JPH11149538A

JPH11149538A - 複合ｉｃモジュールおよび複合ｉｃカード

Info

Publication number: JPH11149538A
Application number: JP31394697A
Authority: JP
Inventors: Susumu Emori; 晋江森; Hidemi Nakajima; 英実中島; Susumu Igarashi; 進五十嵐; Kazuo Kobayashi; 一雄小林
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-14
Also published as: JP3800766B2

Abstract

(57)【要約】【課題】接触型と非接触型との双方の電力、信号の伝達
機能を兼備する複合ＩＣカードで、非接触結合素子と複
合ＩＣモジュールとの接続を不要にし、且つ非接触伝達
機構の受信特性を改善し、また磁気ストライプやエンボ
ス加工にも適用できる複合ＩＣカードを提供可能とす
る。【解決手段】複合ＩＣカード用のＩＣモジュールであっ
て、接触型通信機能と非接触型通信機能を内蔵したＩＣ
を実装したＩＣモジュールと、非接触伝達用のアンテナ
とを具備し、前記ＩＣモジュールと非接触伝達用のアン
テナとにそれぞれ信号伝達用のコイルを互いに密結合す
るように配設し、ＩＣモジュールと非接触伝達用アンテ
ナとがトランス結合によって非接触に結合するように構
成した複合ＩＣカードのＩＣモジュールのトランス結合
素子を巻線コイルとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は情報記録媒体に関
し、詳しくは、オフィス・オートメーション（Office A
utomation 、いわゆるOA）、ファクトリー・オートメー
ション（Factor-y Automation 、いわゆるFA）、あるい
はセキュリティー（Security）の分野等で使用されるＩ
Ｃカード等に代表される情報媒体において、電力の受給
と信号の授受を電気接点を介して行う接触型と、電源電
力の受電、並びに信号の授受を電磁結合方式によってＩ
Ｃカードに電気接点を設けることなく非接触状態で行う
非接触型の双方の機能を有する複合ＩＣカードに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体メモリー等を内蔵するＩＣカード
の登場により、従来の磁気カード等に比べて記憶容量が
飛躍的に増大するとともに、マイクロコンピュータ等の
半導体集積回路装置を内蔵することによってＩＣカード
自体が演算処理機能を有することで情報媒体に高いセキ
ュリティー性を付与することができるようになった。

【０００３】ＩＣカードはＩＳＯ（International Orga
nisation for Standardisation）で国際的に規格化され
ており、一般的にＩＣカードはプラスチックなどを基材
とするカード本体に半導体メモリー等のＩＣが内蔵さ
れ、カード表面に外部読み書き装置との接続のために金
属製の導電性端子が設けられており、そのＩＣカードと
外部読み書き装置とのデータの交信のためにＩＣカード
を外部読み書き装置のカードスロットに挿入して用いる
ものである。これは、大量データ交換や決済業務等交信
の確実性と安全性が求められる用途、例えばクレジット
や電子財布応用では好都合である。

【０００４】一方、入退室等のゲート管理への適用に際
しては、認証が主たる交信内容であって、交信データ量
も少量の場合が多く、より簡略な処理が望まれる。この
問題を解決するために考案された技術が非接触ＩＣカー
ドである。これは、空間に高周波電磁界や超音波、光等
の振動エネルギーの場を設けて、そのエネルギーを吸
収、整流してカードに内蔵された電子回路を駆動する直
流電力源とし、この場の交流成分の周波数をそのまま用
いるか、或いは逓倍や分周して識別信号とし、この識別
信号をアンテナコイルやコンデンサ等の結合器を介して
データを半導体素子の情報処理回路に伝送するものであ
る。

【０００５】特に、認証や単純な計数データ処理を目的
とした非接触ＩＣカードの多くは、電池とＣＰＵ（Cent
ral Processing Unit，中央処理装置）を搭載しないハ
ードロジックの無線認証（Radio Frequency IDentifica
tion。以下ではこれを単にＲＦ−ＩＤと呼ぶ）であり、
この非接触ＩＣカードの出現によって、磁気カードに比
較して偽造や改竄に対する安全性が高まるとともに、ゲ
ート通過に際してカードの携帯者はゲート装置に取り付
けられた読み書き装置のアンテナ部に接近させるか、携
帯したカードを読み書き装置のアンテナ部に触れるだけ
でよく、カードをケースから取り出して読み書き装置の
スロットに挿入するというデータ交信のための煩雑さは
軽減された。

【０００６】近年になって、多目的な用途に１枚のカー
ドで対応することを目的として前者の外部端子を持つ接
触型の機能と後者の無線通信によってデータ交信する非
接触型の機能を有する複合型のＩＣカードが考案されて
いる。接触型のＣＰＵ処理という高いセキュリティー性
と非接触型の利便性という双方の利点を結合したもので
ある。

【０００７】さて、一般的に、複合ＩＣカードは以下の
ように製作される。エッチングによって形成された非接
触伝達用の金属箔のアンテナコイルがＩＣモジュールの
嵌合穴を明けられたシートと基材によって挟み込まれ、
ラミネートされてカード本体が製作される。このとき、
アンテナコイルとＩＣモジュールとの接続のための２つ
のアンテナ端子はカード本体の嵌合穴の内部で露出して
いる。ＩＣモジュールの一方の面は外部機器との接続の
ための金属の端子電極が形成されている。もう一方の面
にＩＣが実装され、アンテナとの接続のための端子が設
けられる。この端子には導電性接着剤が塗布される。端
子に導電性接着剤が塗布されたＩＣモジュールのその端
子とカードのアンテナ端子とが重なり合うようにＩＣモ
ジュールがカード本体の嵌合穴に据え付けられた後、熱
と圧力を加えてＩＣモジュールの端子とアンテナ端子と
が結合されて実装を終了する。

【０００８】このような実装法は比較的簡便であるが、
ＩＣモジュールとアンテナとの接続部の状態を確認する
ことが困難であり、その接続信頼性が問題となる。ま
た、機械的な応力により接続部の劣化が起こりやすい。
さらに、ＩＣモジュールとアンテナとの接続のために導
電性接着剤の塗布工程や熱圧着工程が必要となるので、
従来の外部端子付きＩＣカードの製造装置を使用しにく
く、新しく製造ラインを設置しなければならない。

【０００９】複合ＩＣカードのカード製造工程でのＩＣ
モジュールとアンテナとの接続を不要とする従来の技術
としては、例えば特開平７−２３９９２２号公報に示さ
れるものがある。これによれば、ＩＣカード用ＩＣモジ
ュールであって、該ＩＣモジュールは、ＩＣチップと、
該ＩＣチップと電気的に接続され外部機器との間で情報
及び／またはエネルギーの伝達を行う伝達機構と、該Ｉ
Ｃチップ及び該伝達機構とを支持する支持体とからな
り、前記伝達機構が、コイルまたはアンテナからなる非
接触型伝達機構と、前記支持体表面に設けられた導体を
パターン化した複数の端子電極からなる接触型伝達機構
と、を備えた構成とし、接触型と非接触型の両方の方式
に対応可能な機能をモジュール化して、このＩＣモジュ
ールをプラスチックカード基体に嵌合固定するものであ
る。

【００１０】さらに、前記の実現手段として非接触伝達
のためのアンテナまたはコイルを端子電極の周囲を囲む
ように設けるか、逆に、アンテナを中心に据え、その周
囲に端子電極を設けるとしている。つまり、非接触伝達
用のアンテナをＩＣモジュール内に収納することで、最
終工程であるＩＣモジュールのカード基板への実装工程
におけるアンテナコイルとＩＣモジュールとの接続を不
要としたものである。

【００１１】しかしながら、ＩＣモジュール基板の端子
電極の周囲にプリントパターンでアンテナコイルを設け
る方法では、通常のＩＣモジュールの面積が１２ｍｍ×
１２ｍｍ程度であるのでアンテナコイルの大きさは上記
の数値を超えることは許容されない。よって、ＩＣモジ
ュール内で端子電極の外周部にコイルを配置した場合に
は、プリントコイルを形成するとしても数巻きしかとれ
ないことになり、コイルの面積が小さいことも影響して
十分な電力を受信することができず、交信距離が数ミリ
メートル以下の密着結合のみが許される。これでは非接
触伝達機能を付加する効果が小さい。

【００１２】接触型伝達機構に非接触伝達機構を付与す
る効果は数十ミリメートルから百ミリメートルを超える
交信距離によって得られるものであり、この領域におい
て、カードを外部読み書き装置のアンテナ部に「かざ
す」ことで交信が達成可能となる。そうするためには、
コイルの面積を大きくするか、巻数を多くすることが必
要である。しかし、実用的な巻数にするとエンボス領域
にかかってしまうことになる。

【００１３】また、後者のアンテナの周囲に端子電極を
設ける配置は、エンボス領域への侵犯が明白であり、外
部端子付きＩＣカードの規格であるＩＳＯ７８１６から
大きく逸脱したものであって、市場に受け入れられる可
能性は低い。結果として、プリントコイルによる方法で
は収容効率が低く伝達効率を向上させる他の方策を施さ
なければならない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
従来の技術が持つ問題点に着目してなされたものであ
り、ＩＣモジュールと非接触伝達用のアンテナコイルと
の接続の必要がなく、十分な交信距離が得られる受信感
度を有し、しかも、接触型と非接触型の双方の伝達機構
を実用的な動作状態を維持できる技術を複合ＩＣモジュ
ールおよび複合ＩＣカードを提供することを課題とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明が提供する手段とは、すなわち、まず請求項１
に示すように、ＩＣモジュールが、ＩＣカード用の接触
型伝達機能と非接触型伝達機能とを内蔵したＩＣチッ
プ、接触型伝達素子である外部端子を形成したモジュー
ル基板、および非接触伝達機構の第１の結合コイルから
構成されており、該ＩＣモジュールの第１の結合コイル
が、アンテナ素子は外部読み取り装置と電力の受給と信
号の授受とを行うことが可能なアンテナと該アンテナ素
子に接続された第２の結合コイルとを具備しており、し
かも接触型と非接触型との双方の機能を備えるべく用意
されたＩＣカード部材の該第２の結合コイルと、互いに
密結合するように配設されることによって、該ＩＣモジ
ュールと該アンテナとがトランス結合によって非接触に
結合するように構成可能であって、しかも、前記ＩＣモ
ジュールに配置された第１の結合コイルが、絶縁皮膜を
施した導線を巻くことによって形成されてなることを特
徴とする複合ＩＣモジュールである。

【００１６】さらに好ましくは、請求項２に示すよう
に、請求項１に記載の複合ＩＣモジュールを基本構成と
しており、前記複合ＩＣモジュールの第１の結合コイル
が、前記ＩＣチップの封止材周囲にトロイダル状に巻か
れてなることを特徴とする複合ＩＣモジュールである。

【００１７】またに好ましくは、請求項３に示すよう
に、やはり請求項１に記載の複合ＩＣモジュールを基本
構成としており、前記複合ＩＣモジュールの第１の結合
コイルが、前記モジュール基板の周囲に巻かれているこ
とを特徴とする請求項１に記載の複合ＩＣモジュールで
ある。

【００１８】あるいはまた、請求項４に示すように、接
触型と非接触型との双方の機能を備えた複合ＩＣモジュ
ールと、該複合ＩＣモジュールとは電気的接続を持たな
いアンテナ素子とを具備する複合ＩＣカードであって、
該複合ＩＣモジュールが、接触型伝達機能と非接触型伝
達機能とを内蔵したＩＣチップ、接触型伝達素子である
外部端子を形成したモジュール基板、および非接触伝達
機構の第１の結合コイルから構成され、前記アンテナ素
子は、外部読み取り装置と電力の受給と信号の授受とを
行うアンテナと、該アンテナ素子に接続された第２の結
合コイルとを具備しており、該複合ＩＣモジュールの第
１の結合コイルと非接触伝達用のアンテナ素子の第２の
結合コイルとが、互いに密結合するように配設され、複
合ＩＣモジュールとアンテナ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ており、しかも、該複合
ＩＣモジュールに配置された第１の結合コイルが、絶縁
皮膜を施した導線を巻くことによって形成されてなるこ
とを特徴とする複合ＩＣカードである。

【００１９】さらに好ましくは、請求項５に示すよう
に、請求項４に記載の複合ＩＣカードを基本構成として
おり、前記複合ＩＣモジュールの第１の結合コイルが、
ＩＣチップの封止材周囲にトロイダル状に巻かれてなる
ことを特徴とする複合ＩＣカードである。

【００２０】また好ましくは、請求項６に示すように、
請求項４に記載の複合ＩＣカードを基本構成としてお
り、前記複合ＩＣモジュールの第１の結合コイルが、前
記モジュール基板の周囲に巻かれていることを特徴とす
る複合ＩＣカードである。

【００２１】請求項１の複合ＩＣモジュールあるいは請
求項４の複合ＩＣカードのように構成することによっ
て、プリントコイルを用いた場合に比較して、結合コイ
ルの巻数をより多くすることができる。

【００２２】また請求項２の複合ＩＣモジュール、ある
いは請求項５の複合ＩＣカードのように構成は、請求項
１の複合ＩＣモジュールあるいは請求項４の複合ＩＣカ
ードのより具体的な実現手段であり、前記の複合ＩＣモ
ジュールの第１のコイルをＩＣチップの封止材周囲にト
ロイダル状に巻いたものである。

【００２３】また請求項３の複合ＩＣモジュール、ある
いは請求項６の複合ＩＣカードのように構成も、やはり
請求項１の複合ＩＣモジュールあるいは請求項４の複合
ＩＣカードのより具体的な別の実現手段であって、複合
ＩＣモジュールの第１のコイルを前記モジュール基板の
周囲に巻くことで実現したものである。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明における非接触伝達機構の
基本構成と基本原理とを図面を用いて説明する。

【００２５】図５は、本発明の非接触伝達機構の原理を
説明する非接触結合回路の等価回路図である。図５にお
いて、非接触型の外部読み取り装置１００の送受信回路
１０１には複合ＩＣカード１の非接触伝達機構への電力
供給と情報の授受を行う電磁結合器である送受信コイル
１０２が接続されている。一方、複合ＩＣカード１の非
接触伝達機構は、外部読み取り装置１００の送受信アン
テナ１０２と直接電磁的に結合され電力の受信と情報の
授受に関与するアンテナコイル４と、アンテナコイル４
の両端に接続され並列共振回路を構成するコンデンサ１
５と、複合ＩＣモジュール２に実装された複合ＩＣチッ
プ６とそれに接続された第１の結合コイル８と、その第
１の結合コイル８にアンテナコイルで受信した信号を最
大効率で伝送するために並列共振回路のコンデンサ１５
の両端に接続された第２の結合コイル３からなる。この
とき、コンデンサ１５の接続は並列としたがアンテナコ
イル４と第２の結合コイル３との間に直列に接続するこ
とも好適に選択できる。また、線間容量を増大させるこ
とでコンデンサを省略することも可能である。

【００２６】ここで、外部読み書き装置１００から複合
ＩＣカード１に電力および情報を伝達する場合につい
て、各コイルの結合を以下に説明する。外部読み書き装
置１００の送受信回路１０１で発生された図示しない高
周波信号により、送受信コイル１０２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。このとき、複合ＩＣカード１がこの高
周波磁界中に位置すると、外部読み書き装置１００の送
受信コイル１０２により発生された高周波磁界により、
複合ＩＣカード１のアンテナコイル４とコンデンサ１５
で構成する並列共振回路に電流を流す。このとき、複合
ＩＣチップ６に直接接続された第１の結合コイル８と、
前記アンテナコイル４とコンデンサ１５の共振回路に接
続され第１の結合コイル８に電力伝送する第２の結合コ
イル３にも高周波磁界による電流が誘起されるが、前記
のアンテナコイル４に誘起される量に比べて一桁以上小
さいので、受信感度はアンテナコイル４の特性に大きく
依存する。

【００２７】アンテナコイル４とコンデンサ１５の共振
回路で受信した信号は第２の結合コイル３に伝達され
る。その後、第２の結合コイル３と第１の結合コイル８
とが最大伝達効率を示す密結合配置で第２の結合コイル
３と第１の結合コイル８とのトランス結合によって、複
合ＩＣチップ６に信号が伝達される。第２の結合コイル
３と第１の結合コイル８とのトランス結合の最大伝達効
率は回路定数の選択によって決定される。以上のように
して、受信特性の改善が達成される。

【００２８】さらに、第１の結合コイル８の巻数を多く
することによって第２の結合コイル３との結合係数が大
きくなり、複合ＩＣチップ６に伝達されるエネルギーは
さらに増大する。しかしながら、現在の印刷配線板の製
造技術では０．１ｍｍのパターン幅が限界でありプリン
トコイルではＩＣカードのモジュール基面内に数十巻き
することは困難である。

【００２９】一方、絶縁皮膜を施した導線によってコイ
ルを形成することは磁気ヘッド技術の進歩により、数十
ミクロン径まで可能となっている。その技術に着目し
て、本発明の複合ＩＣモジュールとアンテナとの結合コ
イルを絶縁皮膜を施した導線によって形成する手段を考
案するに至った。

【００３０】

【実施例】図１は、本発明にかかる複合ＩＣカードの概
略構成図である。本発明にかかる複合ＩＣカード１は本
発明の複合ＩＣモジュール２とシート状の樹脂の表面に
プリントコイルで形成した第２の結合コイル３とアンテ
ナコイル４とを持つアンテナ基板５を樹脂封入したカー
ド基板１０からなる。

【００３１】複合ＩＣモジュール２は接触型伝達部であ
るパターン形成した端子電極７と、図示しない接触型イ
ンターフェースと非接触型インターフェースとを内蔵し
た複合ＩＣチップ６と、複合ＩＣチップ６の周囲、また
はモジュール基板９の周囲に絶縁皮膜を施した導線によ
って形成された非接触型伝達部の第１の結合コイル８、
そしてモジュール基板９からなる。複合ＩＣチップ６は
モジュール基板９の端子電極７の形成面とは反対側の面
に実装される。複合ＩＣチップ６とモジュール基板９の
端子電極７とはスルーホールで接続される。複合ＩＣチ
ップ６と第１の結合コイル８の回路パターンとは半田や
導電性接着剤を用いて熱溶着されて回路が形成される。
この接続は、複合ＩＣチップ６の回路形成面とモジュー
ル基板９とをワイヤボンドすることによっても実現され
うる。

【００３２】複合ＩＣチップ６をモジュール基板９に実
装し、回路接続された後に、複合ＩＣチップ６は樹脂封
止１６され、その後、複合ＩＣチップ６の周囲、または
モジュール基板９の周囲に絶縁皮膜を施した導線を巻
き、モジュール基板９の回路パターンと第１の結合コイ
ル８の端子とを接続することで複合ＩＣモジュール２が
完成する。図２（ｂ）は第１の結合コイル８を複合ＩＣ
チップ６の樹脂封止１６の周囲に巻線コイルを形成した
場合について示した。

【００３３】続いて、本発明による複合ＩＣカード１は
概略以下のようにして製作される。まず、樹脂基板にプ
リントコイルで第２の結合コイル３とアンテナコイル４
とコンデンサ１５を形成したフレキシブルなアンテナ基
板５が準備される。ここで、第２の結合コイル３とアン
テナコイル４とは絶縁被覆した導線を巻いて形成しても
よい。アンテナ基板５の樹脂としては塩化ビニルが使用
されたが、その他、ポリイミド、ポリカーボネート、Ｐ
ＥＴなども適用でき、材料は一種に固定されるものでは
ない。

【００３４】次に、射出成形によりアンテナ基板５を封
入してカード基板１０を成形する。成形の際、第２の結
合コイル３が複合ＩＣモジュール２の実装位置に重なる
ように位置決めされ配置される。射出成形によるカード
基板１０の製作と同時に複合ＩＣモジュール２の嵌合穴
１１を形成する。最後に、カード基板１０の複合ＩＣモ
ジュール２の嵌合穴１１に複合ＩＣモジュール２を接着
することで複合ＩＣカード１が完成する。カード基材と
しては塩化ビニルを用いたが、その他、ポリカーボネー
トなど十分なカードの特性が得られるもので有ればすべ
て本発明に適用できる。

【００３５】図１（ａ）において、カード基板１０は表
面と裏面に分離して描いてあるが、本来一体のものであ
り、図ではカード基板に封入されるアンテナ基板５にお
ける結合コイルと嵌合穴１１との関係を明確に説明する
ために修飾されている。

【００３６】本発明において、カードの製作を射出成形
としたが、カード特性を維持する方法であればいずれも
本発明に適用可能であって、例えば、ラミネート方式、
接着材充填方式であってもよい。また、ＩＣモジュール
の嵌合穴１１は、カード成形後にくりぬき加工すること
も本発明に含まれる。

【００３７】図２は、複合ＩＣチップ６の周囲に第１の
結合コイル８を巻いた実施例である。第１の結合コイル
８の形成の準備として、樹脂封止１６の工程まで製作し
た複合ＩＣモジュール２の樹脂封止１６の周囲を切削手
段などにより巻線しやすくなるように加工する。その
後、巻線機によって複合ＩＣモジュール２の樹脂封止１
６の周囲に直接巻線を施す。所定巻数の巻線作業終了
後、図示しない第１の結合コイル８の接続端子の絶縁皮
膜を除去して、モジュール基板９の図示しない所定の回
路パターンに接続する。

【００３８】このとき、樹脂封止１６を施す際に巻線を
容易にするように型を用いるなどして樹脂封止すること
により樹脂封止１６の切削加工を省略できる。また、巻
線を複合ＩＣチップ６の周囲に直接巻かずに、コイル巻
線機を用いて別工程で平面コイルを製作し、モジュール
基板９に接着して第１の結合コイル８としてもよい。本
実施例では、製作されたコイルの断面形状を角丸の矩形
としたが、この他にも楕円形や円形あるいはその他の形
状であってもよく、本発明はその形状を特に限定するも
のではない。

【００３９】図３は、複合ＩＣチップ６の樹脂封止１６
の周囲にコイル枠１７に巻かれた第１の結合コイル８を
実装した実施例である。第１の結合コイル８は、コイル
枠１７の図示しない溝に整列巻きされる。コイル枠１７
に巻線を施された第１の結合コイル８は、コイル枠１７
とモジュール基板９との間で接着される。その後、第１
の結合コイル８の図示しない接続端子がモジュール基板
９の図示しない所定の回路パターンに接続される。この
とき、コイル枠１７にコイルの接続のための端子を設け
ることで、モジュール基板９と第１コイル８との接続が
簡略化されうる。本実施例に於けるコイル枠１７の断面
形状は角丸の矩形としたが、前記同様に円形あるいはそ
の他の形状であってもよい。

【００４０】図４は、モジュール基板９の端面に第１の
結合コイル８を巻いた実施例である。角丸を施した複合
ＩＣモジュール２のモジュール基板９の周囲（厚さ方
向）に巻線を施すことによっても第１の結合コイル８を
形成できる。モジュール基板９の周囲への巻線は複合Ｉ
Ｃチップ６の実装に先立って実行された。これは、複合
ＩＣモジュール２の製作工程の最後に行ってもよく、工
程の順序を制限するものではない。角丸を施した複合Ｉ
Ｃモジュール２のモジュール基板９の周囲（厚さ方向）
に巻線を施すことにより、モジュール基板９の厚さを
０．３ｍｍとすると、エンボス形成を考慮してもモジュ
ール基板９の外形から、１ｍｍの幅でコイルを巻くこと
が可能であり、巻線径を０．１ｍｍとすると３×１０＝
３０回巻くことが可能である。これは、プリントパター
ンで巻線を形成した場合の５倍以上になる。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に於ける複合ＩＣモジュールは、外部端子付きの接触型
とアンテナコイル等の非接触結合素子を持つ非接触型の
双方の方式に対応可能な機能を有しており、この複合Ｉ
Ｃモジュールを組み込んだ複合ＩＣカードは、ＩＣモジ
ュールとアンテナコイルとの間にトランス結合回路素子
を設けることで、ＩＣモジュールとアンテナコイル間を
電気的に接続することなく電力の受給と信号の送受を行
うように構成した。

【００４２】そして、ＩＣモジュールのトランス結合素
子を巻線コイルで実現し、ＩＣチップの樹脂封止部の周
囲に直接巻き付けるか、あらかじめ製作された平面コイ
ルとなしモジュール基板に直接接着するか、コイル枠に
コイルを巻いてこのコイル枠をモジュール基板に接着す
るか、あるいはモジュール基板の端面に巻くなどして、
モジュール基板の結合コイルの巻数を許された範囲内で
可能な限り多く取るようにしたことで、この複合ＩＣモ
ジュールを組み込んだ複合ＩＣカードでは、アンテナコ
イルで受信した電磁エネルギーを高い結合係数でトラン
ス結合してＩＣチップに伝達できるようになった。

【００４３】このことにより、非接触伝達機能の利点で
ある外部読み書き装置のアンテナ近傍にカードを「かざ
す」ことで通信可能な感度特性を一層向上できるという
効果を得られた。さらに、カードの受信感度が大きくな
ることで通信距離の増大、そして／または外部読み書
き装置の送信出力の抑制が実現できるようになった。こ
のことは、電波法によって非接触型ＩＣカード用（複合
ＩＣカード用）の送信出力が規制されているためにこの
ようなＩＣカードにとって好都合である。加えて、ＩＣ
モジュールとカード基板に内蔵されたアンテナ回路との
間の接続が不要であることから、カード基板に設けられ
た嵌合穴にＩＣモジュールを接着実装するという従来の
技術に関わるＩＣカード製造工程をそのまま利用するこ
とが出来るとともに、そのカードに曲げ応力などの機械
的応力が加えられた場合でも、その間の接続点を持たな
いために故障を生じる危険がきわめて少ない。

【００４４】以上総じて、本発明によると、ＩＣモジュ
ールと非接触伝達用のアンテナコイルとの接続の必要が
なく、十分な交信距離が得られる受信感度を有し、しか
も、接触型と非接触型の双方の伝達機構を実用的な動作
状態を維持できる技術を複合ＩＣモジュールおよび複合
ＩＣカードを提供することが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるＩＣモジュールの概略構成図で
ある。

【図２】本発明の第１の実施例に関わるＩＣモジュール
の結合コイル実装の説明図である。

【図３】本発明の第２の実施例に関わるＩＣモジュール
の結合コイル実装の説明図である。

【図４】本発明の第３の実施例に関わるＩＣモジュール
の結合コイル実装の説明図である。

【図５】本発明の非接触伝達機構の原理を説明するため
の、非接触結合回路の等価回路図である。

【符号の説明】

１・・・・複合ＩＣカード２・・・・ＩＣモジュール３・・・・第２の結合コイル４・・・・アンテナコイル５・・・・アンテナ基板６・・・・複合ＩＣチップ７・・・・端子電極８・・・・第１の結合コイル９・・・・ジュール基板１０・・・カード基板１１・・・嵌合穴１５・・・コンデンサ１６・・・樹脂封止１７・・・コイル枠１００・・外部読み書き装置１０１・・送受信回路１０２・・送受信アンテナ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林一雄東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＣモジュールが、ＩＣカード用の接触型
伝達機能と非接触型伝達機能とを内蔵したＩＣチップ、
接触型伝達素子である外部端子を形成したモジュール基
板、および非接触伝達機構の第１の結合コイルから構成
されており、該ＩＣモジュールの第１の結合コイルが、アンテナ素子は外部読み取り装置と電力の受給と信号の
授受とを行うことが可能なアンテナと該アンテナ素子に
接続された第２の結合コイルとを具備しており、しかも
接触型と非接触型との双方の機能を備えるべく用意され
たＩＣカード部材の該第２の結合コイルと、互いに密結
合するように配設されることによって、該ＩＣモジュー
ルと該アンテナとがトランス結合によって非接触に結合
するように構成可能であって、しかも、前記ＩＣモジュールに配置された第１の結合コ
イルが、絶縁皮膜を施した導線を巻くことによって形成
されてなることを特徴とする複合ＩＣモジュール。
【請求項２】前記複合ＩＣモジュールの第１の結合コイ
ルが、前記ＩＣチップの封止材周囲にトロイダル状に巻
かれてなることを特徴とする請求項１に記載の複合ＩＣ
モジュール。
【請求項３】前記複合ＩＣモジュールの第１の結合コイ
ルが、前記モジュール基板の周囲に巻かれていることを
特徴とする請求項１に記載の複合ＩＣモジュール。
【請求項４】接触型と非接触型との双方の機能を備えた
複合ＩＣモジュールと、該複合ＩＣモジュールとは電気
的接続を持たないアンテナ素子とを具備する複合ＩＣカ
ードであって、該複合ＩＣモジュールが、接触型伝達機能と非接触型伝
達機能とを内蔵したＩＣチップ、接触型伝達素子である
外部端子を形成したモジュール基板、および非接触伝達
機構の第１の結合コイルから構成され、前記アンテナ素子は、外部読み取り装置と電力の受給と
信号の授受とを行うアンテナと、該アンテナ素子に接続
された第２の結合コイルとを具備しており、該複合ＩＣ
モジュールの第１の結合コイルと非接触伝達用のアンテ
ナ素子の第２の結合コイルとが、互いに密結合するよう
に配設され、複合ＩＣモジュールとアンテナとがトラン
ス結合によって非接触な結合が可能に構成されており、しかも、該複合ＩＣモジュールに配置された第１の結合
コイルが、絶縁皮膜を施した導線を巻くことによって形
成されてなることを特徴とする複合ＩＣカード。
【請求項５】前記複合ＩＣモジュールの第１の結合コイ
ルが、ＩＣチップの封止材周囲にトロイダル状に巻かれ
てなることを特徴とする請求項１に記載の複合ＩＣカー
ド。
【請求項６】前記複合ＩＣモジュールの第１の結合コイ
ルが、前記モジュール基板の周囲に巻かれていることを
特徴とする請求項１に記載の複合ＩＣカード。