JPS59229687A - Integrated circuit device - Google Patents

Integrated circuit device

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JPS59229687A
JPS59229687A JP58103347A JP10334783A JPS59229687A JP S59229687 A JPS59229687 A JP S59229687A JP 58103347 A JP58103347 A JP 58103347A JP 10334783 A JP10334783 A JP 10334783A JP S59229687 A JPS59229687 A JP S59229687A
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signal
integrated circuit
external device
terminals
circuit device
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Hiroshi Kobayashi
浩 小林
Tamio Saito
斎藤 民雄
Shigekazu Hori
堀 重和
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Toshiba Corp
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    • G06K19/06Record carriers for use with machines and with at least a part designed to carry digital markings characterised by the kind of the digital marking, e.g. shape, nature, code
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    • G06K19/07Record carriers with conductive marks, printed circuits or semiconductor circuit elements, e.g. credit or identity cards also with resonating or responding marks without active components with integrated circuit chips

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Abstract

PURPOSE:To simplify the packaging of the titled device, to improve the reliability of operation and to increase the degree of integration by connecting two terminals ech of which is to be used as a power supply input and a signal I/O to an external device. CONSTITUTION:When transmission data S4 are to be sent from the external device 20 to an IC chip 10, a variable resistor RS is ''0'', i.e. shorted, and square wave voltage of ISRL is impressed to the input of a sensing amplifier A2 as peak-to-peak and the amplified voltage is taken out as received data S3. When the transmission data S4 are to be transmitted from the IC chip 10 to the external device 20, variable current IS is turned to ''0'', so that the square wave voltage of IORS is impressed to the input of a sensing amplifier A1 and the amplified voltage is taken out the as received data S3.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、2端子の集積回路装置に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field of invention] The present invention relates to a two-terminal integrated circuit device.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

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ットカード
、キャッシュカード等と同様のノラステ、り製カードに
情報処理機能を有する集積回路チップ(以下、■Cチッ
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。
Due to remarkable advances in semiconductor integrated circuit technology and packaging technology in recent years, integrated circuit chips (hereinafter referred to as C-chips) with information processing functions have been added to Noraste cards, similar to credit cards, cash cards, etc., which have been widely used in the past. In other words, a so-called IC card equipped with a relatively simple CPU and memory has been developed and is reaching a practical stage.

第1@はとのようなICカードの一構成例を示すもので
、プラスチック製のカード状基体1に従来のクレジット
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イープ
3を介して固定した支持板4の内側面上にICテップ5
を取付け、このICテップ5の端子(テンディングパッ
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テップ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。
The first @ shows an example of the configuration of an IC card such as the one shown in the figure, in which a plastic card-like base 1 has a magnetic stripe (not shown) to ensure compatibility with conventional magnetic cards such as credit cards. ) and IC area 2 are configured. As shown in the enlarged cross section of FIG. 1(b), the IC area 2 has an IC tip 5 on the inner surface of a support plate 4 fixed to a recess formed in the card-like base 1 via a sweep 3.
The terminals (tending pads) of this IC tip 5 are connected via lead wires 6 to about 5 to 8 electrodes 7 formed on the support plate 4, and the IC tips are connected through these electrodes 7. 5 and an external device such as an IC card reader.

しかしながら、このような構造でl) I Cチップ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ち
り、また実装工程がワイヤデンディ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
なっている。
However, with such a structure l) IC chip 5
Since a space is required to take out the lead wire 6 from the upper terminal, there are problems in that it is difficult to reduce the thickness of the card and dust is generated, and the mounting process is complicated because it includes wire ending. Furthermore, another drawback is that it is difficult to ensure the reliability of the connections between the large number of electrodes 7 and external devices.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明の目的は、外部接続端子数が少なくICカード
等の扁平な物体への装着が容易な集積回路装置を提供す
ることである。
An object of the present invention is to provide an integrated circuit device that has a small number of external connection terminals and can be easily attached to a flat object such as an IC card.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明に係る集積回路装置は、外部装置との接続のた
めの端子として、電源入力および信号の入出力を兼ねる
2個の端子を備え、さらにこれらの端子を介して外部装
置よシ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B己信号送出手段から
送出する信号を生成する信号処理手段とを備えたことを
特徴とする。
The integrated circuit device according to the present invention includes two terminals serving as power input and signal input/output as terminals for connection with an external device, and furthermore, signals are supplied from the external device through these terminals. a signal detection means for detecting a signal superimposed on a power supply input; a signal sending means for sending a signal to be transmitted to an external device to the terminal; and a signal detection means for processing the signal detected by the signal detection means; The present invention is characterized by comprising a signal processing means for generating a signal to be sent out from the signal sending means.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、外部接続端子数が2個で済むため、
これらの端子を例えば集積回路チツ  5 。
According to this invention, since the number of external connection terminals is only two,
For example, these terminals are connected to integrated circuit chips.

ゾの表裏面にそれぞれ形成した上で、これらの端子がそ
れぞれICカード等の表裏面側に位置するように実装す
れば、従来のようなIJ−ド線による?ンディングのた
めのスペースが不要となり、ICカード等の薄形化に寄
与することができる。また、煩雑なワイヤポンディング
が不要となることによシ実装が簡単となシ、工数の大幅
な削減が可能となる。
If these terminals are formed on the front and back sides of an IC card, etc., and then mounted so that these terminals are located on the front and back sides of an IC card, etc., it is possible to use the conventional IJ-wires. This eliminates the need for space for loading, and can contribute to making IC cards and the like thinner. In addition, since complicated wire bonding is not required, mounting is simple and the number of man-hours can be significantly reduced.

また、端子に信号電流のほか電源入力による大きな電流
が流れるだめ、端子のクリーニング作用が期待でき、動
作の信頼性を上げることができる。
Furthermore, since a large current due to power input in addition to the signal current flows through the terminals, a cleaning effect on the terminals can be expected and the reliability of operation can be improved.

さらに、端子数の減少によって集積回路チップの内部素
子数、りまシ集積度を上げることが可能となるので、チ
ップサイズが同じであれば情報処理能力(例えばメモリ
の容量等)を増大させることができ、また情報処理能力
が同じであればチップサイズをよシ小さくすることが可
能となる。
Furthermore, by reducing the number of terminals, it is possible to increase the number of internal elements and the degree of integration of an integrated circuit chip, so if the chip size remains the same, the information processing capacity (for example, memory capacity, etc.) can be increased. In addition, if the information processing capacity remains the same, the chip size can be made much smaller.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第2図(、) 、 (b)はこの発明に係る集積回路装
置10(以下ICチップという)とこれに接続される外
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。
2(a) and 2(b) show the principle of the circuit configuration of an integrated circuit device 10 (hereinafter referred to as an IC chip) according to the present invention and an external device 20 connected thereto, and (a) shows the voltage An example of a drive type, (b) is an example of a current drive type.

第2図(、)において、外部装置20はICチップ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v8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S
2を得るセンスアンプA1とからなっている。
In FIG. 2(,), an external device 20 is an IC chip 10.
a DC voltage source vo for supplying power to the DC voltage source, a variable voltage source v8 whose voltage changes to two values of 0 and vs in response to the transmission data signal S1, a resistor r for current change detection, and a DC voltage source v8 for supplying power to the Capacitor C1 for component blocking and received data signal S
2, and a sense amplifier A1 that obtains a value of 2.

一方、ICチップ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を得るセンスアンfA2と、送信データ
信号S4に応じて抵抗値かのとR8との2値に変化する
可変抵抗R,とからなっておシ、端子11.12を介し
て外部装置20に接続されている。
On the other hand, the IC chip 10 includes a load circuit RL including a CPU, memory, etc., a level shift circuit LS for blocking a DC component to detect changes in current flowing into the RL, a sense amplifier fA2 for obtaining a received data signal S3, and a sense amplifier fA2 for obtaining a received data signal S3, and a sense amplifier fA2 for obtaining a received data signal S3. It consists of a variable resistor R whose resistance value changes to two values, R8 and R8, in response to a signal S4, and is connected to an external device 20 via terminals 11 and 12.

今、外部装置20よfiIcテツ7″zoへ送信データ
信号Slが送られる場合を考える。この状態では可変抵
抗R8の値は■とされておシ、センスアンfA鵞の入力
にはピーク・ツウ・ピーりで(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Sj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の等側内部抵抗を表わす。一方
、逆にICテップ10よυ外部装置2oへ送信データS
4が送られる場合には、可変電圧源v8の電圧はOとさ
れ、センスアンfAlの入力にはピーク・ツウ・ピーク
で 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の等側内部抵抗RL
はICチップ1oの内部状態によらず、はぼ一定の値を
示すものとする。
Now, let us consider the case where the transmission data signal Sl is sent from the external device 20 to the fiIc unit 7''zo. In this state, the value of the variable resistor R8 is set to ■, and the input of the sense amplifier fA is peak-to-peak. Peeling (RL + r) vs.
A square wave voltage is applied, which is amplified and taken out as a received data signal Sj. Note that r represents the resistance value of the resistor r, and RL represents the equal-side internal resistance of the load circuit RL. On the other hand, conversely, data S is transmitted from the IC step 10 to the external device 2o.
4 is sent, the voltage of the variable voltage source v8 is set to O, and a peak-to-peak square wave voltage is applied to the input of the sense amplifier fAl, which is amplified and taken out as the received data signal S2. Ru. vo represents the voltage of the DC voltage source vo. Note that the equal-side internal resistance RL of the load circuit RL
It is assumed that the value is approximately constant regardless of the internal state of the IC chip 1o.

ちなみにRL = 100 Q、r=100.Q、R8
=5750、VB=0.4V、VO=5Vとすると、セ
ンスアン7″A1 、A2の入力電圧はいずれも0.2
 vIMpとな9、センスアンプに十分検知可能な電圧
となる。
By the way, RL = 100 Q, r = 100. Q, R8
= 5750, VB = 0.4V, VO = 5V, the input voltage of sense amplifier 7''A1 and A2 is both 0.2
vIMp9 is a voltage that can be sufficiently detected by the sense amplifier.

一方、第2図(b)の電流側動形構成によれば、外部装
置20はICテップ10へ電力供給を行なうための電流
源1.と、送信データ信号S1に対応して電流がOとI
sとの2値に変化する可変電流源工6と、電圧変化を検
出するだ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とからなっている。また、工Cテッゾ1
0は負荷回路RLと、この負荷回路RLに印加される電
圧変化信号S4に対応して抵抗値が0とR8との2値に
変化する可変抵抗RSとからなっている。
On the other hand, according to the current side dynamic configuration shown in FIG. 2(b), the external device 20 is a current source 1. , the currents O and I correspond to the transmission data signal S1.
It consists of a variable current source 6 that changes into two values (s and s), a capacitor C1 for blocking a DC component, and a sense amplifier A1 for detecting voltage changes. Also, Engineering C Tezzo 1
0 consists of a load circuit RL and a variable resistor RS whose resistance value changes to two values, 0 and R8, in response to a voltage change signal S4 applied to the load circuit RL.

今、外部装置20からICテップ10へ送信データSl
が送られる場合は、可変抵抗R8はR8=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l8RL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テツfl(7から外部装置2oへ送信データ
S4が送られる場合は、可変電流理工sの電流が0とさ
れることにょシ、センスアンfA1の入力にピーク・ツ
ウ・ピークで■oR8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 
= 1008、R8−80、Io=25mA、IB==
2mAとすれば、センスアン7°AI 、”’2の入力
電圧は0.2 VppJ、十分検知可能な電圧となる。
Now, data Sl is sent from the external device 20 to the IC chip 10.
is sent, variable resistor R8 is set to R8=0, that is, short-circuited, and a square wave voltage of 18RL is applied peak-to-peak to the input of sense amplifier A2, and this is amplified to output the received data. It is extracted as S3. On the other hand, when the transmission data S4 is sent from the IC test fl (7) to the external device 2o, the current of the variable current s is set to 0, and the input of the sense amplifier fA1 becomes ■oR8 peak-to-peak. A square wave voltage is applied, which is amplified and extracted as received data S3.RL
= 1008, R8-80, Io=25mA, IB==
If the input voltage is 2 mA, the input voltage of the sense antenna 7°AI, ''2 will be 0.2 VppJ, which is a sufficiently detectable voltage.

なお、上記説明では負荷回路RLの等側内部抵抗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
伴なって変化し、その変化はセンスアン′7″A2の入
力に誤差電圧として現われ、Sハの低下を招き、誤動作
の原因ともなる。
In the above explanation, the equal-side internal resistance RL of the load circuit RL is assumed to be almost constant; however, in reality, it changes with changes in its internal operating state, and this change causes an error voltage to be applied to the input of the sense antenna A2. This results in a decrease in S and may cause malfunction.

Sハを10 dB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2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上2゜5%まで許容されることにな
シ、(−)の電圧駆動形構成の方がS/Hの点で有利と
なる。
Assuming that S is maintained at 10 dB or more, the change in resistance RL near the frequency of the transmitted/received data signal or higher is shown in Figure 2 (
The voltage-driven configuration (a) allows up to ±30%, and the current-driven configuration (b) allows up to 2.5%. This is advantageous in terms of H.

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だめの方
策としては、例えば第3図(a)。
As a measure to suppress the fluctuation of the input voltage of the sense amplifier A2 due to the resistance change (load fluctuation) of the load circuit RL to below the permissible value, for example, the method shown in FIG. 3(a) is used.

(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、R,の変動による影響を少なく
する方法がある。また、第3図(、) 、 (b)をさ
らに発展させ、第3図(c) 、 (d)に示すように
RLの変動を制御回路C0NTよシ検出し、それに応じ
てダミー抵抗RDO値を変化させることによって、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。
As shown in (b), there is a method of adding a dummy resistor RD in series or parallel to the load circuit RL to reduce the influence of fluctuations in R. In addition, by further developing Fig. 3(,) and (b), the fluctuation of RL is detected by the control circuit C0NT as shown in Fig. 3(c) and (d), and the dummy resistor RDO is set accordingly. It would be more effective to control the load to a constant value near the maximum load when the load is always performing its original function by changing the load.

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ッファメモリの書込み、読出し
動作など単純かつ負荷変動のよ)小さい動作のみを行な
い、それ以外の複雑でよシ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。
Another method is to use a load circuit RL itself that has little load fluctuation due to state changes, or to perform only simple operations with small load fluctuations (such as buffer memory write and read operations) when transmitting and receiving data signals. It is also effective to carry out other complicated operations that involve large load fluctuations in a state other than transmission/reception.

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4図に示すようにセンスアンプAの
前に、自装置(ICチッソ10または外部装置20)よ
り送信したデータ信号を打消すだめのハイブリッド回路
Hybを挿入することによって、双方向同時伝送を行な
うことも可能である。
Although there is a so-called ping-pong transmission that does not occur at the same time, for example, as shown in Fig. 4, there is a method to cancel the data signal transmitted from the own device (IC Chisso 10 or external device 20) before the sense amplifier A. By inserting a hybrid circuit Hyb, it is also possible to perform bidirectional simultaneous transmission.

第5図は第2図(a)の電圧駆動形構成をよシ具体的に
示すもので、ICテツfzoにおいてスイッチングトラ
ンジスタ(図示の例ではMOSFET) 701および
抵抗102は可変抵抗R。
FIG. 5 shows more specifically the voltage-driven configuration of FIG. 2(a), in which a switching transistor (in the illustrated example, a MOSFET) 701 and a resistor 102 are variable resistors R.

に、レベルシフト回路103はレベルシフト回路(LS
に、抵抗104およびコンノぐレータ105はセンスア
ンプA2にそれぞれ対応し、また安定化電源10G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2
02は抵抗rに、ドライバ203およびコンデンサ20
4は可変電圧源■8に、コンデンサ205はコイデンサ
C1に、また抵抗206およびコンパレータ207ハセ
ンスアンプA1に、それぞれ対応している。
The level shift circuit 103 is a level shift circuit (LS
The resistor 104 and the connogrator 105 respectively correspond to the sense amplifier A2, and the stabilized power supply 10G and the synchronous oscillator 107, encoder 108, decoder 109, controller, and memory 110 that receive power therefrom are connected to the load circuit RL. Compatible. On the other hand, in the external device 20, a power supply 201 is connected to a voltage source Vo, and a resistor 2
02 is the resistor r, the driver 203 and the capacitor 20
4 corresponds to a variable voltage source 8, a capacitor 205 corresponds to a coil capacitor C1, and a resistor 206 and a comparator 207 to a hasens amplifier A1.

さて、上記構成において、ICチツfxoと外部装置2
0との間で送受されるデータ信号は、第6図に示すよう
にデータ信号部の初めに装置間でのクロック信号の同期
をとるためのプリアンプ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υ訂正符号が付加される。これら
の信号はクロック信号を重畳する形式の符号、例えば第
7図に示すようなマンチェスタ符号に変換されている。
Now, in the above configuration, the IC chip fxo and the external device 2
As shown in Fig. 6, the data signal sent to and from data signal, and if necessary, an error correction code such as CRC is added after the data signal. These signals are converted into a code on which a clock signal is superimposed, for example, a Manchester code as shown in FIG.

外部装置20内の別の回路によシ上記のプリアンプル信
号等が付加され、さらに符号化された送信データ信号S
lは、ドライバ2θ3コンデンサ204を経てICチッ
を介してコンツクレータ105及び同期発振器107に
印加される。上述の符号化信号よシクロツク信号を抽出
するだめの回路を備えた同期信号発振器107では、抽
出したクロック信号と同期したよシ高い周波数のクロッ
ク信号を発生シ、エンコーダ108、デコーダ109さ
らにコントローラおよびメモリ110に供給する。
The above-mentioned preamble signal etc. are added to another circuit in the external device 20, and the transmitted data signal S is further encoded.
l is applied to the converter 105 and the synchronous oscillator 107 via the driver 2θ3 capacitor 204 and the IC chip. A synchronizing signal oscillator 107, which is equipped with a circuit for extracting a cyclic signal from the encoded signal described above, generates a clock signal of a higher frequency in synchronization with the extracted clock signal, an encoder 108, a decoder 109, a controller, and a memory. 110.

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10Fによシ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、I
Cチップ10よシ外部装置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った同期発振器
107からのクロック信号を受けて、コントローラおよ
びメモリ110でプリアンプ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ってトランジスタ1
01がON/ OFFされることによって、抵抗102
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20
5を経て抵抗206及びコンツクレータ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よシICチップ10内に端子11
.12を介して供給された直流電力は、第7図に示すよ
うに端子11の平均電圧■Tよシ低い電圧vDDに安定
化電源106にて変換され、ICチップ10内の電源と
して供給される。
On the other hand, the signal detected through level shift circuit 103, shaped and amplified by comparator 10F is decoded by decoder 109, and sent to controller and memory 110 as received data signal S3. On the contrary, I
When transmitting the transmission data signal S4 from the C chip 10 to the external device 20, the controller and memory 110 receive the clock signal from the synchronous oscillator 107, which is in a free running state, and send the transmission data to which a preamble signal etc. have been added. After a signal is generated and further encoded by the encoder 108, the encoded signal causes the transistor 1 to
01 is turned ON/OFF, the resistor 102
The current flowing through the circuit is controlled. This current change occurs at terminal 11.
12 to an external device 20, and the capacitor 20
5, is detected and amplified by a resistor 206 and a converter 207, and then supplied to another circuit within the external device 20. Also, from the external device 20, there is a terminal 11 inside the IC chip 10.
.. The DC power supplied through the terminal 12 is converted by the stabilized power supply 106 into a voltage vDD which is lower than the average voltage ■T of the terminal 11, as shown in FIG. .

なお、この安定化電源106には、前述した等側内部抵
抗をほぼ一定に保つだめのダミー抵抗、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
極めて太きいため、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シ、いず
れの場合もモノリシックIC内に構成することができる
The stabilized power supply 106 includes a dummy resistor for keeping the equal-side internal resistance described above substantially constant, and a control circuit if necessary. The level shift circuit 103 for removing DC components is preferably one that utilizes the VBE of a transistor or the forward voltage drop of a diode, but since the input resistance of the comparator 105 is extremely large, a capacitor of small capacity is used. It is possible to pass a desired band signal even if there are two types, and in either case, it can be configured in a monolithic IC.

第8図はICテップ1oの他の構成例を示すもので、第
5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の出方端
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5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の部分はコンツクレー
タ113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9図に示すように例えばダイ7工−ズ符号に符
号化されておシ、デコーダ109では自励発振してとに
よシ復号を行ない、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はエンコーダにて発振器116からのクロッ
ク信号にょシダイフェ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に交流
結合される。一方、昇圧安定化電源114の出力は第9
図のダイフェーズ符号の平均レベル■Tと同じ電圧とな
るよう昇圧安定化されておシ、コンパレータ1130基
準電圧として用いられる。従ってコンパレータ113の
信号入力端は、第5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1
1に直結されている。なお、本実施例ではコンデンサ1
12.115として比較的大容量のものが必要であるだ
め、現状の技術レベルではチップコンデンサ等を用いた
ハイブリッド構成となる。
FIG. 8 shows another configuration example of the IC chip 1o, in which the transistor 101 and resistor 102 in FIG. 5 are replaced with a driver 111, and the output end of the driver 111 is connected to the first Connected to terminal 11. In addition, the level shift circuit 103, resistor 104, and comparator 105 in FIG.
and capacitor 115, and synchronous oscillator 107 is replaced by oscillator 116, respectively. As shown in FIG. 9, the data signal to be transmitted and received is encoded into, for example, a die-cut code, and the decoder 109 performs self-oscillation and decoding, and outputs the received data signal s3. do. Similarly, the transmitted data signal s4 from the controller and memory 110 is encoded into a clock signal from the oscillator 116 by an encoder, amplified by a driver 111 having an appropriate output impedance, and then connected to a capacitor 112. AC coupling is made to the first terminal 11 via the first terminal 11 . On the other hand, the output of the boost stabilized power supply 114 is
The voltage is boosted and stabilized to be the same voltage as the average level T of the diphase code shown in the figure, and is used as a reference voltage for the comparator 1130. Therefore, the signal input terminal of the comparator 113 is connected to the first terminal 1 without going through the DC component blocking level shift circuit 103 as shown in FIG.
It is directly connected to 1. Note that in this embodiment, capacitor 1
Since a relatively large capacitance is required as 12.115, a hybrid configuration using a chip capacitor or the like is required at the current technological level.

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112,115等は容量の小さなもので済
み、ICチップ内に形成することも容易である。
Further, in the above explanation, the data signal is transmitted as it is in the base band, but it goes without saying that the data signal may be converted into a modulated wave such as FM, AM, PM, etc. and then superimposed on the DC power. In particular, when modulating the carrier wave, if the carrier wave is selected to be a high frequency wave such as a short wave or a very short wave, the capacitors 112, 115, etc. need only have small capacitance, and can be easily formed in an IC chip.

第10図(a) 、 (b)はICチップ1oをモノリ
シッ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13の素子領域の上にあるア
ルミ等の電極配線14上に5i02、ポリイミド、シリ
コン窒化膜等からなる絶縁層、IEを形成し、その上に
第1の端子11を蒸着等によシ被着形成し、また基板1
3の裏誦に第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、(−)の例
では基板13上のアース配線14′と内部的に接続され
、(b)の例では基板13の側面上で導電性エポキシ樹
脂等の導電性接着物質16、例えば銀ペーストによって
アース配線14′と接続されている。
FIGS. 10(a) and 10(b) show an example of the arrangement structure of the terminals 11 and 12 when the IC chip 1o is monolithically constructed. An insulating layer or IE made of 5i02, polyimide, silicon nitride, etc. is formed on the wiring 14, and the first terminal 11 is deposited thereon by vapor deposition or the like.
The second terminal 12 is formed by vapor deposition on the reverse side of No. 3. Here, the second terminal 12 serves as a ground terminal, and in the example (-), it is internally connected to the ground wiring 14' on the board 13, and in the example (b), it is connected to the conductive wire on the side surface of the board 13. It is connected to the ground wire 14' by a conductive adhesive material 16 such as epoxy resin, for example silver paste.

第11図はこの発明をICカードに適用した例を示すも
のである。第11図(、)においては、ICチップ10
はプラスチック等の絶縁材料からなる2枚のカード状基
体21a 、21bによって保持され、かつ端子11.
12はそれぞれカード状基体21m、21bに形成され
た電極22.23に接続されている。すなわち、カード
状基体21a、21b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
て接着剤にて貼合せられることによってICチップ10
を挟持固定する。
FIG. 11 shows an example in which the present invention is applied to an IC card. In FIG. 11(,), the IC chip 10
are held by two card-like bases 21a and 21b made of an insulating material such as plastic, and the terminals 11.
12 are connected to electrodes 22 and 23 formed on the card-like substrates 21m and 21b, respectively. That is, the card-like substrates 21a and 21b have a through hole in the IC area whose diameter changes in two steps, and the IC chip 10 is bonded with an adhesive with the large diameter portions of the holes facing each other.
Clamp and fix.

電極22.23はこの場合、カード状基体21a。The electrodes 22,23 are in this case card-like substrates 21a.

21b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fxoの端子1
1.12と後述する外部装置とを接続する役割を果たす
The small diameter portion of the through hole of 21b is made of a conductive material such as conductive epoxy resin, and the terminal 1 of the IC chip fxo is made of a conductive material such as a conductive epoxy resin.
1.12 and an external device described later.

第11図(b)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、導電ゴムのような可撓
性を有する導電性部材24゜25によってICチツ7″
10の端子11.12と接続されている。
In FIG. 11(b), electrodes 22, 23 are formed on the entire front and back surfaces of the card-like substrate 21, and are connected to the IC chips 7'' by conductive members 24, 25 having flexibility such as conductive rubber.
10 terminals 11.12.

第11図(C)は第11図(b)の導電ゴム等の代シに
スプリング接点26.27を用いて電極22゜23と端
子11.12とを接続したものである。
In FIG. 11(C), the electrodes 22.degree. 23 and the terminals 11.12 are connected using spring contacts 26, 27 instead of the conductive rubber or the like in FIG. 11(b).

第11図(d)は電極22.23の内面に突起22a、
23aを一体的に形成し、突起22mと23aとの間に
ICチップ1oを挾んで電極22.23と端子11.1
2との接続をなすようにしたものである。
FIG. 11(d) shows a protrusion 22a on the inner surface of the electrode 22.23,
23a is integrally formed, the IC chip 1o is sandwiched between the protrusions 22m and 23a, and the electrodes 22.23 and the terminals 11.1 are connected.
It is designed to make a connection with 2.

第11図(e)は電極22.23をカード状基体21の
一部に設けた魚具外は第11図(b)のものと同様であ
る。
FIG. 11(e) is the same as that of FIG. 11(b) except that electrodes 22 and 23 are provided on a part of the card-like base 21.

第11図(f)は電極22.23を導電ゴムあるいは導
電プラスチックのような可撓性を有する導電性部材で形
成してICチップ1oの端子11.12と直接接続した
例である。この場合、カード状基体2ノも軟質ゴムのよ
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。
FIG. 11(f) shows an example in which the electrodes 22 and 23 are made of a flexible conductive member such as conductive rubber or conductive plastic and are directly connected to the terminals 11 and 12 of the IC chip 1o. In this case, if the card-like base 2 is also made of a flexible material such as soft rubber, the IC card as a whole will be flexible.

ところで、第5図あるいは第8図の回路構成では、IC
カードを外部装置2oに表裏逆に挿入した場合、逆方向
に電流が流れICCテラプ10内の回路を破損するおそ
れがある。第12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チップ10の第1の端子
11にダイオードIノを接続し、このダイオ−ド//を
介してICテップ1θ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20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チップ1
0内に流れ込む電流を検出して、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
ップ10の端子11.12との接続の向きを自動的に逆
になるよう切シ替え、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
By the way, in the circuit configuration of FIG. 5 or 8, the IC
If the card is inserted into the external device 2o with the front and back reversed, there is a risk that current will flow in the opposite direction and damage the circuit inside the ICC tablet 10. FIG. 12 shows an embodiment in which an IC card can be inserted upside down. A diode I is connected to the first terminal 11 of the IC chip 10, and the IC chip 1θ is connected to the IC chip 1θ through this diode. DC power and data signals are supplied to each circuit within the circuit. With this configuration, even if the IC card is inserted into the external device 20 upside down, the circuit will not be destroyed, and furthermore, when the IC card is inserted into the external device 20 side, the IC chip 1
If the current flowing into the IC chip 10 is detected and an appropriate current is flowing, data signal transmission is started as is. Conversely, if an appropriate current is not flowing, the IC chip 10 is It is also possible to automatically switch the direction of connection with the terminals 11 and 12 to be reversed and to start data signal transmission after confirming that a proper current has started flowing.

第13図はこうした構成のICテッflO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31.32の間にICチップ10を挾持固定
し、ICチップ10の端子11.12を電極J2:’、
23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。
FIG. 13 shows an example in which the IC chip 10 having such a configuration is applied to a so-called electronic coin. 11.12 to electrode J2:',
It is connected to 23. Such coins can be used in vending machines, etc., just like normal coins, without having to be aware of the front or back sides.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a) 、 (b)は従来のICカードの1副面
図および要部拡大断面図、第2図(a) 、 (b)は
この発明の原理的構成を示す電圧駆動型および電流駆動
型集積回路装置とそれに接続される外部装置の等価回路
図、第3図(、)〜(d)はダミー抵抗による負荷回路
の等側内部抵抗の変動補償方法を説明するだめの図、第
4図は同時双方向伝送を行なうだめの構成を示す図、第
5図はこの発明の一実施例に係る集積回路装置の構成を
外部装置とともに示す回路図、第6図は伝送データ信号
のフォーマットを示す図、第7図はデータ信号をマンチ
ェスタ符号化した一例を示す図、第8図はこの発明の他
の実施例を示す回路図、第9図は同実施例におけるデー
タ信号のダイフェーズ符号化の例を示す図、第10図(
a) 、 (b)はこの発明に係る集積回路装置のテッ
グ構造を示す断面図、第11図(、)〜(f)はこの発
明に係る集積回路装置をICカードに実装した例を示す
断面図、第12図は表裏逆に挿入可能としたICカード
に有用な集積回路装置の回路構成の一部を示す図、第1
3図(a) 、 (b)はこの発明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チップ(集積回路装置)、11゜12・
・・端子、20・・・外部装置、101,102゜11
1.112・・・信号送出手段、103,104゜10
5.113・・・信号検出手段、IO8,109゜11
0・・・信号処理手段。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第9wJ 第10m 2 (b) 第11図 第12図 第13図 (a) (b)
FIGS. 1(a) and (b) are a side view and an enlarged sectional view of the main parts of a conventional IC card, and FIGS. 2(a) and (b) are voltage-driven and Equivalent circuit diagrams of a current-driven integrated circuit device and an external device connected to it; FIGS. 3(a) to (d) are diagrams for explaining a method of compensating for fluctuations in equal-side internal resistance of a load circuit using dummy resistors; FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a device for simultaneous bidirectional transmission, FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of an integrated circuit device according to an embodiment of the present invention together with external devices, and FIG. 7 is a diagram showing an example of Manchester encoding a data signal, FIG. 8 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a diagram showing the die phase of the data signal in the same embodiment. A diagram showing an example of encoding, Fig. 10 (
a) and (b) are cross-sectional views showing the TEG structure of the integrated circuit device according to the present invention, and Figures 11 (,) to (f) are cross-sectional views showing an example in which the integrated circuit device according to the present invention is mounted on an IC card. Figure 12 is a diagram showing a part of the circuit configuration of an integrated circuit device useful for an IC card that can be inserted upside down.
3(a) and 3(b) are a plan view and a sectional view showing an example in which the present invention is applied to an electronic coin. 10...IC chip (integrated circuit device), 11°12.
...terminal, 20...external device, 101, 102°11
1.112...Signal sending means, 103,104°10
5.113...Signal detection means, IO8, 109°11
0...Signal processing means. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue No. 9wJ No. 10m 2 (b) Figure 11 Figure 12 Figure 13 (a) (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)外部装置との接続のための2個の゛端子と、とれ
らの端子を介して外部装置よシ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
処理手段とを備えたことを特徴とする集積回路装置。 (2)信号検出手段と信号送出手段および信号処理手段
は1つの集積回路チップ内に構成され、前記端子はこの
集積回路チップの表裏両面に被着形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の集積回路装置。 (3)外部装置との間の信号の送受および外部装置から
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項記載
の集積回路装置0(4)集積回路チップは信号送出手段
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
の集積回路装置。 (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項記載の集積回路装置0 (6)集積回路テップは信号の送受信時は負荷変動のよ
シ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2項または第4項記載の集
積回路装置。 (7)信号検2出手段は前記2個の端子のいずれか一方
に一端が接続された直流成分阻止用のレベルシフト回路
と、このレベルシフト回路の他端に入力端が接続された
センスアンプとを含むものでおることを特徴とする特許
請求の範囲第1項または第2項存−す弁−贅記載の集積
回銘装置。 (8)  センスアンプは直流成分除去用のレベルシフ
ト回路の他端が一方の入力端に接続され他方の入力端に
一定電位が与えられたコンパレータでちることを特徴と
する特許請求の範囲第7項記載の集積回路装置。 (9)信号送出手段は前記2個の端子間に接続された可
変抵抗素子を含み、この可変抵抗素子の抵抗値が外部装
置へ伝達すべき信号に応じて制御されるものであること
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
集積回路装置。 αQ 信号検出手段は前記2個の端子の一方に一方の入
力端が接続され他方の入力端に外部装置から供給される
電源入力を昇圧安定化した電圧が与えられたコンパレー
タ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項または第2項記載の集積回路装置。 CLI)  信号送出手段は外部装置へ伝達すべき信号
を増幅するドライバと、このドライバの出力端と前記2
個の端子の一方との間に接続された交流結合用のコンデ
ンサ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項または第2項記載の集積回路装置。
[Claims] (1) Two terminals for connection with an external device, and signal detection for detecting a signal superimposed on the power input supplied from the external device through these terminals. a signal transmitting means for transmitting a signal to be transmitted to the external device to the terminal; and a signal processing means for processing the signal detected by the signal detecting means and generating a signal to be transmitted from the signal transmitting means. An integrated circuit device comprising: (2) The signal detecting means, the signal sending means, and the signal processing means are constructed in one integrated circuit chip, and the terminals are formed on both the front and back surfaces of the integrated circuit chip. The integrated circuit device according to scope 1. (3) The integrated circuit device 0 according to claim 1, wherein signal transmission and reception with an external device and power supply from the external device are performed via a diode connected to the terminal. (4) Claims characterized in that the integrated circuit chip includes a dummy resistor to keep the power consumption of the circuit portions other than the final stage of the signal sending means substantially constant regardless of changes in its internal operating state. The integrated circuit device according to item 2. (5) The integrated circuit device 0 according to claim 4, wherein the dummy resistor is a variable resistor. (6) The integrated circuit step performs limited operation with less load fluctuation when transmitting and receiving signals. The integrated circuit device according to claim 2 or 4, characterized in that the integrated circuit device performs only the following. (7) The signal detection means 2 includes a level shift circuit for DC component blocking, one end of which is connected to either one of the two terminals, and a sense amplifier, whose input end is connected to the other end of this level shift circuit. An integrated recall device as claimed in claim 1 or 2, characterized in that it comprises the following. (8) Claim 7, characterized in that the sense amplifier is a comparator in which the other end of a level shift circuit for removing DC components is connected to one input end and a constant potential is applied to the other input end. The integrated circuit device described in Section 1. (9) The signal sending means includes a variable resistance element connected between the two terminals, and the resistance value of the variable resistance element is controlled in accordance with the signal to be transmitted to an external device. An integrated circuit device according to claim 1 or 2. The αQ signal detection means is characterized in that it includes a comparator, one input end of which is connected to one of the two terminals, and the other input end of which is supplied with a voltage obtained by boosting and stabilizing the power input supplied from an external device. An integrated circuit device according to claim 1 or 2. CLI) The signal sending means includes a driver that amplifies the signal to be transmitted to an external device, an output end of this driver, and the above-mentioned 2.
3. The integrated circuit device according to claim 1, further comprising a capacitor for AC coupling connected between one of the terminals of the integrated circuit device.
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