、矩形以外の形状を有することができる。実施形態では、カードリーダ接触素子の大きさの約２倍の回路基板を例示しているが、回路基板の大きさは、これより大きくても小さくてもよい。しかしながら、アンテナコイルの性能を維持できるように、回路基板は、カードリーダ接触素子の大きさの少なくともおよそ１．５倍が理想的である。

アンテナコイルの正確な巻数は変えることができ、１回以上の巻数を有することができる。更に、実施形態に示すアンテナコイルは、全体として矩形状であるが、アンテナコイルは、円形などの他の形状をなすことができる。いずれの場合も、アンテナがそのコイルの少なくとも一部とカードリーダ接触素子との間に空間を有することによって、電気的妨害を低減するとともにコイルをより長くすることができれば、本発明によって、従来技術は改良される。したがって、回路基板が長縦寸法及び短横寸法を有する長形であるかどうか、及びアンテナコイル及びカードリーダ接触素子の中心が同心円状であるか互いにずれているかどうかにかかわらず、アンテナの最遠外周縁が、カードリーダ接触素子の相対的基端縁から、この基端縁とカードリーダ接触素子の中心との間の距離、好ましくは距離全体の少なくとも１／２だけ離間していれば、改良は実現されると考えられる。

更に、例示の実施形態のアンテナコイルは、回路基板の同じ側、すなわち、第１の側に、チップとして設けられているが、アンテナコイルを第２の側に設けることができ、必ずしも性能に影響を及ぼすことはないものと理解される。更に別の代替例として、アンテナコイルは、例えば、回路基板を貫通して設けられるバイアホールを介して、第１の側から第２の側まで貫通して延在することができる。この後者の場合、アンテナコイルの互いに対向する側の２つの部分が重なって、これらの間に挟まれる回路基板全体又は少なくとも部分的に、互いに重なり合うことが好ましい。これにより、都合よく、厚さが増すため、アンテナの性能が向上する。

性能を再び更に向上させる、アンテナの巻数を増やす追加又は代替の方法として、アンテナコイルが少なくとも部分的に折り重なるように、回路基板を折り曲げる方法がある。

アンテナは、好ましくはコイルであるが、千鳥状、蛇行状、又は曲がりくねった構成などの他の構成を設けてもよい。

スマートカードの上部カード層の開口は、カードリーダ接触素子のみを外部に露出するような大きさ及び形状であるが、好ましい場合には、回路基板の第２の側のより大きな表面積を露出するように、より大きな開口を設けることができるものと理解される。

したがって、アンテナを適当な大きさに形成し、回路基板上に適当に配置して、その性能を高めることにより、カードリーダとの接続を向上させ、より強力にできるように、延長又は拡大した回路基板を有するスマートカードモジュールを提供することができる。更に、集積回路もカードリーダ接触素子からずらして、衝撃によりカードリーダ接触素子が変形した場合に、集積回路とアンテナ及びカードリーダ接触素子との間の接続が影響を受けず変わらないようにすることができる。

本出願の説明及び請求項において、動詞「備える（comprise）」、「含む（include）」、「含む（contain）」及び「有する（have）」、並びにその変形形態は、説明する要素又は特徴の存在を規定するために包括的な意味で使用され、追加の要素又は特徴の存在を排除するものではない。

明確にするために別個の実施形態に関連して説明されている本発明の特定の特徴は、１つの実施形態において組み合わせて提供してもよいものと理解される。逆に、簡潔にするために１つの実施形態に関連して説明されている本発明の種々の特徴を、個別に又はそれらを適当に組み合わせて提供してもよい。

上記の実施形態は単なる例示であり、請求項に定義する本発明の範囲から逸脱することなく、他の様々な修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。

１０，１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７１０ スマートカードモジュール
１２ 回路基板
１４ 第１の側
１６ 第２の側
１８ カードリーダ接触素子
２０ 集積回路接触素子
２２ チップ
２４，２２４ アンテナコイル
２５ アンテナコイルの部分
２６ バイアホール
２８ 接触パッド
３０ スマートカードリーダ接続領域
３１ 外周縁
３２ 集積回路接触部材
３３ コネクタ
３４ 第１の端部
３６ 第２の端部
３８ チップ受入領域
４０ 回路基板対向側
４２ 接触素子
４４ 第１の端子
４６ 第２の端子
４８ カード本体
５０ 基層
５２ 上部カード層
５４，５６ 凹部
６０，５６０ コンデンサ
１００，７００ スマートカード
Ｃ１ カードリーダ接触素子の中心
Ｃ２ 第１の側の中心

Claims (15)

1. 長縦寸法及び短横寸法を有する長形回路基板と、
   前記回路基板の一方側に設けられ、スマートカードリーダに接続するカードリーダ接触素子と、
   前記回路基板の他方側に設けられ、前記カードリーダ接触素子と電気通信し、集積回路を実装可能な集積回路接続素子と、
   前記回路基板上に設けられ、前記集積回路接続素子に接続され、前記スマートカードリーダから無線周波信号を受信して、前記集積回路を付勢するようになっているアンテナと、を備え、
   前記アンテナの少なくとも一部は、前記回路基板の少なくとも実質的に短横寸法全体を横切って、前記回路基板の外周縁まで又はこれに隣接するように延在し、前記アンテナの一部の外周縁は、前記カードリーダ接触素子の相対的基端縁から、この基端縁と前記カードリーダ接触素子の中心との間の距離の少なくとも１／２だけ離間していることを特徴とするスマートカードモジュール。
2. 前記集積回路接続素子は、前記基板を挟んで、前記カードリーダ接触素子の外周内又は実質的に外周内に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のスマートカードモジュール。
3. 前記アンテナは、前記集積回路接続素子を取り囲み、同心円状であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスマートカードモジュール。
4. 前記アンテナは、前記カードリーダ接触素子を取り囲み、非同心円状であることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載のスマートカードモジュール。
5. 前記アンテナ及び前記カードリーダ接触素子は、前記基板上で並列になるように、互いにずれていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスマートカードモジュール。
6. 前記集積回路接続素子は、前記カードリーダ接触素子の外周を越えて延出して、集積回路を前記基板上の離れた位置に配置するようになっていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスマートカードモジュール。
7. 前記回路基板の長さは、前記カードリーダ接触素子の長さの２倍又は実質的に２倍であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のスマートカードモジュール。
8. 前記アンテナはコイルであることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のスマートカードモジュール。
9. 前記アンテナにはバイアホールが設けられ、前記回路基板の前記一方側から前記他方側まで延在していることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のスマートカードモジュール。
10. 前記回路基板は、前記アンテナが折り重なるように、折り曲げられ、前記アンテナの厚さが大きくなるようになっていることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のスマートカードモジュール。
11. 前記アンテナは、前記集積回路接続素子の下側に部分的に設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載のスマートカードモジュール。
12. 前記アンテナはグラフェンからなることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のスマートカードモジュール。
13. 更に、コンデンサを備え、前記アンテナの性能を高めるようになっていることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のスマートカードモジュール。
14. 前記コンデンサは、集積基板コンデンサとして設けられることを特徴とする、請求項１３に記載のスマートカードモジュール。
15. カード本体と、前記本体に実装される、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載のスマートカードモジュールとを備えることを特徴とするスマートカード。