JPH10162112A - Icカード - Google Patents

Icカード

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JPH10162112A
JPH10162112A JP8337566A JP33756696A JPH10162112A JP H10162112 A JPH10162112 A JP H10162112A JP 8337566 A JP8337566 A JP 8337566A JP 33756696 A JP33756696 A JP 33756696A JP H10162112 A JPH10162112 A JP H10162112A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
card
antenna
transmitting
receiving antenna
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP8337566A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoshi Nagata
敏 永田
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Mitsui High Tec Inc
Original Assignee
Mitsui High Tec Inc
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Publication date
Application filed by Mitsui High Tec Inc filed Critical Mitsui High Tec Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のICカードに比較して更に小型化が可
能で、しかも配線等の手間の少ないICカードを提供す
る。 【解決手段】 信号の授受を行う送信アンテナ13及び
受信アンテナ14を有する無接触型のICカード10に
おいて、送信アンテナ13及び受信アンテナ14を、I
Cカード10の本体回路が形成されたチップ17内に一
体として形成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、送信及び受信のア
ンテナを有し、外部機器と非接触による信号のやり取り
を行うことが可能なICカードに関する。
【0002】
【従来の技術】ICカードは信号の授受を端子を介して
接触的に行うものと、無線信号によって信号の授受を行
う非接触式のものがあるが、ICカードは常時携帯して
繰り返し使用するものであるから、非接触式のICカー
ドの方が寿命が長く、故障も少ないという利点を有して
いる。このような非接触式のICカードの技術として
は、例えば、特開昭58−151572号公報記載のデ
ータ送信装置があり、空間に形成された振動エネルギー
等の場のエネルギーを受波して電力を発生して、これを
電源とし、内部の装置を駆動し、別に設けたアンテナ等
の結合器を介して信号の授受を行うものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報記載の技術においては、アンテナを構成する送受信用
のコイル、送受信器、CPU、メモリ等はそれぞれ独立
の機器によって構成され、これらが配線によって連結さ
れているので、ICカード自体が大型化し、更にはその
組立、配線等も面倒であるという問題があった。本発明
はかかる事情に鑑みてなされたもので、従来のICカー
ドに比較して更に小型化が可能で、しかも配線等の手間
の少ないICカードを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項1
記載のICカードは、信号の授受を行う送信アンテナ及
び受信アンテナを有する無接触型のICカードにおい
て、前記送信アンテナ及び受信アンテナを、該ICカー
ドの本体回路が形成されたチップ内に一体として形成し
ている。請求項2記載のICカードは、請求項1記載の
ICカードにおいて、前記本体回路、前記送信アンテナ
及び受信アンテナは、スライスしたシリコンウェハーに
形成されている。請求項3記載のICカードは、請求項
1又は2記載のICカードにおいて、外部から電力の供
給を受ける受電用アンテナを備え、該受電用アンテナも
前記チップに形成されている。そして、請求項4記載の
ICカードは、請求項1〜3のいずれか1項に記載のI
Cカードにおいて、前記送信アンテナ及び/又は受信ア
ンテナのインダクタンスは、前記本体回路内に設けられ
た半導体スイッチによって切替えられる構造となってい
る。なお、以上において、ICカードの本体回路とは、
ICカードを構成するために必要な回路、例えば、メモ
リ、CPU等をいう。また、送信アンテナと受信アンテ
ナを兼用させて、用途によって切り換えて使用する場合
も本発明は適用される。
【0005】請求項1〜4記載のICカードにおいて
は、送信及び受信のアンテナをチップ内に形成している
ので、送信及び受信のアンテナの配線が省略される。こ
のアンテナの配線にあっては、絶縁物の上にアルミ等の
金属を蒸着又はスパッターリングした後、エッチングす
る方法があり、他の回路とは直接リードパターンを形成
して構成する。また、コイル状のアンテナは、多層のパ
ターンを形成して立体状に形成することも可能である
が、製造工程が複雑となるので、コイルを渦巻き状にし
て平面状にアンテナを形成するのが好ましい。特に、請
求項2記載のICカードは、本体回路、送信アンテナ、
受信アンテナ等がスライスしたシリンコンウェハーに形
成されているので、全体として1チップで非接触型のI
Cカードを構成できることになる。請求項3記載のIC
カードにおいては、外部からの電力を受ける受電用アン
テナもチップ内に備えているので、外部からの電力の供
給を無線で受け取ることができ、これを整流すれば電源
として使用できる。そして、請求項4記載のICカード
においては、送信アンテナ及び/又は受信アンテナのイ
ンダクタンスは、本体回路内に設けられた半導体スイッ
チによって切替えられる構造となっているので、発信周
波数や受信周波数を変える場合に、便宜がある。
【0006】
【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。ここに、図1は本発明の一実施の形
態に係るICカードの説明図であり、(A)は平面図、
(B)は正面図である。図1に示すように、本発明の一
実施の形態に係るICカード10は、シリコンウェハー
11上に直接形成された送受信回路12と、これに接続
される送信アンテナ13及び受信アンテナ14と、外部
からの電力を受ける受電用アンテナ15と、全体を制御
し内部にメモリを備えた制御回路16とを備えたチップ
17が、合成樹脂製のケーシング18内に埋設されて構
成されている。以下、これらについて、詳しく説明す
る。
【0007】まず、前記チップ17の製造方法について
説明すると、チップ17の製造には、多結晶シリコンか
らシリコン単結晶棒を製造する第1工程と、前記シリコ
ン単結晶棒からシリコンウェハーを製造する第2工程
と、前記シリコンウェハーから所定の処理を行って抵
抗、容量、インダクタンスを含む能動回路、並びにトラ
ンジスタを含む受動回路が組み込まれたモノリシック集
積回路領域部を形成する第3工程と、全体表面に耐熱樹
脂被膜を形成する第4工程とを有している。
【0008】第1工程においては、多結晶シリコンを融
解し、CZ法(引上げ法)やFZ法(フローティングゾ
ーン法)等の周知の手段によってシリコンの単結晶棒を
製造する。製造されたシリコンの単結晶棒をスライス
し、直径を揃えるために円周を研削して、円周側面にオ
リエンテーション・フラット19の平面加工を行う。こ
のオリエンテーション・フラット19は結晶の方向や、
各種処理を行う場合の基準位置として使用されるが、シ
リコンウェハー11の不使用部分に設ける貫通孔やシリ
コンウェハー上に周知のアライメント・マークを設ける
ことによって代えることも可能である。第2工程におい
ては、このシリコンの単結晶棒をダイヤモンドカッター
で薄くスライスし、表面をラッピング研磨して鏡面とし
超純水で洗浄して、純粋なシリコンからなるシリコンウ
ェハーを製造する。
【0009】第3工程においては、第2工程によって製
造されたシリコンウェハーに不純物を混入して、P型、
N型又は厚み方向片側がP型で他側がN型の半導体を製
造する。この製造方法としては、拡散法が一般的である
が合金法、イオン注入法、CVD法(化学的気相成長
法)等であってもよい。硼素等3価の不純物を混入する
とP型の半導体になり、リン等の5価の不純物を混入す
るとN型の半導体になる。次に、このように不純物が混
入されて特定の極性の半導体になったシリコンウェハー
の表面に、周知のCVD法(化学的気相成長法)によっ
て酸化膜(SiO 2 )からなる絶縁層を形成する。な
お、前記CVD法には常圧CVD法、減圧CVD法及び
プラズマCVD法がある。
【0010】次に、前記絶縁層に窓を設け、その部分に
不純物拡散を行って回路を作る。まず、IC化したい回
路図を基にCADを用いてパターンを作り、これを実際
のシリコンウェハーの大きさに縮小したマスクを用意す
る。そして、ネガ型レジスト液を均一に塗布すると共に
加熱乾燥して、シリコンウェハー上にフォトレジスト膜
を均一に形成する。この状態で、前記マスクを通じて紫
外線を照射しパターンを転写する。この後、シリコンウ
ェハーを溶剤に入れて紫外線が当たらず反応しなかった
フォトレジスト膜だけを溶かし、紫外線が当たって反応
したフォトレジスト膜だけをシリコンウェハー上に残
し、シリコンウェハー全体を加熱して残ったフォトレジ
スト膜をシリコンウェハー上に固定させる。次に、この
シリコンウェハーを酸化膜だけを溶かす薬液に入れると
フォトレジスト膜の形成されていない部分の酸化膜が除
去されて酸化膜に窓が開くことになる。前記処理によっ
て開かれた窓に、熱拡散法やイオン注入法等で不純物を
拡散する。こうした工程を何回か繰り返して、所定のモ
ノリシック集積回路領域部に送受信回路12及び制御回
路16を含む半導体回路を形成する。
【0011】また、送信アンテナ13、受信アンテナ1
4及び受電用アンテナ15については、シリコンウェハ
ー11の上にSiO2 からなる絶縁皮膜を形成した後、
アルミニウムや銅からなる導体皮膜を形成する。この導
体皮膜の形成は、蒸着法、スパッターリング法又は無電
解めっき法等の方法によって行なう。そして、この上
に、フォトレジスト膜を均一に形成し、所定のコイルパ
ターンを露光して現像し、エッチング処理によって、フ
ォトレジスト膜の形成されていない部分の導体を除去
し、所定形状のアンテナコイルを形成する。アンテナコ
イルが複数巻の場合には、渦巻き状にアンテナコイルを
形成し、アンテナコイルの外側端子は前記エッチング処
理によって形成する。このアンテナコイルの内側端子に
接続するリードは、その上に絶縁層を形成した後、導体
皮膜を形成し更にフォトレジスト膜を形成して、露光・
現像処理を行った後、エッチング処理して形成する。
【0012】この実施の形態においては、送受信回路1
2、制御回路16、送信アンテナ13、受信アンテナ1
4及び受電用アンテナ15を平面的に見て異なる位置に
配置しているが、重ねて配置し、全体として立体構造と
する場合も本発明は適用される。また、受電用アンテ
ナ、受信アンテナ及び送信アンテナをシリコンウェハー
11の外周部に形成し、送受信回路12、制御回路16
等を内側に形成することも可能であり、これによって、
少ないコイルの巻数で大きなインダクタンスを形成する
ことができる。
【0013】次に、全体の回路について説明すると、送
受信回路12は通常のデータの送信回路と受信回路が組
み合わさった回路からなって、送信回路はデジタルのパ
ルス信号を直接送信アンテナに送る構造となっていても
よいが、パルス信号より更に周波数の高い搬送波を作る
発信回路と、所定のデジタル信号を前記搬送波に変調
(AM、FM又はPM変調)する変調回路を備え、電波
信号として送信アンテナ13に送る方がノイズ等の除去
も確実で安定性のよい信号を送ることができる。また、
前記受信回路は外部、即ちICカードのリーダーから発
する電波信号を受信するもので、検波回路を備え搬送波
から信号分を取り出すようになっている。
【0014】前記制御回路16には、コンピュータ部
と、受電用アンテナ15で受信した交流電力を整流して
直流にする整流回路とを備えている。前記整流回路は通
常のブリッジ整流回路からなって、高周波電流を整流し
て直流化して、制御回路16及び送受信回路12の電源
としている。高周波電流をそのまま整流すると脈流にな
るが、これを平滑にする平滑コイル、場合によってはコ
ンデンサを、シリコンウェハー11内に組み込んでもよ
い。また、前記コンピュータ部には、CPUを備え受信
回路によって受信した外部からの信号を処理して、付属
するROMに記載されたプログラムに基づき、付属する
メモリ(EEPROM)に書き込めるようになっている
と共に、このメモリに記載されたデータを外部からの信
号に基づき、送信回路を介して外部に送信できるように
なっている。
【0015】従って、このICカードにおいては、受電
用アンテナ15によって外部から電力の供給を受ける
と、内部で整流して電源とする。従って、電池等が不要
である。また、外部からの信号を受信アンテナ14によ
って受信し受信回路に送って信号分を取り出し、制御回
路16に送って所定のメモリに記憶する。そして、外部
からの信号に基づいて、メモリに記載されたデータを読
み出し、これを送信回路を通じて外部に送っている。
【0016】前記実施の形態においては、送信アンテナ
13と受信アンテナ14を別々に配置しているが、兼用
させることも可能であり、更には、アンテナコイルの途
中又は層間に半導体スイッチを入れてそのインダクタン
スを変えて、送信アンテナ、受信アンテナとすることも
できる。また、受電用アンテナに電力を供給する搬送波
に、外部(カードリーダー)の信号を変調して送ってよ
い。そして、ICカードに受電用アンテナを設けず、薄
型の太陽電池を搭載して電源としてもよく、この場合、
液晶パネルも合わせて設けて内部のデータの状況を表示
するようにしてもよい。
【0017】
【発明の効果】請求項1〜4記載のICカードにおいて
は、送信及び受信のアンテナをチップ内に形成している
ので、送信及び受信のアンテナの配線が省略され、製造
コストの削減を図ることができると共に、ICカードの
小型化を図ることも可能となる。特に、請求項2記載の
ICカードは、回路やアンテナ等がスライスしたシリン
コンウェハーに形成されているので、ICカードに見合
った大きさに形成できる。請求項3記載のICカードに
おいては、外部からの電力を受ける受電用アンテナもチ
ップ内に備えているので、電池等が不要となり、使用し
ない場合には作動せず、使用する場合のみ動作するIC
カードを提供できる。そして、請求項4記載のICカー
ドにおいては、送信アンテナ及び/又は受信アンテナの
インダクタンスが変更可能であるので、コイルスペース
を狭くすることができ、更には小さなスペースに大きな
アンテナコイルを作ってより感度を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)、(B)は本発明の一実施の形態に係る
ICカードの説明図である。
【符号の説明】
10 ICカード 11 シリコン
ウェハー 12 送受信回路 13 送信アン
テナ 14 受信アンテナ 15 受電用ア
ンテナ 16 制御回路 17 チップ 18 ケーシング 19 オリエン
テーションフラット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 信号の授受を行う送信アンテナ及び受信
    アンテナを有する無接触型のICカードにおいて、 前記送信アンテナ及び受信アンテナを、該ICカードの
    本体回路が形成されたチップ内に一体として形成したこ
    とを特徴とするICカード。
  2. 【請求項2】 前記本体回路、前記送信アンテナ及び受
    信アンテナは、スライスしたシリコンウェハーに形成さ
    れている請求項1記載のICカード。
  3. 【請求項3】 外部から電力の供給を受ける受電用アン
    テナを備え、該受電用アンテナも前記チップに形成され
    た請求項1又は2記載のICカード。
  4. 【請求項4】 前記送信アンテナ及び/又は受信アンテ
    ナのインダクタンスは、前記本体回路内に設けられた半
    導体スイッチによって切替えられる構造となっている請
    求項1〜3のいずれか1項に記載のICカード。
JP8337566A 1996-12-02 1996-12-02 Icカード Pending JPH10162112A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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