JP7000196B2

JP7000196B2 - Ｉｃカード

Info

Publication number: JP7000196B2
Application number: JP2018025754A
Authority: JP
Inventors: 英朗新井
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Infrastructure Systems and Solutions Corp
Priority date: 2018-02-16
Filing date: 2018-02-16
Publication date: 2022-01-19
Anticipated expiration: 2038-02-16
Also published as: JP2019142011A; SG10201901290WA; EP3528177A1; US20190259712A1

Description

本発明の実施形態は、ＩＣカードに関する。

昨今、フィルム状の基板に実装されたＩＣチップ、ＭＰＵ、コンデンサ、指紋センサ等の実装品を内蔵する高機能のＩＣカードが知られている。ＩＣカードは、内部に実装品が実装されることから、ＩＣカードに曲げ等の応力が生じた際に、実装品の端部に応力が集中する虞がある。応力が実装品の端部に集中すると、基板や実装品が破損する虞がある。

特開２００８－０９０６９３号公報

本発明が解決しようとする課題は、外力が印加されることで生じた応力により破損することを防止できるＩＣカードを提供することである。

実施形態によれば、ＩＣカードは、カード基材と、フィルム状の基板と、構造体と、応力集中部と、を備える。基板は、前記カード基材内に配置され、配線を含む。構造体は、前記基板に実装されるとともに、前記配線に接続され、前記カード基材内に設けられる。応力集中部は、前記カード基材内であって、且つ、前記カード基材の主面方向において前記構造体の外周縁又は前記構造体の外周縁の外方に設けられ、外力が印加されたときに生じる応力が集中する。前記応力集中部は、前記カード基材の主面方向で前記構造体の外周縁よりも外方に、前記構造体の外周縁に沿って前記カード基材の内部に配置された、前記カード基材よりも曲げ強度が低い部材により構成される。

第１の実施形態に係るＩＣカードの構成を示す平面図。同ＩＣカードの断面形状を図１中のＩＩ－ＩＩ線断面で示す断面図。第２の実施形態に係るＩＣカードの構成を示す平面図。同ＩＣカードの断面形状を図３中のＩＶ－ＩＶ線断面で示す断面図。第３の実施形態に係るＩＣカードの構成を示す平面図。同ＩＣカードの断面形状を図５中のＶＩ－ＶＩ線断面で示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係るＩＣカード１を、図１及び図２を用いて説明する。図１は、第１の実施形態に係るＩＣカード１の構成を示す平面図である。図２は、ＩＣカード１の断面形状を図１中のＩＩ－ＩＩ線断面で示す断面図である。なお、図１及び図２において、説明の便宜上、各構成の形状を簡略し、又は、寸法を拡大若しくは縮小して示す。

ＩＣカード１は、カード基材１１と、カード基材１１内に設けられた基板１２と、基板１２に実装された電子部品１３と、基板１２に実装された接触端子１４と、基板１２に実装された指紋センサ１５と、を備えている。また、ＩＣカード１は、カード基材１１が曲がる等によって外力がＩＣカード１に印加され、ＩＣカード１に曲げ応力が生じたときに、曲げ応力が集中する応力集中部１６を有する。

カード基材１１は、例えば、樹脂材料で構成された一方向に長い矩形状の第１シート１１ａと、樹脂材料で構成され、接触端子１４及び指紋センサ１５を露出させる開口が構成された第２シート１１ｂと、を備えている。カード基材１１は、例えば、第１シート１１ａ及び第２シート１１ｂを一体に貼り合わせることで構成される。なお、カード基材１１は、樹脂成形により形成されてもよい。

基板１２は、フィルム状の基板である。基板１２は、例えば、矩形状に構成される。基板１２は、実装された電子部品１３、接触端子１４及び指紋センサ１５を電気的に接続するプリント配線１２ａを含む。基板１２は、外周縁よりも内部に、実装品である電子部品１３、接触端子１４及び指紋センサ１５を実装する。

電子部品１３は、例えば、指紋センサ１５でスキャンした画像を処理するためのＩＣ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）及びＭＣＵ（Micro Controller Unit）等である。

接触端子１４は、カード端末機のリーダ・ライタ端子と接触するモジュール端子である。接触端子１４は、例えば、セキュアＩＣチップを含んだ態様で、セキュアＩＣチップを介して、基板１２に実装される。セキュアＩＣチップは、必ずしも接触端子１４と基板１２上の同一場所に積装されるとは限らず、基板１２上の別の場所に実装されて、接触端子１４と所定の配線関係となるように電気的に接続される。

指紋センサ１５は、基板１２に実装された構造体であり、基板１２に実装される電子部品１３や接触端子１４に比べて、カード基材１１の主面方向で大きい形状を有する。指紋センサ１５は、例えば矩形のシート状に構成される。指紋センサ１５は、カード基材１１と異なる曲げ強度を有する。即ち、指紋センサ１５は、カード基材１１に設けられることで、カード基材１１の主面方向におけるＩＣカード１の曲げ強度を部分的に異ならせる。例えば、指紋センサ１５は、カード基材１１の長手方向の一端側であって、且つ、カード基材１１の短手方向の一端側に配置される。

応力集中部１６は、基板１２の指紋センサ１５が実装された面とは反対側の面に指紋センサ１５と対向して設けられ、カード基材１１の主面方向で指紋センサ１５よりも大きい形状に構成された薄板状の補強板２１を含む。補強板２１は、カード基材１１及び指紋センサ１５よりも曲げ強度が高く構成される。例えば、補強板２１は、ステンレス等の金属材料により形成される。補強板２１は、カード基材１１内に設けられる。補強板２１は、指紋センサ１５の外周縁よりも補強板２１の外周縁がカード基材１１の主面方向で外方に位置するとともに、カード基材１１の厚み方向で指紋センサ１５と基板１２を挟んで対向する。

このような応力集中部１６は、カード基材１１の主面方向で指紋センサ１５よりも大きい補強板２１を指紋センサ１５と基板１２を挟んで対向する位置に設けることで、カード基材１１に曲げ応力が生じたときに、補強板２１の外周縁とカード基材１１との境界に当該応力を集中させる。

このように構成されたＩＣカード１は、指紋センサ１５よりもカード基材１１の主面方向で大きい形状を有する補強板２１が指紋センサ１５と対向して設けられる。この構成により、ＩＣカード１は、カード基材１１に曲げ応力が印加されたときに、指紋センサ１５の外周縁よりもカード基材１１の主面方向で外方に配置される補強板２１及びカード基材１１の領域が当該曲げ応力が集中する応力集中部１６を構成する。結果、曲げ応力が指紋センサ１５の外周縁に集中することを防止でき、指紋センサ１５、並びに、指紋センサ１５の外周縁におけるカード基材１１及び基板１２の破損を抑制でき、ＩＣカード１の破損を防止できる。

上述したように第１の実施形態に係るＩＣカード１によれば、曲げ応力がＩＣカード１に生じたときに、実装品である指紋センサ１５の外周縁に局所的に応力が集中することを緩和できる。このため、ＩＣカード１は、外力が印加されたときに生じる応力によって破損することを防止できる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るＩＣカード１Ａについて、図３及び図４を用いて説明する。
図３は、第２の実施形態に係るＩＣカード１Ａの構成を示す平面図である。図４は、ＩＣカード１Ａの断面形状を図３中のＩＶ－ＩＶ線断面で示す断面図である。図３及び図４において、説明の便宜上、各構成の形状を簡略し、又は、寸法を拡大若しくは縮小して示す。なお、第２の実施形態に係るＩＣカード１Ａの構成のうち、第１の実施形態に係るＩＣカード１と同等の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

ＩＣカード１Ａは、カード基材１１と、基板１２と、電子部品１３と、接触端子１４と、指紋センサ１５と、を備えている。また、ＩＣカード１Ａは、カード基材１１が曲がる等によってカード基材１１に曲げ応力が印加されたときに、曲げ応力が集中する応力集中部１６Ａをカード基材１１に有する。

応力集中部１６Ａは、指紋センサ１５の外周縁とカード基材１１の主面方向で隣接して設けられ、カード基材１１の曲げ強度よりも低い曲げ強度を有する部材３１を含む。部材３１は、例えば、カード基材１１の内部であって、且つ、指紋センサ１５のカード基材１１の中央側に位置する外周縁の隣り合う二辺にそれぞれ隣接して２つ設けられ、当該指紋センサ１５の外周縁の二辺にそれぞれ沿って延びる形状を有する。即ち、応力集中部１６Ａは、カード基材１１の主面方向でＩＣカード１Ａの部材３１が設けられた領域の曲げ強度を他の部位の曲げ強度に対して低下させることから、ＩＣカード１Ａに曲げ応力が生じたときに、応力集中部１６Ａに曲げ応力が集中する。

また、図３に示すように、基板１２のプリント配線１２ａは、部材３１が設けられる領域を避けて配置される。

このように構成されたＩＣカード１Ａは、指紋センサ１５に隣接するカード基材１１内にカード基材１１の曲げ強度よりも小さい曲げ強度を有する部材３１が設けられる。このため、ＩＣカード１Ａは、カード基材１１の指紋センサ１５に隣接する部材３１が設けられた部位がＩＣカード１Ａの中で小さい曲げ強度を有する領域となる。このため、ＩＣカード１Ａに曲げ応力が生じたときに、指紋センサ１５の外周縁よりも外方の部材３１が設けられた部位が、曲げ応力が集中する応力集中部１６Ａを構成する。結果、曲げ応力が指紋センサ１５の外周縁に集中することを防止でき、指紋センサ１５、並びに、指紋センサ１５の外周縁におけるカード基材１１及び基板１２の破損を抑制でき、ＩＣカード１Ａの破損を防止できる。

また、ＩＣカード１Ａは、基板１２に設けられるプリント配線１２ａを、部材３１を避けて設けることで、カード基材１１の部材３１が設けられた部位に曲げ応力が集中しても、プリント配線１２ａに曲げ応力が集中することを防止できる。このため、プリント配線１２ａの断線も防止できる。

上述したように第１の実施形態に係るＩＣカード１Ａによれば、上述したＩＣカード１と同様に、曲げ応力がカード基材１１に印加されたときに、実装品である指紋センサ１５の外周縁に局所的に応力が集中することを緩和できる。このため、ＩＣカード１Ａは、外力が印加されたときに生じる応力によって破損することを防止できる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係るＩＣカード１Ｂについて、図５及び図６を用いて説明する。
図５は、第３の実施形態に係るＩＣカード１Ｂの構成を示す平面図である。図６は、ＩＣカード１Ｂの断面形状を図５中のＶＩ－ＶＩ線断面で示す断面図である。図５及び図６において、説明の便宜上、各構成の形状を簡略し、又は、寸法を拡大若しくは縮小して示す。なお、第３の実施形態に係るＩＣカード１Ｂの構成のうち、第１の実施形態に係るＩＣカード１と同等の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

ＩＣカード１Ｂは、カード基材１１と、カード基材１１内に設けられた基板１２Ｂと、基板１２Ｂに実装された電子部品１３と、基板１２Ｂに実装された接触端子１４と、基板１２Ｂに実装された指紋センサ１５と、を備えている。また、ＩＣカード１Ｂは、カード基材１１が曲がる等によってカード基材１１に曲げ応力が印加されたときに、曲げ応力が集中する応力集中部１６Ｂをカード基材１１に有する。

基板１２Ｂは、フィルム状の基板である。基板１２Ｂは、実装された電子部品１３、接触端子１４及び指紋センサ１５を電気的に接続するプリント配線１２ａを含む。基板１２Ｂは、外周縁よりも内部に、実装品である電子部品１３及び接触端子１４を実装する。

また、図５に示すように、基板１２Ｂは、指紋センサ１５が実装される領域の外周縁の一部が、実装された指紋センサ１５の外周縁の一辺に沿った形状であって、且つ、面一に形成される。より具体的には、基板１２Ｂは、指紋センサ１５が実装される領域の外周縁の一部が、カード基材１１の短手方向の中央側に位置する指紋センサ１５の一辺に沿った形状であって、且つ、カード基材１１の厚み方向で指紋センサ１５の外周縁の一辺と同位置、即ち面一となる。換言すると、基板１２Ｂの指紋センサ１５が実装される領域の外周縁の一部は、カード基材１１の厚み方向で指紋センサ１５の外周縁の一辺と同位置となるように、指紋センサ１５の外周縁の一辺に沿って構成される。

応力集中部１６Ｂは、基板１２Ｂの指紋センサ１５が実装される領域の外周縁の一部が、指紋センサ１５の外周縁の一辺に沿って構成されることから、この指紋センサ１５の外周縁の一辺となる。基板１２Ｂは、指紋センサ１５の外周縁の一辺よりもカード基材１１の主面方向で外方に位置しないことから、結果として、指紋センサ１５の外周縁の一辺よりもカード基材１１の主面方向で外方にプリント配線１２ａが配置されない。これにより、ＩＣカード１Ｂは、基板１２Ｂと面一となる指紋センサ１５の外周縁の一辺に曲げ応力が集中しても、プリント配線１２ａが断線することを防止できる。

このように構成されたＩＣカード１Ｂは、基板１２Ｂの一部を指紋センサ１５の外周縁の一辺に沿った形状とすることで、応力集中部１６Ｂを指紋センサ１５の外周縁の一辺とした場合であっても、基板１２Ｂのプリント配線１２ａが設けられた領域に曲げ応力が集中することがない。よって、ＩＣカード１Ｂは、プリント配線１２ａが破断することを防止できる。結果、曲げ応力が指紋センサ１５の外周縁の一辺に集中しても、基板１２の破損を抑制でき、ＩＣカード１Ｂの破損を防止できる。

上述したように第３の実施形態に係るＩＣカード１Ｂによれば、曲げ応力がカード基材１１に印加されたときに、基板１２のプリント配線１２ａが設けられた領域に局所的に応力が集中することを緩和できる。このため、ＩＣカード１Ｂは、外力が印加されたときに生じる応力によって破損することを防止できる。

以上述べた少なくともひとつの実施形態のＩＣカードによれば、外力が印加されたときに生じる応力によって、基板又は実装品に局所的に応力が集中することを緩和でき、ＩＣカードの破損を防止できる。

なお、上述した実施形態においては、局所的に応力が集中することを緩和する構造体である実装品として、指紋センサ１５を説明したがこれに限定されず、電子部品１３や接触端子１４にも応力集中部１６を設ける構成であってもよい。また、ＩＣカード１、１Ａ、１Ｂは、局所的に応力が集中することを緩和する構造体として、指紋センサ１５を備える構成を説明したがこれに限定されず、構造体は、指紋センサ１５以外として、タッチパネル、ディスプレイ、釦等であってもよい。即ち、ＩＣカード１に実装される部材であって、カード基材１１に実装されることで、カード基材１１の曲げ強度を部分的に変える実装品であり、外力により生じる応力が集中する虞がある構造体であれば、適宜設定可能である。

また、上述した実施形態においては、カード基材１１に生じる応力は、カード基材１１が曲がるように外力が印加されたときに生じる曲げ応力を用いて説明したがこれに限定されない。即ち、カード基材１１に応力が生じる例としては、ＩＣカードを通常時に使用又は保管するときにカード基材１１に印加される外力により生じる応力が挙げられる。また、ＩＣカードに構造体として指紋センサ１５、タッチパネル又は釦等を設ける場合には、これら構造体を操作又は使用するときに生じる外力により生じる応力が挙げられる。

また、上述した各実施形態は、組み合わせて使用することもできる。例えば、ＩＣカードは、部材３１をカード基材１１の指紋センサ１５に隣接する部位に設けるとともに、指紋センサ１５が実装される基板１２Ｂの外周縁の一部を指紋センサ１５の外周縁の一辺に沿った構成としてもよい。また、例えば、ＩＣカードは、補強板２１を設けるとともに、部材３１をカード基材１１の指紋センサ１５及び補強板２１に隣接する部位に設ける構成としてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
［１］
カード基材と、
前記カード基材内に配置され、配線を含む、フィルム状の基板と、
前記基板に実装されるとともに、前記配線に接続され、前記カード基材内に設けられる構造体と、
前記カード基材内であって、且つ、前記カード基材の主面方向において前記構造体の外周縁又は前記構造体の外周縁の外方に設けられ、外力が印加されたときに生じる応力が集中する応力集中部と、
を備えるＩＣカード。
［２］
前記構造体は、指紋センサであり、表面が前記カード基材から露出する、［１］に記載のＩＣカード。
［３］
前記カード基材の主面方向で前記構造体よりも大きく構成され、前記基板の前記構造体が実装された実装面とは反対側の面に設けられた、前記カード基材よりも高い曲げ強度を有する補強板を備え、
前記応力集中部は、前記補強板の外周縁と前記カード基材との境界により構成される、［１］又は［２］に記載のＩＣカード。
［４］
前記応力集中部は、前記カード基材の主面方向で前記構造体の外周縁よりも外方に、前記構造体の外周縁に沿って前記カード基材の内部に配置された、前記カード基材よりも曲げ強度が低い部材により構成される、［１］又は［２］に記載のＩＣカード。
［５］
前記構造体は、前記カード基材と異なる曲げ強度に構成され、
前記基板は、前記構造体が実装される領域の外周縁の一部が前記構造体の外周縁の一部と、前記カード基材の主面方向で一致し、
前記応力集中部は、前記基板の前記構造体が実装される領域の前記外周縁の一部と前記カード基材の境界により構成される、［１］又は［２］に記載のＩＣカード。

１、１Ａ、１Ｂ…カード、１１…カード基材、１１ａ…第１シート、１１ｂ…第２シート、１２…基板、１２ａ…プリント配線、１２Ｂ…基板、１３…電子部品、１４…接触端子、１５…指紋センサ、１６、１６Ａ、１６Ｂ…応力集中部、２１…補強板、３１…部材。

Claims

カード基材と、
前記カード基材内に配置され、配線を含む、フィルム状の基板と、
前記基板に実装されるとともに、前記配線に接続され、前記カード基材内に設けられる構造体と、
前記カード基材内であって、且つ、前記カード基材の主面方向において前記構造体の外周縁又は前記構造体の外周縁の外方に設けられ、外力が印加されたときに生じる応力が集中する応力集中部と、
を備え、
前記応力集中部は、前記カード基材の主面方向で前記構造体の外周縁よりも外方に、前記構造体の外周縁に沿って前記カード基材の内部に配置された、前記カード基材よりも曲げ強度が低い部材により構成されるＩＣカード。
カード基材と、
前記カード基材内に配置され、配線を含む、フィルム状の基板と、
前記基板に実装されるとともに、前記配線に接続され、前記カード基材内に設けられる構造体と、
前記カード基材内であって、且つ、前記カード基材の主面方向において前記構造体の外周縁又は前記構造体の外周縁の外方に設けられ、外力が印加されたときに生じる応力が集中する応力集中部と、
を備え、
前記構造体は、前記カード基材と異なる曲げ強度に構成され、
前記カード基材は、一方向に長い矩形状であり、
前記基板は、前記構造体の前記カード基材の短手方向で中央側に位置する一辺と前記カード基材の厚み方向で対向する外周縁の一部が、前記構造体の前記カード基材の前記短手方向に位置する一辺と沿い、そして、前記構造体の前記カード基材の前記短手方向に位置する一辺と前記カード基材の主面方向で一致し、
前記応力集中部は、前記構造体の前記カード基材の短手方向に位置する一辺と前記カード基材の厚み方向で対向する前記基板の前記外周縁の一部と前記カード基材の境界により構成されるＩＣカード。
前記構造体は、指紋センサであり、表面が前記カード基材から露出する、請求項１又は請求項２に記載のＩＣカード。