JP3965778B2

JP3965778B2 - インレットおよびｉｃカード

Info

Publication number: JP3965778B2
Application number: JP14009098A
Authority: JP
Inventors: 一雄小林; 伸享東
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1998-05-21
Filing date: 1998-05-21
Publication date: 2007-08-29
Anticipated expiration: 2018-05-21
Also published as: JPH11338991A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＣモジュールおよびアンテナを有するインレット、およびこれを有するＩＣカードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードは、例えばコンピュータの外部記憶手段として、あるいはクレジットカード、ＩＤカード、キャッシュカードなどとして実用化されている。このうち、非接触のＩＣカードについては、カード内へのデータの書き込みを外部の書込装置から発した電磁波または光によって非接触で行うことができ、かつ記録したデータも電磁波または光を用いて外部の送受信装置で読み取ることが可能となっている。従って、接触式のＩＣカードの問題点である通信端子の接触不良が回避され、データの読み書き装置も簡略化でき、遠隔通信も可能であるなどの利点がある。
【０００３】
上述のような非接触ＩＣカードのうち、電磁誘導方式の非接触ＩＣカードは、電磁波等を用いて外部装置との送受信を行うカードであり、データ処理や通信処理を制御する制御部やメモリなどを備えたＩＣモジュールと呼ばれる部分と電磁波の送受信のためのアンテナとからなるインレットがプラスチック製のカード基体に埋設されることにより、非接触式のＩＣカードが形成されている。
【０００４】
ここで、図１は従来のインレットを構成するアンテナ１およびＩＣモジュール２を示す。同図に示すように、アンテナ１は、絶縁基板３と、絶縁基板３上にスパイラル状のパターンに形成された導線４とを有している。導線４の両端には、ＩＣモジュール２と電気的に接続される接続用パターン５が形成されている。また、絶縁基板３におけるＩＣモジュール２が装着される位置には、凹部９が形成されている。
【０００５】
ＩＣモジュール２は、基板６と、基板６に実装されたＩＣチップ７と、基板６上に形成され、アンテナ１の接続用パターン５と接続される接続用パターン８とを有している。接続用パターン５と接続用パターン８とが接続されることにより、ＩＣチップ７はアンテナ１を介して外部とデータの送受等を行うことができる。図１に示すように、ＩＣモジュール２のＩＣチップ７が絶縁基板３に形成された凹部９内に配置されるように、アンテナ１とＩＣモジュール２が接続され、インレットが形成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようなインレットにおけるアンテナ１とＩＣモジュール２の接続部分は、図２に示すような状態となっている。同図に示すように、このインレットでは、基板６に設けられた接続用パターン８の間に２本の導線４が配置されることになる。このように基板６には、導線４が配置されるスペースが必要とされる。つまり、面積の大きな基板６が必要となり、コストアップの要因となる。
【０００７】
また、上述したようなインレットを備える非接触式のＩＣカードでは、外部装置の発信した電磁界により、アンテナ１に発生する起電力を利用してＩＣチップ７を動作させている。したがって、アンテナ１に効率よく起電力を発生させることが要求され、このためにアンテナ１はより低い直流抵抗値のものが好ましい。アンテナ１の直流抵抗値を低くするためには、導線４の幅を大きくする方法があるが、導線４の幅を大きくした場合、さらに面積の大きな基板６が必要となる。
【０００８】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、製造コストを低減することが可能であり、かつ効率のよいアンテナを有するインレット、およびこれを備えるＩＣカードを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のインレットは、ＩＣモジュールとアンテナ部とを備えるインレットであって、前記ＩＣモジュールは、第１の面と、当該第１の面の反対の面である第２の面とを有する基板と、前記基板の第１の面に保持されたＩＣチップと、前記基板の第１の面に形成され、前記ＩＣチップと電気的に接続される１対の第１の接続パターンと、前記基板の第１の面に形成されたｎ（ｎは１以上の整数）対の第２の接続パターンと、前記基板の第２の面に形成されたｎ本の導線と、前記第２の面に形成された導線の各々と前記第１の面に形成された第２の接続パターンの各対とをそれぞれ電気的に接続する導通手段とを備え、前記アンテナ部は、前記ＩＣモジュールに保持されたＩＣチップが嵌合される嵌合部を有する基板と、前記アンテナ部の基板が有する基板面であって、前記嵌合部に前記ＩＣチップが嵌合されたときに前記ＩＣモジュールの基板の第２の面と同じ方向を向く基板面に設けられた導線であって、前記嵌合部に前記ＩＣチップが嵌合されたときに、両端部が前記第１または第２の接続パターンのいずれかと接続される位置に設けられた（ｎ＋１）本の導線とを備え、前記嵌合部に前記ＩＣチップが嵌合されたときに、前記アンテナ部の（ｎ＋１）本の導線のうちの２本は、それぞれ、一方の端部が前記第１の接続パターンと電気的に接続され、前記アンテナ部の（ｎ＋１）本の導線の端部のうちの前記第１の接続パターンと接続されない端部は、それぞれ、各々の前記第２の接続パターンと電気的に接続され、前記アンテナ部の導線および前記ＩＣモジュールの導線によって前記１対の第１の接続パターンの一方と他方とが導通されることにより、これらの導線が電磁波を送受信するためのアンテナを構成することを特徴とする。
また、この構成において、前記導通手段が、前記ＩＣモジュールの基板の第１の面から第２の面にわたって形成されたスルーホールを含む構成としてもよい。
【００１０】
この構成によれば、アンテナ部の導電体（導線）の両端は、ＩＣモジュールの基板に設けられた導線により接続され、これによりアンテナ部がアンテナとしての機能を有する。従来、導線がスパイラル形状になされている場合、基板のＩＣチップが保持される面には、ＩＣチップを保持するスペースと、スパイラル形状になされた導線の一部を配置するスペースが必要となるが、このインレットでは、基板におけるＩＣチップを保持する面に導線の一部を配置するスペースが必要ないため、基板の面積を小さくすることが可能となり、コストを低減することができる。また、基板の面積を大きくすることなく、導線の幅を大きく形成することが可能となり、より効率のよいアンテナを備えるインレットを製造することが可能となる。
【００１１】
また、本発明のＩＣカードは、請求項１または２に記載のインレットと、前記インレットが埋設されるカード基体とを具備することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、効率のよいアンテナを備えたＩＣカードを低コストで製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
まず、図３は本発明の一実施形態に係るインレット３０を示す。同図に示すように、このインレット３０は、アンテナ３１と、アンテナ３１と電気的に接続されるＩＣモジュール３２とから構成されている。
【００１４】
図４に示すように、アンテナ３１は、絶縁基板（保持部）３５と、絶縁基板３５上に形成されたプリントアンテナ３１ａとを有する。プリントアンテナ３１ａは、Ｃ字状に形成された３本の導線（導電体）３３，４３，４４とを有しており、導線３３，４３，４４としては、銅などの導電性材料が用いられる。絶縁基板３５上の導線３３，４３，４４の形成方法としては、印刷やエッチング法などが用いられる。
【００１５】
絶縁基板３５における３本の導線３３，４３，４４の端部３３ａ，４３ａ，４４ａと端部３３ｂ，４３ｂ，４４ｂとの間には凹部３４が形成されており、アンテナ３１と絶縁基板３５が接続されたときには、この凹部３４内に後述するＩＣモジュール３２のＩＣチップが配置されるようになっている。
【００１６】
ここで、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はＩＣモジュール３２を示す図である。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、このＩＣモジュール３２は、プリント配線板（基板）５１を備えており、プリント配線板５１の一方の面には、マイクロプロセッサ等の制御部およびメモリを備えたＩＣチップ５０が実装されている。このＩＣチップ５０は、図示せぬエポキシ樹脂等により封止されている。
【００１７】
プリント配線板５１は、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させたガラスエポキシ等をもちいることができ、他にもＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）やＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）等の通常のプリント配線板に用いられる材料を使用することができる。ＩＣチップ５０の実装は、ワイヤーボンディング方式やフリップチップ方式などの公知の方法を用いることができる。ＩＣチップ５０の樹脂封止方法としては、ポッティング法やトランスファーモールド法などを用いることができる。
【００１８】
プリント配線板５１における一方の端部（図示は上部）には、アンテナ３１とＩＣモジュール３２を接続したときに上述した導線３３，４３，４４の端部３３ａ，４３ａ，４４ａとそれぞれ接続される接続パターン５２ｃ，５２ｂ，５２ａが形成されている。また、プリント配線板５１における他方の端部には、導線３３，４３，４４の端部３３ｂ，４３ｂ，４４ｂと接続される接続パターン５３ｃ，５３ｂ，５３ａが形成されている。これらの接続パターンのうち接続パターン５２ｃおよび接続パターン５３ａはＩＣチップ５０と接続されている。これらの接続パターンは、エッチング法などによりプリント配線板５１上の銅箔等が所定のパターンになされ、その上に金メッキ等を施すことにより形成されている。
【００１９】
図５（ｃ）に示すように、プリント配線板５１におけるＩＣチップ５０が実装された面と反対側の面には、接続パターン５２ａ，５２ｂと対向する位置に配線パターン５４ａ，５４ｂが形成されており、接続パターン５３ｂ，５３ｃと対向する位置に配線パターン５５ｂ，５５ｃが形成されている。
【００２０】
接続パターン５２ａ，５２ｂと配線パターン５４ａ，５４ｂとは、それぞれプリント配線板５１に形成されたスルーホールにより導通させられており、また、接続パターン５３ｂ，５３ｃと配線パターン５５ｂ，５５ｃとが、スルーホールにより導通させられている。配線パターン５４ｂと配線パターン５５ｃとが導線５６により接続されており、また配線パターン５４ａと配線パターン５５ｂとが導線５６により接続されている。
【００２１】
ここで、図６はアンテナ３１とＩＣモジュール３２の接続部分を示す。同図に示すように、絶縁基板３５に形成された凹部３４内に樹脂で封止されたＩＣチップ５０が嵌合されている。つまり、プリント配線板５１におけるＩＣチップ５０が実装された面と、絶縁基板３５における導線３３，４３，４４が形成された面とが向かい合うようにアンテナ３１とＩＣモジュール３２とが接続されている。
【００２２】
また、導線３３，４３，４４の端部３３ａ，４３ａ，４４ａは、それぞれ接続パターン５２ｃ，５２ｂ，５２ａと接続されており、端部３３ｂ，４３ｂ，４４ｂは、それぞれ接続パターン５３ｃ，５３ｂ，５３ａと接続されている。これにより、導線３３の端部３３ｂと導線４３の端部４３ａとが接続パターン５３ｃ、配線パターン５５ｃ、導線５６、配線パターン５４ｂおよび接続パターン５２ｂを介して接続される。また、導線４３の端部４３ｂと導線４４の端部４４ａとが接続パターン５３ｂ、配線パターン５５ｂ、導線５６、配線パターン５４ａおよび接続パターン５２ａを介して接続される。つまり、接続パターン５３ｃ、配線パターン５５ｃ、導線５６、配線パターン５４ｂおよび接続パターン５２ｂは、導線３３と導線４３と電気的に接続する接続手段となっており、接続パターン５３ｂ、配線パターン５５ｂ、導線５６、配線パターン５４ａおよび接続パターン５２ａは、導線４３と導線４４とを電気的に接続する接続手段となっている。
【００２３】
上述した導線３３，４３，４４とプリント配線板５１の各接続パターンとは、導電性の接着剤または異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film）を用いる方法や、はんだ付け、または圧着などの公知の方法により接続することができる。
【００２４】
このように導線３３の端部端部３３ｂと導線４３の端部４３ａ、導線４３の端部４３ｂと導線４４の端部４４ａが接続されることにより、図３に示すように、導線３３，４３，４４は１本に接続され、スパイラル形状のプリントアンテナ３１ａが形成されている。このプリントアンテナ３１ａの両端部３３ａ，４４ａがそれぞれＩＣモジュール３２と接続され、これによりＩＣモジュール３２はアンテナ３１を介して外部装置との送受信を行うことができる。
【００２５】
図７に示すように、上述のような構成のインレット３０を表側カード基体７１と裏側カード基体７２との間に挟み込んだ状態で、加熱プレス（熱ラミネーション法）または接着剤により表側カード基体７１と裏側カード基体７２とが接合されることにより非接触式のＩＣカードが形成される。
【００２６】
表側カード基体７１および裏側カード基体７２の材料としては、ＰＶＣ、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＰＥＴ、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＩ（ポリイミド）、エポキシなどの合成樹脂のほか、従来からＩＣカードの基体に使用される公知の材料が用いられる。
【００２７】
本実施形態に係るインレット３０では、導線３３，４３，４４の端部３３ａ，４３ａ，４４ａと端部３３ｂ，４３ｂ，４４ｂとの間は、プリント配線板５１におけるＩＣチップ５０が実装された面と反対側の面に形成された導線５６等を介して電気的に接続され、これによりプリントアンテナ３１ａがアンテナとしての機能を有する。従来、ＩＣモジュールとプリントアンテナとを有するインレットでは、ＩＣモジュールのプリント配線板におけるＩＣチップが実装された面に、プリントアンテナを構成する導線を配置するスペースが必要となっていた（図２参照）。つまり、プリント配線板の一方の面に、ＩＣチップを実装するスペースとアンテナを構成する導線を配置するスペースとを必要としていたが、このインレット３０においては、プリント配線板５１におけるＩＣチップ５０を実装する面に、導線を配置するスペースを必要としない。従って、このインレット３０においては、従来のインレットと比較して面積の小さいプリント配線板５１を用いることができ、製造コストを低減することが可能となる。
【００２８】
また、効率のよいアンテナを得るためにプリントアンテナ３１ａを構成する導線３３，４３，４４の幅を大きくする場合、プリント配線板５１におけるＩＣチップ５０が実装された面の反対側の面に形成された導線５６の幅を、導線３３，４３，４４の幅に合わせて大きくすればよい。従って、プリント配線板５１の面積を大きくする必要がない。つまり、プリント配線板５１の面積を大きくすることなく、導線の幅を大きく形成することが可能であり、効率のよいプリントアンテナ３１ａを形成することができる。
【００２９】
また、このインレット３０、およびこれを備えるＩＣカードは、プリントアンテナ３１ａの形成方法や使用する材料などは、従来のインレットおよびＩＣカードと同様である。従って、従来のインレットおよびＩＣカードの製造設備を使用することが可能であり、製造コストの増加を招くことがない。
【００３０】
【実施例】
次に、上述の実施形態に係るインレット３０を備えるＩＣカードを実際に試作した例について述べる。プリント配線板５１上の部品の配置、配線パターンおよび接続パターン等は図５に従った。
【００３１】
アンテナ３１は，絶縁基板３５として厚さ３００μｍのＰＥＴシートを用い、このＰＥＴシート上に厚さ３５μｍの銅箔を貼り付けた後、エッチング法でパターニングして導線３３，４３，４４からなるプリントアンテナ３１ａを形成した。各導線間の間隔は１５０μｍとした。そして、打ち抜き加工によりＰＥＴシートに凹部３４を形成し、アンテナ３１を作製した。
【００３２】
次に、プリント配線板５１として、外径１０ｍｍ角、厚さ１５μｍのガラスエポキシ基板の両面に銅箔を貼り付けたものを用い、プリント配線板５１の両面に接続パターン、配線パターンおよび導線等をエッチングにより形成した。このように形成した接続パターン等の上には金メッキを施した。そして、プリント配線板５１の一方の面に外形３．５ｍｍ角、厚さ１５０μｍのＩＣチップ５０を実装した後、ＩＣチップ５０の周囲をエポキシ樹脂で封止し、ＩＣモジュール３２を作製した。
【００３３】
プリントアンテナ３１ａを構成する導線３３，４３，４４の端部３３ａ，４３ａ，４４ａ，３３ｂ，４３ｂ，４４ｂのそれぞれに、メタルマスクを用いてはんだペーストをスクリーン印刷法により形成した後、ＩＣモジュール３２を搭載した。この状態で、加熱・加圧することによりアンテナ３１とＩＣモジュール３２を接続し、インレット３０を作製した。
【００３４】
表側カード基体７１および裏側カード基体７２として、厚さ１５０μｍのＡＢＳシートを用い、上述のように作製したインレット３０を挟み込んだ状態でホットコールド法によりラミネートした後、所定のカード寸法に切断してＩＣカードを作製した。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、効率のよいアンテナを有するインレットを低コストで製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のＩＣカードに用いられるインレットを示す斜視図である。
【図２】前記インレットの構成要素であるアンテナとＩＣモジュールとの接続部分を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るインレットを示す斜視図である。
【図４】実施形態に係るインレットの構成要素であるアンテナを示す図である。
【図５】（ａ）は実施形態に係るインレットの構成要素であるＩＣモジュールの一方の面を示す図であり、（ｂ）は前記ＩＣモジュールの側面図であり、（ｃ）は前記ＩＣモジュールの他方の面を示す図である。
【図６】実施形態に係るインレットにおける前記アンテナとＩＣモジュールとの接続部分を示す図である。
【図７】実施形態に係るインレットを備えるＩＣカードの構成要素を示す斜視図である。
【符号の説明】
３０…インレット、３１…アンテナ、３１ａ…プリントアンテナ、３２…ＩＣモジュール、３３，４３，４４…導線（導電体）、３４…凹部、３５…絶縁基板（保持部）、５０…ＩＣチップ、５１…プリント配線板（基板）、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ…接続パターン、５３ａ，５３ｂ，５３ｃ…接続パターン、５４ａ，５４ｂ，５４ｃ…配線パターン、５５ａ，５５ｂ，５５ｃ…配線パターン、５６…導線、７１…表側カード基体、７２…裏側カード基体

Claims

ＩＣモジュールとアンテナ部とを備えるインレットであって、
前記ＩＣモジュールは、
第１の面と、当該第１の面の反対の面である第２の面とを有する基板と、
前記基板の第１の面に保持されたＩＣチップと、
前記基板の第１の面に形成され、前記ＩＣチップと電気的に接続される１対の第１の接続パターンと、
前記基板の第１の面に形成されたｎ（ｎは１以上の整数）対の第２の接続パターンと、
前記基板の第２の面に形成されたｎ本の導線と、
前記第２の面に形成された導線の各々と前記第１の面に形成された第２の接続パターンの各対とをそれぞれ電気的に接続する導通手段と
を備え、
前記アンテナ部は、
前記ＩＣモジュールに保持されたＩＣチップが嵌合される嵌合部を有する基板と、
前記アンテナ部の基板が有する基板面であって、前記嵌合部に前記ＩＣチップが嵌合されたときに前記ＩＣモジュールの基板の第２の面と同じ方向を向く基板面に設けられた導線であって、前記嵌合部に前記ＩＣチップが嵌合されたときに、両端部が前記第１または第２の接続パターンのいずれかと接続される位置に設けられた（ｎ＋１）本の導線と
を備え、
前記嵌合部に前記ＩＣチップが嵌合されたときに、前記アンテナ部の（ｎ＋１）本の導線のうちの２本は、それぞれ、一方の端部が前記第１の接続パターンと電気的に接続され、
前記アンテナ部の（ｎ＋１）本の導線の端部のうちの前記第１の接続パターンと接続されない端部は、それぞれ、各々の前記第２の接続パターンと電気的に接続され、
前記アンテナ部の導線および前記ＩＣモジュールの導線によって前記１対の第１の接続パターンの一方と他方とが導通されることにより、これらの導線が電磁波を送受信するためのアンテナを構成する
ことを特徴とするインレット。
前記導通手段は、
前記ＩＣモジュールの基板の第１の面から第２の面にわたって形成されたスルーホールを含むことを特徴とする請求項１に記載のインレット。
請求項１または２に記載のインレットと、
前記インレットが埋設されるカード基体とを具備することを特徴とするＩＣカード。