JPH0233198B2 - - Google Patents
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- JPH0233198B2 JPH0233198B2 JP58103346A JP10334683A JPH0233198B2 JP H0233198 B2 JPH0233198 B2 JP H0233198B2 JP 58103346 A JP58103346 A JP 58103346A JP 10334683 A JP10334683 A JP 10334683A JP H0233198 B2 JPH0233198 B2 JP H0233198B2
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
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- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、集積回路チツプをカード状基体に
組込んでなるICカードに関する。
組込んでなるICカードに関する。
近年の著しい半導体集積回路技術および実装技
術の進歩により、従来から広く用いられているク
レジツトカード、キヤツシユカード等と同様のプ
ラスチツク製カードに情報処理機能を有する集積
回路チツプ（以下、ICチツプという）、すなわち
比較的簡単なCPUおよびメモリを実装した、い
わゆるICカードが開発され実用段階に達しつつ
ある。
術の進歩により、従来から広く用いられているク
レジツトカード、キヤツシユカード等と同様のプ
ラスチツク製カードに情報処理機能を有する集積
回路チツプ（以下、ICチツプという）、すなわち
比較的簡単なCPUおよびメモリを実装した、い
わゆるICカードが開発され実用段階に達しつつ
ある。
第１図はこのようなICカードの一構成例を示
すもので、プラスチツク製のカード状基体１に従
来のクレジツトカード等の磁気カードとの互換性
を確保するための磁気ストライプ（図示せず）と
ICエリア２が構成されている。ICエリア２は第
１図ｂにその断面を拡大して示すように、カード
状基体１に形成した凹部にスペーサ３を介して固
定した支持板４の内側面上にICチツプ５を取付
け、このICチツプ５の端子（ボンデイングパツ
ド）をリード線６を介して支持板４上に被着形成
させた５〜８個程度の電極７に接続し、これらの
電極７を通してICチツプ５とICカードリーダ等
の外部装置との接続をなすように構成されたもの
である。
すもので、プラスチツク製のカード状基体１に従
来のクレジツトカード等の磁気カードとの互換性
を確保するための磁気ストライプ（図示せず）と
ICエリア２が構成されている。ICエリア２は第
１図ｂにその断面を拡大して示すように、カード
状基体１に形成した凹部にスペーサ３を介して固
定した支持板４の内側面上にICチツプ５を取付
け、このICチツプ５の端子（ボンデイングパツ
ド）をリード線６を介して支持板４上に被着形成
させた５〜８個程度の電極７に接続し、これらの
電極７を通してICチツプ５とICカードリーダ等
の外部装置との接続をなすように構成されたもの
である。
しかしながら、このような構造ではICチツプ
５上の端子からリード線６を取出すためのスペー
スが必要であるため、カードの厚みを小さくする
ことが困難であり、また実装工程がワイヤボンデ
イングを含み複雑であるという問題がある。さら
に、多数の電極７と外部装置との接続の信頼性を
確保することが難しいことも欠点となつている。
５上の端子からリード線６を取出すためのスペー
スが必要であるため、カードの厚みを小さくする
ことが困難であり、また実装工程がワイヤボンデ
イングを含み複雑であるという問題がある。さら
に、多数の電極７と外部装置との接続の信頼性を
確保することが難しいことも欠点となつている。
この発明の目的は、薄形化に適した構造で、実
装も容易であり、さらに外部装置との電気的接続
も確実に行なうことができるICカードを提供す
ることである。
装も容易であり、さらに外部装置との電気的接続
も確実に行なうことができるICカードを提供す
ることである。
この発明は、ICチツプに電源入力および信号
の入出力を兼ねる２個の端子を対向する２つの面
に位置するように設けるとともに、カード状基体
の表裏両面にICチツプの２個の端子と接続され
た電極を配設したことを特徴としている。
の入出力を兼ねる２個の端子を対向する２つの面
に位置するように設けるとともに、カード状基体
の表裏両面にICチツプの２個の端子と接続され
た電極を配設したことを特徴としている。
この発明によれば、ICチツプの端子をカード
状基体上の電極に直接接続できるため、従来のリ
ード線によるボンデイングを用いた場合のような
ボンデイングのためのスペースが不要となり、
ICカードの厚みをより薄くすることができる。
また、煩雑なワイヤボンデイングが不要となるこ
とで実装が簡単となり、工数の大幅な削減が可能
となる。
状基体上の電極に直接接続できるため、従来のリ
ード線によるボンデイングを用いた場合のような
ボンデイングのためのスペースが不要となり、
ICカードの厚みをより薄くすることができる。
また、煩雑なワイヤボンデイングが不要となるこ
とで実装が簡単となり、工数の大幅な削減が可能
となる。
さらに、電極数が少ないことと電極面積を大き
くとれることによつて、外部装置との電気的接続
が容易かつ確実となり、動作の信頼性を上げるこ
とができる。この場合、副次的効果としてICチ
ツプの端子が信号入出力のみならず電源入力を兼
ねているため、大きな電流が流れることによる電
極のクリーニング作用が期待できることも信頼性
の向上に寄与する。
くとれることによつて、外部装置との電気的接続
が容易かつ確実となり、動作の信頼性を上げるこ
とができる。この場合、副次的効果としてICチ
ツプの端子が信号入出力のみならず電源入力を兼
ねているため、大きな電流が流れることによる電
極のクリーニング作用が期待できることも信頼性
の向上に寄与する。
また、電極の形状、大きさの自由度が高いた
め、外部装置側の電極配置、形状等を工夫するこ
とで、ICカードの挿入方向の制限を取り除く、
あるいは緩和することも可能である。
め、外部装置側の電極配置、形状等を工夫するこ
とで、ICカードの挿入方向の制限を取り除く、
あるいは緩和することも可能である。
第２図はこの発明の一実施例に係るICカード
の断面図である。図において、ICチツプ１０は
対向する２つの面上に電源入力および信号の入出
力を兼ねる第１、第２の端子１１，１２が形成さ
れたもので、プラスチツク等の絶縁材料からなる
２枚のカード状基体１３，１４によつて保持さ
れ、かつ端子１１，１２はそれぞれカード状基体
１３，１４に形成された電極１５，１６に接続さ
れている。すなわち、カード状基体１３，１４は
ICエリアに、径が２段階に変化する貫通孔を有
し、この孔の径大部を互いに対向させて接続剤に
て貼合せられることによつてICチツプ１０を挾
持固定する。電極１５，１６はこの場合、カード
状基体１３，１４の上記貫通孔の径小部に充填さ
れた導電性エポキシ樹脂等の導電物質からなり、
ICチツプ１０の端子１１，１２と後述する外部
装置とを接続する役割を果たす。
の断面図である。図において、ICチツプ１０は
対向する２つの面上に電源入力および信号の入出
力を兼ねる第１、第２の端子１１，１２が形成さ
れたもので、プラスチツク等の絶縁材料からなる
２枚のカード状基体１３，１４によつて保持さ
れ、かつ端子１１，１２はそれぞれカード状基体
１３，１４に形成された電極１５，１６に接続さ
れている。すなわち、カード状基体１３，１４は
ICエリアに、径が２段階に変化する貫通孔を有
し、この孔の径大部を互いに対向させて接続剤に
て貼合せられることによつてICチツプ１０を挾
持固定する。電極１５，１６はこの場合、カード
状基体１３，１４の上記貫通孔の径小部に充填さ
れた導電性エポキシ樹脂等の導電物質からなり、
ICチツプ１０の端子１１，１２と後述する外部
装置とを接続する役割を果たす。
第３図ａ，ｂはICチツプ１０をモノリシツク
で構成した場合の端子１１，１２の配設構造の例
を示すもので、半導体基板３０の素子領域の上に
あるアルミ等の電極配線３１上にSiO2、ポリイ
ミド、シリコン窒化膜等からなる絶縁層３２を形
成し、その上に第１の端子１１を蒸着等により被
着形成し、また基板３０の裏面に第２の端子１２
を蒸着形成している。ここで第２の端子１２はア
ース端子となるもので、ａの例では基板３０上の
アース配線３１′と内部的に接続され、ｂの例で
は基板３０の側面上で導電性エポキシ樹脂等の導
電性接着物質３３、例えば銀ペーストによつてア
ース配線３１′と接続されている。
で構成した場合の端子１１，１２の配設構造の例
を示すもので、半導体基板３０の素子領域の上に
あるアルミ等の電極配線３１上にSiO2、ポリイ
ミド、シリコン窒化膜等からなる絶縁層３２を形
成し、その上に第１の端子１１を蒸着等により被
着形成し、また基板３０の裏面に第２の端子１２
を蒸着形成している。ここで第２の端子１２はア
ース端子となるもので、ａの例では基板３０上の
アース配線３１′と内部的に接続され、ｂの例で
は基板３０の側面上で導電性エポキシ樹脂等の導
電性接着物質３３、例えば銀ペーストによつてア
ース配線３１′と接続されている。
次に、ICチツプ１０の具体的な回路構成を説
明する。第４図ａ，ｂはICチツプ１０および外
部装置２０の回路構成を原理的に示すもので、ａ
は電圧駆動形の例、(b)は電流駆動形の例である。
明する。第４図ａ，ｂはICチツプ１０および外
部装置２０の回路構成を原理的に示すもので、ａ
は電圧駆動形の例、(b)は電流駆動形の例である。
第４図ａにおいて、外部装置２０はICチツプ
１０への電力供給を行なうための直流電圧源VO
と、送信データ信号S1に対応して電圧が０とVS
との２値に変化する可変電圧源VSと、電流変化
検出用の抵抗ｒと、直流成分阻止用のコンデンサ
C1および受信データ信号S2を得るセンスアンプ
A1とからなつている。
１０への電力供給を行なうための直流電圧源VO
と、送信データ信号S1に対応して電圧が０とVS
との２値に変化する可変電圧源VSと、電流変化
検出用の抵抗ｒと、直流成分阻止用のコンデンサ
C1および受信データ信号S2を得るセンスアンプ
A1とからなつている。
一方、ICチツプ１０はCPU、メモリ等を含む
負荷回路RLと、このRLに流れ込む電流変化を検
出するための直流成分阻止用のレベルシフト回路
LSおよび受信データ信号S3を得るセンスアツプ
A2と、送信データ信号S4に応じて抵抗値が∞と
RSとの２値に変化する可変抵抗RSとからなつて
おり、端子１１，１２を介して外部装置２０に接
続されている。
負荷回路RLと、このRLに流れ込む電流変化を検
出するための直流成分阻止用のレベルシフト回路
LSおよび受信データ信号S3を得るセンスアツプ
A2と、送信データ信号S4に応じて抵抗値が∞と
RSとの２値に変化する可変抵抗RSとからなつて
おり、端子１１，１２を介して外部装置２０に接
続されている。
今、外部装置２０よりICチツプ１０へ送信デ
ータ信号S1が送られる場合を考える。この状態で
は可変抵抗RSの値は∞とされており、センスア
ンプA2の入力にはピーク・ツウ・ピークで
RL／（RL＋ｒ）VSなる方形波電圧が印加され、これが 増幅されて受信データ信号S3として取出される。
なお、ｒは抵抗ｒの抵抗値、RLは負荷回路RLの
等価内部抵抗を表わす。一方、逆にICチツプ１
０より外部装置２０へ送信データS4が送られる場
合には、可変電圧源VSの電圧は０とされ、セン
スアツプA1の入力にはピーク・ツウ・ピークで （１／RLRS＋ｒ−１／RL＋ｒ）VOｒ ＝rRL 2／（RL＋ｒ）（RLRS＋rRL＋rRS）VO なる方形波電圧が印加され、これが増幅されて受
信データ信号S2として取出される。Voは直流電
圧源Voの電圧を表わす。なお、負荷回路RLの等
価内部抵抗RLはICチツプ１０の内部状態によら
ず、ほぼ一定の値を示すものとする。ちなみに
RL＝100Ω、ｒ＝100Ω、RS＝575Ω、VS＝0.4V、
VO＝5Vとすると、センスアンプA1，A2の入力電
圧はいずれも0.2Vppとなり、センスアンプにて十
分検知可能な電圧となる。
ータ信号S1が送られる場合を考える。この状態で
は可変抵抗RSの値は∞とされており、センスア
ンプA2の入力にはピーク・ツウ・ピークで
RL／（RL＋ｒ）VSなる方形波電圧が印加され、これが 増幅されて受信データ信号S3として取出される。
なお、ｒは抵抗ｒの抵抗値、RLは負荷回路RLの
等価内部抵抗を表わす。一方、逆にICチツプ１
０より外部装置２０へ送信データS4が送られる場
合には、可変電圧源VSの電圧は０とされ、セン
スアツプA1の入力にはピーク・ツウ・ピークで （１／RLRS＋ｒ−１／RL＋ｒ）VOｒ ＝rRL 2／（RL＋ｒ）（RLRS＋rRL＋rRS）VO なる方形波電圧が印加され、これが増幅されて受
信データ信号S2として取出される。Voは直流電
圧源Voの電圧を表わす。なお、負荷回路RLの等
価内部抵抗RLはICチツプ１０の内部状態によら
ず、ほぼ一定の値を示すものとする。ちなみに
RL＝100Ω、ｒ＝100Ω、RS＝575Ω、VS＝0.4V、
VO＝5Vとすると、センスアンプA1，A2の入力電
圧はいずれも0.2Vppとなり、センスアンプにて十
分検知可能な電圧となる。
一方、第４図ｂの電流駆動形構成によれば、外
部装置２０はICチツプ１０へ電力供給を行なう
ための電流源IOと、送信データ信号S1に対応して
電流が０とISとの２値に変化する可変電流源ISと、
電圧変化を検出するための直流成分阻止用のコン
デンサC1およびセンスアンプA1とからなつてい
る。また、ICチツプ１０は負荷回路RLと、この
負荷回路RLに印加される電圧変化を検出するた
めの直流成分阻止用のレベルシフト回路LSおよび
センスアンプA2と、送信データ信号S4に対応し
て抵抗値が０とRSとの２値に変化する可変抵抗
RSとからなつている。
部装置２０はICチツプ１０へ電力供給を行なう
ための電流源IOと、送信データ信号S1に対応して
電流が０とISとの２値に変化する可変電流源ISと、
電圧変化を検出するための直流成分阻止用のコン
デンサC1およびセンスアンプA1とからなつてい
る。また、ICチツプ１０は負荷回路RLと、この
負荷回路RLに印加される電圧変化を検出するた
めの直流成分阻止用のレベルシフト回路LSおよび
センスアンプA2と、送信データ信号S4に対応し
て抵抗値が０とRSとの２値に変化する可変抵抗
RSとからなつている。
今、外部装置２０からICチツプ１０へ送信デ
ータS1が送られる場合は、可変抵抗RSはRS＝０、
すなわち短絡状態とされており、センスアンプ
A2の入力にはピーク・ツウ・ピークでISRLなる
方形波電圧が印加され、これが増幅されて受信デ
ータS3として取出される。逆にICチツプ１０か
ら外部装置４０へ送信データS4が送られる場合
は、可変電流源ISの電流が０とされることによ
り、センスアンプA1の入力にピーク・ツウ・ピ
ークでIORSなる方形波電圧が印加され、これが増
幅されて受信データS3として取出される。RL＝
100Ω、RS＝８Ω、IO＝25ｍＡ、IS＝２ｍＡとす
れば、センスアンプA1，A2の入力電圧は0.2Vpp
と、十分検知可能な電圧となる。
ータS1が送られる場合は、可変抵抗RSはRS＝０、
すなわち短絡状態とされており、センスアンプ
A2の入力にはピーク・ツウ・ピークでISRLなる
方形波電圧が印加され、これが増幅されて受信デ
ータS3として取出される。逆にICチツプ１０か
ら外部装置４０へ送信データS4が送られる場合
は、可変電流源ISの電流が０とされることによ
り、センスアンプA1の入力にピーク・ツウ・ピ
ークでIORSなる方形波電圧が印加され、これが増
幅されて受信データS3として取出される。RL＝
100Ω、RS＝８Ω、IO＝25ｍＡ、IS＝２ｍＡとす
れば、センスアンプA1，A2の入力電圧は0.2Vpp
と、十分検知可能な電圧となる。
なお、上記説明では負荷回路RLの等価内部抵
抗RLをほぼ一定としたが、実際にはその内部動
作状態の変化に伴なつて変化し、その変化はセン
スアンプA2の入力に誤差電圧として現われ、
Ｓ／Ｎの低下を招き、誤動作の原因ともなる。
Ｓ／Ｎを10dB以上確保するものとすると、送受
信データ信号の周波数近傍以上の抵抗RLの変化
は第４図ａの電圧駆動形構成では±30％まで、ま
たｂの電流駆動形構成では±2.5％まで許容され
ることになり、ａの電圧駆動形構成の方がＳ／Ｎ
の点で有利となる。
抗RLをほぼ一定としたが、実際にはその内部動
作状態の変化に伴なつて変化し、その変化はセン
スアンプA2の入力に誤差電圧として現われ、
Ｓ／Ｎの低下を招き、誤動作の原因ともなる。
Ｓ／Ｎを10dB以上確保するものとすると、送受
信データ信号の周波数近傍以上の抵抗RLの変化
は第４図ａの電圧駆動形構成では±30％まで、ま
たｂの電流駆動形構成では±2.5％まで許容され
ることになり、ａの電圧駆動形構成の方がＳ／Ｎ
の点で有利となる。
負荷回路RLの抵抗変化（負荷変動）によるセ
ンスアンプA2の入力電圧の変動を許容値以下に
抑えるための方策としては、例えば第５図ａ，ｂ
に示すように負荷回路RLと直列または並列にダ
ミー抵抗RDを付加し、RLの変動による影響を少
なくする方法がある。また、第５図ａ，ｂをさら
に発展させ、第５図ｃ，ｄに示すようにRLの変
動を制御回路CONTより検出し、それに応じて
ダミー抵抗RDの値を変化させることによつて、
負荷が常に本来の機能を発揮しているときの最大
負荷近傍の一定値となるよう制御すれば一層効果
的である。
ンスアンプA2の入力電圧の変動を許容値以下に
抑えるための方策としては、例えば第５図ａ，ｂ
に示すように負荷回路RLと直列または並列にダ
ミー抵抗RDを付加し、RLの変動による影響を少
なくする方法がある。また、第５図ａ，ｂをさら
に発展させ、第５図ｃ，ｄに示すようにRLの変
動を制御回路CONTより検出し、それに応じて
ダミー抵抗RDの値を変化させることによつて、
負荷が常に本来の機能を発揮しているときの最大
負荷近傍の一定値となるよう制御すれば一層効果
的である。
別の方法としては、負荷回路RL自身に状態変
化による負荷変動の少ないものを用いるとか、あ
るいはデータ信号の送受信時は例えばバツフアメ
モリの書込み、読出し動作など単純かつ負荷変動
のより小さい動作のみを行ない、それ以外の複雑
でより大きい負荷変動を伴なう動作は送受信時以
外の状態において行なうなどの方法も有効であ
る。
化による負荷変動の少ないものを用いるとか、あ
るいはデータ信号の送受信時は例えばバツフアメ
モリの書込み、読出し動作など単純かつ負荷変動
のより小さい動作のみを行ない、それ以外の複雑
でより大きい負荷変動を伴なう動作は送受信時以
外の状態において行なうなどの方法も有効であ
る。
以上の説明において、ICチツプ１０と外部装
置２０との間のデータ信号の送受信は、双方向で
あるものの同時には行なわない、いわゆるピンポ
ン伝送であるが、例えば第６図に示すようにセン
スアンプＡの前に自装置（ICチツプ１０または
外部装置２０）より送信したデータ信号を打消す
ためのハイブリツド回路Hybを挿入することによ
つて、双方向同時伝送を行なうことも可能であ
る。
置２０との間のデータ信号の送受信は、双方向で
あるものの同時には行なわない、いわゆるピンポ
ン伝送であるが、例えば第６図に示すようにセン
スアンプＡの前に自装置（ICチツプ１０または
外部装置２０）より送信したデータ信号を打消す
ためのハイブリツド回路Hybを挿入することによ
つて、双方向同時伝送を行なうことも可能であ
る。
第７図は第４図ａの電圧駆動形構成をより具体
的に示すもので、ICチツプ１０においてスイツ
チングトランジスタ（図示の例ではMOSFET）
１０１および抵抗１０２は可変抵抗RSに、レベ
ルシフト回路１０３はレベルシフト回路LSに、
抵抗１０４およびコンパレータ１０５はセンスア
ンプA2にそれぞれ対応し、また安定化電源１０
６並びにここから電力の供給を受ける同期発振器
１０７、エンコーダ１０８、デコーダ１０９、コ
ントローラおよびメモリ１１０は負荷回路RLに
対応している。一方、外部装置２０において電源
２０１は電圧源VOに、抵抗２０２は抵抗ｒに、
ドライバ２０３およびコンデンサ２０４は可変電
圧源VSに、コンデンサ２０５はコンデンサC1に、
また抵抗２０６およびコンパレータ２０７はセン
スアンプA1に、それぞれ対応している。
的に示すもので、ICチツプ１０においてスイツ
チングトランジスタ（図示の例ではMOSFET）
１０１および抵抗１０２は可変抵抗RSに、レベ
ルシフト回路１０３はレベルシフト回路LSに、
抵抗１０４およびコンパレータ１０５はセンスア
ンプA2にそれぞれ対応し、また安定化電源１０
６並びにここから電力の供給を受ける同期発振器
１０７、エンコーダ１０８、デコーダ１０９、コ
ントローラおよびメモリ１１０は負荷回路RLに
対応している。一方、外部装置２０において電源
２０１は電圧源VOに、抵抗２０２は抵抗ｒに、
ドライバ２０３およびコンデンサ２０４は可変電
圧源VSに、コンデンサ２０５はコンデンサC1に、
また抵抗２０６およびコンパレータ２０７はセン
スアンプA1に、それぞれ対応している。
さて、上記構成において、ICチツプ１０と外
部装置２０との間で送受されるデータ信号は、第
８図に示すようにデータ信号部の初めに装置間で
のクロツク信号の同期をとるためのプリアンブル
信号が付加されたもので、その後に所望のデータ
信号、さらに必要があればデータ信号の後に
CRC等の誤り訂正符号が付加される。これらの
信号はクロツク信号を重畳する形式の符号、例え
ぱ第９図に示すようなマンチエスタ符号に変換さ
れている。外部装置２０内の別の回路により上記
のプリアングル信号等が付加され、さらに符号化
された送信データ信号S1は、ドライバ２０３、コ
ンデンサ２０４を経てICチツプ１０へ送られ、
端子１１、コンデンサ１０３を介してコンパレー
タ１０５及び同期発振器１０７に印加される。上
述の符号化信号よりクロツク信号を抽出するため
の回路を備えた同期信号発振器１０７では、抽出
したクロツク信号と同期したより高い周波数のク
ロツク信号を発生し、エンコーダ１０８、デコー
ダ１０９さらにコントロールおよびメモリ１１０
に供給する。一方、レベルシフト回路１０３を通
して検出されコンパレータ１０４により整形およ
び増幅された信号は、デコーダ１０９にて復号化
され、受信データ信号S3としてコントローラおよ
びメモリ１１０に送られる。逆にICチツプ１０
より外部装置２０に送信データ信号S4を送る場合
は、フリーランニング状態となつた同期発振器１
０７からのクロツク信号を受けてコントローラお
よびメモリ１１０でプリアンブル信号等が付加さ
れた送信データ信号が生成され、さらにエンコー
ダ１０８にて符号化された後、この符号化信号に
よつてトランジスタ１０１がON／OFFされるこ
とによつて、抵抗１０３に流れる電流が制御され
る。この電流変化は端子１１，１２を介して外部
装置２０に伝送され、コンデンサ２０５を経て抵
抗２０６及びコンパレータ２０７にて検出、増幅
された後、外部装置２０内の別の回路に供給され
る、また外部装置２０よりICチツプ１０内に端
子１１，１２を介して供給された直流電力は、第
９図に示すように端子１１の平均電圧VTより低
い電圧VDDに安定化電源１０６にて変換され、IC
チツプ１０内の電源として供給される。
部装置２０との間で送受されるデータ信号は、第
８図に示すようにデータ信号部の初めに装置間で
のクロツク信号の同期をとるためのプリアンブル
信号が付加されたもので、その後に所望のデータ
信号、さらに必要があればデータ信号の後に
CRC等の誤り訂正符号が付加される。これらの
信号はクロツク信号を重畳する形式の符号、例え
ぱ第９図に示すようなマンチエスタ符号に変換さ
れている。外部装置２０内の別の回路により上記
のプリアングル信号等が付加され、さらに符号化
された送信データ信号S1は、ドライバ２０３、コ
ンデンサ２０４を経てICチツプ１０へ送られ、
端子１１、コンデンサ１０３を介してコンパレー
タ１０５及び同期発振器１０７に印加される。上
述の符号化信号よりクロツク信号を抽出するため
の回路を備えた同期信号発振器１０７では、抽出
したクロツク信号と同期したより高い周波数のク
ロツク信号を発生し、エンコーダ１０８、デコー
ダ１０９さらにコントロールおよびメモリ１１０
に供給する。一方、レベルシフト回路１０３を通
して検出されコンパレータ１０４により整形およ
び増幅された信号は、デコーダ１０９にて復号化
され、受信データ信号S3としてコントローラおよ
びメモリ１１０に送られる。逆にICチツプ１０
より外部装置２０に送信データ信号S4を送る場合
は、フリーランニング状態となつた同期発振器１
０７からのクロツク信号を受けてコントローラお
よびメモリ１１０でプリアンブル信号等が付加さ
れた送信データ信号が生成され、さらにエンコー
ダ１０８にて符号化された後、この符号化信号に
よつてトランジスタ１０１がON／OFFされるこ
とによつて、抵抗１０３に流れる電流が制御され
る。この電流変化は端子１１，１２を介して外部
装置２０に伝送され、コンデンサ２０５を経て抵
抗２０６及びコンパレータ２０７にて検出、増幅
された後、外部装置２０内の別の回路に供給され
る、また外部装置２０よりICチツプ１０内に端
子１１，１２を介して供給された直流電力は、第
９図に示すように端子１１の平均電圧VTより低
い電圧VDDに安定化電源１０６にて変換され、IC
チツプ１０内の電源として供給される。
なお、この安定化電源１０６には、前述した等
価内部抵抗をほぼ一定に保つためのダミー抵抗並
びに必要があれば制御回路が内蔵されている。ま
た、直流成分除去用のレベルシフト回路１０３
は、好ましくはトランジスタのVBEあるいはダイ
オードの順方向電圧降下を利用したものが用いら
れるが、コンパレータ１０５の入力抵抗が極めて
大きいため、小容量のコンデンサを用いた場合で
も所望の帯域信号を通過させることが可能であ
り、いずれの場合もモノリシツクIC内に構成す
ることができる。
価内部抵抗をほぼ一定に保つためのダミー抵抗並
びに必要があれば制御回路が内蔵されている。ま
た、直流成分除去用のレベルシフト回路１０３
は、好ましくはトランジスタのVBEあるいはダイ
オードの順方向電圧降下を利用したものが用いら
れるが、コンパレータ１０５の入力抵抗が極めて
大きいため、小容量のコンデンサを用いた場合で
も所望の帯域信号を通過させることが可能であ
り、いずれの場合もモノリシツクIC内に構成す
ることができる。
第１０図はICチツプ１０の他の構成例を示す
もので、第７図におけるトランジスタ１０１及び
抵抗１０２の部分はドライバ１１１に置換され、
ドライバ１１１の出力端はコンデンサ１１２を介
して第１の端子１１に接続される。また第７図に
おけるレベルシフト回路１０３と抵抗１０４およ
びコンパレータ１０５の部分はコンパレータ１１
３に、安定化電源１０６は昇圧安定化電源１１４
およびコンデンサ１１５に同期発振器１０７は発
振器１１６に、それぞれ置換されている。送受さ
れるデータ信号は第１１図に示すように例えばダ
イフエーズ符号に符号化されており、デコーダ１
０９では自励発振している発振器１１６からのク
ロツク信号を用いてダイフエーズ符号のパルス幅
をカウントすることにより復号を行ない、受信デ
ータ信号S3を出力する。同様に、コントローラお
よびメモリ１１０からの送信データ信号S4はエン
コーダ１０８にて、発振器１１６からのクロツク
信号によりダイフエーズ符号に符号化され、適切
な出力インピーダンスを有するドライバ１１１に
て増幅された後、コンデンサ１１２を介して第１
の端子１１にAC結合される。一方、昇圧安定化
電源１１４の出力は第１１図のダイフエーズ符号
の平均レベルVTと同じ電圧となるよう昇圧安定
化されており、コンパレータ１１３の基準電圧と
して用いられる。従つて、コンパレータ１１３の
信号入力端は、第７図に見られるような直流成分
阻止用レベルシフト回路１０３を介することなく
第１の端子１１に直結されている。なお、本実施
例ではコンデンサ１１２，１１５として比較的大
容量のものが必要であるため、現状の技術レベル
ではチツプコンデンサ等を用いたハイブリツド構
成となる。
もので、第７図におけるトランジスタ１０１及び
抵抗１０２の部分はドライバ１１１に置換され、
ドライバ１１１の出力端はコンデンサ１１２を介
して第１の端子１１に接続される。また第７図に
おけるレベルシフト回路１０３と抵抗１０４およ
びコンパレータ１０５の部分はコンパレータ１１
３に、安定化電源１０６は昇圧安定化電源１１４
およびコンデンサ１１５に同期発振器１０７は発
振器１１６に、それぞれ置換されている。送受さ
れるデータ信号は第１１図に示すように例えばダ
イフエーズ符号に符号化されており、デコーダ１
０９では自励発振している発振器１１６からのク
ロツク信号を用いてダイフエーズ符号のパルス幅
をカウントすることにより復号を行ない、受信デ
ータ信号S3を出力する。同様に、コントローラお
よびメモリ１１０からの送信データ信号S4はエン
コーダ１０８にて、発振器１１６からのクロツク
信号によりダイフエーズ符号に符号化され、適切
な出力インピーダンスを有するドライバ１１１に
て増幅された後、コンデンサ１１２を介して第１
の端子１１にAC結合される。一方、昇圧安定化
電源１１４の出力は第１１図のダイフエーズ符号
の平均レベルVTと同じ電圧となるよう昇圧安定
化されており、コンパレータ１１３の基準電圧と
して用いられる。従つて、コンパレータ１１３の
信号入力端は、第７図に見られるような直流成分
阻止用レベルシフト回路１０３を介することなく
第１の端子１１に直結されている。なお、本実施
例ではコンデンサ１１２，１１５として比較的大
容量のものが必要であるため、現状の技術レベル
ではチツプコンデンサ等を用いたハイブリツド構
成となる。
また、以上の説明ではデータ信号を基底帯域の
まま伝送しているが、FM、AM、PM等の変調
波に変換した後、直流電力に重畳してもよいこと
は勿論である。特にその変調に際し、搬送波を短
波、超短波等高周波に選べば、コンデンサ１１
２，１１５等は容量の小さなもので済み、ICチ
ツプ内に形成することも容易となる。
まま伝送しているが、FM、AM、PM等の変調
波に変換した後、直流電力に重畳してもよいこと
は勿論である。特にその変調に際し、搬送波を短
波、超短波等高周波に選べば、コンデンサ１１
２，１１５等は容量の小さなもので済み、ICチ
ツプ内に形成することも容易となる。
第１２図はこの発明に係るICカードの構造の
他の例を示すもので、ICチツプ１０およびその
端子１１，１２は第２図、第３図で説明したもの
と同様である。
他の例を示すもので、ICチツプ１０およびその
端子１１，１２は第２図、第３図で説明したもの
と同様である。
第１２図ａにおいては、電極２２，２３はカー
ド状基体２１の表裏全面に形成され、導流ゴムの
ような可撓性を有する導電性部材２４，２５によ
つてICチツプ１０の端子１１，１２と接続され
ている。
ド状基体２１の表裏全面に形成され、導流ゴムの
ような可撓性を有する導電性部材２４，２５によ
つてICチツプ１０の端子１１，１２と接続され
ている。
第１２図ｂは第１２図ａの導電ゴム等の代りに
スプリング接点２６，２７を用いて電極２２，２
３と端子１１，１２とを接続したものである。
スプリング接点２６，２７を用いて電極２２，２
３と端子１１，１２とを接続したものである。
第１２図ｃは電極２２，２３の内面に突起２２
ａ，２３ａを一体的に形成し、突起２２ａと２３
ａとの間にICチツプ１０を挾んで電極２２，２
３と端子１１，１２との接続をなすようにしたも
のである。
ａ，２３ａを一体的に形成し、突起２２ａと２３
ａとの間にICチツプ１０を挾んで電極２２，２
３と端子１１，１２との接続をなすようにしたも
のである。
第１２図ｄは電極２２，２３をカード状基体２
１の一部に設けた点以外は第２図ａのものと同様
である。
１の一部に設けた点以外は第２図ａのものと同様
である。
第１２図ｅは電極２２，２３を導電ゴムあるい
は導電プラスチツクのような可撓性を有する導電
性部材で形成してICチツプ１０の端子１１，１
２と直接接続した例である。この場合、カード状
基体２１も軟質ゴムのような可撓性材料で形成す
れば、全体として可撓性のあるICカードとなる。
は導電プラスチツクのような可撓性を有する導電
性部材で形成してICチツプ１０の端子１１，１
２と直接接続した例である。この場合、カード状
基体２１も軟質ゴムのような可撓性材料で形成す
れば、全体として可撓性のあるICカードとなる。
この発明に係るICカードの具体的な構造はそ
の他種々変形でき、例えば電極２２，２３と端子
１１，１２との接続にワイヤーを用いてもよい。
の他種々変形でき、例えば電極２２，２３と端子
１１，１２との接続にワイヤーを用いてもよい。
ところで、第７図あるいは第１０図の回路構成
では、ICカードを外部装置２０に表裏逆に挿入
した場合、逆方向に電流が流れICチツプ１０内
の回路を破損するおそれがある。第１３図はIC
カードを表裏逆に挿入可能とする実施例を示すも
ので、ICチツプ１０の第１の端子１１にダイオ
ードＤを接続し、このダイオードＤを介してIC
チツプ１０内の各回路に直流電力およびデータ信
号を供給するようにしたものである。このような
構成にすると、ICカードを表裏逆に外部装置２
０に挿入したとしても回路が破壊されることはな
く、さらに外部装置２０側にてICカードを挿入
した時にICチツプ１０内に流れ入む電流を検出
して、適正な電流が流れている場合にはそのまま
データ信号伝送を開始し、逆に適正な電流が流れ
ていない時は、外部装置２０内にてICチツプ１
０の端子１１，１２との接続の向きを自動的に逆
になるよう切り替え、適正な電流が流れ始めたこ
とを確認した後、データ信号伝送を開始すること
も可能である。
では、ICカードを外部装置２０に表裏逆に挿入
した場合、逆方向に電流が流れICチツプ１０内
の回路を破損するおそれがある。第１３図はIC
カードを表裏逆に挿入可能とする実施例を示すも
ので、ICチツプ１０の第１の端子１１にダイオ
ードＤを接続し、このダイオードＤを介してIC
チツプ１０内の各回路に直流電力およびデータ信
号を供給するようにしたものである。このような
構成にすると、ICカードを表裏逆に外部装置２
０に挿入したとしても回路が破壊されることはな
く、さらに外部装置２０側にてICカードを挿入
した時にICチツプ１０内に流れ入む電流を検出
して、適正な電流が流れている場合にはそのまま
データ信号伝送を開始し、逆に適正な電流が流れ
ていない時は、外部装置２０内にてICチツプ１
０の端子１１，１２との接続の向きを自動的に逆
になるよう切り替え、適正な電流が流れ始めたこ
とを確認した後、データ信号伝送を開始すること
も可能である。
第１４図はこうした構成のICチツプ１０をい
わゆる電子コインに応用した実施例を示すもの
で、２枚の円形カード状基体４１，４２の間に
ICチツプ１０を挾持固定し、ICチツプ１０の端
子１１，１２を電極１５，１６に接続している。
このようなコインは表裏を一切意識することな
く、自動販売機等に通常のコインと同様に使用す
ることができる。
わゆる電子コインに応用した実施例を示すもの
で、２枚の円形カード状基体４１，４２の間に
ICチツプ１０を挾持固定し、ICチツプ１０の端
子１１，１２を電極１５，１６に接続している。
このようなコインは表裏を一切意識することな
く、自動販売機等に通常のコインと同様に使用す
ることができる。
第１図ａ〜ｂは従来のICカードの側面図およ
び要部拡大断面図、第２図はこの発明の一実施例
に係るICカードの構造を示す断面図、第３図ａ，
ｂはICチツプの具体的構造を示す断面図、第４
図ａ，ｂは電圧駆動型および電流駆動型ICチツ
プとそれに接続される外部装置の原理的回路構成
を示す図、第５図ａ〜ｄはダミー抵抗による負荷
回路の等価内部抵抗の変動補償方法を説明するた
めの図、第６図は同時双方向伝送を行なうための
構成を示す図、第７図は第４図ａの構成に基く具
体例を示す図、第８図は伝送データ信号のフオー
マツトを示す図、第９図はデータ信号をマンチエ
スタ符号化した一例を示す図、第１０図は第４図
ａの構成に基く他の具体例を示す図、第１１図は
第１０図におけるデータ信号のダイフエーズ符号
化の例を示す図、第１２図ａ〜ｅはこの発明の他
の実施例に係るICカードの断面図、第１３図は
表裏逆に挿入可能としたICカードにおけるICチ
ツプの回路構成の一部を示す図、第１４図ａ，ｂ
はこの発明のICカードを電子コインに適用した
例を示す平面図および断面図である。 １０……ICチツプ、１１，１２……端子、２
０……外部装置、１３，１４，２１，４１，４２
……カード状基体、１５，１６，２２，２３……
電極、２４，２５……導電ゴム、２６，２７……
スプリング接点、１０１，１０２，１１１，１１
２……信号送出手段、１０３，１０４，１０５，
１１３……信号検出手段、１０８，１０９，１１
０……信号処理手段。
び要部拡大断面図、第２図はこの発明の一実施例
に係るICカードの構造を示す断面図、第３図ａ，
ｂはICチツプの具体的構造を示す断面図、第４
図ａ，ｂは電圧駆動型および電流駆動型ICチツ
プとそれに接続される外部装置の原理的回路構成
を示す図、第５図ａ〜ｄはダミー抵抗による負荷
回路の等価内部抵抗の変動補償方法を説明するた
めの図、第６図は同時双方向伝送を行なうための
構成を示す図、第７図は第４図ａの構成に基く具
体例を示す図、第８図は伝送データ信号のフオー
マツトを示す図、第９図はデータ信号をマンチエ
スタ符号化した一例を示す図、第１０図は第４図
ａの構成に基く他の具体例を示す図、第１１図は
第１０図におけるデータ信号のダイフエーズ符号
化の例を示す図、第１２図ａ〜ｅはこの発明の他
の実施例に係るICカードの断面図、第１３図は
表裏逆に挿入可能としたICカードにおけるICチ
ツプの回路構成の一部を示す図、第１４図ａ，ｂ
はこの発明のICカードを電子コインに適用した
例を示す平面図および断面図である。 １０……ICチツプ、１１，１２……端子、２
０……外部装置、１３，１４，２１，４１，４２
……カード状基体、１５，１６，２２，２３……
電極、２４，２５……導電ゴム、２６，２７……
スプリング接点、１０１，１０２，１１１，１１
２……信号送出手段、１０３，１０４，１０５，
１１３……信号検出手段、１０８，１０９，１１
０……信号処理手段。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 情報処理機能を持つ集積回路チツプをカード
状基体に組込んでなるICカードにおいて、前記
集積回路チツプは電源入力および信号の入出力を
兼ねる２個の端子が対向する２つの面にそれぞれ
形成され、前記カード状基体の表裏両面に前記集
積回路チツプの２個の端子と接続された電極がそ
れぞれ配設されていることを特徴とするICカー
ド。 ２ 集積回路チツプは前記端子を介して外部装置
より供給される電源入力に重畳された信号を検出
する信号検出手段と、前記端子に前記外部装置へ
伝達すべき信号を送出する信号送出手段と、前記
信号検出手段で検出された信号を処理するととも
に、前記信号送出手段から送出する信号を生成す
る信号処理手段とを含むものであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のICカード。 ３ 集積回路チツプと外部装置との間の信号の送
受および外部装置から集積回路チツプへの電力供
給は、前記端子に接続されたダイオードを介して
行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載のICカード。 ４ 集積回路チツプは信号送出手段の最終段を除
く回路部分の消費電力をその内部動作状態の変化
によらずほぼ一定とするためのダミー抵抗を含む
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載のICカード。 ５ ダミー抵抗は可変抵抗であることを特徴とす
る特許請求の範囲第４項記載のICカード。 ６ 集積回路チツプは信号の送受信時は負荷変動
のより小さい限定された動作のみを行なうもので
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第
４項のいずれかに記載のICカード。 ７ 集積回路チツプはモノリシツク構造であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項、
第５項のいずれかに記載のICカード。 ８ 集積回路チツプは２枚のカード状基体に挾持
固定され、カード状基体は集積回路チツプの両端
子に対向した位置に貫通孔を有し、この貫通孔に
導電物質が充填されて電極が形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のICカ
ード。 ９ 電極はカード状基体の表裏全面に形成されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のICカード。 １０ 電極は可撓性を有する導電性部材を介して
集積回路チツプの端子に接続されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項または第９項記載
のICカード。 １１ 電極はスプリング接点によつて集積回路チ
ツプの端子と接続されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項または第９項記載のICカー
ド。 １２ 電極はその内面に突起を有し、この突起の
間に集積回路チツプを挾んで集積回路チツプの端
子と接続されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項または第９項記載のICカード。 １３ 電極は可撓性を有する導電性部材によつて
形成され、集積回路チツプの端子と直接接続され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
たは第９項記載のICカード。 １４ カード状基体は円形状に形成されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第８
項記載のICカード。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP58103346A JPS59229686A (ja) | 1983-06-09 | 1983-06-09 | Ｉｃカ−ド |
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|---|---|---|---|
| JP58103346A JPS59229686A (ja) | 1983-06-09 | 1983-06-09 | Ｉｃカ−ド |
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| JPS59229686A JPS59229686A (ja) | 1984-12-24 |
| JPH0233198B2 true JPH0233198B2 (ja) | 1990-07-25 |
Family
ID=14351572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58103346A Granted JPS59229686A (ja) | 1983-06-09 | 1983-06-09 | Ｉｃカ−ド |
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