JPH10506740A - データ媒体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１つの巻線を持つ第一の導体ループ（２）及び少なくとも１つの巻線を持つ第二の導体ループ（３）に結合されている半導体チップ（１）を備え、その断面積がほぼデータ媒体装置の寸法を持つデータ媒体装置において、第一の導体ループ（２）の断面積はほぼ半導体チップ（１）の寸法を備え、両導体ループ（２、３）が互いに誘導結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】 無接触チップカード チップカード、即ち半導体チップを搭載したプラスチックカードは、今日多く の場合、接点を備えた形で構成されている。その場合、チップカードは、その使 用の際に、ターミナルとこのカードとの間のデータの交換のためにオーム接触を 作る読み取り器にかけなければならない。 しかしまた、無接触チップカードも公知であり、また既に使用されている。こ のチップカードにおいてはターミナルとの接触は容量結合或いは誘導結合によっ て、即ち電磁界の電気的或いは磁気的関与によって行われる。この場合、特に誘 導結合が使用される。 誘導結合においてはチップカードのコイルとターミナルのコイルとの間に一定 の最少結合係数が必要である。この結合係数は、ターミナルコイルの大きさ、カ ードとターミナルコイルとの距離、カードとターミナルコイルとの相対的位置及 びカード内のコイルの大きさに関係する。カード内のコイルが大きければ大きい 程一般に結合係数が大きい。それ故、通常はカード内のコイルをできるだけ大き く形成することが望まれている。しかしながら、コイルはチップカードにおいて はチップと電気的に接続されていなければならない。面積の大きいコイルはその 取付け方法が技術的に労力を要し、就中、持ち運びの際の取扱いが難しい。接点 付きチップカードの従来の接点モジュールとほぼ同じ大きさの小形のコイルを作 り、これを取り扱うほうがはるかに簡単である。しかしその場合、所定の距離で は結合係数が著しく小さくなるか、同じ結合係数では到達距離が著しく減少する 。 この発明の課題は、それ故、これらの欠点を回避した持ち運び可能なデータ媒 体装置、特にチップカードを提示することにある。 この課題は、請求項１による持ち運び可能なデータ媒体装置により解決される 。有利な実施態様は従属請求項に記載されている。 この発明によるデータ媒体装置においては大きなコイルはターミナルコイルに 対して大きな結合係数を有する。それ故、その中に誘起される電流は、小さなコ イル内に誘導結合を介して電流を誘起することができる。小さなコイルはチップ もしくはモジュールメーカーが容易に作ることができ、支持体モジュールに作り 込むことができる。有利なことにこのコイルは、既に半導体チップに、例えばそ こに施されているアルミニウム導電路に実現されている。 大きなコイルはカードメーカーが簡単な方法でカードの上に或いはその中に作 り込むことができる。コイルは例えばプレーナ形のコイルとして印刷技術により 作ることができる。これにより、大きなコイルが変形したり、それ故その特性、 特にその品質及びインダクタンスが変化するというような持ち運び上の問題がな くなる。 データ媒体装置の大きなコイルと小さなコイルとの間の結合係数を良好にする ためには、コイル導体が相互にできるだけ小さな間隔で延在し、そこで良好に誘 導結合される範囲ができるだけ大きな長さを有することが重要である。これは、 この発明によれば、大きなコイル、即ち第二の導体ループが、ほぼ小さなコイル 、即ち第一の導体ループの寸法を持つ小さなループを形成することにより行われ る。この小さなループは、その場合、交差点を有して又は交差点なしに形成され る。しかしまた、両導体ループ、即ち大きなコイルと小さなコイルの結合範囲を 、できるだけ長くするために、蛇行状に形成することもできる。 例えば半導体チップの入力抵抗をターミナルに合わさなければならない場合に は、小さなコイル並びに大きなコイルに、或いはまた大きなコイルの小さなルー プだけに異なる巻数を設け、その結果変換が起きるようにすることも有利に可能 である。 結合ループの構成は、しかしまた、種々変形して、例えばインダクタンスとコ ンデンサとからなる共振回路として実現することもできる。これによりいかなる 変形例も作ることができる。即ち、閉鎖共振回路はターミナルに対する誘導結合 に適しており、開放共振回路は容量結合に適している。より高い周波数に対して は結合ループからアンテナが作られる。結合ループの共振を意識的に利用するこ とも可能である。 この発明を以下に図面を参照して実施例につき詳細に説明する。図において、 図１はこの発明による第一の持ち運び可能なデータ媒体装置のチップ及びコイル を概略的に、 図２はコイルの第二の実施例を概略的に、そして 図３はコイルの結合範囲の蛇行状経過を概略的に示す。 図には単に導体ループもしくはコイル及び半導体チップが概略的に示されてい る。第二の導体ループ２、即ち小さなコイルは図示の例では常に半導体チップ１ の回りに配置され、例えば図示されてない支持要素に、半導体チップ１と共に配 置される。しかしながらまた、小さなコイル２を直接半導体チップ１上に実現す ることもでき、この場合には取扱いがさらに容易になる。図１及び２においては 大きなコイル、即ち第二の導体ループ３はほぼチップカードの寸法を持っている ことが示されている。このコイルは例えばプレーナ形のコイルとして印刷技術に よりカードメーカーによりチップカードの中に或いはその上に配置することがで きる。第二の導体ループ３は、小さなコイル２に対して僅かな間隔で位置する小 さなループ４を形成している。このループはその場合小さなコイルの中に或いは 外に、さらにまたその上に或いはその下に配置することができる。図１において は大きなコイル３の小さなループ４は交差することなく実現されていることが示 されているが、図２においては小さなループ４は交差している。この場合、ルー プ４においては大きな導体ループ３におけるよりも巻数を多く或いは少なく設け ることが可能である。小さなコイル２と大きなコイル３とを備えたこの発明によ る構成においては、何時でも、両コイル２、３において異なる巻数を設けるよう にして、これにより例えばインピーダンス整合のための変換を可能にすることが できる。 図３は半導体チップ１に接続された小さな導体ループ２と大きな導体ループ３ との間の結合範囲の構成の異なる実施例を示す。この場合、結合範囲は、その長 さをできるだけ大きくするために、蛇行状に延びている。 持ち運び可能なデータ媒体装置を、それぞれ小さなコイル及び大きなコイルと して形成されている第一及び第二の導体ループで実現することは、必ずしもカー ドの形状に関係しない。このようなこの発明による構成は、勿論、半導体チップ より大きいいかなるデータ媒体装置においても可能である。

【手続補正書】 【提出日】１９９７年１０月２４日 【補正内容】 （1）発明の名称を「データ媒体装置」に補正する。 （2）請求の範を別紙のとおり補正する。 請求の範囲 １．少なくとも１つの巻数を持ちその断面積がほぼ半導体チップ（１）の寸法を 持つ 第一の導体ループ（２）に接続された単導体チップ（１）と、、少なくとも １つの巻数を持ちその断面積がほぼデータ媒体装置の寸法を有しかつ第一の導体 ループ（２）の寸法をほぼ有する第三のループ（４）を形成する範囲を有する 少 なくとも１つの巻数を持つ第二の導体ループ（３）とを備え、第一及び第二の導 体ループ（２、３）が第三のループ（４）を介して互いに誘導結合されているデ ータ媒体装置において、第一及び第三の導体ループ（２、４）がほぼ同心的に配 置されていることを特徴とする データ媒体装置。 ２．第一の導体ループ（２）が半導体チップ（１）を支持する支持要素に配置さ れていることを特徴とする請求項１記載のデータ媒体装置。 ３．第一の導体ループ（２）が半導体チップ（１）上に形成されていることを特 徴とする請求項１記載のデータ媒体装置。 ４．第一及び第二の導体ループ（２、３）が異なる巻数を持っている請求項１乃 至３の１つに記載のデータ媒体装置。 ５．導体ループのインダクタンスが周波数フィルタにおいて使用されることを特 徴とする請求項１乃至５の１つに記載のデータ媒体装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つの巻数を持つ第一の導体ループ（２）に接続された半導体チ ップ（１）と、少なくとも１つの巻数を持ち、その断面積がほぼデータ媒体装置 の寸法を有する少なくとも１つの巻数を持つ第二の導体ループ（３）とを備えた データ媒体装置において、第一の導体ループ（２）の断面積がほぼ半導体チップ （１）の寸法を持ち、両導体ループ（２、３）が互いに誘導結合されているデー タ媒体装置。 ２．第一の導体ループ（２）が半導体チップ（１）を支持する支持要素に配置さ れていることを特徴とする請求項１記載のデータ媒体装置。 ３．第一の導体ループ（２）が半導体チップ（１）上に形成されていることを特 徴とする請求項１記載のデータ媒体装置。 ４．第二の導体ループ（３）が第一の導体ループ（２）の少なくとも一部に僅か な間隔を持つ範囲（４）を備えるように両導体ループ（２、３）の誘導結合が行 われていることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載のデータ媒体装置。 ５．前記範囲（４）が蛇行状の通路を持っている請求項４記載のデータ媒体装置 。 ６．第二の導体ループ（３）の範囲（４）がほぼ第一の導体ループ（２）の寸法 を持つループを形成していることを特徴とする請求項４記載のデータ媒体装置。 ７．第一及び第二の導体ループ（２、３）が異なる巻数を持っている請求項１乃 至６の１つに記載のデータ媒体装置。 ８．導体ループのインダクタンスが周波数フィルタにおいて使用されることを特 徴とする請求項１乃至７の１つに記載のデータ媒体装置。