TWI232412B - Non-contact type IC card and flat coil used for the same - Google Patents

Description

1232412 A7 ____ B7 一. - ........... " 五、發明説明（1 ) 本發明係有關一種非接觸型的1(：卡及供其所用之扁平 線圈，特別是關於一種能與各種不同產品相容而不必改變 該扁平線圈之構造的非接觸型1(：卡，及供其所用之扁平線 圈。 第5圖乃示出一可供使用於非接觸型IC卡之扁平線圈 10的構造例。該扁平線圈10係由一導體呈矩形螺旋狀扁平 地捲繞一預定圈數而來形成，在該線圈的兩端分別具有端 子12a及12b可供電連接一半導體裝置。在所示之例中，有 一端子12a係被製成較寬大並設有一孔14可供承裝該半導 體裝置。 該非接觸型1C卡係將一半導體裝置置設於該扁平線圈 1〇處，並電連接該半導體裝置和端子12a、12b等，而由該 扁平線圈10的兩面加熱及加壓塑膠薄膜，以密封該扁平線 圈10與半導體裝置使之形成一卡狀，而來製成。 該非接觸型1C卡的扁平線圈1〇係可供傳輸該IC卡與一 讀/寫裝置之間的資訊，而其圈數、導體直徑等係被設計成 可使其諧振頻率能匹配於該讀/寫裝置。而製成該扁平線圈 1〇的方法，乃包括以一沖床沖壓一金屬片來形成一預定之 線圈形狀的方法，及蝕刻一金屬箔片來製成一扁平線圈之 預定圖案的方法。 该非接觸型1C卡係被設計能匹配該資料讀/寫裝置的 譜振頻率’故該扁平線圈的電感或該電路中的電容必須考 慮该項/寫裝置而來設計。因此，在以往，若該裝置所帶或 所用者不同時，則該扁平線圈將會被個別地設計及製造， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 4

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1232412 A7 P五、發明説明（2 ) — ' 以匹配其諧振頻率。 但為每一產品個別地設計及製造一扁平線圈，就製造 程序及成本而&係不經濟的。若該ic卡可通用於不同類型 的產品，則將會極有效率。 1C卡的谐振頻率係會隨著該裝置之内部電容的變化 或電阻的變化而起伏變動，因此前有許多可供精確調整該 4振頻率的方法冒被提供，例如一種可調整一天線中之電 感的電路部份之製造方法（日本未審查專利公告（Kokai)第 2001-10264號）；藉由一天線導出多數連接端子及選擇任何 連接端子來調整電感的方法（日本未審查專利公告（K〇kai) 第2000-285214號）；提供一電容器或電阻器以供在一諧振 電路中之調整，並調整電容值或電阻值來匹配諧振頻率的 方法等。 該等方法會修正被蝕刻形成預定造型的天線，而來匹 配預定的諧振頻率。它們對應付電容等之變化而來精確調 整諧振頻率固為有效的方法，但並不足以用來解決不同類 型之產品例如1C卡等電感甚大差異的問題。 故本發明的目的係在提供一種非接觸型1(:卡，其可依 據該產品來調整一扁平線圈的電感，並能使該扁平線圈的 | k型可以通用，以及供該1C卡使用的扁平線圈。 | 為達到上述目的，依據本發明的第一態樣，乃在提供 I 一種非接觸型1C卡，其帶有一半導體裝置電連接於設在2 線圈本體之内周緣與外周緣末端的端子，該線圈本體係以 扁平方式來捲繞一導體所形成，其中有一調整線圈會由該 ____________ 本紙張尺度適财關緖準(CNS) A4規格（210X297公釐)" Ic ------

I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 f 1232412 五、發明説明（3 ) 線圈本體之内周緣與外周緣末端的至少一端子處，呈扁平 螺旋狀地延伸’且該調整線圈與半導體裝置會電連接。 較好是，該調整線圈具有多數的導體沿該端子之外表 面平仃列設，來形成一連接部以供選擇其與半導體裝置連 接的位置。該連接部係沿該端子的外表面佈列’而使其能 夠容易地選擇該半導職置與調整線圈的連接位置。、 較好是，該半導體裝置係被容裝在設於一端子中的一 裝設孔内。如此-來，該IC卡將能被製得更薄而小巧。 車乂好疋纟端子的表面設有—電極，而能透過一絕緣 層來與該端子形成—電容器，且該電極會與該扁平線圈電 連接。其係可調整該電極的面積，而來調整作用在該半導 體裝置上的電容。 較好是，該端子和該端子與調整線圈間之扁平線圈的 表面上會被覆設-絕緣層，而該半導體裝置與扁平線圈可 經由通道和導線等來電連接，該等通道係將設在絕緣層中 〇通孔内填滿導電黏劑來製成，而該等導線係由佈設在該 V電層表面上的導電黏劑來形成。 依據本發明的第二態樣，係在提供一種用於非接觸型 1C卡的扁平線圈，其在以扁平方式捲繞一導體所形成之線 ，本體的内周緣和外周緣末端，乃設有端子電連接於一半 導體裝置，其中有一調整線圈可選擇位置地來與該半導體 裝置電連接，而會由該線圈本體之内周緣末端與外周緣末 端的至少一端子處，呈扁平螺旋狀地延伸。 較好是，該調整線圈係設有一連接部，乃由沿該端子 本紙張尺度適财_家標準（⑽）A4規格⑽X297公⑹

AW— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂丨 1232412 五、發明説明（4 ) 的外表面排列而形成線圈的多數導體所構成。 圖式之簡單說明： 一本發明之這些及其它的目的和特徵，將可由以下各較 佳貫施例之描述，及參閱所附圖式而得清楚瞭解，盆中. 第1圖係為本發明之一1C卡的扁平線圈之構造平面圖； 第2圖係一半導體裝置被裳設於本發明之-扁平線圈 時的狀態之平面圖； 第3圖係一半導體襄置被裝設於本發明之一扁平線圈 時的狀態之截面圖； 第4圖係本發明之_扁平線圈的電極之構造截面圖；及 第5圖為一習知扁平線圈的構造平面圖。 本發明之較佳實施例將參照所附圖式詳述於下。 第1圖為一可供使用於非接觸型1(：卡的扁平線圈1〇之 構造例平面圖。所示之該扁平線圈1〇，如同於習知ic卡中 所用的扁平線圈，係由一捲繞成扁平長方形狀的導體所構 成’並具有扁平且些微寬闊的端子12a、l2b設在該導體的 兩端。一端子12a及另一端子12b係被設在橫越該線圈導體 而互相面對的位置。該端子12a設有一裝設孔14，可供容裝 該半導體裝置，而貫穿其厚度方向。 在該所示之扁平線圈10的構造特徵係設有一調整線圈 11’其包含一導體由設在該線圈本體10a内周緣末端的端子 12a呈扁平螺旋狀延伸於其内側部份。該調整線圈i丨會在該 線圈本體10a的内側捲繞一預定圈數，並沿著該端子12a的 外表面來形成，而具有一平行連接部1“可與裝設在端子 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2WX297公釐） 五、發明説明 1232412 12a處的半導體裝置電連接。 製造該爲平線圈10的方法係與習知者相同。例如，其 可使用-沖床來沖壓一銅或其它金屬片，而形成預定的線 圈造型圖案；或以化學钮刻一金屬片的方法來形成一預定 圖案；或蝕刻一銅落包覆塑膠基材上之銅荡成—預定圖 案，而來形成一扁平線圈的方法。藉著沖壓或蚀刻，將能 很容易地製成一任何線圈圖案的扁平線圈1〇。 第2圖係示出一半導體裝置16裝在扁平線圈10,並互相 電連接的狀態。 該半導體裝置16係被容裝於設在端子12a的裝設孔“ 中。該半導體裝置16與爲平線圈10在本實施例中係以導電 漿料製成的線路18a與18b等來電連接。 在一習知的ic卡中，該半導體裝置16與扁平線圈1〇係 以該半導體裝置16的電極16a、16b與端子12a、121^來連接， 但在本實施例的ic卡中，雖該半導體裝置16與端子12b係用 與以往相同的方式來連接，但該半導體裝置16與内周緣側 的導體部份係藉選擇一設在該調整線圈丨丨之連接部丨u處 的導體來連接。 在第2圖所示之例中，該半導體裝置16及調整線圈^ 係以該調整線圈11的最内側導體A來連接。設在該調整線 圈11的連接部Π a即成為被選擇來與半導體裝置丨6連接的 部份。在第2圖所示之例中，導體a、b、C、D中之一者會 被選擇來與該半導體裝置電連接。 該扁平線圈10作用在半導體裝置16上的電感，係為作 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐）

魯… (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 、一-ΰ 1232412 A7 五、發明説明 用在该半導體裝置之電極16a與16b上的電感部份，因此藉 著選擇連接於該半導體裝置16之該連接部Ua的位置，將會 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 令其可以實質地改變該線圈的圈數，並能夠適當地調整該 扁平線圈10的電感。 電連接該半導體裝置16及扁平線圈1〇的線路18&與18b 等’係被設成橫向地切過該等導體，如第2圖所示，故該扁 平線圈10的表面可被具有電絕緣性質的絕緣層2〇所覆蓋， 然後再塗設一導電漿料來電連接該半導體裝置16和扁平線 圈1 〇。该絕緣層20係可藉塗設一具有電絕緣性質的塑膠材 料，或黏接一塑膠薄膜之方法而來製成。 第3圖乃示出該半導體裝置16設在該扁平線圈1〇中，且 該半導體裝置16藉塗設導電料漿所形成的線路18a、ub等 而來電連接的狀態。在此實施例中，一絕緣塑膠膜會被黏 接於该扁平線圈1 〇之一表面上來形成該絕緣層2〇。標號 22、24係指設在該絕緣層20中的通孔。通孔22的位置係對 應於該調整線圈11的連接部11 a，而通孔24則對應於扁平線 圈1〇的外周緣端子12b。又，通孔26等係被設在該絕緣層2〇 中對應於該半導體裝置16的電極16a與16b處。該等通孔 22、24、26係可藉將一塑膠膜黏接在扁平線圈1〇上，然後 照射一雷射光束來製成；或使用一預先設有該等通孔22、 24、26的塑膠膜來形成。 該塑膠膜被黏接後，一導電漿料會被塗設在該塑膠膜 的正面上，並填滿於各通孔22、24、26中，而經由該等線 路18a、18b及通道19a、19b、19c來電連接該半導體裝置16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（2】0X297公爱） 1232412 A7 _____ B7 五、發明説明（7 ) 與扁平線圈10。 如第3圖所不，由於該半導體裝置16與調整線圈u的連 接部11a係經由該絕緣層20中的通孔22來電連接，故若改變 孩通孔22設在該絕緣層20中的位置，則其將能與該連接部 11a中之一適當的導體來連接。標號22a與22b即示出與其它 導體連接時的通孔位置。 以此方式，透過設在該絕緣層20中之通孔22、24、％ 等來電連接該半導體裝置16與扁平線圈1〇的方法，將能有 效地選在該調整線圈11之連接部丨la的任何位置來完成連 接。 如上所述，於本實施例的…卡中，其導體會進一步延 伸至該扁平線圈丨〇内緣末端的端子12a之内側來形成該調 整線圈11，而能藉改變該半導體裝置16與調整線圈u的連 接位置，來改變該扁平線圈10的電感。故，該調整線圈u 可藉改變該扁平線圈10的份量而來改變整體的電感。因 此，在該扁平線圈10的設計中，乃必須考慮可能裝設於該 1C卡中之不同類型的半導體裝置所需的電感值，而來決定 該調整線圈11和線圈本體10a的圈數及排列方式等。 又，以此方式來設計該扁平線圈1 〇，即使一 IC卡裝設 不同型式的半導體裝置16，其仍可適當地選擇該調整線 圈11與半導體裝置16的連接位置，而來形成一具有所需電 感值的I c卡。 在本貝知例中’其導體係由該線圈本體1 〇a的内緣末端 之端子12a呈扁平螺旋狀來延伸，而使該線圈本體l〇a的内 本紙狀(雇297錄)-Γ1ΓΤ"-

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .訂— 五、發明説明（8 ) 側區域能被有效利用來形成該調整線圈u;但該調整線圈 11並不一定僅限於該線圈本體1〇a内側的範圍中。即，其亦 可藉提供一調整線圈由該線圈本體1〇a的外周緣末端之端 子12b呈扁平螺旋狀延伸，並適當地選擇該端子⑶與此調 整線圈之間的連接位置，而來調整該扁平線圈1〇作用於半 導體裝置16上的電感。x，依狀況而定，其亦可由該線圈 本體l〇a的内緣及外緣末端之二端子12a與丨㉛來延伸二調 整線圈，並選擇該二調整線圈與半導體裝置16之間的連接 位置，而來連接該扁平線圈1〇和半導體裝置16。 又，在本實施例中，該半導體裝置16係被設在線圈本 體l〇a的内緣末端之端子12a處，但其亦可將該半導體裝置 16設在另一端子12b處，而來與扁平線圈1〇電連接。此係因 為扁平線圈10作用於半導體裝置16上的電感，係僅會依據 該半導體裝置16之電極16a、16b與該扁平線圈1〇的連接位 置而改變。又，在本實施例中，端子12a係設有裝設孔Μ 且^亥半‘體裝置16係被容裝在該孔14内，俾使該…卡較薄 一些，但本發明並不特別限制於此裝設位置，只要該半導 體裝置16能與端子i2a和12b電連接即可。 該1C卡與資料裝置之間的諧振頻率亦會被該電路中的 電合所影響。在本實施例中，調整其電容的方法係如第2 圖所示，覆蓋該端子12a表面的絕緣層2〇表面上，會被塗設 導電漿料來形成電極28。第4圖係示出該端子12a、絕緣層 2〇(陰影線所示區域），及一電極28的截面構造。該電極28、 導電纟而子12a、及中夾於該二者之間的絕緣層2〇等將會形成 1232412 A7 ' ___________B7 五、發明説明" 一 ~~ 一電容器。 ^ °亥電谷态可藉改變設在端子12a上之電極28的面積，而 來改變其電容。藉著將該電極28連接於線路i8a，即可調整 乍用在4 1C卡上的電容。該電容將能藉在塗設該導電漿料 日寸改變其圖案而來輕易地調整。 _ "玄IC卡係可將該半導體裝置16置放在扁平線圈1 〇中， ㈣使用塑膠膜來由兩側中夾該扁平線圈1()，並熱壓黏接該 等塑膠膜來形成薄卡狀，而被製成。 乂 在本μ加例中’該半導體裝置丨6與扁平線圈丨〇係使用 導電黏劑來電連接，但當然其亦可使用導線連接或另外 的連接方法。又，該IC卡的形式亦可非僅為普通的卡之形 式而為種較小尺寸的產品形如一標籤。本發明的非接 觸型1C卡係設有該調整線圈丨丨與線圈本體1〇a來形成該扁 平線圈10，其能供各種不同產品通用，而不必改變該扁平 線圈的开> 式。其無需為每一產品來個別地製造一扁平線 圈，故將能夠有效地減少該扁平線圈的製造成本。 依據本發明之非接觸型1(:卡及扁平線圈，由於能在該 扁平線圈上附設該調整線圈，並如上所述地選擇該半導體 裝置與調整線圈之間的連接位置，來適當地調整該扁平線 圈的電感，故乃能夠提供一種可供帶有不同半導體裝置之 1C卡產品通用的扁平線圈，而得有效地降低該扁平線圈與 1C卡的製造成本。且，藉著調整與該調整線圈的連接位置， 其可適當調整電感及匹配一預定諧振頻率的顯著效果將會 顯現。 12 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公爱） 1232412 五、發明説明 雖本發明已參照選擇來作說 — L ... . Θ的特疋貫施例描述如 上，惟應可瞭解仍有許多修正 ^ ^ ^ 夂儿』由專業人士所完成， 而不起出本务明的基本概念及範圍。本案所揭係' 有關於2001年7月23日申請之No. 讓-2廳5號日本專财職，心容亦併此附送。 元件標號對照 1 〇...扁平線圈 l〇a...線圈本體 11a·.·平行連接部 11·..調整線圈 12 a、b...端子 14…孔 16··.半導體裝置 16a、b··.電極 18a ' b···線路 19a、b、c·.·通道 2 0. ·.絕緣層 22 ' 24、26...通孔 28...電極 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •、可| 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X297公釐） 13

Claims (1)

1232412六、申請專利範圍 A B c D 之 電 填 黏 1.:種非接觸型Ic卡，帶有一半導體裝置電連接於一藉扁 平捲、、％導體所形成之線圈本體的内周緣和外周緣末 端之端子，其中： Y調整線圈會由該線圈本體之内周緣末端及外周 、、象末鳊的至少一端子來呈扁平螺旋狀地延伸；且 该調整線圈與該半導體裝置會電連接。 2·如申請專利範圍第1項之非接觸型1C卡，其中該調整線 圈具有多數的導體沿該端子之一外表面平行排列來形 成一連接部，而可供選擇與該半導體裝置的連接位置。 3· ^申請專利範圍第1項之非接觸型1C卡，其中該半導體 裝置係被容裴在該端子中之一裝設孔内。 4·如申請專利範圍第1項之非接觸型ic卡，其中該各端子 =表^設有—電極’而透過—絕緣層來與該端子形成 電谷為，且该電極會與扁平線圈電連接。 5. 如申請專利範圍第1項之非接觸型1C卡，其中·· 。亥、子與在該端子和調整線圈之間的爲平線圈 表面上會被一絕緣層所覆蓋；且 。亥半V體裝置與扁平線圈會經由通道和導線來 連，’該等通道係將設在絕緣層中的通孔以導電黏劑 滿來衣成，而該等導線係由設在絕緣層表面上的導電 劑來形成。 6. :種供使用於-非接觸㈣卡之扁平線圈，其在一藉扁 T捲導體所形成的線圈本體之内周緣和外料末 鸲乃δ又有端子電連接於一半導體裝置；其中： (210X297公釐）

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有一調整線圈係可選擇連接y 、酋 』忆伴埂接位置地來電連接該半 —體衣置’而由該線圈本體的内周緣末端和外周緣末端 之至少一端子呈扁平螺旋狀延伸。 如申請專利範圍第6項之扁平線圈，其中該調整線圈設 有連接σ卩’係由沿該端子外表面平行排列而形成線圈 的多數導體等所組成。 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) Α4規格（210X297公釐）