JP3800765B2 - Composite ic card - Google Patents

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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は情報記録媒体に関し、詳しくはオフィス・オートメーション(Of-fice Automation、いわゆるOA)、ファクトリー・オートメーション(Factory Automation、いわゆるFA)、あるいはセキュリティー(Security)の分野等で使用されるICカード等に代表される情報記録媒体であって、特に、電力の受給と信号の授受を電気接点を介して行う接触型と、電磁的な結合方式によって電源電力の受電、並びに信号の授受をICカードに電気接点を設けることなく非接触状態で行う非接触型との双方の機能を有するICカード、すなわち複合ICカードに関する。 The present invention relates to an information recording medium, and more particularly office automation (Of-fice Automation, called OA), factory automation (Factory Automation, called FA) in or security IC card or the like used in the field of (Security) or the like an information recording medium represented, in particular, a contact type for exchanging electric power receiving and signal through the electrical contacts, electrical power reception of the power supply power by electromagnetic coupling method, as well as the signal exchange of the IC card IC card having both functions of the contactless performed in a non-contact state without providing a contact point, i.e. a composite IC card.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
半導体メモリー等を内蔵するICカードの登場により、従来の磁気カード等に比べて記憶容量が飛躍的に増大するとともに、マイクロコンピュータ等の半導体集積回路装置を内蔵することによってICカード自体が演算処理機能を有することで情報媒体に高いセキュリティー性を付与することができるようになった。 With the advent of IC cards having a built-in semiconductor memory, etc., along with storage capacity increases dramatically as compared to conventional magnetic cards or the like, an IC card itself arithmetic processing function by a built-in semiconductor integrated circuit device such as a microcomputer the high security of the information medium can now be imparted by having.
【0003】 [0003]
ICカードはISO(International Organisation for Standardisation)で国際的に規格化されており、一般的に、ICカードはプラスチックなどを基材とするカード本体に半導体メモリー等のICが内蔵され、カード表面に外部読み書き装置との接続のために金属製の導電性端子が設けられており、そのICカードと外部読み書き装置とのデータの交信のためにICカードを外部読み書き装置のカードスロットに挿入して用いるものである。 IC cards are internationally standardized by ISO (International Organisation for Standardisation), generally, the IC card is IC such as a semiconductor memory built in the card body to plastic, or the like as a base material, the outside surface of the card writing metal conductive terminals is provided for connection to the device, which is used by inserting the IC card for communicating data between the IC card and the external reading and writing device into the card slot of the external read-write device it is.
これは、大量データ交換や決済業務等交信の確実性と安全性が求められる用途、例えばクレジットや電子財布応用では好都合である。 This is advantageous in a large amount of data exchange and applications where reliability and safety of the settlement operations, such as communication is required, for example, credit and electronic purse applications.
【0004】 [0004]
一方、入退室等のゲート管理への適用に際しては、認証が主たる交信内容であって、交信データ量も少量の場合が多く、より簡略な処理が望まれる。 On the other hand, upon application to the gate management of entering and leaving the like, authentication is a major communication content, communication data amount if a small amount often, a simpler process is desired. この問題を解決するために発案された技術がいわゆる非接触(型)ICカードである。 Technique was invented to solve this problem is the so-called non-contact (type) IC card.
これは、空間に高周波電磁界や超音波、光等の振動エネルギーの場を設けて、そのエネルギーを吸収、整流してカードに内蔵された電子回路を駆動する直流電力源とし、この場の交流成分の周波数をそのまま用いるか、或いは逓倍や分周して識別信号とし、この識別信号をアンテナコイルやコンデンサ等の結合器を介してデータを半導体素子の情報処理回路に伝送するものである。 This high-frequency electromagnetic field or ultrasonic waves to space, providing opportunities for vibration energy such as light, and the energy absorption, the rectified DC power source for driving the electronic circuit built in the card, AC of the field or the frequency of the components used as is or multiplies and dividing by the identification signal, and transmits the data to the information processing circuit of the semiconductor device the identification signal via a coupler such as an antenna coil and a capacitor.
【0005】 [0005]
特に、認証や単純な計数データ処理を目的とした非接触ICカードの多くは、電池とCPU(Central Processing Unit 、中央処理装置)を搭載しないハードロジックの無線認証(Radio Frequency IDentification; 以下ではこれを単にRF−IDと呼ぶ)であり、この非接触ICカードの出現によって、従来の磁気カードに比較して偽造や改竄に対する安全性が高まるとともに、ゲート通過に際してそのカードの携帯者は、ゲート装置に取り付けられた読み書き装置のアンテナ部に接近させるか、又は携帯したカードを読み書き装置のアンテナ部に触れるだけでよく、そのカードを敢えてケースやカバンあるいはポケットから取り出して読み書き装置のスロットに挿入するというデータ交信のための煩雑さは軽減された。 In particular, many of the non-contact IC card for the purpose of authentication or simple counting data processing, battery and CPU (Central Processing Unit, central processing unit) equipped with no wireless authentication of hard logic and (Radio Frequency IDentification; this hereinafter merely referred to as RF-ID), the advent of the non-contact IC card, along with safety for comparison with forged or tampered with conventional magnetic cards increases, the wearer of the card when the gate passes, the gate device data of whether to approach the antenna unit attached reading and writing apparatus, or a portable curd need only touch the antenna of the reading and writing apparatus is inserted into a slot of dare reading and writing apparatus is taken out from the case or bag or pocket that card complexity for communications has been reduced.
【0006】 [0006]
近年になって、多目的な用途に1枚のカードで対応することを目的として、前者のような外部端子を持つ接触型の機能と、後者のような無線通信によってデータ交信する非接触型の機能との双方を有する複合型のICカードが考案されている。 In recent years, for the purpose of corresponding one card to versatile applications of contact with external terminals such as the former function and contactless functionality for data communication by a wireless communication, such as in the latter case composite IC card has been proposed which has both a. 接触型のCPU処理という高いセキュリティー性と非接触型の利便性という双方の利点を結合したものである。 It is obtained by combining the advantages of both of high that contact of CPU processing security and non-contact type convenience.
尚、本明細書中では、このようなICカード全般のことを、特に複合ICカードと称している。 In this specification, that such an IC card in general, in particular called hybrid IC card.
【0007】 [0007]
一般的に、複合ICカードは以下に示すようにして製作される。 Generally, the composite IC card is fabricated in the following manner.
エッチングによって形成された非接触伝達用の金属箔のアンテナコイルがICモジュールの嵌合孔を明けられたシートと基材によって挟み込まれ、ラミネートされてカード本体が製作される。 Antenna coil of metal foil for non-contact transmission, which is formed by etching is sandwiched by the sheet and the substrate that has been drilled fitting holes of the IC module, the card body is manufactured laminated.
このとき、アンテナコイルとICモジュールとの接続のための2つのアンテナ端子はカード本体の嵌合孔の内部で露出している。 In this case, two antenna terminals for connection with the antenna coil and the IC module is exposed at the inside of the fitting hole of the card body. ICモジュールの一方の面は外部機器との接続のための金属の端子電極が形成されている。 One surface of the IC module metal terminal electrode for connection with the external device is formed.
もう一方の面にICが実装され、アンテナとの接続のための端子が設けられる。 IC is implemented on the other side, the terminal for connection to the antenna is provided. この端子には導電性接着剤が塗布される。 This terminal conductive adhesive is applied. 端子に導電性接着剤が塗布されたICモジュールのその端子とカードのアンテナ端子とが重なり合うようにICモジュールがカード本体の嵌合孔に据え付けられた後、熱と圧力を加えてICモジュールの端子とアンテナ端子とが結合されて実装を終了する。 After IC module to the antenna terminal overlaps the terminal and the card IC module conductive adhesive is applied is mounted in the fitting hole of the card body to the terminal, the IC module of the terminal by applying heat and pressure and the antenna terminal has completed the implementation are combined.
【0008】 [0008]
このような実装法は比較的簡便ではあるが、ICモジュールとアンテナとの接続部の状態を確認することは困難であって、また、もしそのカードに曲げ応力等が加えられた場合にはそのことによって接続部が破断する事が多く、従ってその接続信頼性が問題となる。 Such mounting method is the relatively simple, to check the status of the connection portion between the IC module and the antenna is a difficult and, in the case of stress such as bending to the card is added if the it is often the connecting portion is broken by, thus connection reliability is an issue that.
加えて、機械的な応力により接続部の劣化が発生しやすい。 In addition, the deterioration of the connecting portion is likely to occur due to mechanical stress.
さらに、ICモジュールとアンテナとの接続のために導電性接着剤の塗布工程や熱圧着工程が必要となるので、従来の外部端子付きICカードの製造装置を使用しにくく、新しく製造ラインを設置しなければならない。 Furthermore, since it is necessary to coating process or thermocompression bonding of the conductive adhesive for connection between the IC module and antenna, difficult to use the conventional apparatus for producing an IC card with external terminals, set up a new production line There must be.
【0009】 [0009]
複合ICカードの、カード製造工程でのICモジュールとアンテナとの間の接続を不要とする従来の技術の例としては、特開平7−239922号公報に示されるものがある。 Composite IC card, as an example of the prior art to eliminate the connection between the IC module and the antenna in the card manufacturing process, there is one disclosed in JP-A-7-239922.
これによれば、ICカード用ICモジュールを用意する。 According to this, to prepare the IC module for the IC card. このICモジュールは、ICチップ、このICチップと電気的に接続されており外部機器との間で情報及び/またはエネルギーの伝達を行う伝達機構、そしてこれらのICチップ及び該伝達機構とを支持する支持体、とからなっている。 The IC module, IC chips, the transmission mechanism performs transmission of information and / or energy between the IC chip electrically connected to it and external equipment, and support and these IC chips and said transmission mechanism support, is made from the capital. また、その伝達機構は、コイルまたはアンテナのいずれかからなる非接触型伝達機構、及び前記支持体表面に設けられた導体をパターン化した複数の端子電極からなる接触型伝達機構、の両方を備えた構成としている。 Further, the transmission mechanism comprises contactless transmission mechanism consisting of either a coil or antenna, and contact transmission mechanism comprising a plurality of terminal electrodes by patterning the conductor provided on the support surface, both has a configuration was. そして、接触型と非接触型との両方の方式に対応可能な機能をモジュール化して、そのICモジュールをプラスチックカード基体に嵌合固定する、というものである。 The modularized the compatible function to both methods of contact and non-contact type, the IC module is fitted fixed to the plastic card body, is that.
また、さらに前記の実現手段として、非接触伝達のためのアンテナまたはコイルのいずれかを端子電極の周囲に端子電極を囲むように設けるか、あるいは逆に、アンテナまたはコイルを中心に据えてアンテナまたはコイルの周囲に端子電極を設ける、としている。 Still as the implementation means, or provided so as to surround the terminal electrodes on the periphery of the antenna or one of the terminal electrodes of the coil for non-contact transmission, or conversely, an antenna or centered on the antenna or coil providing a terminal electrode around the coil, it is set to.
【0010】 [0010]
つまり、非接触伝達用のアンテナをICモジュール内に収納するということによって、最終工程であるところの、ICモジュールのカード基板への実装工程でのアンテナコイルとICモジュールとの間の接続を不必要としたものである。 That is, by the fact that the antenna for non-contact transmission is housed in the IC module, where the final step, the connection between the antenna coil and the IC module in the mounting process of the card substrate of the IC module unnecessarily it is obtained by the.
【0011】 [0011]
しかしながら、非接触伝達用のアンテナをICモジュール内に収納する方法によったのでは、十分なアンテナ面積が得られず、交信距離が数ミリメートル以下のいわゆる密着結合の形態だけしか許されない。 However, were the by the by the method of housing the antenna for non-contact transmission in the IC module, sufficient antenna area is obtained, communication distance is not allowed only following form of a so-called tight junctions few millimeters. これでは、非接触伝達機能を付加することによって享受できる恩恵が極めて小さい。 This has a very small benefits can be enjoyed by the addition of non-contact transmission function. 接触型伝達機構に非接触伝達機構を付与する効果は、数十ミリメートルから百ミリメートル程度の距離、あるいはさらにそれを超えるほどの距離だけ離れた所での交信が実現されることによって得られるべきものであって、この領域においては、外部読み書き装置のアンテナ部にカードをただ単に「かざす」だけの動作によって交信が達成可能となる。 What effect of imparting non-contact transmission mechanism to the contact type transmission mechanism, to be obtained by the distance of several tens millimeters of about one hundred millimeters or more communication with at at a distance of more than it is realized a is, in this area, communication by the operation of the card just simply "waving" is achievable antenna of the external read-write device. そして、そうするためには例えばコイルの面積を大きくするとか、あるいは巻数を多くすることが必要となってくる。 Then, it becomes necessary to be increased significantly to Toka or turns, for example the area of ​​the coil in order to do so.
【0012】 [0012]
更に述べると、ICモジュール基板の端子電極の周囲にプリントパターンによってアンテナコイルを設ける方法の場合には、標準のICモジュールの面積が12mm×12mm程度であるのでアンテナコイルの大きさは上記の数値を超えることは許容されない。 If further described, in the case of a method of providing an antenna coil by printed pattern around the IC module substrate terminal electrode, since the area of ​​the standard IC module is about 12 mm × 12 mm of the antenna coil size are the above figures it is not allowed to exceed.
よって、ICモジュール内で端子電極の外周部にコイルを配置した場合には、プリントコイルを形成するとしても数巻きしかとれないことになり、コイルの面積が小さいことも影響して十分な電力を受信することができない。 Therefore, in the case of arranging the coil on the outer periphery of the terminal electrodes within the IC module also will be be taken only few turns as to form a printed coil, sufficient power even affect that area of ​​the coil is small reception can not be. また、導体パターンで実用的な巻数にするとエンボス領域にかかってしまうことになる。 Also, so that when the practical number of turns in the conductor pattern it takes the embossed area.
【0013】 [0013]
一方、後者のアンテナの周囲に端子電極を設ける配置の場合には、エンボス領域への侵犯が明白であり、外部端子付きICカードの規格であるISO7816から大きく逸脱したものであって、これでは市場的に受け入れられる可能性は極めて低い。 On the other hand, in the case of the arrangement around the latter antenna providing the terminal electrodes, violating the embossed area is obvious, there is a departure significantly from ISO7816 is a standard of the IC card with external terminals, which in the market likely to be accepted manner is extremely low.
【0014】 [0014]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
本発明は以上のような従来の技術がもつ問題点に着目してなされたものであり、ICモジュールと非接触伝達用のアンテナコイルとの間の配線による接続が必要ないにも関わらず、十分な交信距離を得ることが出来る受信感度を備え、しかも接触型と非接触型との双方の伝達機構を実用的な動作状態で維持することができる複合ICカードの非接触伝達用アンテナ素子とICモジュールとを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the problems with the prior art as described above, despite the need not hardwired connection between the IC module and antenna coil for non-contact transmission, sufficient a reception sensitivity that can be obtained a Do communication range, yet contact and non-contact with both of the non-contact transmission antenna element and the IC of the complex IC card which can maintain the transmission mechanism in practical operation states of and to provide a module.
【0015】 [0015]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
前記課題を解決するために本発明が提供する手段は、すなわち、まず請求項1に示すように、 Means for providing the present invention in order to solve the above problems, namely, first, as shown in claim 1,
接触型と非接触型との双方の機能を備えた複合ICカードであって、 A composite IC card having both functions of contact and non-contact type,
複合ICカードがICモジュールと、該ICモジュールとの間に導体による接続を持たない非接触伝達用アンテナ素子とを有し、 Has a composite IC card IC module, and a non-contact transmission antenna elements having no connection by conductor between the IC module,
該ICモジュールは、接触型伝達機能と非接触型伝達機能との双方の機能を備えたICチップ、接触型伝達素子である外部端子を形成したモジュール基板、そして非接触伝達機構の第1の結合コイルとから構成され、 The IC module, a first coupling of the contact type transfer function and an IC chip having functions of both a non-contact type transfer function, the contact-type module substrate to form an external terminal is a transfer element, and the non-contact transmission mechanism It is composed of a coil,
前記非接触伝達用アンテナ素子は、外部読み取り装置との間で電力の受給と信号の授受を行うアンテナと、該アンテナに接続された第2の結合コイルとを備え、 The non-contact transmission antenna element comprises an antenna for exchanging electric power receiving and signal to and from an external reader, and a second coupling coil connected to the antenna,
前記第1の結合コイルと第2の結合コイルとが、互いに密結合可能に配設され、前記ICモジュールとアンテナとがトランス結合によって非接触な結合が可能に構成された複合ICカードにおいて、 Said first coupling coil and the second coupling coil is disposed for tightly coupled to each other, in the IC module and composite IC card and the antenna are configured to be non-contact coupling by transformer coupling,
前記非接触伝達用アンテナ素子の第2の結合コイルと、前記ICモジュールの第1の結合コイルとが、ほぼ同一の面内に入れ子状に配置されてなることを特徴とする複合ICカードである。 A second coupling coil of the contactless transmitting antenna element, a first coupling coil of said IC module, is a composite IC card, characterized in that are arranged in a nested substantially the same plane .
【0016】 [0016]
ここで、該第2の結合コイルの内側輪郭が、該ICモジュールの嵌合孔の外側輪郭よりも大きくしたことは、第1のコイルに発生された微小な電力を第2のコイルにより効果的に伝達する事を目的としたものであって、カード側から外部読み取り機に信号を送信する場合、カードが受電した微弱な電力によってICチップを駆動すると共に信号を送信しなければならないので微弱な信号となるため第2の結合コイルは可能な限り大きく取ることが好適である。 Here, the inner contour of the coupling coil of said second, to be greater than the outer contour of the fitting hole of the IC module effectively fine power generated in the first coil by a second coil a is intended that transmitted to, weak case, since it must transmit a signal with the card to drive the IC chip by weak power received for transmitting a signal from the card side to the outside reader it is preferred that the second coupling coil for a signal taken as large as possible.
【0017】 [0017]
また、請求項1によると、第1の結合コイルがモジュール基板のICチップと同一面に形成されることにより、第1のコイルとカード基材内に埋め込まれたアンテナ素子の第2の結合コイルとの間隙を小さくすることができるので双方の結合コイルの伝達効率を向上できるとともに、外部端子の外形寸法より小さな領域に第1の結合コイルを形成することが可能となることからエンボス対応上も、非常に好ましい。 Further, according to claim 1, by the first coupling coil is formed on the IC chip and the same surface of the module substrate, the second coupling coil of the antenna elements embedded in the first coil and the card within the substrate it is possible to reduce the gap between it is possible to improve the transmission efficiency of both coupling coil, also embossed corresponding on since it is possible to form the first coupling coil in a small area than the outer dimension of the external terminal , very preferable.
【0018】 [0018]
さらに好ましくは、請求項2に示すように、請求項1に記載の複合ICカードを基本構成としており、特に、前記第2の結合コイルの内側輪郭が、該ICモジュールの嵌合孔の外側輪郭よりも大きく、且つ前記ICモジュールに配設された第1の結合コイルがモジュール基板の裏面に形成されてなることを特徴とする複合ICカードである。 More preferably, as shown in claim 2, the composite IC card according to claim 1 has a basic configuration, particularly, the inner contour of the second coupling coil, the outer contour of the fitting hole of the IC module greater than a and composite IC card in which the first coupling coil disposed on the IC module characterized by comprising formed on the back surface of the module substrate.
【0019】 [0019]
ここで、非接触伝達用アンテナ素子の第2の結合コイルと、複合ICモジュールの第1の結合コイルとが、ほぼ同一の面内に入れ子状に配置したことは、さらに第1の結合コイルと第2の結合コイルとの間の結合度を向上させることを目的としたものであって、請求項1に記載したICモジュールに配置された第1の結合コイルがモジュール基板のICチップと同一面に形成したことにより、第1の結合コイルと第2の結合コイルとをほぼ同一平面内に配置して両コイルの間隙を少なくすることができるので結合係数が高くとれる。 Here, the second coupling coil of the noncontact transmitting antenna element, a first coupling coil of the hybrid IC module, to the arrangement of nested substantially the same plane includes a further first coupling coil It is those for the purpose of improving the degree of coupling between the second coupling coil, the first IC chip and the same surface of the coupling coil module substrate disposed on the IC module according to claim 1 by forming the coupling coefficient since the gap can be a reducing of the first coupling coil and the two coils are arranged and a second coupling coil substantially in the same plane it can be taken high.
【0020】 [0020]
また好ましくは、請求項3に示すように、請求項1に記載の複合ICカードを基本構成としており、特に、前記非接触伝達用アンテナ素子の第2の結合コイルの内側が、前記ICモジュールの嵌合孔を兼ねてなることを特徴とする複合ICカードである。 Also preferably, as shown in claim 3, the composite IC card according to claim 1 has a basic structure, in particular, inside the second coupling coil of the contactless transmitting antenna elements, the IC module a composite IC card characterized by comprising also as a fitting hole.
【0021】 [0021]
ここで前記非接触伝達用アンテナ素子の第2の結合コイルの内側が、前記ICモジュールの嵌合孔を兼ねていることは、従来の外部端子付きICカードのICモジュール嵌合孔加工設備をそのまま使用することを目的としたものであって、従来の外部端子付きICカードのICモジュール嵌合孔の形状と同様であって、寸法は同一であるか大きくとれば、特に好適である。 Wherein the inside of the second coupling coil of the contactless transmitting antenna elements, it also serves as a fitting hole of the IC module, as it is an IC module fitting hole processing equipment conventional IC card with external terminals a is intended to be used, be similar to the shape of the IC module fitting hole of a conventional IC card with external terminals, the dimensions if made large or the same, are particularly preferred.
【0022】 [0022]
また好ましくは、 本発明は、請求項4に示すように、 上記請求項1乃至3のいずれか1項に記載の複合ICカードを基本構成としており、特に、前記非接触伝達用アンテナ素子の第2の結合コイルが、前記アンテナのループ外に設けられていることを特徴とする複合ICカードである。 Also preferably, the present invention is, as shown in claim 4, has a basic configuration of a composite IC card according to any one of the claims 1 to 3, in particular, the said non-contact transmission antenna elements second coupling coil is a composite IC card, characterized in that provided in the loop outside of the antenna.
【0023】 [0023]
ここで前記非接触伝達用アンテナ素子の第2の結合コイルを、前記アンテナのループ外に設けたことは、エンボス対応を目的としたものであって、第2の結合コイルの外側輪郭とアンテナの外側輪郭がエンボス領域を避けるように配置したものである。 Here the second coupling coil of the contactless transmitting antenna elements, by providing the loop outside of the antenna, there is for the purpose of embossing corresponding, second coupling coil of the outer contour and the antenna in which the outer contour is arranged so as to avoid the embossed area.
【0024】 [0024]
これによると、非接触伝達用のアンテナ素子の第2の結合コイルをアンテナのループ外に設けることで、第2のコイルの外周にアンテナコイルが巻かれることが無くなり、第2のコイルの外形をエンボス領域にかからないようにするだけでよくエンボス領域へのアンテナコイルのはみ出しを抑制できる。 According to this, by providing the second coupling coil of the antenna element for non-contact transferred to outside the loop antenna, it is not that the antenna coil is wound on the outer periphery of the second coil, the outer shape of the second coil may simply not expose the embossed area of ​​the protrusion of the antenna coil to the embossing region can be suppressed.
【0025】 [0025]
また、 本発明は、請求項5に示すように、 上記請求項1乃至4のいずれか1項に記載の The present invention, as shown in claim 5, according to any one of the claims 1 to 4
複合ICカードを基本構成としており、特に、 前記ICモジュールの第1の結合コイルが、巻線コイルからなり、前記モジュール基板の裏面のICチップの周囲に巻かれることで該ICモジュールの補強材も兼ねることを特徴とする複合ICカードである。 The composite IC card has a basic configuration, in particular, the first coupling coil of said IC module consists winding coils, also reinforcements of the IC module by being wound around a rear surface of the IC chip of the module substrate a composite IC card, characterized in that also serves.
【0026】 [0026]
これによると、複合ICモジュールの第1のコイルをICチップの封止材周囲に巻き、ICモジュールの補強材とすることで、機械的な応力に対してICモジュールの強度を向上させている。 According to this, the winding of the first coil of the hybrid IC module around the sealing material of the IC chip, by a reinforcement of the IC module, thereby improving the strength of the IC module against mechanical stresses.
【0027】 [0027]
ここでICモジュールの前記第1の結合コイルが、巻線コイルからなり、前記モジュール基板の外部端子形成面とは反対の面のICチップの周囲に巻かれることは、ICモジュールの特別な補強材を不要とすることを目的としたものであって、巻線コイルが接着剤の含浸等で強固に固められていれば特に好適である。 Wherein said first coupling coil of the IC module is composed of winding coils, wherein the the module external terminal formation surface of the substrate wound around the IC chip opposite surfaces, special reinforcement of the IC module be one aimed at the unnecessary, the winding coil is particularly preferred if the hardened firmly by impregnation or the like of the adhesive.
【0028】 [0028]
また、 本発明は、請求項6に示すように、 上記請求項1乃至4のいずれか1項に記載の複合ICカードを基本構成としており、特に、 前記ICモジュールの第1の結合コイルが、前記モジュール基板の裏面の ICチップの近傍に巻線コイルにてトロイダル状に巻かれて形成されていることを特徴とする複合ICカードである。 The present invention, as shown in claim 6, the composite IC card according to any one of the claims 1 to 4 has a basic structure, in particular, the first coupling coil of said IC module, a composite IC card, characterized in that it is formed is wound in a toroidal shape by winding a coil in the vicinity of the rear surface of the IC chip of the module substrate.
【0029】 [0029]
ここで第1の結合コイルをICチップの近傍に巻線コイルにてトロイダル状に巻くことは、エンボス領域への第2のコイルのはみ出しを押さえることを目的としたものであって、第1のコイルはエンボス領域と反対の位置に実装されることが好適である。 Here it is wound toroidal shape by winding a coil a first coupling coil in the vicinity of the IC chip, that presses the protrusion of the second coil to the embossing region are intended for purposes, first coil is preferred to be mounted in a position opposite to the embossed area.
【0030】 [0030]
また、 本発明は、請求項7に示すように、 上記請求項1乃至4のいずれか1項に記載の複合ICカードであって、前記ICモジュールの第1の結合コイルが、前記モジュール基板の裏面の ICチップの近傍にパターン化された導体により形成されていることを特徴とする複合ICカードである。 The present invention, as shown in claim 7, a composite IC card according to any one of the claims 1 to 4, a first coupling coil of the IC module, the module substrate it is a composite IC card, characterized in being formed by patterned conductor in the vicinity of the rear surface of the IC chip.
【0031】 [0031]
ここでICモジュールの前記第1の結合コイルをICチップの近傍にパターン化された導体により形成したことは、エンボス領域への第2のコイルのはみ出しを押さえること及び第1のコイルの実装コスト削減を目的としたものであって、第2のコイルとほぼ同一面に形成されるのであれば特に好適である。 Here by the first coupling coil of the IC module is formed by a conductor which is patterned in the vicinity of the IC chip is mounted reduce costs and that the first coil presses the protrusion of the second coil to the embossing region it is those for the purpose of, in particular suitable as long as being formed substantially flush with the second coil.
【0032】 [0032]
また、本発明は、請求項8に示すように、 上記請求項1乃至7のいずれか1項に記載の複合ICカードであって、前記ICモジュールの ICチップ実装面をICチップおよび第1の結合コイルと共に樹脂封止したことを特徴とする複合ICカードである。 The present invention, as shown in claim 8, a composite IC card according to any one of the claims 1 to 7, wherein the IC module of the IC chip mounting surface IC chip and the first of a composite IC card, characterized in that resin-sealed together with the coupling coil.
【0033】 [0033]
ここでICモジュールのICチップ実装面をICチップおよび第1の結合コイルと共に樹脂封止したことは、樹脂封止後に第1の結合コイルを取り付けることによる樹脂成形の問題を解決するとともに強度の向上を目的としたものであって、第1のコイル全体を封止することが好ましい。 Here the resin-sealed IC chips mounted surface of the IC module with an IC chip and a first coupling coil, the intensity as well as solve the problem of the resin molding by attaching the first coupling coil after resin sealing improved a is intended, it is preferable to seal the entire first coil.
【0034】 [0034]
これによると、ICモジュールのICチップ実装面をICチップおよび第1の結合コイルと共に樹脂封止したことで、結合コイルの露出を防止することで信頼性も向上させることができる。 According to this, the IC chip mounting surface of the IC module that resin-sealed together with IC chips and the first coupling coil, can reliability be improved by preventing the exposure of the coupling coil.
【0035】 [0035]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下に、本発明における非接触伝達機構の基本構成と基本原理とについて図面を用いて説明する。 It will be described below with reference to the drawings and the basic configuration and the basic principle of non-contact transmission mechanism in the present invention.
【0036】 [0036]
図4は、本発明の非接触伝達機構の原理を説明する非接触結合回路の等価回路図である。 Figure 4 is an equivalent circuit diagram of a non-contact coupling circuit to explain the principle of non-contact transmission mechanism of the present invention. 図4において、非接触型の外部読み書き装置 100の送受信回路101には複合ICカード1の非接触伝達機構への電力供給と情報の授受を行う電磁結合器である送受信コイル102が接続されている。 4, the transmission and reception circuit 101 of the external reading and writing device 100 of the non-contact transmitting and receiving coil 102 are connected is an electromagnetic coupler for exchanging power and information to the non-contact transmission mechanism of the composite IC card 1 .
【0037】 [0037]
一方、複合ICカード1の非接触伝達機構は、 外部読み書き装置 100の送受信アンテナ102と直接電磁的に結合され電力の受信と情報の授受に関与するアンテナコイル4と、アンテナコイル4の両端に接続され並列共振回路を構成するコンデンサ15と、複合ICモジュール2に実装された複合ICチップ6とそれに接続された第1の結合コイル8と、その第1の結合コイル8にアンテナコイルで受信した信号を最大効率で伝送するために並列共振回路のコンデンサ15の両端に接続された第2の結合コイル3からなる。 On the other hand, the non-contact transmission mechanism of the composite IC card 1 includes an antenna coil 4 to be involved in the transfer of the received information of the electric power is electromagnetically coupled directly transmitting and receiving antenna 102 of the external read-write device 100, connected to both ends of the antenna coil 4 a capacitor 15 which constitute a parallel resonant circuit is a first coupling coil 8 connected to it and the composite IC chip 6 mounted on the hybrid IC module 2 and received by the antenna coil to the first coupling coil 8 signal the made of a second coupling coil 3 connected to both ends of the capacitor 15 of the parallel resonant circuit to transmit at the maximum efficiency. このとき、コンデンサ15の接続は並列としたが、アンテナコイル4や第2の結合コイル3の線間容量を増大させることにより省略させることも可能である。 In this case, the connection of the capacitor 15 was in parallel, it is possible to omit by increasing the line capacitance of the antenna coil 4 and the second coupling coil 3. また、アンテナコイル4と第2の結合コイル3との間に直列に接続することも本発明に含まれる。 It is also included in the present invention connected in series between the antenna coil 4 and the second coupling coil 3.
【0038】 [0038]
ここで、外部読み書き装置100から複合ICカード1に電力および情報を伝達する場合について、各コイルの結合を以下に説明する。 Here, a case of transmitting power and information from an external read-write device 100 to the composite IC card 1 will be described the coupling of the coils below.
外部読み書き装置100の送受信回路101で発生された図示しない高周波信号により、送受信コイル102に高周波磁界が誘起される。 The high-frequency signal (not shown) generated by the transceiver circuit 101 of the external reading and writing apparatus 100, a high-frequency magnetic field is induced in the reception coil 102. この高周波信号は、磁気エネルギーとして空間に放射される。 The radio frequency signal is radiated into space as magnetic energy.
【0039】 [0039]
このとき、複合ICカード1がこの高周波磁界中に位置すると、外部読み書き装置100の送受信コイル102により発生された高周波磁界により、複合ICカード1のアンテナコイル4とコンデンサ15で構成する並列共振回路に電流を流す。 In this case, the composite IC card 1 is located in the high-frequency magnetic field, a high frequency magnetic field generated by the transmitting and receiving coil 102 of the external read-write device 100, the parallel resonant circuit composed of the antenna coil 4 and the capacitor 15 of the composite IC card 1 a current flows. このとき、複合ICチップ6に直接接続された第1の結合コイル8と、前記アンテナコイル4とコンデンサ15の共振回路に接続され第1の結合コイル8に電力伝送する第2の結合コイル3にも高周波磁界による電流が誘起されるが、前記のアンテナコイル4に誘起される量に比べて一桁以上小さいので、受信感度はアンテナコイル4の特性に大きく依存する。 At this time, the first coupling coil 8 connected directly to the composite IC chip 6, the antenna coil 4 and the first coupling coil 8 is connected to the resonant circuit of a capacitor 15 to the second coupling coil 3 to power transmission is also the current by the high frequency magnetic field is induced, since the antenna coil 4 by an order of magnitude or more smaller than the amount induced in the reception sensitivity largely depends on the characteristics of the antenna coil 4.
【0040】 [0040]
アンテナコイル4とコンデンサ15の共振回路で受信した信号は第2の結合コイル3に伝達される。 Signals received by the resonant circuit of the antenna coil 4 and the capacitor 15 is transmitted to the second coupling coil 3. その後、第2の結合コイル3と第1の結合コイル8とが最大伝達効率を示す密結合配置で第2の結合コイル3と第1の結合コイル8とのトランス結合によって、複合ICチップ6に信号が伝達される。 Thereafter, the transformer coupling between the second coupling coil 3 and the first and coupling coil 8 and the second coupling coil 3 tightly coupled arrangement shown the maximum transfer efficiency first coupling coil 8, the composite IC chip 6 signal is transmitted. 第2の結合コイル3と第1の結合コイル8とのトランス結合の最大伝達効率は回路定数の選択によって決定される。 Maximum transmission efficiency of transformer coupling between the second coupling coil 3 and the first coupling coil 8 is determined by the selection of the circuit constant.
以上のようにして、受信特性の改善が達成される。 As described above, improvement of reception characteristics can be achieved.
【0041】 [0041]
さらに、第1の結合コイル8の巻数を多くすることによって第2の結合コイル3との結合係数が大きくなり、複合ICチップ6に伝達されるエネルギーはさらに増大する。 Further, the coupling coefficient between the second coupling coil 3 by increasing the number of turns of the first coupling coil 8 is increased, energy transmitted to the hybrid IC chip 6 further increases.
しかしながら、現在の印刷配線板の製造技術では0.1mmのパターン幅が限界でありプリントコイルではICカードのモジュール基面内に数十巻きすることは困難である。 However, it is difficult to dozens around the IC card module groups plane in is printed coil the limit pattern width of 0.1mm in the production technology of the current printed circuit board.
一方、絶縁皮膜を施した導線によってコイルを形成することは磁気ヘッド技術の進歩により、数十ミクロン径まで可能となっている。 Meanwhile, by forming a coil by wires subjected to insulating coating by advances in magnetic head technology, and can up to several tens of microns diameter.
その技術に着目して、本発明の複合ICモジュールとアンテナとの結合コイルを絶縁皮膜を施した導線によって形成する手段を考案するに至った。 Focusing on that technology, the coupling coil of a composite IC module and the antenna of the present invention came to devise a means for forming the conductor subjected to insulation coating.
【0042】 [0042]
加えて、本発明に於けるような空芯トランス型結合においては、コイル間の間隙をより少なくすることが伝達効率向上をもたらす。 In addition, in the air-core transformer type coupling as in the present invention, to further reduce the gap between the coils results in improved transmission efficiency. この実現のために、第2の結合コイル3の内径を図示しないカード基板の複合ICモジュール2の嵌合孔よりも大きくして、第1の結合コイル8を第2の結合コイル3が取り巻き、ほぼ同一平面内に配置するようにした。 To achieve this, and larger than the fitting hole of the composite IC module 2 of the card substrate (not shown) the inner diameter of the second coupling coil 3, the first coupling coil 8 a second coupling coil 3 surrounds, and it is arranged substantially in the same plane. このとき、第2の結合コイル3の内部は前記嵌合孔を兼ねることになる。 At this time, the inside of the second coupling coil 3 also serves as the fitting hole.
こうすることで、複合ICモジュール2の嵌合孔の下に第2の結合コイル3が配置される場合に比較して、嵌合孔加工の深さ精度が必要なくなり外部端子付きICカードの嵌合孔加工設備がそのまま使用可能となる。 In this way, as compared with the case where the second coupling coil 3 is disposed below the fitting hole of the composite IC module 2, it eliminates the need for the depth accuracy of the fitting hole machining fitting of external terminals with IC card Goana processing facilities as it becomes available.
【0043】 [0043]
【実施例】 【Example】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
【0044】 [0044]
図1は本発明にかかる複合ICカードの概略構成図である。 Figure 1 is a schematic configuration diagram of a composite IC card according to the present invention.
本発明にかかる複合ICカード1は、本発明の複合ICモジュール2とシート状の樹脂の表面にプリントコイルで形成した第2の結合コイル3とアンテナコイル4とを持つアンテナ基板5を樹脂封止したカード基板10からなる。 Composite IC card 1 according to the present invention, the antenna substrate 5 having a second coupling coil 3 and antenna coil 4 formed in the composite IC module 2 and the sheet-like surface of the resin printed coils of the present invention the resin sealing consisting of the card substrate 10.
【0045】 [0045]
複合ICモジュール2は接触型伝達部であるパターン形成した端子電極7と、図示しない接触型インターフェースと非接触型インターフェースとを内蔵した複合ICチップ6と、複合ICチップ6の周囲、またはモジュール基板9の周囲に絶縁皮膜を施した導線によって形成された非接触型伝達部の第1の結合コイル8、そしてモジュール基板9からなる。 Composite IC module 2 and the terminal electrode 7 is patterned a contact type transfer portion, a composite IC chip 6 incorporating a contact-type interface and a non-contact type interface (not shown), around the composite IC chip 6 or module substrate 9, the first coupling coil 8 around the contactless transfer portion formed by the conductor subjected to insulation coating, and consists of module substrate 9.
複合ICチップ6はモジュール基板9の端子電極7の形成面とは反対側の面に実装される。 Composite IC chip 6 is mounted on the surface opposite to the formation surface of the terminal electrodes 7 of module substrate 9. 複合ICチップ6とモジュール基板9の端子電極7とはスルーホールで接続される。 The terminal electrode 7 of the composite IC chip 6 and the module substrate 9 are connected by the through hole. 複合ICチップ6と、端子電極7及び第1の結合コイル8とを接続するモジュール基板9に形成された回路パターンとは半田や導電性接着剤等を用いて熱溶着されて接続される。 Composite IC chip 6 and the circuit pattern formed on the module substrate 9 for connecting the terminal electrodes 7 and first coupling coil 8 are connected are thermally welded by using solder or a conductive adhesive or the like. この接続は、複合ICチップ6の回路形成面とモジュール基板9とをワイヤボンドすることによっても実現されうる。 This connection can also be realized by wire-bonding the circuit formation surface and the module substrate 9 of the composite IC chip 6.
【0046】 [0046]
複合ICチップ6をモジュール基板9に実装し、回路接続された後に、複合ICチップ6は図1(b)に示す如く樹脂封止16され、その後、複合ICチップ6の周囲、またはモジュール基板9の周囲に絶縁皮膜導線を巻き第1の結合コイル8を形成し、その後 モジュール基板9の回路パターンと第1の結合コイル8の端子とを接続して複合ICモジュール2が完成する。 The hybrid IC chip 6 is mounted on the module substrate 9, after being circuit connected, the composite IC chip 6 is resin-sealed 16, as shown in FIG. 1 (b), then around the composite IC chip 6 or module substrate 9, of the first coupling coil 8 wound insulating film conductor formed around, then by connecting the terminals of the circuit pattern and the first coupling coil 8 of the module substrate 9 a composite IC module 2 is completed.
図1(b)は第1の結合コイル8を複合ICチップ6の樹脂封止16の周囲に巻線コイルを形成した場合について示した。 FIG. 1 (b) shows the case of forming the winding coil around the first coupling coil 8 a resin sealing 16 of the hybrid IC chip 6. 第1の結合コイル8の形成の準備として、樹脂封止16の工程まで製作した複合ICモジュール2の樹脂封止16の周囲を切削手段などにより巻線しやすくなるように加工する。 In preparation for forming the first coupling coil 8, to process the periphery of the composite IC module 2 of the resin sealing 16 fabricated up to the step of resin encapsulation 16 by cutting or the like means so easily windings. その後、図示しない巻線機によって複合ICモジュール2の樹脂封止16の周囲に直接巻線を施す。 Then, applying directly winding around the composite IC module 2 of the resin sealing 16 by the winding machine (not shown).
所定巻数終了後、図示しない第1の結合コイル8の接続端子の絶縁皮膜を除去して、モジュール基板9の図示しない所定の回路パターンに接続する。 After a predetermined number of turns completed, by removing the insulating coating of the connection terminals of the first coupling coil 8, not shown, connected to a predetermined circuit pattern (not shown) of the module substrate 9.
【0047】 [0047]
このとき、樹脂封止16を施す際に巻線を容易にするように型を用いるなどして樹脂封止することにより樹脂封止16の切削加工を省略できる。 At this time, the cutting of the resin sealing 16 can be omitted by resin sealing, eg, using a mold so as to facilitate winding when performing the resin sealing 16. また、巻線を複合ICチップ6の周囲に直接巻かずに、コイル巻線機を用いて別工程で平面コイルを製作し、モジュール基板9に接着して第1の結合コイル8とし、その後、ICチップ6と第1の結合コイル8とを覆い隠すように樹脂封止16することも本発明に含まれる。 Further, the winding without directly wound around the composite IC chip 6 by using the coil winding machine to manufacture a planar coil in a separate step, a first coupling coil 8 is adhered to the module substrate 9, then, it is also included in the present invention the resin sealing 16 so as to cover the IC chip 6 and the first coupling coil 8.
本実施例では、製作されたコイルの断面形状を角丸の矩形としたが、円形であってもよい形状に限定はない。 In the present embodiment, the cross-sectional shape of the fabricated coil was rectangular with rounded corners, not limited good shape be circular.
【0048】 [0048]
続いて、本発明による複合ICカード1は概略以下のようにして製作される。 Subsequently, the composite IC card 1 according to the invention is manufactured as roughly described below. まず、図1(a)(b)に示すように、樹脂基板にプリントコイルで第2の結合コイル3とアンテナコイル4とコンデンサ15をそれぞれ別個の領域に形成したアンテナ基板5が準備される。 First, as shown in FIG. 1 (a) (b), the antenna substrate 5 the second coupling coil 3 and antenna coil 4 and the capacitor 15 in the printed coil on a resin substrate were respectively formed in separate regions is prepared.
図1(b)に示すように、アンテナ基板5の第2の結合コイル3は複合ICモジュール2の嵌合孔11の外形よりも外に形成され、最終的に、複合ICモジュール2に実装された第1コイル8とほぼ同一平面に位置するように設定される。 As shown in FIG. 1 (b), the second coupling coil 3 of the antenna substrate 5 is formed on the outer than the outer shape of the fitting hole 11 of the hybrid IC module 2, finally, it is mounted on the hybrid IC module 2 It is set so as to be positioned substantially flush with the first coil 8. ここで、第2の結合コイル3とアンテナコイル4とは絶縁被覆した導線を巻いて形成してもよい。 Here, the second coupling coil 3 and antenna coil 4 may be formed by winding a conductive wire covered with an insulator.
【0049】 [0049]
アンテナ基板5の樹脂としては塩化ビニルが使用されたが、その他にもポリカーボネート、PET、ポリイミドなども適用でき、材料は一種に固定されるものではない。 As the resin of the antenna substrate 5 is vinyl chloride is used, other polycarbonate also, PET, polyimide, etc. can be applied, the material is not intended to be fixed to one. また、アンテナ基板5の基材の厚さは50μmから300μmの範囲である。 The thickness of the base material of the antenna substrate 5 is in the range of 50μm to 300 [mu] m. より好ましくは、100μm程度である。 More preferably about 100 [mu] m.
【0050】 [0050]
次に、射出成形によりアンテナ基板5を封入してカード基板10を成形する。 Next, forming the card substrate 10 by sealing the antenna substrate 5 by injection molding. 成形の際、第2の結合コイル3が複合ICモジュール2の実装位置に重なるように位置決めされ配置される。 During molding, the second coupling coil 3 is disposed is positioned to overlap the mounting position of the hybrid IC module 2. 射出成形によるカード基板10の製作の後に複合ICモジュール2の嵌合孔11を形成する。 After fabrication of the card substrate 10 by injection molding to form a fitting hole 11 of the hybrid IC module 2. 最後に、カード基板10の複合ICモジュール2の嵌合孔11に複合ICモジュール2を接着することで複合ICカード1が完成する。 Finally, the composite IC card 1 is completed by bonding the composite IC module 2 into the fitting hole 11 of the hybrid IC module 2 of the card substrate 10. カード基板10の材料としては塩化ビニルを用いたが、その他、ポリカーボネートなど十分なカードの特性が得られるもので有ればすべて本発明に適用できる。 As the material of the card substrate 10 was used vinyl chloride, and other, it can be applied to all the present invention as long with what characteristics of sufficient cards such as polycarbonate can be obtained. 図1(a)において、カード基板10は表面と裏面に分離して描いてあるが、本来、一体のものであり、図1(a)では、カード基板に封入されるアンテナ基板5における結合コイルと嵌合孔11との関係を明確に説明するために修飾されている。 1 (a), the although the card substrate 10 is drawn by separating the front and rear surfaces, inherently are of integral, in FIG. 1 (a), bound in the antenna substrate 5 which is sealed in the card substrate coil It is modified in order to clearly describe the relationship between the fitting hole 11 and.
【0051】 [0051]
本発明において、カードの製作を射出成形としたが、カード特性を維持する方法であればいずれも本発明に適用可能であって、例えば、ラミネート方式、接着剤充填方式であってもよい。 In the present invention, has been the injection molding production of the card, by any of the methods for maintaining the card characteristics be applicable to the present invention, for example, lamination method may be an adhesive filling method. また、ICモジュールの嵌合孔11は、カード成形時に同時加工することも本発明に含まれる。 Further, the fitting hole 11 of the IC module, it is within the present invention for simultaneously machining at the card molding. この場合には、アンテナ基板5に形成された第2の結合コイル3の内部は、ICモジュールの嵌合のために予めくり抜かれている。 In this case, the inside of the second coupling coil 3 formed on the antenna substrate 5 is precutted for fitting the IC module.
【0052】 [0052]
図2は、複合ICチップ6の近傍に第1の結合コイル8を巻いた実施例である。 Figure 2 shows an embodiment in which wound a first coupling coil 8 in the vicinity of the composite IC chip 6. この例では、複合ICチップ6は、モジュール基板9の中心から一方の端に偏心されて実装される。 In this example, the composite IC chip 6 is mounted from the center of the module substrate 9 are eccentrically at one end. 樹脂封止16までの工程が終了した複合ICモジュール2に別途、図示しない巻線機で製作した第1の結合コイル8をモジュール基板9に接着し、第1の結合コイル8の図示しない接続端子がモジュール基板9の図示しない所定の回路パターンに端子接続して複合ICモジュール2が完成する。 Separately a composite IC module 2 which steps up the resin sealing 16 has been completed, bonding the first coupling coil 8 fabricated by the winding machine (not shown) on the module substrate 9, a connection terminal (not shown) of the first coupling coil 8 There composite IC module 2 and the terminal connected to a predetermined circuit pattern (not shown) of the module substrate 9 is completed. こうすることで、樹脂封止部の周囲を第1コイル8の実装の為に加工する行程が不要となる。 In this way, the step of processing the periphery of the resin sealing portion for mounting the first coil 8 is not required. 第1コイル8の断面形状は角丸の矩形としたが、円形や楕円形であってもよく形状にこだわるものではない。 The cross-sectional shape of the first coil 8 was a rectangular rounded and do not stick well shape be circular or oval.
【0053】 [0053]
図3は、複合ICチップ6の近傍に配置するように第1の結合コイル8をモジュール基板9の複合ICチップ6の実装面に導体のプリントパターンで形成した実施例である。 Figure 3 is a first binding complex example formed by a conductor of the printed pattern on the mounting surface of the IC chip 6 of the coil 8 module substrate 9 to be placed in the vicinity of the composite IC chip 6.
第1の結合コイル8は、モジュール基板9の表面の外部端子と裏面の複合ICチップ6も接続パターンと同時に形成されるのでモジュール基板9と第1コイル8との接続が簡略化される。 The first coupling coil 8, since the hybrid IC chip 6 of the external terminals and the back surface of the module substrate 9 is also connected to a pattern to be formed at the same time to connect the module substrate 9 and first coil 8 is simplified. 本実施例に於ける第1の結合コイル8の断面形状は角丸の矩形としたが、円形や楕円形であってもよく形状にこだわるものではない。 The cross-sectional shape of the first coupling coil 8 in the present example was a rectangular rounded and do not stick well shape be circular or oval.
【0054】 [0054]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上の説明から明らかなように、本発明に於ける複合ICモジュールは、外部端子付きの接触型とアンテナコイル等の非接触結合素子を持つ非接触型の双方の方式に対応可能な機能を有しており、ICモジュールとアンテナコイルとの間にトランス結合回路素子を設けることで、ICモジュールとアンテナコイル間を電気的に接続することなく電力の受給と信号の送受を行うように構成した。 As apparent from the above description, in the composite IC module in the present invention, have a compatible functionality to contactless both schemes with non-contact coupling elements such as a contact type and antenna coil with an external terminal and which, by providing the transformer-coupled circuit elements between the IC module and antenna coil, and configured to perform transmission and reception of power receiving a signal without electrical connection between the IC module and antenna coil.
この複合ICカードにおいて、非接触伝達用のアンテナ素子の第2の結合コイルの内径がICモジュールの嵌合孔の外形より大きくなるようにして、ICモジュールに配置された第1の結合コイルがモジュール基板の裏面に形成し、第1の結合コイルと第2の結合コイルとをほぼ同一面に配置することで間隙を少なくすることができるので結合係数が高くとれる。 In this composite IC card, the inside diameter of the second coupling coil of the antenna element for non-contact transmission is set to be larger than the outer shape of the fitting hole of the IC module, a first coupling coil module disposed on the IC module is formed on the back surface of the substrate, the coupling coefficient it is possible to reduce the gap by placing a first coupling coil and the second coupling coil to substantially flush can be taken high.
【0055】 [0055]
結果として、アンテナコイルで受信した電磁エネルギーを高い結合係数でトランス結合してICチップに伝達できるようになった。 As a result, it has become possible to transmit to the IC chip by transformer coupling the electromagnetic energy received by the antenna coil with a high coupling coefficient.
このことにより、非接触伝達機能の利点である外部読み書き装置のアンテナ近傍にカードを「かざす」ことで通信可能な感度特性を一層向上できるという効果がある。 Thus, there is an effect that the communicable sensitivity characteristics card near the antenna of the external read-write device is an advantage of the non-contact transmission function by "holding up" can be further improved.
さらに、カードの受信感度が大きくなることで通信距離の増大、及び/又は外部読み書き装置の送信出力の抑制が実現できる。 Furthermore, an increase in communication distance by the receiving sensitivity of the card is increased, and / or suppression of the transmission output of the external read-write device can be realized. このことは、電波法によって送信出力が規制されているため、非接触伝達機能にとって好都合である。 This is because the transmission output is restricted by the Radio Law, it is advantageous for non-contact transmission function.
【0056】 [0056]
加えて、非接触伝達用のアンテナ素子の第2の結合コイルの内部がICモジュールの嵌合孔を兼ねている。 In addition, the inside of the second coupling coil of the antenna element for non-contact transmission also serves as a fitting hole of the IC module. こうすることで、複合ICモジュールの嵌合孔の下に第2の結合コイルが配置される場合に比較して、嵌合孔加工の深さ精度が必要なくなり、従来の外部端子付きICカードのICモジュール嵌合孔加工設備をそのまま使用することができるとともに、ICモジュールとカード基板に内蔵されたアンテナ回路との接続が不要であり、カードに曲げ応力などの機械的応力が加えられてもICモジュールとアンテナ回路とが接続点を持たないために接続端子の破断などによって故障する危険が極めて少ない。 In this way, as compared with the case where the second coupling coil is disposed below the fitting hole of the composite IC module, it eliminates the need for the depth accuracy of the fitting hole machining, the conventional IC card with external terminals it is possible to keep the IC module fitting hole processing equipment, it is unnecessary to connect the antenna circuit built in the IC module and the card substrate, IC be mechanically stressed, such as bending stress to the card is extremely small risk of malfunction, such as by breaking of the connection terminals for the module and the antenna circuit has no connection points.
【0057】 [0057]
また、非接触伝達用のアンテナ素子の第2の結合コイルをアンテナのループ外に設けることで、エンボス領域へのアンテナコイルのはみ出しを抑制した。 Further, by providing the second coupling coil of the antenna element for non-contact transferred to outside the loop antenna, and suppressed sticking of the antenna coil to the embossing region.
更に、前記の複合ICモジュールの第1のコイルをICチップの封止材周囲にトロイダル状に巻き、ICモジュールの補強材とすることで、機械的な応力に対してICモジュールの強度を向上させている。 Furthermore, wound toroidally the first coil of said composite IC module around sealing material of the IC chip, by a reinforcement of the IC module, to improve the strength of the IC module against mechanical stresses ing.
【0058】 [0058]
以上総じて、ICモジュールと非接触伝達用のアンテナコイルとの間の配線による接続が必要ないにも関わらず、十分な交信距離を得ることが出来る受信感度を備え、しかも接触型と非接触型との双方の伝達機構を実用的な動作状態で維持することができる複合ICカードとそれに好適に使用可能な複合ICモジュールとを提供することが出来た。 More generally, despite it is not necessary connection by wiring between the IC module and antenna coil for non-contact transmission, a reception sensitivity that can obtain a sufficient communication distance, moreover the contact and non-contact type and it was possible to provide with both composite IC card and suitably usable composite IC module to it can be maintained at a practical operating conditions the transmission mechanism of the.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明にかかる複合ICカードの第1の実施例の概略構成図である。 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a composite IC card according to the present invention.
【図2】本発明の第2の実施例のICモジュールの結合コイル実装の説明図である。 FIG. 2 is an explanatory view of the coupling coil mounting of the IC module of the second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施例のICモジュールの結合コイル実装の説明図である。 3 is an explanatory view of a coupling coil mounting the IC module in the third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の非接触伝達機構の原理を説明する非接触結合回路の等価回路図である。 Figure 4 is an equivalent circuit diagram of a non-contact coupling circuit to explain the principle of non-contact transmission mechanism of the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1・・・複合ICカード2・・・ICモジュール3・・・第2の結合コイル4・・・アンテナコイル5・・・アンテナ基板6・・・複合ICチップ7・・・端子電極8・・・第1の結合コイル9・・・モジュール基板10・・・カード基板11・・・嵌合孔15・・・コンデンサ16・・・樹脂封止100・・・外部読み書き装置101・・・送受信回路102・・・送受信アンテナ 1 ... hybrid IC card 2 ... IC module 3 ... second coupling coil 4 ... antenna coil 5 ... antenna substrate 6 ... composite IC chip 7 ... terminal electrodes 8 .. - first coupling coil 9 ... module substrate 10 ... card substrate 11 ... fitting holes 15 ... condenser 16 ... resin sealing 100 ... external reading and writing apparatus 101 ... transceiver circuit 102 ... transmitting and receiving antenna

Claims (8)

  1. 接触型と非接触型との双方の機能を備えた複合ICカードであって、 A composite IC card having both functions of contact and non-contact type,
    複合ICカードがICモジュールと、該ICモジュールとの間に導体による接続を持たない非接触伝達用アンテナ素子とを有し、 Has a composite IC card IC module, and a non-contact transmission antenna elements having no connection by conductor between the IC module,
    該ICモジュールは、接触型伝達機能と非接触型伝達機能との双方の機能を備えたICチップ、接触型伝達素子である外部端子を形成したモジュール基板、そして非接触伝達機構の第1の結合コイルとから構成され、 The IC module, a first coupling of the contact type transfer function and an IC chip having functions of both a non-contact type transfer function, the contact-type module substrate to form an external terminal is a transfer element, and the non-contact transmission mechanism It is composed of a coil,
    前記非接触伝達用アンテナ素子は、 外部読み書き装置との間で電力の受給と信号の授受を行うアンテナと、該アンテナに接続された第2の結合コイルとを備え、 The non-contact transmission antenna element comprises an antenna for exchanging electric power receiving and signal with an external reading and writing apparatus, and a second coupling coil connected to the antenna,
    前記第1の結合コイルと第2の結合コイルとが、互いに密結合可能に配設され、前記ICモジュールとアンテナとがトランス結合によって非接触な結合が可能に構成された複合ICカードにおいて、 Said first coupling coil and the second coupling coil is disposed for tightly coupled to each other, in the IC module and composite IC card and the antenna are configured to be non-contact coupling by transformer coupling,
    前記非接触伝達用アンテナ素子の第2の結合コイルと、前記ICモジュールの第1の結合コイルとが、ほぼ同一の面内に入れ子状に配置されてなることを特徴とする複合ICカード。 Composite IC card and the second coupling coil of the contactless transmitting antenna element, a first coupling coil of said IC module, characterized in that are arranged in a nested substantially the same plane.
  2. 該第2の結合コイルの内側輪郭が、該ICモジュールの嵌合孔の外側輪郭よりも大きく、且つ前記ICモジュールに配設された第1の結合コイルがモジュール基板の裏面に形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の複合ICカード。 The inner contour of the coupling coil of said second, larger than the outer contour of the fitting hole of the IC module, that and a first coupling coil disposed on the IC module becomes formed on the back surface of the module substrate composite IC card according to claim 1, wherein the.
  3. 前記非接触伝達用アンテナ素子の第2の結合コイルの内側が、前記ICモジュールの嵌合孔を兼ねてなることを特徴とする請求項1に記載の複合ICカード。 Composite IC card according to claim 1 in which the inside of the second coupling coil of the contactless transmitting antenna elements, characterized by comprising also serves as a fitting hole of the IC module.
  4. 前記非接触伝達用アンテナ素子の第2の結合コイルが、前記アンテナのループ外に設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の複合ICカード。 Second coupling coils, the composite IC card according to any one of claims 1 to 3, characterized in that provided in the loop outside of the antenna of the contactless transmitting antenna element.
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の複合ICカードであって、前記ICモジュールの第1の結合コイルが、巻線コイルからなり、前記モジュール基板の裏面のICチップの周囲に巻かれることで該ICモジュールの補強材も兼ねることを特徴とする複合ICカード。 A composite IC card according to any one of claims 1 to 4, a first coupling coil of said IC module consists winding coils are wound around a rear surface of the IC chip of the module substrate composite IC card, characterized in that also serves as reinforcement of the IC module by.
  6. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の複合ICカードであって、前記ICモジュールの第1の結合コイルが、前記モジュール基板の裏面の ICチップの近傍に巻線コイルにてトロイダル状に巻かれて形成されていることを特徴とする複合ICカード。 A composite IC card according to any one of claims 1 to 4, a first coupling coil of the IC module, the toroidal shape in the winding coil in the vicinity of the rear surface of the IC chip of the module substrate composite IC card, characterized in that it is wound in form.
  7. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の複合ICカードであって、前記ICモジュールの第1の結合コイルが、前記モジュール基板の裏面の ICチップの近傍にパターン化された導体により形成されていることを特徴とする複合ICカード。 A composite IC card according to any one of claims 1 to 4, a first coupling coil of said IC module is formed by patterned conductor in the vicinity of the rear surface of the IC chip of the module substrate composite IC card, characterized in that is.
  8. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載の複合ICカードであって、前記ICモジュールの ICチップ実装面をICチップおよび第1の結合コイルと共に樹脂封止したことを特徴とする複合ICカード。 A composite IC card according to any one of claims 1 to 7, a composite IC card, characterized in that the IC chip mounting surface of the IC module is sealed with resin together with the IC chip and the first coupling coil .
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