JP4269450B2

JP4269450B2 - 複合ｉｃカード用アンテナシートおよびそれを用いた複合ｉｃカード

Info

Publication number: JP4269450B2
Application number: JP33599399A
Authority: JP
Inventors: 直幸坂田; 一雄小林
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1999-11-26
Filing date: 1999-11-26
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2019-11-26
Also published as: JP2001155128A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報記憶媒体に関し、詳しくは、オフィス・オートメーション（ＯｆｆｉｃｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ、いわゆるＯＡ）、ファクトリー・オートメーション（ＦａｃｔｏｒｙＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ、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媒体において、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、電源電力の受電、並びに信号の授受を電磁結合方式によって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の双方の機能を有する複合ＩＣカードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
ＩＣカードはＩＳＯ（ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎｆｏｒＳｔａｎｄａｒｄｉｓａｔｉｏｎ）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。
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。
【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。この問題を解決するために考案された技術が非接触ＩＣカードである。
【０００５】
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。
【０００６】
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（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ中央処理装置）を搭載しないハードロジックの無線認証（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）であり、この非接触ＩＣカードの出現によって、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、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、カードをケース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。
【０００７】
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外部端子を持つ接触型の機能と後者の無線通信によってデータ交信する非接触型の機能を有する複合型のＩＣカードが考案されている。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。
【０００８】
ここで一般的な複合ＩＣカードの構造の一例について図３に示す。
図３に示すように、複合ＩＣカード（１３）はカード基材（７）、アンテナシート（１１）、カード基材（７’）からなるカード本体（１２）と、接触通信用のＩＣモジュールの端子電極（２）、ＩＣモジュールの基板（３）、接触通信機能と非接触通信機能とを有するＩＣチップ（４）、ＩＣモジュール側の接続端子（５）からなるＩＣモジュール（１）で構成されている。
アンテナシート（１１）上には非接触通信用のアンテナ（１０）と、アンテナ側の接続端子（８）が設けられている。カード基材（７）にはＩＣモジュール（１）の装着穴（６）が設けられており、装着穴（６）に埋め込まれたＩＣモジュール（１）のＩＣモジュール側の接続端子（５）がアンテナ側の接続端子（８）と接続されている。
【０００９】
また、複合ＩＣカードは一般的に以下のように製作される。
巻線やエッチングによって形成された非接触通信用の金属製のアンテナ（１０）とアンテナ側の接続端子（８）を有するアンテナシート（１１）がカード基材（７、７’）によって挟み込まれラミネート加工される。その後ＩＣモジュールの装着穴（６）がザグリ加工等により開けられてカード本体（１２）が製作される。
【００１０】
このとき、アンテナシート（１１）とＩＣモジュール（１）との接続のための２つのアンテナ側の接続端子（８）はカード本体のＩＣモジュール装着穴（６）の内部で露出している。また、ＩＣモジュールの一方の面は外部機器との接続のための接触通信用の金属の端子電極（２）が形成されて、もう一方の面にはＩＣチップ（４）が実装され、アンテナ側の接続端子（８）との接続のための接続端子（５）が設けられている。この接続端子（５）には導電性接着剤が塗布される。そして導電性接着剤が塗布されたＩＣモジュール側の接続端子（５）と、カード本体（１２）のＩＣモジュール装着穴（６）の内部で露出しているアンテナ側の接続端子（８）とが重なり合うようにＩＣモジュール（１）がカード本体の装着穴（６）に据え付けられた後、熱と圧力を加えてＩＣモジュール側の接続端子（５）とアンテナ側の接続端子（８）とが結合されて実装を終了する。
【００１１】
以上のような工程で、複合ＩＣカードは製作されており、カード本体中に収納されるアンテナシート上のアンテナを、図４のような巻線アンテナとした場合、アンテナとアンテナ側の接続端子は、通常、工程の簡略化のため、一本の導線によりアンテナシート上に形成されることになる。
【００１２】
しかし、このように一本の導線により形成されただけの接続端子では、例えばザグリによりＩＣモジュールの埋設穴を形成する際、図４の接続端子（８）上のＡ点付近の銅線が断線する危険性が高い。ザグリの後工程であるＩＣモジュール装着で、ＩＣモジュール側の接続端子がＢ点付近に接続された場合、Ａ点が断線しているため、非接触通信において、Ｂ点には電流が流れず、ＩＣモジュールにも電流が流れなくなるため、複合ＩＣカードが通信不良となってしまうという問題があり、不良品が多発して歩留まりも悪く、生産性の低いものであった。
【００１３】
解決策として断線を防ぐために、アンテナ側の接続端子（８）に銅箔等の金属板を用いたとすると、少なくとも数ｍｍ角の微小な金属板を、導線を周回に巻き形成したアンテナと接続させなければならないため、これでは製造工程が複雑になってしまうという問題を生じた。
【００１４】
また、別の解決策として導線を数回交差させ断線しないようにすると、製造工程が複雑になるという問題点だけでなく、接続端子（８）の厚みが厚くなり、ＩＣモジュールが埋設できないという問題も生じた。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、一本の導線からなる巻線アンテナと接続端子を備え、例えばザグリ等により接続端子が断線してもＩＣモジュール装着後に非接触にて通信を行うことができ、しかも製造工程は複雑にならない構造の複合ＩＣカード用アンテナシートと、前記アンテナシートを収納しＩＣモジュール搭載後の歩留まりの良い複合ＩＣカードを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、接触あるいは非接触のいずれかで、外部読み書き装置からの情報をカード本体内部に収納された少なくとも１つのＩＣチップで処理し、外部読み書き装置と相互通信を行う複合ＩＣカードにおいて、カード本体内部に収納されているアンテナシートが、導線を周回に巻き形成した巻線アンテナと、導線を連続して折り返し形成した接続端子とを備えたアンテナシートであって、接続端子の導線が連続して折り返す点で溶接されており、接続端子が断線してもＩＣモジュール埋設後に非接触にて通信を行え、製造工程も複雑にならない構造の複合ＩＣカード用アンテナシートを提供する。
【００１７】
また本発明は上記発明の複合ＩＣカード用アンテナシートを収納し、ＩＣモジュール搭載後の歩留まりの良い複合ＩＣカードを提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１は本発明の巻線アンテナが収納される複合ＩＣカードの一実施例の構造を示す斜視図である。
【００１９】
図１に示すように複合ＩＣカード（１３）はカード基材（７）、アンテナシート（１１）、カード基材（７’）を用いたカード本体（１２）と、接触通信用のＩＣモジュールの端子電極（２）、ＩＣモジュールの基板（３）、接触通信機能と非接触通信機能とを有するＩＣチップ（４）、ＩＣモジュール側の接続端子（５）を用いたＩＣモジュール（１）で構成されている。
アンテナシート（１１）上には、非接触通信用の巻線アンテナ（９）と、アンテナ側の接続端子（８）が設けられている。カード基材（７）にはＩＣモジュール（１）の装着穴（６）が設けられており、装着穴（６）に埋め込まれたＩＣモジュール（１）のＩＣモジュール側の接続端子（５）がアンテナ側の接続端子（８）と接続されている。
【００２０】
本発明の複合ＩＣカードは以下のように製作される。
一本の導線によって形成された非接触通信用の巻線アンテナ（９）とアンテナ側の接続端子（８）を有するアンテナシート（１１）が塩化ビニール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂等のカード基材（７、７’）を用いて、射出成形方式、熱ラミネート方式によりカード化される。その後ＩＣモジュールの装着穴（６）がザグリ加工等により開けられてカード本体（１２）が製作される。
【００２１】
このとき、アンテナシート（１１）とＩＣモジュール（１）との接続のための２つのアンテナ側の接続端子（８）はカード本体のＩＣモジュール装着穴（６）の内部で露出している。また、ＩＣモジュールの一方の面は外部機器との接続のための接触通信用の金属の端子電極（２）が形成されて、もう一方の面にはＩＣチップ（４）が実装され、アンテナ側の接続端子（８）との接続のための接続端子（５）が設けられている。この接続端子（５）には導電性接着剤が塗布される。そして導電性接着剤が塗布されたＩＣモジュール側の接続端子（５）と、カード本体（１２）のＩＣモジュール装着穴（６）の内部で露出しているアンテナ側の接続端子（８）とが重なり合うようにＩＣモジュール（１）がカード本体の装着穴（６）に据え付けられた後、熱と圧力を加えてＩＣモジュール側の接続端子（５）とアンテナ側の接続端子（８）とが結合されて実装を終了する。
【００２２】
図２は本発明のアンテナシートの詳細図である。アンテナシート（１１）は３０〜２００μｍ程度の厚みの塩化ビニール樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＥＴ樹脂等からなるシート上に、直径が０．０１〜０．２５ｍｍ程度の銅製の導線を、周回に巻いた巻線アンテナ（９）と、導線を連続して折り返したアンテナ側の接続端子（８）を工程の簡略化のため、一本の導線により形成する。アンテナ側の接続端子（８）は単に一本の導線から形成するだけでなく、図のＣ点のように導線を連続して折り返す方向の両端は、溶接により接続している。
【００２３】
これは、例えばザグリによりＩＣモジュールの装着穴を形成すると、接続端子（８）はＩＣモジュール装着穴の内部で露出する予定であるが、同時に接続端子（８）の導線が断線してしまうことがあるための解決策である。もし溶接がなく、接続端子（８）上のＡ点付近の銅線が断線し、ザグリの後工程であるＩＣモジュール装着で、ＩＣモジュール側の接続端子がＢ点付近に接続された場合、Ａ点が断線しているため、非接触通信において、Ｂ点には電流が流れず、ＩＣモジュールにも電流が流れなくなるため、複合ＩＣカードは通信不良となってしまう。
【００２４】
接続端子の溶接は、アンテナシートの基材が溶けないように主にレーザーにより行うことができるが、アンテナシートはシート上に形成されなくとも、単に導線を周回に巻いた巻線アンテナ（９）と、導線を連続して折り返したアンテナ側の接続端子（８）とが、一本の導線により形成されているものでも良いので、その場合は、導線を連続して折り返す方向の両端が溶接されれば他の方法でも構わない。
【００２５】
溶接の精度は、図２におけるＣ点のように導線を連続して折り返す方向の両端が接続されればさほど精密に溶接する必要はないが、溶接後の厚みは厚くならないようにしなければならない。厚みが厚くなってしまうと、ＩＣモジュールが装着できなくなるためである。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
図２のように、厚み１００μｍの塩化ビニール樹脂製シート上に、直径が０．１ｍｍの銅線を周回に巻いたアンテナと、銅線を連続して折り返した接続端子を形成し、アンテナシートを得た。アンテナ側の接続端子を、連続して折り返す方向の両端でレーザーを用い溶接し、図１のように厚み３３０μｍの塩化ビニール樹脂製のカード基材２枚で挟み込むようにラミネートした。塩化ビニールでアンテナシートを収納したカード本体に、ＩＣモジュールを装着する穴をザグリにより形成したところ、装着穴で露出しているアンテナ側の接続端子の導線の断線が確認された。
【００２７】
こうしてザグリ工程まで行い、アンテナ側の接続端子の導線の断線が確認されているカード本体を１０００枚製造し、同じ材料、方法を用いて、アンテナ側の接続端子を連続して折り返す方向の両端で溶接を行わないアンテナシートをカード基材に収納し、ザグリ工程まで行い、アンテナ側の接続端子の導線の断線が確認されているカード本体１０００枚も製造し、両カード本体にＩＣモジュールを搭載した。ＩＣモジュール側の接続端子とカード基材中に収納されたアンテナ側の接続端子は、導電性接着剤が塗布されたＩＣモジュールの接続端子とカード本体のアンテナ側の接続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装着穴に据え付けられた後、熱と圧力を加えてＩＣモジュール側接続端子とアンテナ端子とを結合した。
【００２８】
溶接を行い、断線も確認されているアンテナシートを収納した複合ＩＣカードは非接触通信において通信不良が発生しなかったのに対し、溶接を行っておらず、断線も確認されている複合ＩＣカードでは５０％の通信不良が発生した。よって本発明における溶接をおこなったアンテナシートを収納した複合ＩＣカードは、溶接をおこなっていないアンテナシートを収納した複合ＩＣカードに比べ、良好な結果を得ることができた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は以上の構成であるから下記に示す如き効果がある。即ち、接触あるいは非接触のいずれかで、外部読み書き装置からの情報をカード本体内部に収納された少なくとも１つのＩＣチップで処理し、外部読み書き装置と相互通信を行う複合ＩＣカードにおいて、カード本体内部に収納されているアンテナシートが、導線を周回に巻き形成した巻線アンテナと、導線を連続して折り返し形成した接続端子とを備えたアンテナシートであって、接続端子の導線が連続して折り返す点で溶接されており、アンテナシートをカード基材中に収納し、ザグリ等により接続端子が断線しても、ＩＣモジュール装着後に非接触にて通信を行え、製造工程も複雑にならない複合ＩＣカード用アンテナシートを提供することができる。
【００３０】
また、接続端子の導線が連続して折り返す点で溶接されている複合ＩＣカード用アンテナシートを収納しているので、ＩＣモジュール搭載後の歩留まりの良い複合ＩＣカードを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアンテナシートが収納される複合ＩＣカードの一実施例の構造を示す斜視図である。
【図２】本発明のアンテナシートの構造を示す詳細説明図である。
【図３】複合ＩＣカードの一例の構造を示す斜視図である。
【図４】アンテナシートの一例の構造を示す詳細説明図である。
【符号の説明】
１‥‥ＩＣモジュール
２‥‥ＩＣモジュールの端子電極
３‥‥ＩＣモジュール基板
４‥‥ＩＣチップ
５‥‥ＩＣモジュール側の接続端子
６‥‥ＩＣモジュールの装着穴
７‥‥カード基材
７’‥カード基材
８‥‥アンテナ側の接続端子
９‥‥巻線アンテナ
１０‥‥アンテナ
１１‥‥アンテナシート
１２‥‥カード本体
１３‥‥複合ＩＣカード

Claims

接触あるいは非接触のいずれかで、外部読み書き装置からの情報をカード本体内部に収納された少なくとも１つのＩＣチップで処理し、外部読み書き装置と相互通信を行う複合ＩＣカードにおいて、カード本体内部に収納されているアンテナシートが、導線を周回に巻き形成した巻線アンテナと、導線を連続して折り返し形成した接続端子とを備えたアンテナシートであって、接続端子の導線が連続して折り返す点で溶接されている事を特徴とする複合ＩＣカード用アンテナシート。
請求項１に記載の複合ＩＣカード用アンテナシートを収納していることを特徴とする複合ＩＣカード。