JP2529436C - - Google Patents

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JP2529436C
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coils
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、汚れやほこりの多い環境に強い非接触型ICカード、特にコイル
を使用する電磁誘導方式のものに関するものである。 [従来の技術] ここでは、ICカードのうち、この発明の効果の大きい、8ビット(N=8)の
データをパラレル転送するICメモリカードについて説明する。 ICメモリカード(以下ICカードとする)は電子情報通信学会編、オーム社発 行の「ICカード」の第24頁に述べられているように、端末装置との結合方法
により、(1)多ピン方式と(2)非接触方式に分類される。多ピン方式は、8ビッ
トもしくは16ビットのパラレルデータ転送により、ICカードと端末装置との
間のデータの受け渡しができ、現在、約200nsec(ナノ秒)の高速の読み出し/書
き込みが可能である。非接触方式は、接触部がないことから、接触による種々の
トラブルを回避することができ、さらに完全密閉構造のためにFA(ファクトリ
・オートメーション)などの使用環境の悪い場所での使用が可能である。非接触
方式は、以下に示すような多ピン方式のICカードの結合方式上の問題を解決す
る手段としてメリットが大きい。 (1) コネクタ端子から入る静電気に起因する内部データの変化あるいは内部I
Cの破壊 (2) 端子の接触不良に起因するデータの誤りおよび送受信が不可能になること (3) 端子の変形(広がる)などによるカードと端末装置との結合不能 (4) ピン数が多いことにより挿抜力が大となったりイジェクタ機構が必要にな
ること 非接触で電力の供給やデータの送受信を行う手段としては、光、電磁誘導およ
びマイクロウェーブ等が考えられるが、現在実用化されている非接触のICカー
ドでは、カードとしての携帯性および消費電力、そして性能を考慮して、電磁誘
導方式が採用され、一般にシートコイル方式と呼ばれている。 第13図は、従来のシートコイル方式のICカードの内部部品の実装状態を示
す概略図である。図中、プリント基板(1)には、大型のシートコイル(2)、3つ
の小型のシートコイル(3)、制御IC(4)、メモリIC(5)およびバッテリ(6)
が実装される。大型のシートコイル(2)は、端末装置からICカードへの電力お
よびクロック信号を受けるコイルである(以下電力用コイルとする)。小型シート
コイル(3)は、例えばデータ受信用コイル(3a)、データ送信用コイル(3b)お
よび命令信号受信用コイル(3c)の3つのコイルからなる。これらのシートコイ
ル(2)(3)は従来のプリント基板パターン(特に図示せず)を形成するのと同様の
方法により形成されている。メモリIC(5)はデータを記憶するためのICであ り、また制御IC(4)はシートコイル(3c)で受けた命令信号に基づいて、メモ
リIC(5)のデータの読み出しあるいは書き込みの制御を行うためのICである
。バッテリ(6)はメモリIC(5)内のデータを保持するための内蔵バッテリであ
る。また、第14図は第13図のICカードの電気的接続を示すブロック図であ
る。電力用コイル(2)から得られた信号の一部はクロック信号線(7)を介してク
ロック信号として制御IC(4)に供給され、また整流回路(8)で整流されたもの
は、制御IC(4)およびメモリIC(5)に直流電力(9)として供給される。2つ
のダイオード(10)は、整流回路(8)およびバッテリ(6)からの直流電流の電源
側への逆流を防止する。受信データ線(11)は受信用コイル(3a)からの受信デ
ータを制御IC(4)へ導く。送信データ線(12)は制御IC(4)からの送信デー
タを送信用コイル(3b)へ導く。命令信号線(13)は命令信号受信用コイル(3
c)から得られた命令信号を制御IC(4)へ導く。カードとこのカードと結合す
る端末装置(図示せず)との間の信号の受け渡しは全てシリアル信号で行われる。
制御IC(4)とメモリIC(5)との間のデータの受け渡しは、制御IC(4)がシ
リアルデータとパラレルデータとの変換機能を有したものであれば、シリアルデ
ータが8ビットのパラレルデータに変換され、8ビットのデータバス(14)によ
って行われる。また、端末装置側にも当然ながら、シートコイル(2)(3)と同様
のシートコイル(共に図示せず)が設けられており、カードが端末装置に結合され
た時に、カード側の各シートコイルと近接して対向するような位置に設けられて
いる。端末装置側のシートコイルの電磁誘導によってICカード側の各シートコ
イルに生じる誘導電流は微分波形のものである。第14図の各信号線(7)(11)
(12)(13)には小容量のコンデンサ(図示せず)が付加されており、微分波形の
誘導電流を積分し、制御IC(4)が取り扱える信号に変換される。なお、この種
のICカードは通常、第14図に示す他に幾つかの制御信号線、アドレス線等を
含むが、詳細な説明は省略する。 第13図および第14図に示す従来のシートコイル(2)(3)は上述したように
、プリント基板パターンと同様な方法で形成される。すなわち、メッキ等により
基板上に銅箔を形成し、銅箔の層を残す部分、すなわち一筆パターンのスパイラ
ル状のコイル巻線となる部分にレジストをかけてエッチングを行い、その後、レ ジストを除去する。これらのシートコイルの寸法は、例えば電力用コイル(2)が
大型で直径が約20mm(巻数は20ターン程度)、受信用コイル(3a)および送信用コ
イル(3b)、並びに命令信号受信用コイル(3c)は共に小型で直径が約10mm(巻
数は5ターン程度)である。 また、この電磁誘導方式の非接触型ICカードは上述のようにシリアルデータ
転送を行う。そのデータ転送速度は500Kbit/sec(2μsec/bit)で、他の非接触
方式に比べて高速であるが、8ビットのデータをパラレルに転送するバイト転送
に変換すると、約60Kbyte/sec(16μsec/byte)となり、パラレル転送が基本の
多ピン方式のICカードの5Mbyte/sec(200nsec/byte)と比べるとかなり遅く
、数百Kバイトの大容量ICカードのデータの送受信には不適当である。 また、第15図は第13図に示したシートコイルの1つを拡大した平面図、第
16図の(a)はICカードが端末装置とずれることなく結合された場合の、IC
カード側と端末装置側の対向するシートコイルが電磁誘導結合した時の磁力線を
示した透視側面図、(b)は双方のシートコイルが少しずれた位置で電磁誘導結合
した時の磁力線を示した透視側面図である。第15図に示すようにコイル巻線(
18)の両端には電気的接続を行うためのパッドもしくはランド(20)が設けら
れる。そして第16図の(a)に示すように、ICカードが端末装置にずれること
なく置かれると、端末装置側のシートコイル(22)によって生成された磁力線(
26)の殆どが、近接して対向するICカード側のシートコイル(24)を鎖交し
、「レンツの法則」に基づいて誘導電流がシートコイル(24)に発生し、信号が非
接触で伝搬される。しかし第16図の(b)のように、ICカードが端末装置にず
れて置かれると、端末装置のシートコイル(22)で生成された磁力線(26)の例
えば3/4しかICカード側のシートコイル(24)と鎖交しないことになり、シ
ートコイル(24)に発生する誘導起電力は3/4に減り、従って誘導電流も3/
4に減り、非接触によるデータ伝搬力の結合度、信頼性が低下する。 [発明が解決しようとする課題] 従来の電磁誘導型の非接触型ICカードは以上のように構成されていたが、非
接触で信号を伝達するためのシートコイルがプリント基板上の広い面積を占有す
るため、多くのメモリICをプリント基板上に実装する大容量ICカードの開発 の障害になっていた。また、より高速のデータ転送を行うために、現状のシリア
ルデータ転送を例えば8ビットデータを向時にパラレルに転送するパラレルデー
タ転送にするには、さらに多くのコイルを並べて設ける必要があるため、パラレ
ルデータ転送を行うことは困難であった。さらに、端末装置とICカード間の位
置ずれにより、電磁誘導の結合度が容易に低下してしまい、対向する側のシート
コイルに誘起される電流の大きさが変化し、安定した一定の電流が得られないた
めに、端末装置とICカードとの間のデータ転送のデータの信頼性が低下すると
いう問題点もあった。従来の非接触型ICカードには以上のような課題があった
。 この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、データ転送用
のコイルをより小形かつ薄形にして、コイルのプリント基板上の占有面積を小さ
くすると共に、端末装置とICカードとの間でパラレルデータ転送を行い、より
高速でかつ信頼性の高いデータ転送を行う、電磁誘導方式の非接触型ICカード
を得ることを目的とする。 [課題を解決するための手段] 上記の目的に鑑み、この発明は、電磁誘導方式による非接触型ICカードであ
って、上記ICカードのデータの読み出しおよび書き込みを行う端末装置と対向
して近接する上記ICカード上の位置に、プリント基板と別体の絶縁ベース上に
N個のコイルを並べて設け、上記絶縁ベースを上記プリント基板上に搭載し、上
記端末装置との間で上記データのNビットのパラレルデータ転送を行う非接触型
ICカードにある。 さらにこの発明の別の実施例では、N個のコイルをそれぞれコイル巻線の中心
部、外周部および底部を囲み断面がE型形状のポットコアを設けたポットコア・
コイルとして形成した。 さらにこの発明の別の実施例では、N個のポットコア・コイルの隣接するコイ
ルの間にそれぞれ、磁力線を遮るためのシールド壁を設けた。 さらにこの発明の別の実施例では、ポットコア・コイルおよびシールド壁を絶
縁材で外装モールドして1つのコイルモジュールとして形成した。 さらにこの発明の別の実施例では、コイル、ポットコア・コイル、シールド壁 およびコイルモジュールを半導体製造技術に基づく薄膜技術により形成した。 [作用] この発明に係る非接触型ICカードでは、通常のプリント基板上に回路パター
ンを形成する技術とは別の、薄膜技術等の微小なコイル等を形成可能な技術によ
り、カードのプリント基板とは別の絶縁ベース上にN個のコイルを並べて形成し
、この絶縁ベースをカードのプリント基板上に搭載することで、カードのプリン
ト基板上の狭いスペースにN個のコイルを設けることを可能にし、端末装置との
間でNビットのパラレルデータ転送を行い、データ転送の高速化を図った。さら
にこの発明の別の実施例では、N個のコイルを、コイル巻線をこれの中心部、外
周部および底部を囲み断面がE型形状のポットコア内に形成するポットコア・コ
イルとし、ICカードと端末装置に位置ずれがあっても磁力線の漏れがないよう
にし、信号の安定化を図った。さらにこの発明の別の実施例では、N個のポット
コア・コイルの隣接するコイルの間にそれぞれ、磁力線を遮るためのシールド壁
を設け、端末装置側あるいはICカード側のそれぞれの側で隣接するコイル同士
の干渉の防止し、これにより高密度でコイルを配置できるようにした。さらにこ
の発明の別の実施例では、ポットコア・コイルおよびシールド壁を絶縁材で外装
モールドして1つのコイルモジュールとして形成し、取り扱いを簡単にした。さ
らにこの発明の別の実施例では、コイル、ポットコア・コイル、シールド壁およ
びコイルモジュールを半導体製造技術に基づく薄膜技術により形成し、コイルの
小形化を図った。 [実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1図はこの発明の一実施
例による非接触型ICカードの内部部品の実装状態を示す概略図であり、例えば
N=8ビットのパラレルデータ転送を行うものを示す。第13図に示す従来のも
のと同一符号で示された部分は同一または相当部分を示す。薄膜コイルモジュー
ル(15)は、8ビットのパラレルデータ転送を行うための8個のデータ送受信用
薄膜コイル(15a)〜(15h)、および命令信号を受信するための命令信号受信用薄膜
コイル(15i)の合計9個のコイルを3×3に配列し、これを絶縁材で外装モール
ドしたモジュールである。これらの9個の薄膜コイル(15a)〜(15i)は、薄膜コイ ルモジュール(15)として一体にまとめて形成されても、あるいはそれぞれ個別
に形成されたものでもよい。また各コイル(15a)〜(15i)の配列も第1図のに示す
ものに限られず、実装スペースに合わせて適当な配列にすればよい。制御IC(
41)は8ビットのパラレルデータの送受信を制御できる制御ICである。また
第2図は第1図のICカードの電気的接続を示すブロック図である。薄膜コイル
(15a)〜(15h)および送受信用データ線(16a)〜(16h)は、8ビットのパラレルデー
タの受信と送信の双方向の転送が可能なように共用される。制御IC(41)は命
令信号線(13)から受信した命令がデータの書き込み命令かあるいは読み出し命
令かを判断し、これに従って8ビットパラレルデータの双方行制御を行う。制御
IC(41)の入力段には、例えば、汎用ゲートIC“74HC245”もしくはこれと
同等の機能を有するものを使用すればよい。 第3図および第4図は第1図に示した薄膜コイルモジュール(15)内の1つの
コイル素子を拡大して示したものである。第3図は1層のスパイラル状コイル巻
線を有する薄膜コイル、第4図は積層されたスパイラル状コイル巻線を有する薄
膜コイルを示すもので、それぞれ(a)は側面断面図、(b)は上方から見たコイル
巻線だけを示した平面図である。第3図および第4図の薄膜コイルは例えば、現
在、固定ハードディスクで用いられている薄膜磁気ヘッド用の薄膜コイルの製造
技術(以下薄膜技術とする)によって形成される。なお、コイル巻線(18)の両端
には、回路との接続を行うパッド(20)も形成される。現在の薄膜技術を使用す
れば、48ターンのスパイラル状コイルを縦横0.2〜0.3mm、厚さ0.01mmのサイズ
で作ることが可能である。ここでは10ターンのスパイラル状コイルを縦横数mm
のサイズに作ればよいので、この薄膜技術によりコイルを形成すれば、複数個の
コイルを並べても従来のものより占有面積が小さいものを形成することが可能で
ある。 次の式は、インダクタンス設計で用いられるインダクタンスとコイル巻線の巻
数、内径および外径の長さの関係を示す。 L=20.32a22/(6a+10c)[nH] 但し a=(do+di)/4 c=(do-di)/2 do=外径(μm) di=内径(μm) n=巻数 すなわち、スパイラル状コイルのインダクタンスは、巻数と外径が大きく、内径
を外径とをできるだけ等しくすると大きくなる。従って、限られたプリント基板
の面積内に、ある程度のインダクタンスを持つスパイラル状コイルを数多く準備
するためには、内径を外径に近付けて、その狭い間にできるだけファインピッチ
のスパイラルパターンを数多く形成することである。従来のように、プリント基
板上の銅箔をエッチングしてコイル巻線を形成する方法では、エッチングパター
ンおよびパターン間隔は約100μmが限界であるが、薄膜技術では数μmでも可能
であり、かつ非常に薄く積層することもでき、その結果、薄膜コイルの直径は小
さくできて、その分、プリント基板上の薄膜コイルを実装する面積を小さくでき
る。 第5図に薄膜技術による薄膜コイルの製造方法の工程を示し、これについて簡
単に説明しておく。まず、(a)に示す絶縁ベース(17)の上面全面に(b)に示す
ように銅下地スパッタを施し、絶縁ベース(17)の全面に薄さ0.1μm程度の銅下
地層(18a)を形成する。次に、(c)に示すようにフォトレジストパターニングに
よって、コイル巻線(18)を形成しない部分をレジスト(18b)で覆う。すなわち
レジスト(18b)のパターンはコイルパターンと逆のパターンとなる。次に(d)に
示すように銅コイルパターンメッキを施し、コイル巻線(18)の部分の表面にメ
ッキ部(18c)を形成する。このメッキ部(18c)の薄さは2〜4μm程度である。次
に、(e)に示すようにレジスト(18b)の除去およびスパッタエッチングにより銅
下地層(18a)の不要な部分を取り去り、これにより絶縁ベース(17)上にコイル
巻線(18)が形成される。そして(f)に示すようにこれにコイル巻線(18)を絶
縁層(19)で覆う。これはフォトレジスト絶縁層形成、焼成の工程により行われ
る。 また第6図に示すように、この発明のICカード(100)が挿入(結合)される端
末装置(50)のコネクタ(50a)内にも、同様の構造の薄膜コイルモジュール(但し
各コイルの配置がICカード側の対応するコイルと対向するようになっているも
の)が設けられることはいうまでもない。このコネクタ(50a)内に設けられるコイ
ルモジュールは、ICカード(100)がコネクタ(50a)内に挿入された時に、ICカ
ード(100)のコイル部分(150a)と近接して対向するコイル部分(150b)に設けられ る。 この薄膜コイルを使う電磁誘導方式による非接触型ICカードのデータ転送速
度は、8ビットのデータをパラレルに送受信するので、500Kbyte/sec(2μsec
/byte)になり、従来のビットシリアル型に比べて8倍高速化される。接触型の多
ピン方式に比べると1桁遅いが、ICカードおよび端末装置が完全密閉構造にで
きるため、悪影響下のFA分野でも使用可能であるというメリットがある。また
、コイルの占有面積が小さくなったこと、およびデータの転送速度が早くなった
ことによって、第1図および第2図に示すようにメモリIC(5)の数を増加させ
、メモリ容量を増大させるのも容易となる。 また、カードと端末装置が、ずれて結合された場合においても、より安定した
電磁誘導結合が得られるように、薄膜コイルモジュールの各薄膜コイルをポット
コアを設けたコイルにしてもよい。第7図はこのようなポットコア・コイルの外
装モールドされるされる前の1つを拡大して示した斜視図である。また第8図の
(a)はICカードが端末装置にずれることなく結合した場合の、ICカード側と
端末装置側の双方の対向するポットコア・コイルが電磁誘導結合した時の磁力線
を示した側面透視図、(b)はICカードと端末装置に位置ずれが生じて、双方の
ポットコア・コイルが少しずれた位置で電磁誘導結合した時の磁力線を示した側
面透視図である。第7図に示すように、絶縁ベース(35)上に形成されるポット
コア・コイル(30)のポットコア(33)は、コイル巻線(31)の中心部、外周部
および底部を囲む、断面がE型形状になるものである。ポットコア(33)の外周
部の一部には、コイル巻線(31)の両端をポットコア(33)の外部に引き出すた
めのギャップ部分(33d)が形成される。また、コイル巻線(31)の表面は絶縁層(
34)で覆われ、さらにコイル巻線(31)の両端にはパッド(32)が取り付けら
れている。このポットコア・コイル(30)も上述した薄膜技術により形成される
。従って各ポットコア・コイル、さらにはこのポットコア・コイルを複数個まと
めて収納したコイルモジュール全体の大きさも従来のものに比べてかなり小さく
形成することができる。なおポットコア・コイルの製造工程に関しては後述する
。 このようなポットコア・コイルを使用したICカードの場合、第8図の(a)に 示すように、ICカードが端末装置にずれることなく結合され、双方のポットコ
ア・コイル(30a)(30b)の中心が一致した場合は当然ながら、第8図の(b)のよう
に、ICカードが端末装置にずれて結合された場合においても、例えば端末装置
側のポットコア・コイル(30a)で生成された磁力線(38)の殆どは、より磁気抵
抗の小さい磁路である、近接して対抗するICカード側のポットコア・コイル(3
0b)のポットコアに集結する。従って、磁束漏れが少なく、ポットコア・コイル(
30b)のコイル巻線(31)に、同図(a)と同様の一定した電磁誘導電流が発生する
。このように、コイル巻線の中心部、外周部およびこれらを接続する底部を、フ
ェライト等の比透磁率の高い材料でできたコアにより囲む構造のポットコア・コ
イルを使用すれば、端末装置とICカードの位置ずれでデータ転送に不具合が生
じることがなくなる。また、ポットコアにフェライト等の比透磁率が高い材料を
使用するため、従来のプリント基板上に形成されるシートコイルと比較して、よ
り少ない巻数、短い直径および小さいコイル電流で同等の電磁誘導電流を発生さ
せることが可能である。 さらに、上記のようにICカード側および端末装置側でそれぞれ複数個のコイ
ルを隣接して並べた場合、端末装置とICカード間の対向するコイル間ではなく
、例えば同じICカード内の隣接するコイル間で磁力線が相互に漏れる、いわゆ
る干渉が発生してデータを正しく送受信できなくなる可能性がある。そこで、隣
接するポットコア・コイルの間にシールド壁を設けてもよい。第9図はシールド
壁を設けたポットコア・コイルのモジュールの一部の、外装モールドされる前の
状態を示す斜視図、第10図はシールド壁を設けたそれぞれICカード側と端末
装置側のポットコア・コイルが電磁結合した際の磁力線を示す側面透視図である
。このように、端末装置側のポットコア・コイル(30a)によって発生された磁力
線(38)は殆ど対向するICカード側のポットコア・コイル(30b)と鎖交する。
ICカード側のポットコア・コイル(30b)の外周部から発生される磁力線(38)
の漏れ磁力線は、シールド壁(39)に当ってその内部においてエネルギ損失され
、隣のポットコア・コイルまたは対向する端末装置の別の組のポットコア・コイ
ルに到達する可能性は非常に少ない。従って、隣接するコイル同士の干渉を防止
でき、かつコイルを狭い間隔で高密度に実装でき、ひいてはコイル部分の占有面 積を小さくできる。このシールド壁(39)は、アルミ等の導電性9材料で形成さ
れ、コアより高くまたコアの外周部の数分の1の幅を有するものであればよい。
そして、ポットコア、コイル巻線、絶縁層と同様に薄膜技術により形成すればよ
い。 次に、第11図および第12図を使ってポットコア・コイルの製造工程につい
て説明する。第11図はポットコア・コイルを真上から見た平面図、第12図は
側面断面図である。まず、両図の工程(a)においては、ガラスあるいはセラミッ
ク等からなる絶縁ベース(サブストレート)(35)上に磁性体材料(好ましくはフ
ェライトあるいはパーマロイ等の強磁性体材料)を円形にパターンメッキして、
ポットコア底部(33a)を形成する。但し、コイル巻線(31)を外部に引き出すた
めのギャップ部分(33d)を設けている。次に(b)工程では、ドーナツ状にフォト
レジスト絶縁層(34a)を形成し、焼成処理を行う。次に(c)工程では、パターン
メッキによりスパイラル状の導電性パターン、例えば銅コイルを生成してコイル
巻線(31)およびその一端にパッド(32)を形成する。このコイル巻線(31)の
製造方法は第5図に従って説明したものと同様である。次に(d)工程では、コイ
ル巻線(31)の内側端を除いて、(b)工程と同様に図示のようにドーナツ状にフ
ォトレジスト絶縁層(34b)を形成し焼成処理を行う。次に(e)工程では、(c)工
程と同様にパターンメッキによりコイル巻線(31)の内側端からの引き出し線(3
1a)およびパッド(32)を形成する。そして(f)工程では、(a)工程と同様に強
磁性体材料を中心部と外周部にパターンメッキして、ポットコア中心部(33b)お
よびポットコア外周部(33c)を形成する。さらにシールド壁(39)を設ける場合
には、(g)工程で、アルミ等の導電性材料を蒸着もしくはスパッタリングするこ
とによりシールド壁(39)を形成する。このようにして形成された1個あるいは
複数個のポットコア・コイル(30)およびシールド壁(39)は全体を絶縁材料で
外装モールドされ、例えば第1図に示す薄膜コイルモジュール(15)の形で使用
される。また、上記実施例ではポットコア・コイル中のコイル巻線は1段のスパ
イラル状のパターンであったが、複数段に積層したスパイラル状のパターン(第
4図参照)にしてもよい。この場合の製造工程は、例えば工程(b)から工程(d)
を複数回繰り返し、その際コイル巻線が一筆パターンになるようにコイル巻線の 両端を接続していくようにすればよい。 以上のような薄膜技術によりポットコア・コイルを形成すれば、1つ1つのポ
ットコア・コイルが薄形、小形に形成することが可能となり、ひいてはこのポッ
トコア・コイルを複数個収納した薄膜コイルモジュールも薄形、小形に形成する
ことができる。 また、このポットコア・コイルは薄形、小形に形成できるため、0.76mm厚みの
ISO仕様のICマイコンカードにおいて実施することも可能であり、ICマイ
コンカードを非接触形に容易にできる。 また、上記実施例では8ビットデータをパラレル転送する場合について述べた
が、これに限定されることなく、実装面積を考慮してN個(Nは正の整数)のデー
タ送受信用コイルを設ければ、Nビットデータのパラレル転送が可能となること
は言うまでもない。 また、メモリIC(5)としてはデータ保持用のバッテリ(6)を必要とする揮発
性のRAMを図示したが、バッテリ(6)を必要としない不揮発性ROMであって
もよく、同様な効果を奏する。 [発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、電磁誘導方式による非接触型ICカードにお
いて、ICカードのデータの読み出しおよび書き込みを行う端末装置と対向して
近接するICカード上の位置に、プリント基板と別体の絶縁ベース上にN個のコ
イルを並べて設け、この絶縁ベースをプリント基板上に搭載し、端末装置との間
でNビット(実施例では8ビット)のパラレルデータ転送を行うようにしたので、
従来のシリアルのデータ転送方式に比べてより高速なデータ転送が可能になった
。また、各薄膜コイルを巻線コイルの中心部、外周部および底部を囲み断面がE
型形状のポットコアを設けた構造にしたことにより、端末装置とICカードの間
に位置ずれが生じても高い信頼性でデータ転送ができようになった。さらに、端
末装置側あるいはICカード側の隣接する薄膜コイルの間にシールド壁を設ける
ようにしたので、隣接するコイル同士の干渉を防止でき、かつコイルを狭い間隔
で高密度に実装でき、ひいてはコイル部分の占有面積を小さくできるようになっ
た。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a non-contact type IC card, particularly a coil, which is resistant to a dirt and dusty environment.
The present invention relates to an electromagnetic induction type using the above method. [Prior Art] Here, among the IC cards, an 8-bit (N = 8) of the IC card in which the effect of the present invention is great is described.
An IC memory card that transfers data in parallel will be described. As described on page 24 of "IC card" issued by Ohmsha, edited by the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, an IC memory card (hereinafter referred to as an IC card) is connected to a terminal device.
Therefore, it is classified into (1) multi-pin type and (2) non-contact type. The multi-pin method uses 8-bit
Between the IC card and the terminal device by parallel or 16-bit parallel data transfer.
Data can be transferred between, and currently, high-speed reading / writing of about 200 nsec (nanosecond)
Injection is possible. The non-contact method has no contact parts,
Troubles can be avoided and the FA (factory)
・ Automation) can be used in places where the use environment is poor. Non-contact
The method solves the problem of the connection method of the multi-pin type IC card as shown below.
There is a great merit as a means to (1) Changes in internal data or internal I
Destruction of C (2) Data error due to poor contact of terminal and incapability of transmission / reception (3) Unable to connect card to terminal device due to deformation (spread) of terminal (4) Large number of pins This increases the insertion / extraction force and requires an ejector mechanism.
Means for supplying power and transmitting and receiving data without contact include light, electromagnetic induction and
And microwaves, etc., but non-contact IC cars currently in practical use
In consideration of portability, power consumption and performance as a card,
A conduction method is adopted, and is generally called a sheet coil method. FIG. 13 shows a mounting state of internal components of a conventional sheet coil type IC card.
FIG. In the figure, the printed board (1) has a large sheet coil (2) and three
Small sheet coil (3), control IC (4), memory IC (5) and battery (6)
Is implemented. The large sheet coil (2) is used to supply power from the terminal device to the IC card.
And a clock signal (hereinafter referred to as a power coil). Small seat
The coil (3) includes, for example, a data receiving coil (3a), a data transmitting coil (3b), and the like.
And a command signal receiving coil (3c). These sheet carp
(2) and (3) are the same as those for forming a conventional printed circuit board pattern (not shown in particular).
Formed by the method. The memory IC (5) is an IC for storing data, and the control IC (4) is a memo based on a command signal received by the sheet coil (3c).
This is an IC for controlling reading or writing of data of the re-IC (5).
. The battery (6) is a built-in battery for retaining data in the memory IC (5).
You. FIG. 14 is a block diagram showing the electrical connection of the IC card shown in FIG.
You. Part of the signal obtained from the power coil (2) is clocked through the clock signal line (7).
The signal supplied to the control IC (4) as a lock signal and rectified by the rectifier circuit (8)
Are supplied as DC power (9) to the control IC (4) and the memory IC (5). Two
Is a power source for DC current from the rectifier circuit (8) and the battery (6).
Prevent backflow to the side. The reception data line (11) receives the reception data from the reception coil (3a).
To the control IC (4). The transmission data line (12) is the transmission data from the control IC (4).
To the transmission coil (3b). The command signal line (13) is connected to the command signal receiving coil (3).
The command signal obtained from c) is led to the control IC (4). Card and this card
Signal transfer to and from a terminal device (not shown) is performed by serial signals.
The transfer of data between the control IC (4) and the memory IC (5) is performed by the control IC (4).
If it has a function to convert between real data and parallel data, the serial data
The data is converted to 8-bit parallel data, and is converted to an 8-bit data bus (14).
It is done. Also, of course, the terminal device side is the same as the sheet coils (2) and (3).
Sheet coil (both not shown) is provided, and the card is connected to the terminal device.
Is provided at a position that is close to and opposes each sheet coil on the card side when
I have. Each sheet coil on the IC card side is induced by electromagnetic induction of the sheet coil on the terminal device side.
The induced current generated in the il is of a differential waveform. Each signal line (7) (11) in FIG.
(12) A small-capacity capacitor (not shown) is added to (13),
The induced current is integrated and converted into a signal that can be handled by the control IC (4). This species
The IC card generally has several control signal lines, address lines, etc. in addition to those shown in FIG.
However, detailed description is omitted. The conventional sheet coils (2) and (3) shown in FIG. 13 and FIG.
Are formed in the same manner as the printed circuit board pattern. That is, by plating
The part where the copper foil is formed on the substrate and the copper foil layer is left, that is, a single-stroke pattern spiral
A resist is applied to a portion to be a coil winding in the shape of a coil, etching is performed, and then the resist is removed. The dimensions of these sheet coils are, for example, that of the power coil (2).
Large, about 20mm in diameter (about 20 turns), receiving coil (3a) and transmitting coil
The coil (3b) and the command signal receiving coil (3c) are both small and have a diameter of about 10 mm (winding).
The number is about 5 turns). In addition, this electromagnetic induction type non-contact type IC card uses serial data as described above.
Perform a transfer. Its data transfer speed is 500Kbit / sec (2μsec / bit), other non-contact
Byte transfer that transfers data of 8 bits in parallel, although it is faster than the system
Is converted to about 60Kbyte / sec (16μsec / byte).
Quite slow compared to 5Mbyte / sec (200nsec / byte) of multi-pin IC card
It is not suitable for transmitting and receiving data of a large capacity IC card of several hundred Kbytes. FIG. 15 is an enlarged plan view of one of the sheet coils shown in FIG.
FIG. 16 (a) shows an IC when the IC card is combined with the terminal device without shifting.
The line of magnetic force when the sheet coil facing the card and the terminal device side is electromagnetically inductively coupled
The perspective side view shown, (b) is an electromagnetic induction coupling at a position where both sheet coils are slightly shifted.
FIG. 5 is a perspective side view showing the magnetic lines of force at the time of doing. As shown in FIG.
Pads or lands (20) for electrical connection are provided at both ends of (18).
It is. Then, as shown in FIG. 16 (a), the IC card is shifted to the terminal device.
When placed without, the magnetic field lines (22) generated by the sheet coil (22) on the terminal device side
Most of 26) link the sheet coil (24) on the IC card side that is close and opposed.
, An induced current is generated in the sheet coil (24) based on "Lenz's law",
Propagated by contact. However, as shown in FIG. 16 (b), the IC card is not in the terminal device.
Example of magnetic field lines (26) generated by sheet coil (22) of terminal device when placed
For example, only 3/4 will be linked with the sheet coil (24) on the IC card side.
The induced electromotive force generated in the auto coil 24 is reduced to 3/4, and the induced current is also reduced to 3/3.
4, the degree of coupling and reliability of the data propagation force due to non-contact decrease. [Problem to be Solved by the Invention] The conventional electromagnetic induction type non-contact type IC card is configured as described above.
Sheet coil for transmitting signals by contact occupies a large area on printed circuit board
This has been an obstacle to the development of a large-capacity IC card in which many memory ICs are mounted on a printed circuit board. Also, in order to perform higher-speed data transfer, the current serial
For example, a parallel data transfer that transfers 8-bit data in parallel in parallel
To transfer data, it is necessary to arrange more coils side by side.
It was difficult to transfer data. Furthermore, the position between the terminal device and the IC card
The misalignment easily reduces the degree of coupling of electromagnetic induction, and the sheet on the opposite side
The magnitude of the current induced in the coil changed, and a stable constant current could not be obtained.
If the reliability of data transferred between the terminal device and the IC card decreases,
There was also a problem. The conventional non-contact type IC card has the above problems.
. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and is intended for data transfer.
The coil occupies less space on the printed circuit board by making the coil smaller and thinner.
And perform parallel data transfer between the terminal device and the IC card.
Electromagnetic induction type non-contact IC card that performs high-speed and highly reliable data transfer
The purpose is to obtain. [Means for Solving the Problems] In view of the above objects, the present invention relates to a non-contact type IC card using an electromagnetic induction method.
The terminal device that reads and writes data from the IC card.
On the IC card that is close to the above, on an insulating base separate from the printed circuit board.
N coils are provided side by side, and the insulating base is mounted on the printed circuit board.
Non-contact type that transfers N-bit parallel data of the above data with the terminal device
It is on the IC card. In still another embodiment of the present invention, the N coils are respectively connected to the center of the coil winding.
Core, which has a pot core having an E-shaped cross-section surrounding the portion, the outer peripheral portion and the bottom portion.
Formed as a coil. In yet another embodiment of the present invention, an adjacent coil of N pot core coils is used.
In each case, a shield wall was provided to block the lines of magnetic force. In yet another embodiment of the invention, the pot core coil and shield wall are eliminated.
It was formed as one coil module by exterior molding with a rim material. Further, in another embodiment of the present invention, the coil, the pot core coil, the shield wall, and the coil module are formed by a thin film technology based on a semiconductor manufacturing technology. [Operation] In the non-contact type IC card according to the present invention, a circuit pattern is formed on a normal printed circuit board.
Technology that can form minute coils, such as thin-film technology,
And form N coils side by side on an insulating base separate from the printed circuit board of the card.
By mounting this insulating base on the printed circuit board of the card,
N coils can be provided in a narrow space on the
N-bit parallel data transfer was performed between them, thereby speeding up data transfer. Further
In another embodiment of the present invention, the N coils are wound around the center of the coil,
A pot core and a core formed in a pot core having an E-shaped cross section surrounding the periphery and the bottom.
To prevent leakage of magnetic field lines even if the IC card and the terminal device are misaligned.
To stabilize the signal. In yet another embodiment of the present invention, N pots
Shield walls between adjacent coils of the core coil to block magnetic flux lines
And coils adjacent to each other on the terminal device side or IC card side
This prevents interference of the coils, thereby enabling the coils to be arranged at high density. More
In another embodiment of the invention, the pot core coil and shield wall are sheathed with insulating material.
It was molded to form a single coil module to simplify handling. Sa
In another embodiment of the present invention, a coil, a pot core coil, a shield wall and
And coil modules are formed by thin-film technology based on semiconductor manufacturing technology.
Downsized. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a mounting state of internal components of a non-contact type IC card according to an example,
The figure shows an example in which parallel data transfer of N = 8 bits is performed. The conventional one shown in FIG.
The portions indicated by the same reference numerals as those in the above indicate the same or corresponding portions. Thin film coil module
(15) is for transmitting and receiving eight data for performing 8-bit parallel data transfer.
Thin film coils (15a) to (15h) and a command signal receiving thin film for receiving command signals
A total of 9 coils (15i) are arranged in 3x3, and this is covered with an insulating material.
Module. These nine thin film coils (15a) to (15i) may be integrally formed as a thin film coil module (15) or may be individually formed.
May be formed. The arrangement of each coil (15a) to (15i) is also shown in FIG.
The arrangement is not limited to this, and may be appropriately arranged according to the mounting space. Control IC (
41) is a control IC capable of controlling transmission and reception of 8-bit parallel data. Also
FIG. 2 is a block diagram showing the electrical connection of the IC card of FIG. Thin film coil
(15a) to (15h) and the transmission / reception data lines (16a) to (16h) are 8-bit parallel data
Shared so that bidirectional transfer of data reception and transmission is possible. Control IC (41) lives
The command received from the command signal line (13) is a data write command or a read command.
Is determined, and the two-way control of the 8-bit parallel data is performed in accordance with the command. control
The input stage of the IC (41) includes, for example, a general-purpose gate IC “74HC245” or
What has the same function should just be used. FIGS. 3 and 4 show one of the thin-film coil modules (15) shown in FIG.
It is an enlarged view of the coil element. FIG. 3 shows a single-layer spiral coil winding.
Thin film coil with wires, FIG. 4 shows a thin film coil with stacked spiral coil windings
(A) is a side sectional view, and (b) is a coil viewed from above.
It is the top view which showed only a winding. The thin-film coil of FIGS.
Manufacture of thin-film coils for thin-film magnetic heads currently used in fixed hard disks
It is formed by technology (hereinafter referred to as thin film technology). In addition, both ends of the coil winding (18)
Is also formed with a pad (20) for connection to a circuit. Uses current thin film technology
Then, a spiral coil of 48 turns is 0.2-0.3mm in length and width, and 0.01mm in thickness.
It is possible to make with. Here, a 10-turn spiral coil is a few mm in length and width.
If a coil is formed by this thin film technology, multiple
Even if the coils are arranged, it is possible to form a product that occupies a smaller area than conventional products.
is there. The following equation shows the inductance used in the inductance design and the winding of the coil winding.
The relationship between the number, the inner diameter and the length of the outer diameter is shown. L = 20.32a Two n Two / (6a + 10c) [nH] where a = (d o + D i ) / 4 c = (d o -d i ) / 2 d o = Outer diameter (μm) d i = Inner diameter (μm) n = Number of turns That is, the spiral coil has a large number of turns and an outer diameter,
Becomes larger when the outer diameter is made as equal as possible. Therefore, limited printed circuit boards
Many spiral coils with a certain amount of inductance are prepared within the area
In order to achieve this, make the inner diameter close to the outer diameter, and
Is to form a number of spiral patterns. As before, the print base
In the method of forming a coil winding by etching a copper foil on a board, an etching pattern is used.
The pattern and pattern spacing is limited to about 100μm, but thin film technology can be several μm
And can be laminated very thinly, so that the diameter of the thin film coil is small.
The area for mounting the thin-film coil on the printed circuit board can be reduced accordingly.
You. FIG. 5 shows the steps of a method of manufacturing a thin-film coil by thin-film technology, which will be briefly described.
Just explain. First, (b) is shown on the entire upper surface of the insulating base (17) shown in (a).
Sputter copper underlayer as described above, and cover the entire surface of the insulating base (17) with copper with a thickness of about 0.1 μm.
The formation (18a) is formed. Next, as shown in FIG.
Therefore, the portion where the coil winding (18) is not formed is covered with the resist (18b). Ie
The pattern of the resist (18b) is a pattern opposite to the coil pattern. Next, in (d)
As shown in the figure, copper coil pattern plating is applied and the surface of the coil winding (18) is plated.
Form a hook portion (18c). The thickness of the plated portion (18c) is about 2 to 4 μm. Next
Then, as shown in (e), the resist (18b) is removed and copper is removed by sputter etching.
Unnecessary portions of the underlayer (18a) are removed, and thus the coil is placed on the insulating base (17).
A winding (18) is formed. Then, as shown in (f), the coil winding (18) is disconnected.
Cover with edge layer (19). This is performed by a process of forming a photoresist insulating layer and baking.
You. Also, as shown in FIG. 6, an end into which the IC card (100) of the present invention is inserted (coupled).
In the connector (50a) of the terminal device (50), a thin-film coil module (
Each coil is arranged so as to face the corresponding coil on the IC card side.
) Is provided. The coil provided in this connector (50a)
Module is inserted when the IC card (100) is inserted into the connector (50a).
The coil portion (150b) is provided in the coil portion (150b) which is close to and opposes the coil portion (150a) of the card (100). Data transfer speed of non-contact type IC card by electromagnetic induction method using this thin film coil
Since the transmission / reception of 8-bit data is performed in parallel, 500 Kbyte / sec (2 μsec
/ byte), which is eight times faster than the conventional bit serial type. Contact type
One order of magnitude slower than the pin method, but the IC card and terminal device are completely sealed.
Therefore, there is an advantage that it can be used in the FA field under adverse effects. Also
, Smaller coil occupation area, and faster data transfer speed
This increases the number of memory ICs (5) as shown in FIGS.
Also, it is easy to increase the memory capacity. In addition, even when the card and the terminal device are displaced and combined, a more stable
Pot each thin-film coil of the thin-film coil module so that electromagnetic induction coupling can be obtained.
A coil provided with a core may be used. FIG. 7 shows the outside of such a pot core coil.
It is the perspective view which expanded and showed one before being mounted and molded. Also in FIG.
(a) shows the relationship between the IC card side when the IC card is connected to the terminal device without shifting.
Lines of magnetic force when both opposing pot core coils on the terminal device side are electromagnetically inductively coupled
(B) shows a position shift between the IC card and the terminal device,
Side showing magnetic lines of force when electromagnetic induction coupling is performed at a slightly shifted position of pot core coil
It is a perspective view. As shown in FIG. 7, a pot formed on an insulating base (35)
The pot core (33) of the core coil (30) is located at the center and the outer periphery of the coil winding (31).
And a cross section surrounding the bottom and having an E-shape. Outer circumference of pot core (33)
In some parts, both ends of the coil winding (31) are pulled out of the pot core (33).
A gap portion (33d) is formed. The surface of the coil winding (31) is an insulating layer (
34), and pads (32) are attached to both ends of the coil winding (31).
Have been. This pot core coil (30) is also formed by the thin film technology described above.
. Therefore, each pot core coil, and more than one pot core coil
The overall size of the coil module stored is also significantly smaller than the conventional one
Can be formed. The manufacturing process of the pot core / coil will be described later.
. In the case of an IC card using such a pot core coil, as shown in FIG. 8 (a), the IC card is connected to the terminal device without shifting, and both pot cores are connected.
When the centers of the coils (30a) and (30b) coincide, naturally, as shown in FIG.
In the case where the IC card is displaced and coupled to the terminal device,
Most of the magnetic field lines (38) generated by the side pot core coil (30a) have more magnetic resistance.
The pot core coil (3
Assemble in the pot core of 0b). Therefore, the magnetic flux leakage is small, and the pot core coil (
A constant electromagnetic induction current similar to that shown in FIG. (A) is generated in the coil winding (31) of (30b).
. In this way, the center part, the outer peripheral part of the coil winding and the bottom part connecting them are connected to the
Pot core core surrounded by a core made of a material with high relative permeability such as ferrite
If the file is used, a data transfer failure occurs due to the misalignment between the terminal device and the IC card.
You won't be nervous. For the pot core, use a material with high relative permeability, such as ferrite.
For use, compared to conventional sheet coils formed on printed circuit boards,
Fewer turns, shorter diameter and smaller coil current produce equivalent electromagnetic induction current
Is possible. Further, as described above, a plurality of coils are respectively provided on the IC card side and the terminal device side.
When the terminals are arranged adjacent to each other, not between the opposing coils between the terminal device and the IC card
For example, lines of magnetic force leak from each other between adjacent coils in the same IC card.
Data may not be transmitted / received correctly due to interference. So next door
A shield wall may be provided between the contacting pot core coils. Figure 9 shows the shield
A part of the pot core coil module with wall
FIG. 10 is a perspective view showing the state, and FIG. 10 is an IC card side provided with a shield wall and a terminal, respectively.
FIG. 3 is a side perspective view showing magnetic lines of force when a pot core coil on the device side is electromagnetically coupled.
. Thus, the magnetic force generated by the pot core coil (30a) on the terminal device side
The line (38) is linked to the almost opposing pot core coil (30b) on the IC card side.
Magnetic force lines (38) generated from the outer periphery of the pot core coil (30b) on the IC card side
Of the magnetic flux lines of the magnetic field impinges on the shield wall (39) and loses energy therein.
, The adjacent pot core coil or another set of pot core coils of the opposite terminal
Is very unlikely to be reached. Therefore, interference between adjacent coils is prevented.
In addition, the coils can be mounted at a high density at a small interval, and the occupied area of the coil portion can be reduced. This shield wall (39) is formed of a conductive nine material such as aluminum.
What is necessary is just to be higher than the core and have a width that is a fraction of the outer circumference of the core.
Then, it can be formed by thin-film technology like the pot core, coil winding, and insulating layer.
No. Next, the manufacturing process of the pot core coil will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
Will be explained. FIG. 11 is a plan view of the pot core coil as viewed from directly above, and FIG.
It is a side sectional view. First, in step (a) of both figures, glass or ceramic
A magnetic material (preferably a foil) is placed on an insulating base (substrate) (35) made of
Ferrite or permalloy, etc.)
A pot core bottom (33a) is formed. However, the coil winding (31) is pulled out to the outside.
Gap portion (33d) is provided. Next, in step (b), the photo
A resist insulating layer (34a) is formed, and a baking process is performed. Next, in the step (c), the pattern
A spiral conductive pattern, for example, a copper coil is generated by plating to produce a coil.
A pad (32) is formed on the winding (31) and one end thereof. Of this coil winding (31)
The manufacturing method is the same as that described with reference to FIG. Next, in step (d),
Except for the inner end of the coil winding (31), the same process as in the step (b) is performed to form a donut as shown in the drawing.
A photoresist insulating layer (34b) is formed and a baking process is performed. Next, in the step (e), the step (c)
In the same manner as described above, the lead wire (3
1a) and pads (32) are formed. Then, in the step (f), the strength is as high as in the step (a).
Pattern the magnetic material at the center and the outer periphery, and use the pot core center (33b) and
And an outer peripheral portion (33c) of the pot core. When providing a shield wall (39)
In step (g), a conductive material such as aluminum is deposited or sputtered.
This forms a shield wall (39). One formed in this way or
The plurality of pot core coils (30) and the shield wall (39) are entirely made of insulating material.
Externally molded and used, for example, in the form of a thin film coil module (15) shown in FIG.
Is done. In the above embodiment, the coil winding in the pot core coil is a one-stage spatula.
It was an spiral pattern, but a spiral pattern (No.
(See FIG. 4). The manufacturing process in this case includes, for example, a process (b) to a process (d).
Is repeated a plurality of times, and in this case, both ends of the coil winding may be connected so that the coil winding has a one-stroke pattern. If pot cores and coils are formed by the thin film technology described above,
This makes it possible to form thin and small-sized cores and coils.
Thin and small thin-film coil modules containing multiple cores and coils
be able to. Also, since this pot core coil can be formed thin and small, it has a thickness of 0.76 mm.
It is also possible to carry out with an IC microcomputer card of ISO specification.
The concard can be easily made into a non-contact type. In the above embodiment, the case where 8-bit data is transferred in parallel has been described.
However, the present invention is not limited to this, and N (N is a positive integer) data is considered in consideration of the mounting area.
If a transmitter / receiver coil is provided, N-bit data can be transferred in parallel.
Needless to say. In addition, the memory IC (5) requires a battery (6) for holding data,
A non-volatile ROM that does not require a battery 6 is shown in FIG.
The same effect can be obtained. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a non-contact type IC card using an electromagnetic induction method is provided.
To read and write data from the IC card
Place N cores on an insulating base, separate from the printed circuit board, at a location on the IC card that is nearby.
The insulating base is mounted on a printed circuit board, and
, So that N-bit (8-bit in the embodiment) parallel data transfer is performed.
Faster data transfer is possible compared to the conventional serial data transfer method
. Each of the thin film coils surrounds the center, the outer periphery and the bottom of the winding coil and has a cross section of E.
By adopting a structure with a mold-shaped pot core, between the terminal device and the IC card
The data transfer can be performed with high reliability even if the position shift occurs. Furthermore, the end
Provide a shield wall between adjacent thin-film coils on the device side or IC card side
As a result, interference between adjacent coils can be prevented, and coils must be
High-density mounting, and consequently the area occupied by the coil can be reduced.
Was.

【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明による非接触型ICカードの内部部品の実装状態を示す概略
図、第2図は第1図のICカードの電気的接続を示すブロック図、第3図は1層
のスパイラル状コイル巻線を有する薄膜コイルの側面断面図および平面図、第4
図は積層されたスパイラル状コイル巻線を有する薄膜コイルの側面断面図および
平面図、第5図は第3図に示す薄膜コイルの製造工程を説明するための図、第6
図はこの発明によるICカードと端末装置との関係を示す透視図、第7図はこの
発明による1つのポットコア・コイルを拡大した斜視図、第8図はICカード側
と端末装置側の双方の対向する1つのポットコア・コイルが電磁誘導結合した時
に発生する磁力線を示した側面透視図、第9図はこの発明によるポットコア・コ
イル間にシールド壁を設けた状態を示す斜視図、第10図は第9図に示すシール
ド壁を設けた場合のICカード側と端末装置側の双方の対向するポットコア・コ
イルが電磁誘導結合した時に発生する磁力線を示した側面透視図、第11図およ
び第12図はこの発明によるポットコア・コイルの製造工程を説明するためのそ
れぞれ平面図および断面図、第13図は従来のシートコイルを使用した非接触型
ICカードの内部部品の実装状態を示す概略図、第14図は第13図のICカー
ドの電気的接続を示すブロック図、第15図は第13図に示したシートコイルの
1つを拡大して示した平面図、第16図は従来のICカード側と端末装置側の対
向するシートコイルが電磁誘導結合した時に発生する磁力線を示した側面透視図
である。 図において、(1)はプリント基板、(2)は電力用コイル、(5)はメモリIC、
(6)はバッテリ、(7)はクロック信号線、(8)は整流回路、(9)は直流電力、(
10)はダイオード、(13)は命令信号線、(14)はデータバス、(15)は薄膜
コイルモジュール、(15a)〜(15h)はデータ送受信用薄膜コイル、(15i)は命令信
号受信用薄膜コイル、(16a)〜(16h)は送受信データ線、(17)と(35)は絶縁ベ
ース、(18)と(31)はコイル巻線、(19)と(34)は絶縁層、(20)と(32)
はパッド、(30)はポットコア・コイル、(33)はポットコア、(38)は磁力線
、(39)はシールド壁、(50)は端末装置、(50a)はコネクタ、(100)はICカー
ドである。 尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing a mounting state of internal components of a non-contact type IC card according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an electrical connection of the IC card of FIG. FIG. 3 is a side sectional view and a plan view of a thin film coil having a single-layer spiral coil winding;
FIG. 5 is a side sectional view and a plan view of a thin-film coil having stacked spiral coil windings. FIG. 5 is a view for explaining a manufacturing process of the thin-film coil shown in FIG.
FIG. 7 is a perspective view showing the relationship between an IC card according to the present invention and a terminal device, FIG. 7 is an enlarged perspective view of one pot core coil according to the present invention, and FIG. FIG. 9 is a side perspective view showing magnetic lines of force generated when one opposing pot core coil is electromagnetically inductively coupled, FIG. 9 is a perspective view showing a state in which a shield wall is provided between the pot core coil according to the present invention, and FIG. FIG. 11 is a side perspective view showing magnetic lines of force generated when the opposing pot core coils on both the IC card side and the terminal device side are provided with electromagnetic induction coupling when the shield wall shown in FIG. 9 is provided. Is a plan view and a sectional view, respectively, for explaining a manufacturing process of a pot core coil according to the present invention. FIG. 13 is an internal part of a non-contact type IC card using a conventional sheet coil. FIG. 14 is a block diagram showing the electrical connection of the IC card shown in FIG. 13, and FIG. 15 is an enlarged plan view showing one of the sheet coils shown in FIG. FIG. 16 is a side perspective view showing lines of magnetic force generated when a conventional sheet coil on the IC card side and the terminal sheet side facing each other are electromagnetically inductively coupled. In the figure, (1) is a printed circuit board, (2) is a power coil, (5) is a memory IC,
(6) is a battery, (7) is a clock signal line, (8) is a rectifier circuit, (9) is DC power, (
10) a diode, (13) a command signal line, (14) a data bus, (15) a thin-film coil module, (15a) to (15h) thin-film coils for data transmission and reception, and (15i) a command signal reception (16a) to (16h) are transmission / reception data lines, (17) and (35) are insulation bases, (18) and (31) are coil windings, (19) and (34) are insulation layers, 20) and (32)
Is a pad, (30) is a pot core coil, (33) is a pot core, (38) is a magnetic field line, (39) is a shield wall, (50) is a terminal device, (50a) is a connector, and (100) is an IC card. is there. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1) 電磁誘導方式による非接触型ICカードであって、上記ICカードのデー
タの読み出しおよび書き込みを行う端末装置と対向して近接する上記ICカード
上の位置に、プリント基板と別体の絶縁ベース上にN個のコイルを並べて設け、
上記絶縁ベースを上記プリント基板上に搭載し、上記端末装置との間で上記デー
タのNビットのパラレルデータ転送を行う非接触型ICカード。 (2) 上記N個のコイルがそれぞれコイル巻線の中心部、外周部および底部を囲
み断面がE型形状のポットコアを設けたポットコア・コイルである特許請求の範
囲第1項に記載の非接触型ICカード。 (3) 上記N個のポットコア・コイルの隣接するコイルの間にそれぞれ、磁力線
を遮るためのシールド壁を設けた特許請求の範囲第2項に記載の非接触型ICカ
ード。 (4) 上記ポットコア・コイルおよびシールド壁を絶縁材で外装モールドして1
つのコイルモジュールとして形成した特許請求の範囲第3項に記載の非接触型I
Cカード。 (5) 上記コイル、ポットコア・コイル、シールド壁およびコイルモジュールの
いずれかが薄膜技術により形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
ないし4項のいずれかに記載の非接触型ICカード。
Claims: (1) A non-contact type IC card using an electromagnetic induction method, wherein a print is made at a position on the IC card which is in close proximity to a terminal device for reading and writing data of the IC card. N coils are provided side by side on an insulating base separate from the board,
A non-contact type IC card having the insulating base mounted on the printed circuit board and performing N-bit parallel data transfer of the data with the terminal device. (2) The non-contact coil according to claim 1, wherein the N coils are pot core coils each surrounding a central portion, an outer peripheral portion, and a bottom portion of the coil winding and provided with a pot core having an E-shaped cross section. Type IC card. (3) The non-contact type IC card according to claim 2, wherein a shield wall for blocking magnetic lines of force is provided between adjacent coils of the N pot core coils. (4) The pot core / coil and the shield wall are externally molded with an insulating material and
The non-contact type I according to claim 3 formed as one coil module.
C card. (5) A method according to claim 1, wherein one of the coil, the pot core coil, the shield wall and the coil module is formed by a thin film technique.
A non-contact type IC card according to any one of claims 4 to 4.

Family

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