JP6292277B2 - 複合icカード - Google Patents
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Description
本願は、2011年11月17日に、日本に出願された特願2011−251437号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
また、接触型及び非接触型の双方として機能するICモジュールにコイルが形成され、このICモジュールに形成されたコイルと非接触で電気的に結合するためのコイルと外部の端末と非接触通信するためのアンテナコイルとがカード内に設けられた複合ICカードがある(特許文献1、2、3参照)。
カード基材に凹部を形成するとき、ICモジュールのコイルと電気的に接続するためのコイルの位置や加工装置の精度によって、コイルの断線や変形などを起こす可能性がある。
前記アンテナシートが、前記第2の結合コイル及び前記アンテナコイルと接続された容量性素子をさらに有してもよい。
前記第2の結合コイルは前記アンテナシートの表面に形成され、前記アンテナシートは、前記第2の結合コイルと、前記容量性素子から引き出され前記アンテナシートの裏面に形成された配線とを接続する接続ランドをさらに有し、前記接続ランドの少なくとも一部は、前記カード基材の凹部が形成されている領域の内に配置されていてもよい。
前記接続ランドの幅は、平面視において、前記第2の結合コイルの線幅よりも大きくてもよい。
図示例において、第2結合コイル6aはアンテナシート2の表面2aに形成され、容量性素子8の配線8aはアンテナシート2の表面2aに形成されているが、これらの配置関係は、上記例に限られず、要求されるICカードの特性に応じて、適宜の配置をとることができる。
外部読み書き装置の送受信回路で発生した図示しない高周波信号により、送受信コイルに高周波磁界が誘起される。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。
以上のように、受信特性の改善が達成される。上述の通り、アンテナコイル7aの特性が複合ICカードの受信感度を決定するため、アンテナコイル7aの面積は大きいほど受信感度の点で有利である。アンテナコイルの線幅(太さ)、間隔、巻数は、アンテナコイルの特性や配置による制限などに応じて適宜設定できる。
また、容量性素子8の配線をアンテナシート2の表面及び裏面に配置する場合には、エッチングにより容易に形成されるエッチングアンテナを第2結合コイル領域6及びアンテナコイル領域7のコイルとして用いることが好ましい。
また、上述のようなエッチング等の微細加工により形成されるコイルの線幅及び隣接するコイル間の間隔は、それぞれ0.1mm以上であることが好ましい。特に、第2結合コイル領域6の第2結合コイル6aには、コイルの線幅と隣接するコイル間の間隔との合計(line and space)が0.4〜0.5mm程度であるコイルを用いることができる。
まず、シート基材に金属薄膜のエッチング等により第2結合コイル6aとアンテナコイル7aと容量性素子8を形成したフレキシブルなアンテナシート2が準備される。第2結合コイル6aとアンテナコイル7aとは絶縁被覆した導線を巻いて形成してもよい。
アンテナシート2のシート基材には、例えば塩化ビニル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などを用いることができる。
カード基材1には、塩化ビニル、非晶質ポリエステル(PETG)、ポリカーボネートなど、十分な強度やエンボス性などのカードに必要な特性が得られるもので有れば何でも用いることができる。
次に、カード基材の凹部3aに複合ICモジュール4を埋設し接着することで、図3A及び3Bに示したような複合ICカード100が完成する。
切削工具を用いてカード基材1を削り凹部3aを形成するミリング加工、切削加工等の方法を用いる場合、凹部領域3内に第2結合コイル6aが配置されていると、加工装置の深さ方向の精度や横方向の精度によっては、切削工具が第2結合コイル6aに達して、第2結合コイル6aが断線する可能性や、断線しなくてもアンテナシートの歪みによる第2結合コイル6aの変形により所望の特性が得られなくなる可能性などがある。
本実施形態では、第2結合コイル6aが凹部領域3の外側に配置されているため、上述の断線やコイル変形を防ぐことができる。
また、図1の例では、図2に示されているICモジュール4に対応して、深さ方向について第一凹部3a1の中心軸と第二凹部3a2の中心軸とが実質的に一致するように、第一凹部3a1と第二凹部3a2とが形成されている。しかしながら、凹部3aの形状及び大きさは、上述に限られず、カード基材1に埋設されるICモジュール4の形状及び大きさに応じて適宜変更可能である。
このような構成によれば、ミリング加工、切削加工が第2結合コイル6aに及ぼす影響が低減するため、第2結合コイル6aの断線、変形を防ぐことができる。図9Aに示されているような、アンテナシート2の第2結合コイル6aが凹部領域3の外側に配置されている構成によれば、第2結合コイル6aの断線、変形をより確実に防ぐことができる。また、アンテナシート2の第2結合コイル6aが、凹部3aの底面3bよりも十分に深い位置に配置されていれば、図9Bに示されているような第2結合コイル6aの一部が凹部領域3の内側に配置されている構成においても、第2結合コイル6aの断線、変形を防ぐことができる。
また、接続ランド10を凹部領域3の内側に配置することにより、第2結合コイル6aを凹部領域3により近づけることができる。すなわち、第2結合コイル6aと、凹部領域3内に配置されるICモジュール4の第1結合コイル5aとの距離をより近づけることができる。その結果、第2結合コイル6aと第1結合コイル5aとの結合をより向上させることができる。
かしめ加工を用いる場合には、その加工領域がおおよそ直径1〜3mm程度であるため、加工のばらつきを考慮すると、接続ランド10は直径3〜5mm程度であることが好ましい。抵抗溶接加工を用いる場合には、その加工領域がおおよそ直径0.5〜1.5mm程度であるため、加工のばらつきを考慮すると、接続ランド10は、直径2〜4mm程度であることが好ましい。レーザー溶接加工を用いる場合には、その加工領域がおおよそ直径0.5〜1.5mm程度であるため、加工のばらつきを考慮すると、接続部ランド10は直径2〜4mm程度であることが好ましい。なお、レーザー溶接を用いる場合、第2結合コイル6aと容量性素子8との接続の信頼性を上げるために、接続ランド10の複数の箇所にレーザー照射して溶接をしてもよい。
ICモジュールの接触端子の位置はISOにより規定されているため、第2結合コイル領域6の巻き数に制限があり特性の向上が困難である。しかしながら、第2結合コイル領域6がアンテナコイル領域7の外側に配置された構成では、第2結合コイル領域6の巻き数の設計自由度を確保できる。なお、第2結合コイル領域6をアンテナコイル領域7の内側に配置する場合、第2結合コイル領域6の巻き数の設計自由度は下がるものの、アンテナコイルの面積は大きくなる。このため、アンテナとしての通信特性は向上できる。
なお、第2結合コイル6aの最内周に形成されたコイルのうち、上部に形成されたコイルが、複合ICカード100の短手方向における中央により近い位置に設けられている場合には、その上部に形成されたコイルの線幅を他よりも太く形成してもよい。
さらに、本実施形態にかかる複合ICカード100には、絵柄層、ホログラムなどの機能性転写箔を転写した機能層などを設けることができる。
この場合、文字が印字される領域に対応する位置に設けられるコイルの線幅を、エンボス加工により印字される文字の高さよりも大きく形成することが好ましい。より具体的には、複合ICカード10の表面に印字される文字の高さは、文字が形成される領域によって3mm又は5mmにすることが規格により定められている。したがって、文字が印字される領域に対応する位置に設けられるコイルの線幅は、その領域に応じて、3mm以上又は5mm以上であることが好ましい。
なお、第2結合コイル6aとして巻線コイルを用いる場合には、上述のような文字が印字される領域を避けるようにコイルを配置することが好ましい。
また、第2結合コイル6aやアンテナコイル7a等が形成されていない部分に打抜き加工を施した。
厚み0.6mmのポリ塩化ビニル(PVC)からなる2層のコア基材1aと、コア基材の両面にそれぞれ厚み0.1mmの非晶質ポリエステルからなる外装基材1bとから構成されるカード基材1を準備した。コア基材1aの間に、上述のアンテナシート2を挟んで、温度100〜120℃で熱ラミネートによりこれらを貼り合わせて、カード基材1を作製した。
次に、カード基材1に、ミリング加工により、開口部が縦12mm×横15mmである2段形状の凹部3aを有する凹部領域3を形成した。この凹部3a内にピックアップ装置を用いてICモジュール4を配置し、熱圧プレスによりICモジュール4をカード基材1に実装して、複合ICカード100を得た。ICモジュール4として、第1結合コイル5aが形成された接触・非接触兼用のICモジュールを用いた。また、第1結合コイル5aは、巻き数が3ターンとなるように形成した。
2 アンテナシート
3 凹部領域
3a 凹部
4 ICモジュール
4a モジュール基板
4b 複合ICチップ
4c 端子電極(外部端子)
5a 第1の結合コイル
6 第2の結合コイル領域
6a 第2の結合コイル
7 アンテナコイル領域
7a アンテナコイル
8 容量性素子
100 複合ICカード
Claims (7)
- 凹部を有するカード基材と;
前記カード基材の内部に配置されたアンテナシートと;
前記カード基材の凹部内に配置されたICモジュールと;
を備える複合ICカードであって、
前記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チップと、接触型伝達素子である外部端子が形成されたモジュール基板と、非接触伝達機構である第1の結合コイルと、を有し、
前記アンテナシートは、外部の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コイルと、前記アンテナコイルに接続された第2の結合コイルと、を有し、
前記第1の結合コイルと前記第2の結合コイルとが、互いに密結合可能に配設されて前記ICモジュールと前記アンテナシート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、
前記アンテナシートの前記第2の結合コイルが、前記カード基材の凹部が形成されている領域よりも外に配置され、
前記第2の結合コイルが複数周巻回されたコイルから形成され、
最内周の前記コイルのうち、前記カード基材の長手方向に沿って形成され、かつ、前記カード基材の短手方向の中央に最も近い部分を含むコイルの線幅が、他よりも太く形成されている、
複合ICカード。 - 前記第2の結合コイルのうち、エンボス加工により印字される領域に配置されるコイルの線幅が、印字されない領域に配置されるコイルの線幅よりも太い、
請求項1に記載の複合ICカード。 - 前記アンテナシートが、前記第2の結合コイル及び前記アンテナコイルと接続された容量性素子をさらに有する、請求項2に記載の複合ICカード。
- 前記第2の結合コイルは前記アンテナシートの表面に形成され、
前記アンテナシートは、前記第2の結合コイルと、前記容量性素子から引き出され前記アンテナシートの裏面に形成された配線とを接続する接続ランドをさらに有し、
前記接続ランドの少なくとも一部は、前記カード基材の凹部が形成されている領域の内に配置されている、請求項3に記載の複合ICカード。 - 前記カード基材の凹部は、前記カード基材の表面近傍に形成された第一凹部と、前記第一凹部に連通し前記第一凹部よりも狭い開口幅を有する第二凹部とから構成され、
前記接続ランドの少なくとも一部は、前記第一凹部の側壁と前記第二凹部の側壁との間に配置されている、請求項4に記載の複合ICカード。 - 前記接続ランドの幅は、平面視において、前記第2の結合コイルの線幅よりも大きい、請求項4又は5に記載の複合ICカード。
- 前記アンテナシートが、前記カード基材の凹部の底面よりも深い位置に配置されている、請求項2〜6のいずれか一項に記載の複合ICカード。
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