JP3141389B2 - 非接触型ｉｃカード - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、非接触型ICカードに関し、特にマイクロ波
を用いたいわゆる反射型ICカードのような非接触型ICカ
ードのシールド構造に関する。

＜発明の概要＞ 本発明による非接触型ICカードは、カード構造体の表
裏両面のうちの一方の面に対向するシールド面と他方の
面に対向するシールド面とが一体形成されると共に、両
シールド面の間にカード構造体の端部に当接する折り曲
げ部が設けられ、カード構造体の表裏両面におけるアン
テナの配置部を除く少なくともICの配置部を含む領域を
覆うシールド材を設けて、静電チャージによる放電や電
磁波による誘導電流を平面的に分散させて電磁波ノイズ
に対してシールドを行うことにより、SRAMのデータ変化
やデータ消滅或いはIC自体の破壊を防止し、信頼性を高
めた非接触型ICカードである。

＜従来の技術＞ カード状構造体の内部にIC（集積回路）を内蔵してな
るICカードは、種々の用途に用いられている。例えば、
物流管理システムにおいて、ICカードをタグ（付け札）
状に形成して物品の識別のために用いたり、或いはセキ
ュリティシステムにおいて、カード状に形成してID（個
人認識票）とし、ゲートにおける入退出者のチェックの
ために用いられている。

このICカードとしては、従来、いわゆる接触型ICカー
ドが一般的に用いられていた。この接触型ICカードに対
し、近年、本願出願人によって開発されたマイクロ波を
用いた反射型ICカードのような非接触型ICカードが実用
化されつつある。本願出願人によって開発された反射型
ICカードの送信原理は、例えば入射する2.45［GHz］の
マイクロ波を反射させるアンテナと、送信データの発生
回路と、この送信データに対応させてアンテナのインピ
ーダンスを変化させるインピーダンス変化回路とを具備
する反射型送信装置を用い、アンテナの反射特性がアン
テナのインピーダンスの変化に応じて変わるのを利用し
てデータを送信するようになっている（特開平１−1827
82号公報参照）。

この反射型ICカードによれば、通常の接触型ICカード
では少なくとも３〜5mm程度であったカード自体の厚み
を1.2mm程度にまで薄型にすることができ、しかも極め
て低電力で動作する信頼性の高いICカードを提供できる
ことになる。

＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、非接触型ICカードにおいては、発振器、ア
ドレスカウンタ、Ｓ（スタティク）RAM等が一体的に組
み込まれた構成のワンチップICが内蔵されている。この
ような構成のワンチップICは、反射型ICカードにも内蔵
され、アンテナのインピーダンス変化の制御などを司る
ことになるが、ICカードの近くで静電チャージやスパー
クによる電磁誘導や電磁波等が発生したり、ICカードに
フラッシュライトのような強い光線が照射されたりした
場合、SRAMにおけるいわゆるデータ化けと称されるデー
タ変化或いはデータ消滅が発生し、これにより誤動作を
生じたり、極端な場合にはIC自体が破壊される可能性が
あることがフィールドテストにおいて確認されている。

すなわち、一般の環境下、例えば低湿度（10〜20％R
H）下において、カーペットの上を人が歩いた場合に
は、静電チャージによる放電時の静電電位が最大35［K
V］程度にも達し、このような高電圧のスパークが発生
した場合、誘導電流が流れず、スパークにより発生した
電磁波ノイズによってSRAMのデータ変化やデータ消滅が
起こることなる。

また、反射型ICカードは、ベアチップがガラスエポキ
シ基板（厚さ0.1mm）上の金メッキしたパターンに対し
てボンディングされ薄型に構成されているため、部品を
搭載しない基板面からみると半透明となり、モールド用
レジンも黒色ではあるが薄いので少し光を透過する。し
たがって、部品が搭載されていない基板面からフラッシ
ュライトのような強い光線が照射されると、SRAMのデー
タが変化したり或いは消滅し、極端な場合にはIC自体が
破壊されることもあり得る。

このような、高電圧のスパークによって生ずるSRAMの
データ変化やデータの消滅、あるいはIC自体の破壊は、
反射型ICカードに限らず、ICを内蔵する非接触型ICカー
ドに生じる問題点である。

そこで、本発明は、静電チャージやスパークによる電
磁誘導、電磁波、放射線等からSRAMのデータ変化やデー
タ消滅或いはIC自体の破壊を防止し、信頼性の高い非接
触型ICカードを提供することを目的とする。

＜課題を解決するための手段＞ かかる目的を達成するために、本発明は、カード構造
体の内部に、電波を受信するアンテナと、このアンテナ
で受信した電波を処理するICと、このICに電源を供給す
る電源部とが設けられた非接触型ICカードにおいて、カ
ード構造体の表裏両面のうちの一方の面に対向する第１
のシールド面と他方の面に対向する第２のシールド面と
が一体形成されると共に、第１のシールド面と第２のシ
ールド面の間にカード構造体の端部に当接する折り曲げ
部が設けられ、カード構造体の表裏両面におけるアンテ
ナの配置部を除く少なくともICの配置部を含む領域を覆
うシールド材をカード構造体に配設する構成とした。

また、カード構造体に配設されるシールド材は、第１
のシールド面および第２のシールド面のうちのいずれか
一方の面が電源部の正負電極のうちのいずれか一方の電
極側と容量結合するように配置される構成とした。

ここに、シールド材としては、銅箔等の導電性材料が
用いられる。

＜作用＞ 本発明による非接触型ICカードにおいては、アンテナ
配置部を除く少なくともIC配置部を覆うようにカード構
造体の表裏両面に対応するシールド面が一体形成される
と共に、両シールド面の間にカード構造体の端部に当接
する折り曲げ部が設けられたシールド材を配設したこと
により、カード構造体上に正確に位置決めされたシール
ド材によって静電チャージによる放電や電磁波による誘
電電流を平面的に分散させて電磁波ノイズに対するシー
ルドが行われる。また、カード構造体の表裏両面におけ
るシールド材間を、電源部を介して容量結合による導通
部を含めた複数の導通部で導通したことにより、高電圧
スパークが発生した場合も、誘導電流を閉ループ電流と
して各導通部でショートして拡散し、シールドが行われ
る。これにより、SRAMのデータ変化やデータ消滅或いは
IC自体の破壊は防止される。

＜実施例＞ 以下、本発明の実施例につき図面を参照しつつ詳細に
説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すICカードの組立図で
ある。図において、本発明によるICカード１は、その主
要部となるカード基板２上にICチップ３（第３図参照）
をボンディングしてレジン４でポッティングし、ICの動
作電源として例えばペーパーバッテリ５を内蔵した構成
となっている。カード基板２は、シート材を矩形枠状に
打ち抜いて形成された枠体６の枠内に収納される。

カード基板２の部品搭載面である上面には、シート部
材7aが感熱型の接着剤が接着される。このシート部材7a
はその上面に所定の印刷が施されており、その上にさら
に透明なシート部材8aが感熱型の接着剤で接着されるこ
とより印刷面の保護が図られている。一方、カード基板
２の部品搭載面の反対側、即ち基板の裏側にあるシート
部材7bは、その下面に当該ICカードの使用上の注意書等
の印刷が施されており、その下側からさらに透明なシー
ト部材8bが感熱型の接着剤で接着されることより印刷面
の保護が図られている。

第２図は第１図におけるカード基板の具体的な構成を
示す斜視図、第３図は第２図のIII−III矢視断面図であ
る。これら図において、カード基板２は、厚さ0.1mm程
度の配線基板21と厚さ0.35mm程度のスペーサ基板22との
積層によって形成されている。配線基板21の上面には、
アンテナパターン９やICチップボンディング用のパッド
等が形成されている。ペーパーバッテリ５は、その接続
用電極に正負の電極端子5a,5bがレーザー溶接され、ス
ペーサ基板22に形成された角孔22aに収納されている。I
Cチップ３は、第３図から明らかなように、アンテナパ
ターン９の近傍に位置するように形成された貫通孔22b
に収納され、ポッティングされたレジン４によって保護
されている。

また、カード基板２の表裏の両面には、アンテナパタ
ーン９の配置部を除く少なくともICチップ３の配置部
（レジン４の部分）を含む領域に導電性の良いシールド
材としての例えばシールド用銅箔10が接着剤等によって
貼付されている。シールド用銅箔10は18μｍ程度の厚み
の銅箔を、例えば第４図に示すように、一点鎖線に関し
てほぼ対称な形状の一対の銅箔10a,10bとして切り抜く
ことによって形成される。そして、このようにして形成
されたシールド用銅箔10a,10bを、一点鎖線に沿って折
り曲げ、この折曲部分がカード基板２の縁（辺）に当接
するように表側から裏側に回り込ませることによって当
該基板２の表裏両面に装着し、一方の端部をペーパーバ
ッテリ５の負電極側に接触させ、他方の端部をペーパー
バッテリ５の正電極側に対向させる。

このシールド用銅箔10a,10bは、アンテナパターン９
のアンテナとしての機能を阻害しない程度に当該パター
ン９を避けて設けられる必要がある。このため、シール
ド用銅箔10a,10bの装着時の位置決めが重要であり、ペ
ーパーバッテリ５の縁（辺）や配線パターンの所定の位
置等を基準として装着することで、シールド用銅箔10a,
10bのアンテナパターン９に対する正確な位置決めが達
成できることになる。なお、シールド用銅箔10a,10bを
一体に形成して折り曲げて用いる場合には、当該銅箔10
a,10bを装着する上で、ICチップ３をカード基板２の端
部に配置するようにした方が有利である。

このようにして、カード基板２の表裏に装着されたシ
ールド用銅箔10a,10bは、当該基板２の縁（辺）の２箇
所の折曲部A,Bで互いに導通しており、また一方の銅箔
の端部Ｃがペーパーバッテリ５の負電極側に接触し、他
方の銅箔の端部Ｃが配線基板21を挟んでペーパーバッテ
リ５の正電極側に対向していることで、両端部C,C間が2
0pF程度の容量結合となって交流的に導通し、これによ
りシールド用銅箔10a,10bがICチップ３の配置部周辺の
３箇所A,B,Cで導通したことになる。

このように、カード基板２の表裏の両面には、アンテ
ナパターン９の配置部を除く少なくともICチップ３の配
置部を含む領域にシールド用銅箔10a,10bを設け、しか
もICチップ３の配置部周辺の少なくとも３箇所にて両者
10a,10bを導通させることにより、ICカード１の外部で
発生した静電チャージによる放電や電磁波による誘電電
流を平面的に分散させて閉ループ電流として逃がすこと
によって、電磁波ノイズに対してシールドできるため、
ICチップ３内のSRAMのデータ変化やデータ消滅を防止で
きることになる。

ここで、静電チャージによる放電時のスパークのパル
ス波形が数〜数十MHzの半周期のサイン波であるとする
と、シールド用銅箔10a,10bの端部Ｃは数ＫΩ〜数百Ω
でショートされていると考えることができる。

また、シールド用銅箔10a,10bは遮光性を有するた
め、フラッシュライトのような強い光線の照射による破
壊等からIC自体を保護する作用をなし、さらには機械的
強度の補強材としても作用することになる。

なお、上記実施例では、シールド用銅箔10a,10bによ
ってICチップ３をシールドするとしたが、ICチップ３の
みならずアンテナパターン９のインピーダンスをICの制
御によって変化させるためのFETや引出電極等の他の素
子も同時にシールドするようにしても良く、要は、アン
テナパターン９のアンテナ機能を阻害しない程度に当該
パターンを避けて少なくともICチップ３の配置部を含む
領域にシールド用銅箔10a,10bを装着できれば良く、さ
らにはアンテナパターン９の配置部を除く全面に亘って
シールド用銅箔10a,10bを設けることも可能である。

また、上記実施例においては、シールド用銅箔10a,10
bを一体的に形成し、これを折り曲げることによって２
点A,Bで導通させつつカード基板２の表裏に装着し、さ
らに各端部C,C間を容量結合によって交流的に導通させ
ることにより、ICチップ３の配置部周辺の計３箇所にて
シールド用銅箔10a,10bを導通させるとしたが、３箇所
に限定されるものではなく、例えば少なくとも容量結合
の箇所Ｃの１箇所であっても良く、又導通箇所をさらに
増やして密封性を高めることにより、高電圧の火花放電
に対してより良好なシールド効果が得られることとにな
る。さらにまた、両面の銅箔10a,10bの例えば容量結合
の箇所Ｃを除く箇所の導通構造も、上記実施例に限定さ
れるものではなく、基本的には第５図に示すように、配
線基板21,スペーサ基板22に貫通孔を穿設し、スズメッ
キ線等の短絡線12によって導通させるようにすれば良
い。

さらにはまた、上記実施例においては、シールド材と
して導電性の良い銅箔を用いたが、これに限定されるも
のではなく、例えば、導電性ペイントの印刷、導電性材
料の蒸着、吹き付け或いは溶射、さらにはメッキ等によ
ってシールド材を形成するようにしても良い。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明による非接触型ICカード
においては、カード構造体の表裏両面のうちの一方の面
に対向する第１のシールド面と他方の面に対向する第２
のシールド面とが一体形成されると共に、第１のシール
ド面と第２のシールド面の間にカード構造体の端部に当
接する折り曲げ部が設けられ、カード構造体の表裏両面
におけるアンテナの配置部を除く少なくともICの配置部
を含む領域を覆うシールド材をカード構造体に配設する
ように成したので、シールド材はカード構造体上に正確
に位置決めされ、このシールド材により、静電チャージ
による放電や電磁波による誘導電流を平面的に分散させ
て電磁波ノイズに対してシールドを行うことができるた
め、SRAMのデータ変化やデータ消滅或いはIC自体の破壊
を防止することができる。

また、本発明の非接触型ICカードにおいては、シール
ド材は、第１のシールド面および第２のシールド面のう
ちのいずれか一方の面が電源部の正負電極のうちのいず
れか一方の電極側と容量結合するように成したので、高
電圧のスパークが発生した場合ても、誘導電流を閉ルー
プ電流として各導通部でショートして拡散することがで
き、これにより優れたシールド作用を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すICカードの組立図、 第２図は、第１図におけるカード基板の具体的な構成を
示す斜視図、 第３図は、第２図のIII−III矢視断面図、 第４図は、シールド用銅箔の形状を示す展開図、 第５図は、本発明の変形例を示す断面図である。 １……ICカード,2……カード基板， ３……ICチップ,5……ペーパーバッテリ， ９……アンテナパターン,10……シールド用銅箔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06K 19/07 B42D 15/10 521

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カード構造体の内部に、電波を受信するア
   ンテナと、このアンテナで受信した電波を処理するIC
   と、このICに電源を供給する電源部とが設けられた非接
   触型ICカードにおいて、 前記カード構造体の表裏両面のうちの一方の面に対向す
   る第１のシールド面と他方の面に対向する第２のシール
   ド面とが一体形成されると共に、前記第１のシールド面
   と前記第２のシールド面の間に前記カード構造体の端部
   に当接する折り曲げ部が設けられ、前記カード構造体の
   前記両面における前記アンテナの配置部を除く少なくと
   も前記ICの配置部を含む領域を覆うシールド材を、前記
   カード構造体に配設したことを特徴とする非接触型ICカ
   ード。
2. 【請求項２】前記シールド材は、前記第１のシールド面
   および前記第２のシールド面のうちのいずれか一方の面
   が前記電源部の正負電極のうちのいずれか一方の電極側
   と容量結合するように配置されていることを特徴とする
   請求項１記載の非接触型ICカード。