JP4907559B2 - プラグイン型デュアルインタフェースｉｃカードに用いるアンテナ - Google Patents

Description

本発明はアンテナに関し、特にプラグイン型（ｐｌｕｇ−ｉｎ）デュアルインタフェースＩＣカードの非接触部に用いるアンテナに関する。

目下、非接触機能を有したＩＣカードにおいて、例えば図１に示すＩＤ−１サイズのデュアルインタフェースＩＣカードの場合、そのＲＦアンテナコイル１１１は、通常としてカード基材１２２内に装着され、アンテナコイル１１１の２つの接点が、ＩＣカードチップ１２３のワイヤに直接接続されている。

当面、ＩＣカードアプリケーションの普及に伴い、デュアルインタフェースＩＣカードは２つの動作インタフェースを有しており、特にその非接触的アプリケーション方式が、至便、スピーディなためより広く応用されている。特に、これを用いた携帯電話などの嵌め込み式デバイスによるモバイル決済や身分認証は、人々の生活に利便さをもたらしている。

しかしながら、携帯電話におけるデュアルインタフェースＩＣカードのアプリケーションには、特殊性がある。ＳＩＭカードを例に取ると、デュアルインタフェースのＳＩＭカードにおいて、その接触インタフェースには、ＳＩＭカードのスロットを介して、携帯電話のＶＣＣ、ＣＬＫ、Ｉ／Ｏなどの接触インタフェースに必要な電気信号が提供されるが、デュアルインタフェースの非接触インタフェースには、ＲＦアンテナによって動作用クロック、データ信号が提供され、電源信号につき、携帯電話がオンモードにある場合、電源がＶＣＣによって提供される一方、オフモードの場合、その電源がＲＦアンテナによって提供されることになる。ところが、ＩＤ−１カードのアンテナをカード基材に装着する従来の技術は、携帯電話などの嵌め込み式デバイスのアプリケーションニーズに満足できないのが問題点である。

今現在、日本や韓国における携帯電話によるモバイル決済には、携帯電話機を改造する方法が採用されている。即ち、支払い機能を有するＩＣカードを携帯電話機内に装着し、そのＲＦアンテナは携帯電話機のメインボード又は専用の携帯電話機用電池の裏面に実装され、該アンテナとＩＣカードとは特別設計された接点を介して接続されている。これは携帯電話機の改造に係り、コストの高い解決方法といわざるをえない。中国のモバイル通信アプリケーション環境下で、この方法による携帯電話機の改造はコスト上の負担を顕在化させ、ユーザがモバイル決済機能を使用しようとすると、改めてモバイル決済機能を有する携帯電話機を購入しなければならないことになる。従って、ユーザにとって使用コストが高くなり、これは明らかにモバイル決済事業拡大の妨げになるのは言うまでもない。

上述したような携帯電話機改造によるコスト高騰の問題点を解決するため、本発明は、プラグイン型（ｐｌｕｇ−ｉｎ）デュアルインタフェースＩＣカード表面に付着可能なアンテナアセンブリを提供する。

このようなプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードの非接触インタフェースに用いるアンテナにおいて、該プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードは、チップモジュール及びカード基材を備えており、該アンテナは、基材、該基材の第１の表面に固定されるアンテナコイル、及び第１、第２のアンテナピンを備えている。上記基材には、チップモジュールに適合した構造、第２の表面における第１、第２の接点、及び第１、第２の貫通孔が形成され、該第１、第２の接点、及びチップモジュールに適合した構造は、前記基材においてプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードとの接点に対応する部位に形成され、第１、第２のアンテナピンはそれぞれ第１、第２の貫通孔を貫通して第１、第２の接点に接続される。ここで、第１、第２の接点及びチップモジュールに適合した構造は、アンテナコイルの外側に配置される。

前記チップモジュールに適合した構造は、前記貫通孔を通じて両面導通する接点により構成され、前記基板においてチップモジュールの接点に対応する各部位に形成されている。

アンテナがプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード上に付着される際、前記基
材の第２の表面における接点は、プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードにおけ
る各対応接点に接続される。

アンテナが付着されたプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードがスロットに挿入される際、スロットの各接点は、アンテナ基材第１の表面における対応接点に接触し、前記スロットの各接点は、前記貫通孔を通して両面導通する接点を介してプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードの対応接点に接続される。

チップモジュールに適合した構造は、上記基材においてプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードの一部の接点に対応する部位にこれらの接点のために開けたウインドウである。

アンテナをプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードに付着させる際、上記プラ
グイン型デュアルインタフェースＩＣカードの一部の接点は、前記ウインドウから露出す
る。

アンテナが付着されたプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードがスロットに挿
入される際、スロットの各接点は、プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードにお
ける対応接点に直接接触する。

前記アンテナは、粘着、熱溶融、半田付けなどの結合方式によりプラグイン型デュアル
インタフェースＩＣカード上に付着される。

プラグイン型ＩＣデュアルインタフェースカードのチップのアンテナピンから引出され
た接点は、プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードのチップモジュールに形成さ
れている。

プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードのチップのアンテナピンから引出され
た接点は、プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードのカード端縁に形成されてい
る。

本発明の目立つ効果として、以下の通りである。プラグイン型（ｐｌｕｇ−ｉｎ）デュアルインタフェースＩＣカードにアンテナを付着することにより、プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードの非接触インタフェースへのＲＦアンテナ提供を、至便、スピーディにし、非接触アプリケーション方式に基づく新事業の導入に係るコストを節約した。

本発明は、プラグイン型（ｐｌｕｇ−ｉｎ）デュアルインタフェースＩＣカード表面にアンテナを付着させることにより、プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードの非接触部の作動に必要なエネルギー及びクロック、データ信号を取得する技術案であり、エネルギーは携帯電話がオンモードにあるか否かによってＶＣＣまたはアンテナにより供給される。非接触機能を有するプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード、例えばＳＩＭ、ＵＩＭ、ＰＩＭカードなどは、いずれもＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−３規格に準拠したスマートカードである。このようなプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードを携帯電話に用いた場合、非接触部の正常的な作動をさせるため、プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード上にアンテナを付着させる技術案を採用した。同技術案によるプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードを携帯電話などの嵌め込み式デバイスに用いた場合、その非接触インタフェースは、アンテナを介して、モバイル決済、近距離通信などの機能を実現できる。

現行のＩＣカード規格（例えばＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６−３）において、Ｃ４，Ｃ８ピンが保留されている。これは、プラグイン型の非接触型ＩＣカード用アンテナコイルの導入時に通路として使用される。ここで、図２を参照してプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２のチップ２３上のアンテナピンとモジュール接点との接続を説明する。ＩＣカードのチップ２３をＩＣカード２上のモジュール２１に実装する過程において、チップ２３のアンテナピンＬＡ，ＬＢはそれぞれワイヤ２４，２８を介してモジュール２１のＣ４，Ｃ８ピンに接続される。実装後の結果は、図２におけるプラグインサイズのプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２に示されている。しかる後、非接触部に必要なアンテナコイル１１は、後述の方式によりチップモジュール２１の接点Ｃ４，Ｃ８に接続され、非接触部へのＲＦ信号送信を実現する。

アンテナコイル１１はプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２に付着される必要があるから、これを粘着、熱溶融、半田付けまたは他の方式によりプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２のカード基材２２に結合させる。プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２上に１層のアンテナを付着したと見てもよい。

図３は、未結合時のアンテナアセンブリ１とプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２との二者の配置透視図である。同図に示すように、左側のアンテナアセンブリ１は、アンテナコイル１１、フレキシブル又は軟質基材１２、Ｃ４への接続用アンテナピン１４、Ｃ８への接続用アンテナピン１８を備えている。更に、該基材１２には、チップモジュール２１に適合した構造２０１、下面における接点Ｃ４ｂ，Ｃ８ｂ、及び貫通孔２０４，２０８が形成されている。右側のプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２は、チップモジュール２１とカード基材２２を有する。アンテナコイル１１は、印刷、エッチング、コイリングまたは他の方式により軟質基材１２の上面に形成されており、本実施例においてフイルムを軟質基材１２に用いている。アンテナコイル１１の設計パラメータについて、例えばＱ，Ｌ，Ｒなどのパラメータは、実際の実験によって決定され、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３及びアンテナ１に対するＩＣカードチップの要求を満たすものである。フイルムは非導電体であるので、アンテナピン１４，１８をそれぞれチップモジュール２１の接点Ｃ４，Ｃ８に接触させるようにするため、アンテナピン１８は貫通孔２０８を貫通させアンテナ基材１２の下面において接点Ｃ８の対応部位まで伸ばされており、該部位に金属接点Ｃ８ｂが形成されている。一方、アンテナピン１４はアンテナ基材１２の上面において接点Ｃ４の対応部位までに伸ばされて貫通孔２０４を貫通されており、該部位の下面に金属接点Ｃ４ｂが形成されている。

図４は、本発明の実施例１によるチップモジュール２１に適合した構造２０１の上面図である。図３に示すようなアンテナアセンブリ１を製造した後、ＩＣカードスロットの接点（図示せず）とチップモジュール２１の各接点との接触を実現するため、アンテナ基材１２においてチップモジュール２１の接点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６及びＣ７に対応する各部位には、ＩＳＯ７８１６−１に準拠した両面導通接点を備えている。図４に示すように、アンテナ基材１２の上面１２ａに、接点Ｃ１ａ，Ｃ２ａ，Ｃ３ａ，Ｃ５ａ，Ｃ６ａ，Ｃ７ａを有しており、基材の下面においてこれらの接点に対応する接点が形成され、上、下面の接点は貫通孔を通じて接続されている。従って、アンテナ基材１２の下面の各接点がプラグイン型ＩＣカードのチップモジュール２１の各接点に接触する際、アンテナ基材１２の上面１２ａにおける各接点がそれぞれＩＣカードスロットの各接点に接触すると、ＩＣカードスロットの各接点とプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２のチップモジュール２１における接点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６及びＣ７との間の対応接続が設立されるようになる。そのうち、接点Ｃ４，Ｃ８はアンテナ１の２つの接点（Ｃ４ｂ；Ｃ８ｂ）と接続する。これで明らかにしたように、これらの両面導通接点で形成されたチップモジュール２１に適合した構造２０１は、ＩＣカードスロットの既設接点とチップモジュール２１の各接点との間に増設した接続用導電体である。

図５は、本発明の実施例２によるチップモジュール２１に適合した構造の上面図である。図３に示すようなアンテナアセンブリを製造した後、ＩＣカードスロットの接点（図示せず）とチップモジュール２１の各接点との接触を実現するため、図５に示すように、アンテナ基材においてチップモジュール２１に適合した構造２０１の所在部位に１つのウインドウを打ち抜き、チップモジュール２１の接点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６及びＣ７にスペースを残す。したがって、一旦アンテナ基材１２をプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２の適宜部位に付着させると、チップモジュール２１の接点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６及びＣ７が露出するようになる。

図６は、結合したアンテナアセンブリ１とプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２との配置透視図である。

実施例１によると、チップモジュール２１に適合した構造２０１が両面導通接点によって形成された状況下において、図６に示すように、アンテナアセンブリ１がプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２に付着され、アンテナ基材１２の下面の全ての接点をチップモジュール２１における８つの接点とそれぞれ位置あわせをし、双方の接点の良好接触を保障した状況下において、アンテナアセンブリ１とプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２とが、粘着、熱溶融、半田付けなどの方式により結合される。このような、アンテナ基材１２上に、上、下面を導通させる接点を形成する方式によって、ＩＣカードスロットへのプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２の装着時、カードスロットの各接点が、アンテナ基材１２の上面１２ａにおける接点Ｃ１ａ，Ｃ２ａ，Ｃ３ａ，Ｃ５ａ，Ｃ６ａ及びＣ７ａに相応するように接触し、アンテナ基材１２の上面１２ａにおける接点接触が貫通孔を通じてアンテナ基材１２の下面における相応接点に導通し、そして、アンテナ基材１２の下面における各接点が、同基材１２とチップモジュール２１との結合時にチップモジュール２１の接点Ｃ１〜Ｃ８に対応するように密に接触するようになる。即ち、カードスロットの接点とチップモジュール２１の各接点との接続は、アンテナ基材１２であるフイルム上の両面導通接点を介して実現される。

実施例２によると、チップモジュール２１に適合した構造２０１が開口である場合、図６と同様に、粘着、熱溶融、半田付けなどの方式によりアンテナアセンブリ１とプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２とを結合させるが、二者の結合時、チップモジュール２１の接点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６及びＣ７が露出するようにアンテナ基材１２における開口の上端をチップモジュール２１の上端に位置あわせさせるとともに、チップモジュール２１の接点Ｃ４，Ｃ８とチップモジュール２１の下面における接点Ｃ４ｂ，Ｃ８ｂとの位置あわせの正確性及び接触の確実性を確保する。このようにアンテナ基材１２に開口を形成することにより、ＩＣカードスロットへのプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２の装着時、カードスロットの接点を、アンテナ基材１２における接点Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６及びＣ７に相応的に直接接触させるようにする。

図７は、ＩＣカードチップ２３上のアンテナピンのその他の実施例による接点の引き出しを示す上面図である。該実施例において、ＩＣカードチップ２３のアンテナピンが上記実施例と異なる方式により引き出される。アンテナピンＬＡ，ＬＢをプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２のカード端縁まで引き出して、チップモジュール２１とは独立した接点Ｃ４′，Ｃ８′を形成する。この場合、アンテナアセンブリ１の設計時にその接点位置を相応的に変更する必要がある。

動作時にプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２がスロット内に装着されるので、プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード２と付着対象となるアンテナ１との合計厚さは、１ｍｍ未満にする必要がある。

本分野の技術者は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の修飾、変更を加えることができる。これらの修飾、変更は本発明が請求する範囲及びその等価技術範囲に属するものとし、本発明の範囲内に包含されるものとする。

従来のプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードがＩＤ−１カードである場合のアンテナ配置図である。 プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード上のアンテナピンとモジュール接点との接続を示す略図である。 未結合時のアンテナアセンブリとプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードとの配置透視図である。 本発明の実施例１に係るチップモジュールに適合した構造の上面図である。 本発明の実施例２に係るチップモジュールに適合した構造の上面図である。 結合されたアンテナアセンブリとプラグイン型デュアルインタフェースＩＣカードとの配置透視図である。 その他の実施例によるＩＣカードチップ上のアンテナピンの接点の引出しを示す上面図である。

Claims (10)

1. プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）の非接触インタフェースに用いるアンテナ（１）であって、前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）は、チップモジュール（２１）及びカード基材（２２）を備え、前記アンテナ（１）は、基材（１２）、該基材（１２）の第１の表面に固定されるアンテナコイル（１１）、並びに第１及び第２のアンテナピン（１４；１８）を備える、アンテナ（１）において、
   前記基材（１２）には、前記チップモジュール（２１）に適合した構造（２０１）、第２の表面における第１及び第２の接点（Ｃ４ｂ；Ｃ８ｂ）、並びに第１及び第２の貫通孔（２０４；２０８）が形成され、
   前記第１、第２の接点（Ｃ４ｂ；Ｃ８ｂ）及び前記チップモジュール（２１）に適合した構造（２０１）は、前記基材（１２）において前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）との接点に対応する部位に形成され、
   前記第１、第２のアンテナピン（１４；１８）は、それぞれ、前記第１、第２の貫通孔（２０４；２０８）を通じて、前記第１、第２の接点（Ｃ４ｂ；Ｃ８ｂ）に接続され、
   ここで、前記第１、第２の接点（Ｃ４ｂ；Ｃ８ｂ）及び前記チップモジュール（２１）に適合した構造（２０１）は、アンテナコイル（１１）の外側に配置される、ことを特徴とするアンテナ。
2. 前記チップモジュール（２１）に適合した構造（２０１）は、前記貫通孔を通じて両面導通する接点により構成され、前記基板（１２）において前記チップモジュール（２１）の接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６、Ｃ７）に対応する各部位に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
3. 前記アンテナ（１）が前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）上に付着される際、前記基材（１２）の第２の表面における各接点（Ｃ４ｂ；Ｃ８ｂ）が前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）における対応接点（Ｃ４；Ｃ８）に接続されることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ。
4. 前記アンテナ（１）が付着された前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）がスロットに挿入される際、前記スロットの各接点は、前記アンテナ（１）の前記基材（１２）の第１の表面における対応接点（Ｃ１ａ，Ｃ２ａ，Ｃ３ａ，Ｃ５ａ，Ｃ６ａ、Ｃ７ａ）に接続し、
   前記スロットの各接点は、前記貫通孔を通して両面導通する前記接点（Ｃ１ａ，Ｃ２ａ，Ｃ３ａ，Ｃ５ａ，Ｃ６ａ、Ｃ７ａ）を介して前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）の対応接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７）に接続されることを特徴とする請求項３に記載のアンテナ。
5. 前記チップモジュール（２１）に適合した構造（２０１）は、前記基材（１２）において前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）の接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６、Ｃ７）に対応する部位にこれらの接点のために開けられたウインドウであることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
6. 前記アンテナ（１）が前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）に付着される際、前記基材（１２）の第２の表面における第１及び第２の接点（Ｃ４ｂ；Ｃ８ｂ）が、前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）の対応接点に接続され、
   前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）の接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６、Ｃ７）が、前記ウインドウから露出することを特徴とする請求項５に記載のアンテナ。
7. 前記アンテナ（１）が付着された前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）がスロットに挿入される際、前記スロットの各接点は、前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）における対応接点（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６、Ｃ７）に直接接触することを特徴とする請求項６に記載のアンテナ。
8. 前記アンテナ（１）は、粘着、熱溶融又は半田付けなどの結合方式により前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）に付着されていることを特徴とする請求項３又は請求項６に記載のアンテナ。
9. 前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）のチップ（２３）のアンテナピン（ＬＡ；ＬＢ）から引出された接点（Ｃ４；Ｃ８）は、前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）のチップモジュール（２１）上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。
10. 前記プラグイン型デュアルインタフェースＩＣカード（２）のチップ（２３）のアンテナピン（ＬＡ；ＬＢ）から引出された接点（Ｃ４′；Ｃ８′）とチップモジュール（２１）とは、別体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ。