JPH11509024A - カードまたはラベル用の非接触電子モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電子モジュール（６）は、非接触カード（１）および／または非接触電子ラベルの製造に適したものであって、モジュール（６）の非接触動作を可能とするアンテナ（２）に接続可能な電子マイクロ回路（７）に対する筺体（10）を具備する。アンテナ（２）の全体は電子モジュール（６）上に配置され、巻線は筺体基板の平面にもうけられる。この電子モジュール（６）は非接触カードおよび電子ラベルの製造に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 カードまたはラベル用の非接触電子モジュール 本発明は、集積マイクロ回路で構成される電子モジュールを具備する、特に非 接触電子ラベルおよびチップカードのような携帯品の分野に関する。 本発明は、またこのようなモジュールおよびこのような携帯品の製造方法にも 関する。 携帯品は、例えば交通、電話または他のサービスに対する支払動作のような種 々の操作を実行することを意図したISOフォーマットの非接触カードの形式で周 知である。このような操作は、カードの電子モジュールと受信機または読み取り 装置の間の遠隔結合によって実行される。結合は読み取りモードでだけ、または 読み取り／書き込みモードで実行されるかもしれない。 カードに関して、本発明は明らかに接触などで動作するカードに関するだけで はないことは承知されるべきである。これは接触有り無しの両モードで動作する ことの可能な混合またはハイブリッドカードにも関する。かかる混合カードは、 例えば、価値の単位（貨幣単位あるいは各種サービスに対する支払単位）が記入 された後に、読み取り装置の傍を通過する際に、ある数の価値の上記単位によっ てそのカードが遠隔で引き落されるような電子現金支払形式の操作に使用される が、この形式の引き落は非接触操作である。もし必要であれば、これらのカード はその目的に設計された支払機において再び記入され得る。 本開示の必要上そして簡略化のために、非接触カードは混合カードおよび非接 触カードの双方の意味に使用される。 携帯品はまた、種々の識別または追跡操作に対しても一般的に使用される電子 ラベルの形式としても、周知である。これは第１にマイクロ回路を有する電子モ ジュールと、第２に比較的低周波数（150Khz）で動作するコイル状アンテナと組 み合され、モジュールの寸法と比較して相対的に大きい寸法の筺体とから構成さ れる。 これらは現在製造されているように、電子ラベル形式の携帯品は、多数の、特 には100以上の、巻数のアンテナを具備し、特にアンテナがモジュールのマイク ロ回路に溶接によって接続されるときにラベル製造段階において、これらの寸法 は取り扱いを困難にしている。 同様に、非接触形式の携帯品もまた不利な点を有している。これらは現在製造 されているように、非接触カードは通常の寸法の携帯品である。本発明に対する 通常の、しかし限定的ではない標準は、長さ8.5mm、幅54mm、厚さ0.76mmの標準 フォーマットのカードに対応するいわゆるISO 7810である。 最も良く知られたカードにおいては、各カードは、プラスチックシートのアセ ンブリで製造されたカード本体および、このアセンブリに埋め込まれ自己インダ クタンス形のコイル状アンテナに２つの端子を介して接続される集積回路または いわゆる「チップ」と呼ばれるマイクロ回路を具備する電子モジュールから構成 される。このチップはメモリを有し、ある場合にはマイクロプロセッサを具備す るかもしれない。電子モジュールの寸法は、本質的にカードの寸法より小さく、 カードを折り曲げることによりカードに加えられる機械的応力は角においてはカ ードの中央ほど高くないのでモジュールは普通カードの角の１つに配置される。 しかしながら、いくつかの周知の非接触カードにおいては、カード本体中の空 洞のための準備がなされ、カードの非接触操作を可能 とするために、集積回路に接続されるコイルに取り付けられるモジュールに対す る準備がなされている。 非接触カードのこのカテゴリにおいては、カードフォーマット中の認識ユニッ トの製造に対するDE-A-4311493(AMATECH)以後アセンブリユニットは特に周知で ある。 第１の実施例によれば、モジュール21は、その上に集積回路チップ29が固定さ れるモジュール筐体28を具備している。コイル30は、モジュール上に非接触識別 容量を与えるよううな方法でチップ29を乗り越えている。この明細書はモジュー ルと非接触読み取り機の間の指示距離は小さいと規定している。またアンテナを 有するこのようなモジュールを使用したチップカードは明らかにまったく販売さ れていないということは、上述したモジュール構造とともに必然的に惹起する価 格と短い通信範囲による。 さらに、本明細書中においてアンテナが、製造、価格、製造量および均一な性 能に関する困難の惹起を与えるチップ上に挿入されるコイル状中空アンテナの形 式であることも注意されるべきである。 さらに、DE 3721822C1(PHILIPS)の後に、コイルと集積回路の間の脆弱な接続 の問題を解決することを意図した設計の接触なしで動作するチップカードは周知 である。この目的に対して、本明細書はモジュールを有しないチップカードにつ いて記載し、アンテナ４は、その上に集積回路５が作成される半導体それ自体上 に組み立てられる。アンテナは、同時に、結果としての集積回路が４×６から６ ×８mm²となるように集積回路の上層に20という少い巻数で実現される。 その結果、アンテナの有効表面積は小さく、これはアンテナの範囲に有害であ る。また、この明細書に係るカードは、経済的な方法では製造され得ない。基本 的な半導体パッドの寸法は、大量生産さ れる集積回路に対して主たる価格要因の１つであることは周知である。しかしな がら、本明細書において、アンテナを含む集積回路の最小寸法は少くともほゞ24 mm²であり、一方安価な非接触カードは約１mm²の極く小さい寸法のマイクロ回路 を使用している。 非接触カードを製造する複数の他の製法は、同一の出願人によって出願され、 番号95 400305.9，95 400365.3および95 400790.2の下にファイルされた仏国出 願に述べられているように、周知である。これらの特許出願は、その寸法が本質 的にカードの寸法と同一であり、チップを運搬するマイクロモジュールに接続さ れるアンテナを具備する非接触カードについて記述している。 このようなアンテナは、所定の読み込みまたは書き込み磁力場に対して相対的 に広い範囲を有する利点を有している。受信アンテナが電磁場を横切った時に、 受信アンテナの端子に発生する起電力Ｅを決定する方程式は以下の形式である。 （１）Ｅ_r＝Ｉ_e（Ｋ_eＳ_eＮ_e）・（Ｋ_rＳ_rＮ_r）／Ｄ³ ここでＫは定数、Ｓはアンテナの平均巻線の表面積、Ｎはアンテナを形成する ために巻回された巻数、添字ｅおよびｒはそれぞれ送信側、受信側を表わし、Ｄ は指示距離、即ち、カードのアンテナと外部読み取り機のアンテナとの間の距離 である。読み込み操作を開始し実行するためにカードチップの回路を動作させる ために、電圧Ｅはある閾値を越えねばならず、これは普通３Ｖの領域である。 従って、所定の読み出しまたは書き込み距離Ｄに対して、非接触カードで達成 されるべきことは、読み出しおよび／または書き込み側で平均巻線の表面積およ び／またはアンテナの巻数Ｎが増加されることが必要であることが判明する。 読み出しまたは書き込みのための選択された周波数におけるアンテナの効率は 次式で与えられるアンテナコイルの過電圧係数によっ て決定されるであろう。 （２）Ｑ＝Ｌω／Ｒ ここで、Ｌはコイル直径および巻数に応じて増加するコイルインダクタンス、 ω＝２πｆ、ｆは定められた応用に対して固定される指示周波数そしてＲは形成 されるワイヤ長に比例するアンテナコイルの電気抵抗である。 ＬおよびＲはアンテナの効率に逆の効果を及ぼすので、それらは相互に相殺し 、アンテナの実際の効率要因は特にアンテナの全表面積ＳＮに関連する。 所定の平面コイルの寸法に対して、巻数Ｎは巻線の幅および生産に使用される 技術に依存する２つの巻線の間の空隙によって制限される。 従って、他のすべてのことが等しければ、実際に広く使用されていた非接触カ ード用の良いアンテナを得るための自然な傾向は、非接触カード上で、各巻線の 寸法がカードの表面にできる限り近づいたアンテナを使用することである。 しかしながら、このような非接触カードの製造における経験が示すように、こ の選択もまた、いくつかの不利益をもたらす。 カード内に一体化するためのこの寸法のアンテナの取り扱いおよび電子モジュ ールに対する電気的接続は（電子ラベルの例で前述したように）深刻な技術的課 題を惹起する。 使用される技術によらず、電子モジュールとアンテナコイルは自動化するのが 困難な方法によって接続されなければならないので、カードとアンテナの組立て は複雑で、高価である。さらに、組立は、コイルおよびモジュールがカードの表 面に顕われず、積層のために使用される上面および下面シートが変形しないよう にカード中にコイルおよびモジュールを埋め込むために樹脂の添加を要求する高 価な処理である積層を必要とする。 さらに、処理の複雑さは、接触カードの製造において達成される生産量に比べ て大きな生産量を与えない。このことは、ある種のカードが磁気ストライプまた は浮き出しの印刷および存在を要求するという制限を一体化するときには特にそ うである。カード上に磁気ストライプを印刷または形成するある種のカードに対 して、後者は６μｍ以下の垂直的な完全な平面性を有しなければならない。浮き 出しに対して、カード製造処理に対して互換性があり選択されるべき材料ならび にアンテナは、実際に、浮き出しのための領域を自由にしておかなければならず 、そうでなければ浮き出しの間にそれは損傷される。 非接触カードおよび電子ラベルに対する現在の製造方法に関連する上記すべて の不利益に対して、出願者の技術者は上述したすべての不利益を回避することの 可能な非接触カードおよびラベルに対する新規な製造方法を決定することに着手 した。 より特定すれば、本発明の目的は、チップカードおよび／または電子ラベル形 の携帯品の製造のために使用されるかもしれない可能性のある高価でない手段を 提供することである。 本発明の他の目的は、非接触カードおよびラベルに対して自動化された機械を 使用して信頼性のある高品質の製造を許容する低価格の製造処理を提供すること である。 本発明のさらなる目的は、完全に平坦な非接触カードを得るために使用され得 る製造方法を提供することである。 本発明の付加的な目的は、特にカード印刷、カード浮き出し、または磁気スト ライプの形成を相殺するために、カード本体およびアンテナの組立てのすべての 引き続く段階において互換性のある非接触カードを製造するための処理を可能と することである。 この目的のために、本発明は非接触カードおよび／または非接触電子ラベルを 製造するために適した形式の電子モジュールに関するものであり、モジュールの 非接触動作を可能ならしめるアンテナに接続可能な電子マイクロ回路を運搬する ための運搬基板を具備し、アンテナがモジュール全体に配置され、運搬基板面上 に巻線を構成することを特徴とする。 従って、本発明は、通常のフォーマットの非接触カードまたはその形状によら ず小型化された電子ラベルの製造に事実上無関係に使用される小型の基本的部分 を提供する。 本発明に係る電子モジュールの有利な特徴は、 −アンテナはその外寸法が５から15mmで、望ましくは約12mmである螺旋で形成 され、その両端は電子マイクロ回路の接点に接続される。 −アンテナは６から50回の導電体螺旋であり、各巻線の幅は約50から300μｍ であり、２つの隣接する巻線の間隔は約50から200μｍである。 −アンテナを形成する螺旋は、例えば、５から15mm望ましくは12mmの外径を有 する本質的に円形の外形を有する。変形として、その螺旋は外辺が５から15mm、 望ましくは12mmである本質的に長方形の外形であるか、または長径が約15mmであ り小径が５mmである本質的に楕円形の形状である。 −マイクロ回路はアンテナの中央に配置され、モジュールのアンテナと同一面 上でアンテナの接続端子は導電線を介してモジュールまたはマイクロ回路の対応 する接続パッドに接続される。変形として、マイクロ回路はアンテナの巻線をま たがってアンテナと同一面に配置され、アンテナの接続端子は導電線を介してモ ジュールおよび電子マイクロ回路の対応する接続パッドに接続され、マイクロ回 路と少くともその下に横たわるアンテナ領域の間に絶縁物が配置される。モジュ ールの実施例の他の変形によれば、電子マイクロ回路はアンテナが設置されない モジュールの側面に配置され、アンテナの接続端子はモジュール筐体中のアンテ ナの接続端子の孔を貫通する導電線を介してモジュールまたはマイクロ回路の対 応する接続パッドに接続される。 −ハイブリッドカードが接点および／またはアンテナを介して読み出し、書き 込みが可能となるように、筺体基板の一方の側に電子モジュールはマイクロ回路 に接続されるアンテナを具備し、筺体基板の他の側に同じくマイクロ回路に接続 される可視的な接続パッドを具備する。 −同調キャパシタがアンテナおよび電子マイクロ回路の端子に並列に接続され 、その値は約１Mhzから450Mhzの範囲に存在するモジュール動作周波数を得るよ うに選択される。特に、同調キャパシタの値は12から180ピコファラッドの範囲 にあり、モジュールの動作周波数は約13.56Mhzである。代案としては同調キャパ シタの値は30から500ピコファラッドの範囲にあり、モジュールの動作周波数は 約8.2Mhzである。この同調キャパシタは、前もって絶縁体で覆われていたマイク ロ回路表面上の酸化シリコンを蒸着させることによって得られる。 本発明は、一体化されたアンテナを有する小型化された電子モジュールを具備 する特に上述した非接触カードおよび電子ラベルに関し、またこの形式の非接触 カードおよび電子ラベルの製造方法にも関する。 本発明に係る非接触カードを製造するため、使用されることは、 −電子モジュールの筺体からアンテナおよびマイクロ回路を具備する非接触モ ジュールを切り出すこと。 −カード本体中に構成されるモジュールと本質的に同一寸法の開口の反対側に このモジュールを運搬すること。 −このモジュールをカード本体の開口に取り付けること。 本発明に係る電子ラベルを製造するために、以下が代案として十分である。 −電子モジュールの筺体から、アンテナおよびマイクロ回路を具備する非接触 モジュールを切り出すこと。 −切り出された電子モジュールを保護基板中に一体化すること。 代案として、より簡単な方法として、電子ラベルの製造のために非接触カード の製造ラインを使用することを提案する。この目的のために、電子モジュールは 上述のように電子モジュールの周囲からモジュールを保護するために、あるカー ド本体基板を切り離すように非接触カードから切り出されることだけを必要とす る。例えば同一カードから同一形状の他の部分を切り出し、そしてモジュールを 覆い保護するようにこの部分を固定することによって達成される。 本発明は、非制限的な実施例を与える以下の記述および添付図を参照すること により、より一層理解されるが、 −図１は、現状技術の非接触カードを示し、 −図２は、本発明に係る非接触カードを示し、 −図３は、本発明に係る非接触カードまたは電子ラベルおよびモジュールを格 納することを目的とするカードに使用される本発明に係る電子モジュールの連続 的製造に使用される帯を示し、 −図４Ａから４Ｇは、非接触カード本体内または電子ラベル内に包含されるこ とが可能であり包含されることを意図した本発明に係る電子モジュールの実施例 のいくつかの変形を示し、 −図５Ａから５Ｄは、本発明に係るアンテナを具備する電子モジュールの実施 例のいくつかの変形の断面を示し、 −図６は、接触および非接触ハイブリッドカードに対するモジュールの断面図 を示し、 −図７は、本発明に係る電子モジュールを使用した電子ラベルの変形に対する 製造方法の段階を示す。 同一の部品には、すべての図において同一の参照番号が付与されている。 実際に市販されている形式を具備する非接触カード１の図および設計図を示す 図１を参照する。理解できるように、大型コイルの形でコードの寸法よりわずか に小さいアンテナが、カード本体に一体化され、アンテナ２のコイルの２つの終 端は、いわゆるチップと呼ばれる集積回路７を担う電子モジュール６の供給接点 ４，５に接続される。 コイルは、４巻線だけが示されている巻線数を除いて実物大で示されている。 このようなコイル２をカード本体にとりつけるために、上述の不利益を有する複 雑、高価な積層または射出操作を実行することが要求される。この種のアンテナ を用いて、70mmの距離から数Mhzの周波数でカード情報を読み出すことが可能で ある。 前述された解決方法の図は図２のカード１によって示される。これは同一の小 型化された筺体上で従来のチップモジュールの電子的機能とカードと外部読み出 し書き込み装置（図示せず）との間の情報の非接触伝達の送信／受信アンテナの 機能とを結合するチップカードの特定モジュール６を使用することによって構成 される。 モジュール６の寸法は、接触カードを製造するために使用される周知の製造方 法と厚さおよび平面、長さと幅において同等である。 明らかに、実現可能なアンテナを具備したモジュールに対して、現状技術の教 示にかかわらず、数センチメートルの範囲である十分な距離で電磁的伝達を確実 にすることのできる巻線を維持しながら 、アンテナの寸法はモジュールの寸法と同一でなければならない。この目的のた めに、アンテナは筺体基板上にそして本質的に同一面に直接施設された複数の巻 線から構成される螺旋形状であり、上述した先行技術のある明細書に教示される 中空コイルを除外する。 モジュールの形状および利用可能な表面に最適に適合するために、アンテナは 本質的に正方形、長方形、円形または楕円もしくは他の適当な形状の外側巻線を 有するかもしれない。アンテナの２つの終端は図２中に参照番号７で示され図４ から６により詳細に示されるモジュール上に配置される集積回路、特にメモリお よび／またはマイクロプロセッサの供給端子に接続される。 図３を参照すると、例えば２列に配置された複数のモジュール６を有する帯８ から本発明に係る電子モジュールの分離を示している。帯上への従来の電子モジ ュールの製造は、接触カード製造の分野の中で周知であり、従ってこれ以上詳細 には記述しない。 例えば正方形の螺旋形のアンテナの巻線を「またぐ」集積回路７を具備する形 式の本発明に係るモジュール６は、切断処理、例えば機械的切断によって帯８か ら切り離される。切り離されたモジュールは図示はされていないが公知の自動化 された手段によって取り出され、非接触カード１のカード本体３に形成された窓 のない開口９の反対側（カード本体の開口の底面に面した集積回路およびアンテ ナ）の上方の反対側に運搬されることが望ましい。与えられた開口９中へのモジ ュールの取付は接着、溶接または他の適当な方法でなされる。 結果は、電子モジュールレベル６に配置されるアンテナを具備し、その組立は 主に前述したばかりの段階までに制限され、明らかに通常の印刷および個別化段 階から引き続く本発明に係る非接触カードである。 図４Ａから４Ｇは、非接触カードの製造に対してカード中に組み込まれること 、あるいはカードとは異なる支持中に一体化されること、例えば電子ラベルを製 造することを意図する種々の変形を示している。 モジュール６は、その上にコイルだけでなく以下に説明されるようないくつか の方法で製造されるアンテナが付加される（相対的に柔軟なフィルム、マイラ、 エポキシまたはカプトン（capton）中の）従来の筺体基板10から作成される。例 えば、アンテナ２は銅シートからの打ち抜きによって作成され、打ち抜かれたシ ートと筐体基板との組立によって引き継れる。筐体基板10およびアンテナは、公 知の基板案内および位置決め手段を使用して可能な限り精密な方法で組立てられ る。 アンテナ２は、アンテナパターンの光エッジング、または基板10を形成する柔 軟なフィルム上への金属物質の蒸着によって得られるかもしれない。適当な筺体 基板10の選択は、モジュールの厚さに影響を与え、主にモジュールの意図される 使用方法に依存する。この選択は、完全に当業者の範囲にある。 電子モジュール６に対して以前に述べられた変形において、アンテナ２は約15 μｍから70μｍ厚さの銅帯で作成され、螺旋形状に形成され、巻線間に同一寸法 の空隙を有する。この螺旋の両端11，12はマイクロ回路７と接続するための接続 パッドを形成するように拡大されることが望ましい。 マイクロ回路およびアンテナの位置決めに対する種々の変形に対して準備がな されている。実際的であり、わずかな空隙（図４Ａ）を使用するモジュールの第 １の実施例において、チップ７はアンテナ２の中央に接着される。図４Ｂは、ま たアンテナの対応する終端11，12にチップ７の端子を接続するための接続導電線 13，14を示す 。この目的のために、リード15がアンテナの線上を通過させるために必要である 。この目的のために、特に対応する帯領域と接続リード15との間の遮蔽によって 絶縁体16が前もって蒸着されている。 モジュール６の他の実施例（図４Ｃ）において、アンテナ２はモジュールの両 側を占め、中央に空き領域を有しない。この場合、本発明は、アンテナ２とマイ クロ回路７の間に絶縁体（黒部16）を配置した後アンテナを有しないモジュール 面上へのまたはアンテナと同一面（図４Ｄ）へのマイクロ回路７の接着を提供す る。 図４Ｅは、アンテナ２が円形螺旋形状を有し、マイクロ回路７は絶縁体16を挿 入した巻線の面上に配置された電子モジュール６の変形を示す。この構造によっ て、アンテナとマイクロ回路の間の接続線の長さを最小とする。 図４Ｆは、引き延ばされた長方形のモジュールが必要な場合に特に適用される 、本発明に係るモジュール６の付加的な変形を示している。この場合アンテナ２ の形状は本質的に長方形の螺旋形状を有し、マイクロ回路はアンテナの角に配置 され、マイクロ回路の端子とコイルパッドとの間の接続は図４Ｂに対する記述の ようになされる。 チップパッドとアンテナの接続端子との間の接続は、接続線に対する従来の接 続技術、例えばマイクロ回路のパッドとアンテナの対応する端子の間に溶接され た導電性線を具備する「ボンディング」あるいはマイクロ回路を基板上に接着さ れるアンテナおよびマイクロ回路を担持する面を有するモジュール基板10上に付 加するいわゆる「フリップ−チップ」技術を使用することにより製造されてもよ い。従って接点の樹脂保護は接触チップカードの製造のための通常の工程を用い ることによって達成される。 図４Ｇは、同調キャパシタが絶縁層16（影付部分）の上部への蒸 着によってアンテナ巻線をまたがって形成された本発明に係る電子モジュールの より詳細な図を与える。アンテナ２の端子11，12とマイクロ回路のパッド13，14 との間に並列にキャパシタを接続するために、キャパシタ17の端子18は端子12お よびパッド14に接続され、キャパシタの他の端子19は、中間パッド20，21の間に 配置され、アンテナの巻線と短絡しないように絶縁層16上に形成された中間接続 22によって接続された中間パッド20，21を介して端子11とパッド13に接続される 。 明らかに、同調キャパシタ17の他の準備も可能である。特に、それは、モジュ ール６の製造段階数を低減する、マイクロ回路の設計段階においてマイクロ回路 17上に一体化され得る。 アンテナの形状は高周波、即ちMhz領域での動作を許容するように決定され、 同調キャパシタ17の値は約１Mhzから450Mhzの高周波領域でアンテナ２の確定動 作周波数を得るために選択される。実施例の１例において、約13.56Mhzの通常動 作周波数を得ることを許容し、同調キャパシタ17の値は12から180ピコファラッ ドの領域にある。他の変形において、8.2Mhzでの動作を許容し、同調キャパシタ の値は30から500ピコファラッドの領域にある。 図５および６は、断面図で示したモジュール６の種々の実施例を示す。図５に おいて、切り出されその後に筐体基板10に接着されたアンテナとして金属網が使 用される。螺旋アンテナの機械的切り出しは極端に精密ではない、通常少くとも 300μｍの領域にある帯幅に適当である。 図５Ａにおいて、マイクロ回路７およびアンテナ２は筐体基板の２つの対向面 に配置され、アンテナ２の接続端子11，12は筺体10中に作られた孔23を貫通する 接続リード15を介してマイクロ回路（図示せず）のパッドに接続される。 図５Ｂにおいて、マイクロ回路７はアンテナ２と同一面に存在し、絶縁体16を 中に挾んで巻線上に蒸着される。図５Ｃにおいて、マイクロ回路７はモジュール の筺体10中にこの目的のために作られた空間25中に配置され、これによりモジュ ールユニット６の厚さを低減することができる。図５Ｄにおいて、マイクロ回路 ７は図４Ａ，４Ｂに示したように、アンテナ２の角に単に接着される。すべての 場合において、アンテナ全体はモジュールの一部を形成する筺体基板10上に配置 され、マイクロ回路はこの基板とアンテナ構造上に取り付けられる。 モジュール６の厚さをさらに低減するために、アンテナ２に対して切り出され た金属網の代りに、適当な筺体基板10上にエッチングまたは金属被覆法によって 蒸着された網を使用することも可能である。 電子モジュール６の他の実施例の上部断面図である図６は、ハイブリッド接触 および非接触モジュールを得るために、ハイブリッドカードの製造に特に適用さ れる。このモジュールにおいて、マイクロ回路７およびアンテナは図５において 既述したようにモジュールの筐体基板10の第１の面に配置される。またカードに 接触する接点と同じく接点26は導電性リード27によってマイクロ回路の対応する パッドに接続される。マイクロ回路は適用される外側信号に依存して、接点26ま たはアンテナ２を使用して外部と交信することが可能である。アンテナ２を含む ハイブリッドカードの動作のすべてに有効な素子は、小形のハイブリッドモジュ ール６上に配置され、カード本体中に挿入即ち包含されることが可能である。 上述した形式の一方の２つのモジュール６は、標準フィルム10（即ち35mm）の 幅内に隣り合せられることが有利であるが、筺体帯８上のモジュール６の他の配 置は発明の制限内に入る。各モジュール ６は、接触カードの製造に対して使用されるように、モジュールをカード本体に 運搬するための従来の工程を使用することによって、標準ISOフォーマットのカ ード本体３上に運搬されてもよい。 代りに、モジュール６は、物品識別のために使用されるために使用される形式 の電子ラベルの製造に使用されてもよい。必要であれば、筺体帯８から切り出さ れた後に、モジュール６は保護樹脂または他の適当な材料のコーティングによっ て保護され、低価格で小型のラベルを得ることを許容する。明らかに、モジュー ルは、意図される応用に関連して異なる、またはより容量の大きい支持物（鍵、 包装等）に一体化または固定されてもよい。 図７を参照する。本発明に係るモジュール６を使用するにもかかわらず規模の 節約および接触カードの製造ラインの利点を享受するための、ラベル製造工程の 興味深い変形として、モジュール６の保護のために電子モジュール６の周囲のカ ード本体材だけを残すようにそのようなモジュールを組み込む非接触カード１か らの電子モジュール６の上述の切り出し段階だけからなる処理を使用して電子ラ ベルを製造することも可能である。このように、大量生産された本発明に係る非 接触カードから、カードの厚さを有するが、格段に小さい平面寸法を有する電子 ラベルを得ることが容易である。 しかしながら、この場合、いくつかの応用に対して主要な不利益が明確となる が、非接触カードから単に切り出されたきには、ラベルはほゞ100マイクロメー タ厚のプラスチック物質の膜によって空間の一方の側に備えられる非常にうすい 保護によって一方が保護されるだけであって、モジュールの他の面はさらされて いる。この欠点を矯正するために、賢明な方法で図７（ａ）に示すように全ての 工程が説明されるが、計画されたラベルフォーマットの寸法を有する第１の部分 28をカード１の一部から切り出すことが可能である。 従って、図７（ｂ）に示すように、この部分28はモジュール６を見ることができ 、保護されていないラベル面上に搬送される。図７（ｄ）に示すように適当な技 術、特に接着または超音波溶接を用いて部分28はカード１上に重ねられる。最後 に、図７（ｅ）に示すように、部分29が同一寸法で部分28と同一レベルで同一カ ードから切り出される。このように図７（ｆ）に与えられる拡大図に示す対称性 のある電子ラベルが低価格で得ることができる。部分28と29は別個に切り出され 、次いで組立てられることは明らかである。 このようなラベル30は両面を保護されたモジュール６を組み込み、ゲームまた はほかの応用に使用され得るラベルを製造するために両面で図形的に個性化され るかもしれない。 このモジュールカードおよびラベルの性能に関して、理論的および実際的な結 果は、モジュール６上でアンテナが得られる性能は１から450Mhzの周波数範囲で 操作が可能である。 所定の応用に対して要求される性能を得るために、十分に高い変調周波数（例 えば13.56Mhz）が読み出し／書き込み距離において許容され得る性能を得るため に使用されることが必要である。 もし、例えば、電子現金支払の応用に使用されている周波数である13.56Mhzの 周波数が考慮されるならば、得られる性能は極めて顕著なものである。この処理 を使用してアンテナと共に装着されるチップ７は約50mmの動作距離を現在達成可 能であるが、カードの寸法の従来のコイルを装着した同じチップはほゞ70から75 mm到達可能である。この相異は大部分の現在考えられている非接触応用に対して 致命的ではない。また、この性能は、送信回路およびモジュールと外部読み取り 装置の電磁エネルギの回収についての研究により本質的に改善されるであろう。 １つの実際的な実施例によれば、モジュールの寸法は12mm×12mm の範囲にあるが、性能を増加するためにわずかに大きい延長されたフォーマット を使用すること、または性能を改善しより大きいアンテナを獲得するための消費 の対価として読み取りアンテナあるいはチップアンテナそれ自体を最適化するこ とも可能である。 本発明の概念において、もしモジュール６がカードを製造するために使用され るならば、カードの完全性は全製造工程を通して維持される。従って、カード本 体は磁気ストライプを格納するために従来の方法で容易に使用され得る。また、 従来のカードの製造者にとって公知のもの以外の特別の制限なしで既存の工程を 用いて印刷されてもよい。 さらに、カード本体の材料の選択にはまったく制限がなく、考慮が払われる種 々の応用の必要に対して適用され得る。 従って、本発明は同時に、非接触カードに対する非接触モジュールの製造、特 に価格、大きさ、印刷、磁気ストライプの浮き出しまたは差し込みに対する互換 性の面に関連する上述の不利益のすべてを解決する。アンテナの小型化はカード 本体の形状に依存しない電子ラベルの製造に対して同等の利益をもたらす。 本発明の経済的な利点は否定しがたいものであり、製造の各段階で、非接触カ ードまたはラベルを製造するために使用される工程の現状の価格の一部で一体化 されたアンテナを有する電子モジュールならびに動作可能な非接触電子ラベルお よびカードの製造のために使用されるために同一の製造ラインを使用可能である 。 本発明に係るモジュール、非接触ラベルおよびカードに関する、ならびにそれ らの製造工程に関する他の副次的な利点は、アンテナコイルの取り扱い、錫溶接 、コイルの精密な位置決め、および挿入前の印刷が要求されないという事実にあ る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カリノスキー，リチャード フランス国，エフ―13470 カルノ―アー ―プロバンス，アベニュ ジョルジア―ビ ゼ，20

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．モジュール（６）の非接触動作を可能とするアンテナ（２）に接続される 電子マイクロ回路（７）のための筺体基板（10）を具備する非接触カード（１） および／または非接触電子ラベルの製造に適した電子モジュール（６）であって 、 前記アンテナ（２）全体が前記モジュール上に配置され、前記アンテナが前記 筺体基板（10）の平面内に作成された巻線を具備することを特徴とする電子モジ ュール。 ２．前記アンテナ（２）が、その外径が５から15mmの範囲、望ましくは12mmの 範囲にある螺旋形であり、その終端（11，12）が前記電子マイクロ回路（７）の 接続パッドに接続されることを特徴とする請求項１に記載の電子モジュール（６ ）。 ３．前記アンテナ（２）が、約６から約50の間の巻線、約50から300μｍの各 巻線幅、50から200μｍの範囲の２つの隣接する巻線の空隙を有する導電線の螺 旋で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子モジュール（６）。 ４．前記螺旋の外形が、本質的に円形であり、５から15mmの範囲、望ましくは 約12mmの外径を有することを特徴とする請求項３に記載の電子モジュール（６） 。 ５．前記螺旋の外形が、外側長さが５から15mmの範囲、望ましくは約12mmの本 質的に正方形であることを特徴とする請求項３に記載の電子モジュール（６）。 ６．前記螺旋の外形が、長径が約15mm、短径が約５mmの本質的に楕円であるこ とを特徴とする請求項３に記載の電子モジュール（６）。 ７．前記マイクロ回路が、前記アンテナ（２）の中央に、前記モ ジュール（６）の前記アンテナと同一側に配置され、前記アンテナの前記両終端 （11，12）が導電線（15）を介してモジュール（６）またはマイクロ回路（７） の対応する接続パッド（13，14）に接続されることを特徴とする請求項１から６ のいずれか１項に記載の電子モジュール（６）。 ８．前記マイクロ回路（７）がアンテナ（２）と同一面にアンテナの巻線をま たがって配置され、前記アンテナ（２）の接続端子（11，12）が導電線（15）を 介してモジュール（６）および電子マイクロ回路（７）の対応する接続パッド（ 13，14）に接続され、絶縁体（16）が前記マイクロ回路（７）と少くとも前記マ イクロ回路下のアンテナ領域との間に設置されることを特徴とする請求項１から ６のいずれか１項に記載の電子モジュール（６）。 ９．前記電子マイクロ回路（７）が、アンテナの無いモジュールの側に配置さ れ、前記アンテナの接続端子（11，12）が、前記アンテナの前記接続端子のレベ ルにモジュールの筐体基板（10）中に作られた孔（23）を貫通する導電線（15） を介して、モジュール（６）またはマイクロ回路（７）の対応する接続パッドに 接続されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子モジュ ール（６）。 10．同調キャパシタ（17）が、電子マイクロ回路（７）のパッド（13，14）に 接続するためのアンテナの端子（11，12）に並列に接続され、キャパシタ（17） の値が、約１Mhzから450Mhzの範囲でモジュール（６）の動作周波数を得るため に選択されることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の電子モジ ュール（６）。 11．前記キャパシタの値が、12から180ピコファラッドの範囲にあり、モジュ ールの動作周波数が約13.56Mhzであることを特徴とす る請求項10に記載の電子モジュール（６）。 12．前記キャパシタの値が、30から500ピコファラッドの範囲にあり、モジュ ールの動作周波数が8.2Mhzであることを特徴とする請求項10記載の電子モジュー ル（６）。 13．前記同調キャパシタ（17）が、前もって絶縁物（16）で覆われたマイクロ 回路（７）の表面上に酸化シリコンの蒸着によって得られることを特徴とする電 子モジュール（６）。 14．前記モジュールが、接点（26）および／またはアンテナ（２）を介して読 み出され書き込まれることが可能なハイブリッドカードを得るように筺体（10） の一方の側にマイクロ回路（７）に接続されるアンテナ（２）と筺体（10）の他 の側に同じくマイクロ回路（７）に接続される目視可能な接点（26）を具備する ことを特徴とする請求項１から13のいずれか１項に記載の電子モジュール（６） 。 15．請求項１から14に係る電子モジュール（６）の製造方法であって、 −筺体基板（10）上に接続端子（11，12）を具備する小型の平面螺旋アンテナ （２）を作成し、 −前記筺体（10）または前記アンテナ（２）の上に接続パッド（13，14）を具 備するマイクロ回路（７）を固定し、 −アンテナの接続端子（11，12）とマイクロ回路（７）の対応する接続パッド （13，14）の間に電気的接続を作成する製造方法。 16．カード筐体（３）と、 カード筺体（３）中に組み込まれることが可能な集積化マイクロ回路を担う電 子モジュール（６）と、 アンテナ（２）と、を具備する非接触カードであって、 前記アンテナ（２）の寸法がカード（１）の寸法より本質的に小 さく、前記アンテナ（２）が電子モジュール（６）の筺体基板（10）全体に本質 的に平面螺旋状のアンテナであることを特徴とする非接触カード。 17．請求項１から14のいずれか１項に記載の電子モジュールを具備することを 特徴とする請求項16に記載の非接触カード。 18．請求項16または17に記載の非接触カードの製造方法であって、 −電子モジュールの筺体からアンテナ（２）とマイクロ回路（７）を具備する 非接触モジュール（６）を切り出し、 前記モジュールを本質的に前記モジュールと同一寸法でカード本体（３）中に 作られた開口に搬送し、 前記モジュールをカード本体の開口に固定することを特徴とする製造方法。 19．最大長さが５から15mmの範囲の小型の電子モジュール（６）と電子マイク ロ回路（７）とを具備する特に物品識別のための電子ラベルであって、 前記電子モジュール上に配置された同じく小型のアンテナを有することを特徴 とする電子ラベル。 20．請求項１から13のいずれか１項に記載の電子モジュール（６）を具備する ことを特徴とする電子ラベル。 21．マイクロ回路（７）を具備する電子モジュール（６）とアンテナ（２）が 、ラベルが識別されるべき物体の一部で構成されるように筺体上に固定または一 体化されることを特徴とする請求項19または20に記載の電子ラベル。 22．請求項19から21のいずれか１項に記載の電子ラベルの製造方法であって、 −電子モジュール（６）の筺体から、アンテナ（２）およびマイ クロ回路（７）を具備する非接触モジュール（６）を切り出し、 −前記切り出された電子モジュールを保護体中に挿入することを特徴とする製 造方法。 23．請求項１から14のいずれか１項に係る電子モジュールを該モジュールを一 体化する非接触カード（１）から、モジュールを保護するために前記電子モジュ ール（６）周辺のカード本体（３）の物質を残すように切り出す段階を有する電 子ラベルの製造方法。 24．−非接触カード（１）から請求項１から14のいずれか１項に係る電子モジ ュールを包含する第１の要素（28）をモジュール周辺の物質を残すように所定の 形に切り出し、 −カード望ましくは同一の非接触カード（１）から前記第１の要素と同一形状 の第２の要素（29）を切り出し、 −前記第１および第２の要素（28，29）を電子モジュール（６）が前記要素の 間に包含され第２の要素によって保護されるように組み立てることを特徴とする 電子ラベルの製造方法。