WO1999026195A1

WO1999026195A1 - Module ci composite et carte ci composite

Info

Publication number: WO1999026195A1
Application number: PCT/JP1998/005142
Authority: WO
Inventors: Susumu Emori; Hidemi Nakajima; Susumu Igarashi; Kazuo Kobayashi
Original assignee: Toppan Printing Co., Ltd.
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1998-11-16
Publication date: 1999-05-27
Also published as: US6378774B1; EP1031939A4; EP1031939B1; DE69831592D1; CN1179295C; CN1278936A; DE69831592T2; EP1031939A1

Description

明細書

複合 I Cモジュール及び複合 I Cカード技術分野

本発明は、オフィス ·オートメ一ション（O A) 、ファクトリー 'オートメ一シヨン（F A) 、あるいはセキュリティーの分野等で使用される I Cカード等に代表される情報記録媒体において、電源電力の受給、信号の授受等を電気接点を介して行う接触型と、電源電力の受給、信号の授受等を I Cカードに電気接点を設けることなく電磁結合方式によつて非接触状態で行う非接触型との双方の機能を有する複合 I Cカード、及びそれに用いられる複合 I Cモジュールに関する。背景技術

半導体メモリー等を内蔵する I C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した情報記録媒体が実現している。さらに、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、 I Cカード自体が演算処理機能を有することで、情報記録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。

I Cカードは I S O (International Organization for Standardization) で国際的に規格化されている。一般的に、 I C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 I c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の端子電極が設けられている。 I C力一ドと外部読み書き装置とのデータの交信のために、 I Cカードを外部読み書き装置のカードスロットに揷入し、端子電極が外部読み書き装置に接続される。

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、例えばクレジットゃ電子財布応用では好都合である。

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つて、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型の I Cカードである。

この型の I Cカードは、空間に高周波電磁界ゃ超音波、光等の振動エネルギーの楊を設けて、そのエネルギーを吸収、交流電力に変換した後に整流して、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、或いは遁倍ゃ分周して識別信号とし、この識別信号をアンテナコィルゃ容量性素子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。

特に、認証や単純な計数データ処理を目的とした非接触 I Cカードの多くは、電池と C P U (Central 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 Identification：以下ではこれを単に R F— I Dと呼ぶ）であり、この非接触 I Cカードの出現によって、磁気カードに比較して偽^^改竄に対する安全性が高まるとともに、ゲ一ト通過に際してカードの携帯者はゲ一ト装置に取り付けられた読み書き装置のァ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减された。

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併せ持つ複合型の I Cカードが考案されている。これは、接触型の C P U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。尚、非接触型でも複合型でも、 I Cカード内に電源を備えている方式の場合には、あえて上記のように空間の振動エネルギの場から電源電力を得る必要はない。

一般的に、複合 I C力一ドは以下のように実装される。

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 I C モジュールの嵌合穴をあけられたシ一トと ¾|才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 I。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。

I C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 I C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。導電性接着剤が塗布された I Cモジュールの端子とカードのアンテナ端子とが重なり合うように I Cモジユ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 I Cモジュールの端子とァンテナ端子とが結合されて実装を終了する。

このような実装法は比較的簡便であるが、 I C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、 I C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 I C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。

加えて、非接触型伝達機構を備えた I cカードの多くは受信電力の確保のためにコィル形状等の制約からエンボス加工や磁気ストライプ併用ができなレヽものであった。市場の需要に十分に答えるためにはエンボスと磁気ストライプへの対応は考慮されなければならないので、エンボスと磁気ストライプを設けられないものは応用範囲に制約を強レヽられている。

非接触型 I Cカードのうちでエンボス加工と磁気ストライプへも対応した従来の技術としては、例えば特開平 8— 2 2 7 4 4 7号公報に示されるものがある。すなわち、非接触型 I C力一ドを I S O 7 8 1 1規格に準じた外形形状のカードとし、磁気ストライプ、ェンボッサを同カード上に乗せるために、通信 I Cモジユールは磁気ストライプ領域、エンボス領域を外れた領域に I C搭載部、電力受信コィル、データ送受信コィルを長手方向に並べて形成される。

通信 I Cモジュ一ルの受信コィル、通信コィルは電気铸造法により形成された単層コイルよりなり、双方が 1枚の短冊基板内に埋め込まれる。各コイルより I Cチップのパッドと結合するリード部も形成される。

短冊基板上に I Cチップが I Cチップの回路面が短冊基板に向き合う形で搭載され、リード部が I Cのパッドとバンプ結合がなされ、短冊基板と I Cチップ間の空隙はポッティング樹脂により埋められ固着される。コイルの内端部と内端用リードの端部とはェナメ線によりジャンパー結合される、結合は瞬時熱圧接により行われポッティング樹脂により端子部が保護される。

この通信 I Cモジユー/レをカードとを一体化する方法としては、上面をカバーする第 1シート、短冊基板と同厚であり短冊外形の窓のある第 2シート、 I Cチップの逃げ窓と第 1ジャンパー結合部逃げ窓のある第 3シート、 I Cチップの逃げ窓のみの第 4シート、下面をカバーする第 5シート（これらは全て塩ィ匕ビ二一ルよりなる）、各シートにより通信モジュールを挟み込み、加熱加圧する事により通信モジュールを内蔵して一体化するものが記載されている。

しかしながら、上記のものは非接触型 I Cカードには適用できるが、外部端子付きの複合 I Cカードには適用できない。

外部端子付きカードの端子の位置は I S O 7 8 1 6で規定されている。図 1に、 I S 0 7 8 1 6規格で規定された磁気ストライプ領域、エンボス領域、そして外部端子領域を示す。複合 I Cカードにおいては I Cモジュールは外部端子領域に実装され、図 1においてハッチングを付した部分は非接触結合用のアンテナの実装禁止領域となる。

I S 0 7 8 1 6に規定されるところの、外形形状長辺 8 5 . 4 7〜8 5 . 7 2 mm、同短辺 5 3 . 2 9〜5 4 . 0 3 mmの領域の中に、上辺より 1 5 . 8 2 m mの領域内に磁気ストライプ領域が、下辺より 2 4 mm、左辺から 6 . O mm、右辺から 8 . O mmの領域内にエンボス領域が、そして上辺から 2 8 . 5 5 mm, 左辺から 1 9 . 8 7 mmの領域内に外部端子が形成される。

磁気ストライプとエンボスを可能とする複合 I Cカードの従来の技術としては、例えば特開平 7— 2 3 9 9 2 2号公報に示されるものがある。

これによれば、 I Cカード用 I Cモジュールは、 I。チップと、 I Cチップと電気的に接続され外部 βとの間で情報、及び/又は電力の伝達を行う伝構と、 I cチップ及云達機構とを支持する支持体とからなり、伝達機構として、コィルまたはァンテナからなる非接触型伝 β構と、支持体表面に設けられた導体をバタ一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る。このように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、この複合 I Cモジユー/レをプラスチックカード基体に嵌合固定するので、磁気ストラィプゃエンボス形成の支障とならないと教示されている。

さらに、実装手段として、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ことを開示している。

つまり、非接触伝達用のアンテナを I Cモジュール内に収納することで、最終工程におけるアンテナコイルと I Cモジュールとの接続を不要としたものである。しかしながら、端子電極の周囲にアンテナコイルを設ける方法では、図 1に示す規格に照らしてみると、その実現が困難であることが明確である。すなわち、非接触伝達用のアンテナを I Cモジュール内に収納する方法では、十分なアンテナ面積が得られず、交信距離が数ミリメ一トル以下のいわゆる密着結合の形態だけしか許されなレ、。

端子電極とエンボス領域の間隔は最大で 1 . 4 5 mmのみであることから、端子電極の周囲を取り巻くようにアンテナゃコィルを端子電極と同一面に重ならないように配置することは以下の理由により現実的ではない。つまり、外部端子の周囲にァンテナコィルを配置する場合コィルの最大外径および最小内径はそれぞれ 0 1 2 mmと 0 9 . 3 mmであり、この領域にプリントパターンでアンテナコィルを形成するとパターン幅と間隔が 0 . 1 5 mmと 0 . 1 mmのそれぞれの場合には、卷数とインダクタンスとはおおむね 4卷、 0 . 4 μ Ηと 6卷、 1 . 0 μ Ηとなる（尚、ここで// Ηとは、いわゆるマイクロヘンリーを意味する）。よつて、エンボス領域を確保しつつ、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一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レ、。接触型伝達機構に非接触伝謹構を付与する効果は数十ミリメ一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ァ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力卷数を多くすることが必要である。

よって、 I C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ない。また、導体パターンで実用的な卷数にするとエンボス領域に力かってしまうことになる。

一方、後者の実装手段としての、アンテナの周囲に端子電極を設ける配置の場合には、エンボス領域への侵犯が明白であり、外部端子付き I Cカードの規格である I S 0 7 8 1 6から大きく逸脱したものとならざるを得ず、市場的に受け入れられる可能性は極めて低い。

また、複合 I Cカードは微弱電波を扱うので、電力伝達効率を高くする要求がある。このための従来の技術としては、特開平 2— 7 8 3 8号、特開昭 6 3— 2 2 4 6 3 5号がある。しかし、これらの従来例における電力伝達効率の改善の為の方式は、送電電力にのみ着目されており、送電側の電力効率を改善し、より多くの電力を送出することができる場合においてのみ有効である。そのため、輻射電磁界の強度に制限が設けられている場合、これらの方式は受信側の受電効率の改善には寄与しない。微弱な電磁界中に位置した複合 I Cカードが、そのカード自身が備え持つ非接触型の機能により電力を受電する性能を改善するためには、カード内に輻射されたエネルギーをより多く吸収する手段が設けられなければならない。

更に、複合 I Cカードは半導体集積回路を内蔵するため、より多くの電流を低電力で得ることが電源回路の負荷を軽減する為に好ましい。つまり、電力受信側を低インピーダンスとすることが望ましい。しかしながら、従来の技術では、送信 ®j£のみに着目しており、電力受信側に関しては何ら開示されていない。本発明は、このような従来の技術の問題点を無くし、複合 I Cモジュールと非接触伝達用のアンテナとの間に酉^による接続が必要無いにも関わらず、十分な交信距離を得る事が出来る受信感度を備え、しカゝも、接触型と非接触型との両方の伝達機構を実用的な動作状態で維持することができる複合 I Cモジュール、及びそれを含む複合 1 Cカードを提供することを第 1の目的とする。

本発明の第 2の目的は、接触型と非接触型の両方の機能を備えており、電力の受給あるレ、は信号の授受の少なくともレ、ずれかを非接触で行うことができる複合 I Cカードにおいて、電力送信側（リーダ'ライタ側）のコイルと電力受信側 (複合 I Cカード側）のアンテナが空気間隙によって隔てられている結合器で、搬送波の受信効率を複合 I Cカード側で高めることが出来るようにすることで、電力受信側の電力効率を改善（または信号の伝達効率を改善）し、インピーダンス変換を行う複合 I Cカード、およびその複合 I Cモジュールを撒共することでめる。本発明の第 3の目的は、接触型伝達機構と非接触型伝達機構とを併せ持ち、さらにはカードの表面に磁気ストライプやエンボスを形成した I Cカードにおいても、磁気ストライプやエンボス形成を損なわずに、電力受信側の電力効率を改善しインピーダンス変換を行い、かつ、カードの厚さを薄く形成することができる複合 I Cモジュール及 Ό¾合 I Cカードを «することである。

発明の開示

( 1 ) 本発明による複合 I Cカードは、接触型と非接触型の双方の機能を具備した複合 I Cカードは、 I Cモジュールと、アンテナ素子とを備え、 I Cモジュ —ルは、接触型伝達機能と非接触型伝達機能とを内蔵した I cチップと、接触型伝達素子である外部端子と第 1の結合コイルとを形成したモジュール基板とを備え、アンテナ素子は、少なくとも電力の受給か又は信号の授受のいずれかを外部読み書き装置との間で行うァンテナと、ァンテナに接続された第 2の結合コィルとを備え、 I C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の結合コイルと力互いに密結合するように配設され、 I Cモジュールとアンテナ素子とがトランス結合によって非接触に結合されている。

( 2 ) 本発明による複合 I Cカードは、（1 ) に記載の複合 I Cカードにおいて、アンテナ素子は、容量性素子を備えている。

( 3 ) 本発明による複合 I Cカードは、（1 ) または（2 ) に記載の複合 I C カードにおいて、エンボス領域をさらに具備し、 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けられており、非接触伝達用のアンテナが、 I Cモジュールの外部端子領域とェンボス領域とのいずれにも干渉しないように設けられている。

( 4 ) 本発明による複合 I Cカードは、（1 ) または（2 ) に記載の複合 I C カードにおいて、エンボス領域をさらに具備し、 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けられており、非接触伝達用のァンテナが、エンボス領域の設けられた長辺とは相対する長辺と、ェンボス領域のカード内部側との境界と、 I Cモジュ一ルの外部端子領域のカード內部側との境界と、そしてカードの I Cモジュールが設けられた側の短辺とは相対する短辺とに囲まれた領域内に、 I Cモジュールの外部端子領域とェンボス領域とのレ、ずれにも干渉しないように設けられている。

( 5 ) 本発明による複合 I Cカードは、（1 ) または（2 ) に記載の複合 I C カードにおいて、エンボス領域をさらに具備し、 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けられており、非接触伝達用のアンテナの少なくともその一部が、エンボス領域と力一ドの縁との間、及び I Cモジュールの外部端子領域とカードの縁との間に配置されてあり、カードの外周に沿って、 I cモジュールの外部端子領域とェンボス領域とのいずれにも干渉しないように設けられている。

( 6 ) 本発明による複合 I C力一ドは、（1 ) または（2 ) に記載の複合 I C カードにおいて、磁気ストライプ領域とエンボス領域とをさらに具備し、 I cモジュールは、カードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けられ、カードの他方の長辺に沿って磁気ストライプ領域が設けられており、非接触伝達用のァンテナが、 I Cモジュールの外部端子領域と、エンボス領域と、そして磁気ストライプ領域とのいずれにも干渉しないよう設けられている。

( 7 ) 本発明による複合 I Cカードは、（1 ) または（2 ) に記載の複合 I C カードにおいて、磁気ストライプ領域とエンボス領域とをさらに具備し、 I Cモジュールは力一ドの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域はカードの一方の長辺に沿つて設けられ、カードの他方の長辺に沿つて磁気ストライプ領域が設けられており、非接触伝達用のアンテナが、磁気ストライプ領域のカード内部側との境界と、エンボス領域のカード外周側との境界と、そして I Cモジュールの外部端子領域のカード外周側との境界とにほぼ沿って、 I Cモジュールの外部端子領域と、エンボス領域と、そして磁気ストライプ領域とのいずれにも干渉しないよう設けられている。

( 8 ) 本発明による複合 I Cカードは、（1 ) または（2 ) に記載の複合 I C カードにおいて、磁気ストライプ領域とエンボス領域とをさらに具備し、 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域はカードの一方の長辺に沿つて設けられ、カードの他方の長辺に沿つて磁気ストライプ領域が設けられており、非接触伝達用のアンテナが、ェンボス領域のカード内部側との境界と、 I Cモジュールの外部端子領域のカード内部側との境界と、磁気ストライプ領域のカード内部側との境界と、そして I Cモジュールが設けられた短辺と相対する短辺とに囲まれた領域内に、 I Cモジュールの外部端子領域と、ェンボス領域と、そして磁気ストライプ領域とのいずれにも干渉しないよう設けられている。

(9) 本発明による複合 I C力一ドは、（1) または（2) に記載の複合 I C カードにおいて、アンテナ素子は、第 2の結合コイルがアンテナのループの外側に配置している。

(10) 本発明による複合 I Cモジュールは、非接触型伝達機能と接触型伝達機能とを内蔵した I Cチップと、第 1の結合コイルと接触型伝達素子である外部端子とを形成したモジュール基板とを備えた複合 I Cモジュールであって、第 1 の結合コィルは、モジュール基板の外部端子が配設されてレ、る側の反対側に配設されてあり、絶縁皮膜を施した導線が巻かれて形成された卷線コイルを用いている。

(1 1) 本発明による複合 I Cモジュールは、（10) に記載の複合 I Cモジユールにおいて、巻線コイルは、 I Cチップの周囲か又はその近傍の少なくともいずれかに、スパイラル状に卷かれて形成している。

(12) 本発明による複合 I Cモジュールは、（10) に記載の複合 I Cモジユールにおいて、巻線コイルは、 I Cチップの周囲か又はその近傍の少なくともいずれかに、トロイダル状に卷カれて形成している。

(13) 本発明による複合 I Cモジュールは、（10) に記載の複合 I Cモジユールにおいて、巻線コイルは、モジュール基板の外周側の端面に卷かれて形成している。

(14) 本発明による複合 I Cモジュールは、（10) 乃至（13) のいずれかに記載の複合 I Cモジュールにおいて、 I Cモジュールの I Cチップ実装面側で、 I Cチップと第 1の結合コイルとが共に樹脂封止されている。

(15) 本発明による複合 I Cモジュールは、（10) 乃至（13) のいずれかに記載の複合 I Cモジュールにおいて、モジュール基板の大きさは、外部端子の領域の大きさとほぼ同等である。 (16) 本発明の複合 I Cモジュールは、接触型伝達機能と非接触型伝達機能とを内蔵した I Cチップと、第 1の結合コイルと接触型伝達素子である外部端子とを形成したモジュール基板とを備えた複合 I Cモジュールであって、第 1の結合コイルは、モジュール基板の外部端子が配設されている側の反対側にパターン化された導体で形成され、 I Cチップの周囲力、又はその近傍の少なくともいずれかに配設している。

(1 7) 本発明による複合 I Cモジュールは、（16) に記載の複合 I Cモジユールにおいて、卷線コイルは、 I Cチップの封止材の周囲に、スパイラル状か又はトロイダル状の少なくともレ、ずれかで巻力れて形成している。

(18) 本発明による複合 I Cモジュールは、（16) に記載の複合 I Cモジユールにおいて、 I Cモジュールの I Cチップ実装面側で、 I Cチップと第 1の結合コイルとが共に樹脂封止されている。

(19) 本発明による複合 I Cモジュールは、（16) に記載の複合 I Cモジュ一ノレにおいて、モジュール基板の大きさは、外部端子の領域の大きさとほぼ同等である。

図面の簡単な説明

図 1は I S O 7816で規定されている外部端子付き力一ドの寸法を示す図、図 2は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、

図 3A、図 3Bは本発明による複合 I Cカードの第 1実施例の構造を示す分解斜視図と断面図、

図 4は第 1実施例のアンテナコイルの配置の第 1例を示す図、

図 5は第 1実施例のアンテナコイルの配置の第 2例を示す図、

図 6は第 1実施例のアンテナコイルの配置の第 3例を示す図、

図 7は第 1実施例のアンテナコイルの配置の第 4例を示す図、

図 8A、図 8 Bは本発明による複合 I Cカードの第 2実施例の構造を示す分解斜視図と断面図、

図 9は第 2実施例のアンテナコイルの配置の第 1例を示す図、

図 10は第 2実施例のアンテナコイルの配置の第 2例を示す図、図 1 1は第 2実施例のアンテナコイルの配置の第 3例を示す図、

図 1 2 A、図 1 2 Bは本発明による複合 I Cカードの第 3実施例の構造を示す分解斜視図と断面図、

図 1 3は第 3実施例のアンテナコイルの配置の第 1例を示す図、

図 1 4は第 3実施例のアンテナコイルの配置の第 2例を示す図、

図 1 5 A、図 1 5 Bは第 3実施例のアンテナコイルの配置の第 3例を示す図、図 1 6 A、図 1 6 Bは本発明における容量性素子の構成の第 1例を示す図、図 1 7 A、図 1 7 Bは本発明における容量 1"生素子の構成の第 2例を示す図、図 1 8 A、図 1 8 Bは本発明における容量性素子の構成の第 3例を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明による複合 I cカードの実施例を説明する。

先ず、非接触伝達機構の基本的構成と基本原理につレヽて説明する。

図 2は、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。非接触型の外部読み書き装置 1 0 0の送受信回路 1 0 1には複合 I C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 1 0 2が接続されている。

一方、複合 I Cカード 1の非接触伝達機構は、外部読み書き装置 1 0 0の送受信アンテナ 1 0 2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容量性素子 1 5と、複合 I Cモジュール 2に実装された複合 I Cチップ 6とそれに接続された第 1結合コイル 8と、その第 1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密結合配置され、並列共振回路の容量性素子 1 5の両端に接続された第 2結合コイル 3からなる。

ここで、容量性素子 1 5の接続はアンテナコイル 4と並列としたが、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である。また、線間容量を増大させることで容量性素子 1 5を省略することも可能である。

外部読み書き装置 1 0 0から複合 I C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 1 0 0の送受信回路 1 0 1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 1 0 2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 I C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 1 0 0の送受信コイル 1 0 2により発生された高周波磁界により、複合 I C 力一ド 1のアンテナコイル 4と容量性素子 1 5で構成する並列共振回路に電流を流す。このとき、複合 I Cチップ 6に直接接続された第 1結合コイル 8と、アンテナコイル 4と容量性素子 1 5の共振回路に接続され第 1結合コイル 8に電力伝送する第 2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、アンテナコィル 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。

アンテナコイル 4と容量性素子 1 5の共振回路で受信した信号は第 2結合コィル 3に伝達される。その後、第 2結合コイル 3と第 1結合コイル 8とが最大伝達効率を示す密結合配置されているので、第 2結合コイル 3と第 1結合コイル 8とのトランス結合によって、複合 I Cチップ 6に信号が伝達される。第 2結合コィル 3と第 1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つて決定される。

以上のようにして、受信特性の改善が達成される。この結果、アンテナコイル 4の特性が受信感度を決定することになり、アンテナコイル 4の面積は大きいほど有利である。

電磁結合ある、は電磁誘導等の非接触伝達機構の方式によってァンテナ特性は異なるが、短波帯で電麵導式のアンテナコイル特性の例は表 1に示す如く算出される。コイル卷数

1ダ J ノ、

-J Λ /レ回不員ングばグlグね、

ノ入

5 H 20 // H

Ex. 1 84瞧 X 53 mm 10卷

E . 2 84讓 X 37 mm 1 1卷

Ex. 3 64 rnmX 28 mm 14巻

Ex. 4 64画 X 13 mm 16卷

Ex. 5 1 2圆 X 12 mm 15卷 30卷尚、ここで *1だけは卷線の太さ、ピッチが 0.05mmであり、それ以外の場合は卷線太さ、ピッチとも 0. 1 5 mmである。

ちなみに、現在実用化されている短波帯の RF_ I Dカードのアンテナコイルのインダクタンスは約 5マイクロヘンリーである。このタイプのアンテナコィノレはプリントパターン（プリントコイル）で力一ドの外周部に配置することが可能である。

図 1を再度参照すると、エンボス領域とカードの外周との間隙がもっとも狭いのは図 1においてカードの下部であり、その値は 2. 4 lmmである。カードの縁から 1 mm内側からカードの中心に向かってスパイラルコイルを、パターン幅とその間隔を 0. 15mmで製作すると、卷数 5までのコイルが配置可能である。パターン幅とその間隔を 0. lmmにした場合には、卷数 7までのコイルが配匱可能である。

もし、従来技術で説明した特開平 7— 239922号の例にあるように、 I C モジュールの外部端子の周囲にアンテナコイルを設け、規格で許された 1. 45 mm幅にコイルを配置して 5マイク口ヘンリーのィンダクタンスを得るには卷数 15が必要となり、パターン幅と間隔はともに 0. 05mm以下にしなければならないことになり、実現不可能である。

一方、低周波数の電磁結合方式のアンテナコイルでは、上記の巻数 7を超える卷数が必要になることもある。例えば、 2 0マイクロヘンリーのインダクタンスを持つアンテナコイルを必要とする構成のものを考える。この場合には、表 1に示す如くそのコイル面積に応じて 1 0から 3 0の卷数のものが実現できることが分かる。

巻数 8を超えるコィルの実現は立体形状の卷線コィルと平面形状のプリントコィルが可能である。卷線コイルでは重ね卷きすることで力一ドの外周部に配置することができる。プリントコイルの場合には一般的には一面に重ならないように卷線を形成する。よって、卷数が多い場合にはエンボス領域にかからないようにカードの外周部に配置することは適切ではない。

この場合には、アンテナコイルの内部に、磁気ストライプ、エンボス、外部端子などの実装禁止領域を含まないようにァンテナコィルを配置することが製造が簡単で信頼性が確保でき、かつ低コストでカードを作ることができる。

第 1実施例

図 3 A、図 3 Bは本発明の第 1実施例にかかる複合 I Cカードの概略構成図である。図 3 Aは全体の構成を示し、図 3 Bは I Cモジュールの実装部を横切る横断面図である。

本実施例の複合 I Cカード 1は I Cモジュール 2とシート状の樹脂の表面にプリントコィルで形成した第 2結合コイル 3とアンテナコイル 4とを持つァンテナ基板 5を樹脂封止したカード基板 1 0からなる。

複合 I Cモジュール 2は図示しない接触型ィンターフェースと非接触型ィンタ —フエ一スとを内蔵した複合 I Cチップ 6と接触型伝達部である端子電極 7と非接触型伝達部の第 1結合コイル 8とを相異なる面にパターン形成したモジュール基板 9からなる。

第 1結合コイル 8やアンテナコイル 4はプリントコイルで形成する代わりに、絶縁被覆した導線を巻くことで形成してもよい。複合 I Cチップ 6はモジュール基板 9の第 1結合コイル 8形成面に実装される。複合 I C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 I Cチップ 6と第 1結合コイル 8の回路パターンとはワイヤボンドされて回路が形成されている。この接続は、 I Cチップの回路形成面と基板とを半田や導電性接着剤を用いて熱溶着することによつても実現される。複合 I C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 I Cチップ 6は樹脂封止さ；^复合 I Cモジュール 2が完成する。

本実施例による複合 I C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結合コイル 3とアンテナコイル 4と容量性素子 1 5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。第²結合コイル 3とァンテナコイル 4とは絶縁被覆した導線を巻レ、て形成してもよい。ァンテナ基板 5の棚旨としては塩化ビエルが使用されたが、その他、ポリイミド、ポリカーボネート、 P E Tなども適用でき、材料は一種に固定されるものではなレ、。

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 1 0をつくる。成形の際、第 2結合コイル 3が複合 I C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 1 0の製作と同時に複合 I C モジュール 2の嵌合穴 1 1を形成する。

最後に、カード基板 1 0の複合 I Cモジュール 2の嵌合穴 1 1に複合 I Cモジユール 2を接着することで複合 I C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強度とエンボス性など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。

図 3 Aにおいて、カード基板 1 0は表面と裏面に分離して描いてあるが、本来は一体のものであり、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 1 1との関係を明確に説明するために修飾されている。本実施例において、カードの製作を射出成形としたが、エンボス特性を維持する方法であればレ、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、接着剤充填方式であってもよい。また、 I Cモジュールの嵌合穴 1 1は、カード成形後にくりぬき加工することも本実施例に含まれる。

実装例 1

図 4はエンボス領域を有する複合 I Cカード 1の第 1実施例の平面図であり、アンテナコイル 4の複合 I Cカード 1内部に於ける実装位置を示す。アンテナコィル 4はカードの周囲全体に配置されている。エンボス領域 2 0と外部端子領域 2 1はアンテナコイル 4のループの内部に配置されている。このコイル仕様は表 1の E x . 1に対応する。

図 4の例は、アンテナコイル 4の巻数が比較的少なく 3乃至 7の場合、より好ましくは 4または 5の場合に有効である。この実装例におけるアンテナ基板 5はエンボス領域 2 0に対応する部分の樹脂シートを切り抜いてある。これは、ェンボス特性に影響を与えないことを目的としている。

図 4から図 7におレ、てアンテナ基板 5の外形を■で示した。

実装例 2

図 5はエンボス領域を有する第 1実施例の他の複合 I Cカード 1の平面図であり、エンボス領域 2 0と外部端子領域 2 1をアンテナコイル 4の外部に配置した (内部に配置しないようにした）アンテナコイル 4の概略形状を示す。このときのコイル仕様は表 1の E x . 3に対応する。図 5の例は、アンテナコイル 4の卷数が 1 0以上の時に有効である。

実装例 3

図 6は磁気ストライプとエンボス領域を両方とも有する第 1実施例の複合 I C カード 1の第 3実装例の平面図であり、複合 I Cカード 1内部に於けるアンテナコイル 4の実装位置を示す。アンテナコイル 4が磁気ストライプ領域 2 2にかからないようにされ、磁気ストライプ領域に対向するアンテナコイルの部分以外の他の部分は複合 I Cカード 1の外周に沿って配置される。このときのコイル仕様は表 1の E x . 2に対応する。この実装例においても、アンテナ基板 5はェンボス領域 2 0に対応する部分の樹脂シートを切り抜いてある。これは、エンボス特性に影響を与えないことを目的としている。

実装例 4

図 7は磁気ストライプとェンボス領域を両方とも有する第 1実施例の第 4実装例の複合 I Cカード 1の平面図であり、エンボス領域 2 0と磁気ストライプ領域 2 2をアンテナコイル 4の内部に配置しないようにしたアンテナコイル 4の概略形状を示す。このときのコイル仕様は表 1の E x . 4に対応する。

第 1実施例の複合 I Cカードは、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、 I Cモジュールとアンテナコイルとにトランス結合回路素子を設けることで、 I C モジュールとアンテナコィ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ている。

この構成により、アンテナコイルの面積を許された範囲内で可能な限り大きく取るようにしたことで、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維持できるとレヽぅ効果がある。

また、カードの受信感度が大きくなることで、通信距離の増大、及び/又は外部読み書き装置の送信出力の抑制が実現できる。このことは、電波法によって送信出力が規制されているためにカードにとって好都合である。

加えて、 I C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接続が不要なため、 I cモジュールをカード基板に設けられた嵌合穴に接着実装する従来の I C力一ド製造工程がそのまま利用できるとともに、カードに曲げ応力などの機械的応力が加えられても I cモジュールとアンテナ回路とが接続点を持たないために故障する危険がきわめて少なレ、。

さらに、外部読み書き装置と直接非接触結合するアンテナコイルを接触型の電極である外部端子領域であると同時に I cモジュールの嵌合部とエンボス領域、及び/又は磁気ストライプ領域にかからないように配置するようにしたので、従来のカード応用にも十分適応可能な汎用性を持つている。

また、射出成形を用いることとフレキシブルなアンテナ基板の基材がエンボス領域に対応する範囲に存在しないようにしたので、複数のシートの貼り合わせによるェンボス性への影響もなレ、。

そして、アンテナコイルを含むアンテナ基板をフレキシブルな印刷酉板としてコィノレを平面状に形成したので、カードの厚さも 0 . 7 6 mmの I S 0 7 8 1 6規格を+分に満足できるカードを得ることができる。

なお、図 2から分かるように、第 1の結合コイル 8の卷数を多くすることによつて第 2の結合コイル 3との結合係数が大きくなり、複合 I C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、現在の印刷酉線板の製造技術では 0 . 1 mmのパターン幅が限界でありプリントコイルでは I Cカードのモジユール基面内に数十卷きすることは困難である。一方、絶縁皮膜を施した導線によってコィノレを形成することは磁気へ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。この技術に着目して、本実施例では、複合 I Cモジュールとァンテナとの結合コィルを絶縁皮膜を施した導線によつて形成してもよレ、。以上説明したように、第 1実施例によれば、 I C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、エンボス加工と磁気ストライプ形成に対応可能で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複合 I Cカードを樹共することが出来た。

以下、本発明による複合 I cカードの他の実施例を説明する。他の実施例の説明にぉレ、て第 1の実施例と同一部分は同一参照数字を付してその詳細な説明は省略する。

第 2実施例

第 2実施例の非接触結合回路の等価回路図も第 1実施例と同様に図 2に示したものと同一である。

さらに、図 2に示すような空芯トランス型結合においては、コイル間の間隙をより少なくすることが伝達効率向上をもたらす。このため、第 1実施例のように第 1、第 2結合コイルを上下に配置するのではなく、第 2実施例では、第 2の結合コイル 3の内径を図示しないカード基板の複合 I Cモジュール 2の嵌合孔ょりも大きくして、第 1の結合コイル 8を第 2の結合コイル 3が取り巻き、ほぼ同一平面内に配置するようにした。このとき、第 2の結合コイル 3の内部は嵌合孔を兼ねることになる。

こうすることにより、複合 I Cモジュール 2の嵌合孔の下に第 2の結合コイル 3が配置される場合に比較して、嵌合孔加工の深さ精度が必要なくなり外部端子付き I Cカードの嵌合孔加工設備がそのまま使用可能となる。

図 8 A、図 8 Bは本発明の第 2実施例にかかる複合 I Cカードの概略構成図である。図 8 Aは全体の構成を示し、図 8 Bは I Cモジュールの実装部を横切る横断面図である。

本実施例にかかる複合 I Cカード 1は、本発明の複合 I Cモジュール 2とシート状の樹脂の表面にプリントコィルで形成した第 2の結合コイル 3とァンテナコィル 4とを持つァンテナ基板 5を樹脂封止したカード基板 1 0力らなる。

複合 I C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 I Cチップ 6と、複合 I C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 I C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 I C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 I Cチップ 6と、端子電極 7及び第 1の結合コイル 8とを接続するモジュール基板 9に形成された回路パターンとは半田や導電性接着剤等を用いて熱溶着されて接続される。この接続は、複合 I C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つても実現される。

複合 I C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 I Cチップ 6は図 8 Aに示す如く樹脂封止 1 6され、その後、複合 I Cチップ 6の周囲、またはモジュール基板 9の周囲に絶縁皮膜導線を卷き、第 1の結合コイル 8を形成し、その後、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の端子とを接続して複合 I Cモジュール 2が完成する。

図 8 Bは第 1の結合コイル 8を複合 I Cチップ 6の樹脂封止 1 6の周囲に巻線コイルを形成した場合について示した。第 1の結合コイル 8の形成の βとして、樹脂封止 1 6の工程まで製作した複合 I Cモジュール 2の樹脂封止 1 6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、図示しない卷線機によって複合 I Cモジュール 2の樹脂封止 1 6の周囲に直接卷線を施す。

所定卷数終了後、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。

このとき、樹脂封止 1 6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 1 6の切削加工を省略できる。また、卷線を複合 I Cチップ 6の周囲に直接卷カゝずに、コイル卷線機を用いて別工程で平面コィルを製作し、モジュール基板 9に接着して第 1の結合コイル 8とし、その後、 I Cチップ 6と第 1の結合コイル 8とを覆い隠すように榭脂封止 1 6を形成することも本実施例に含まれる。

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、円形であつてもよく形状に限定はない。

まず、図 8 A、図 8 Bに示すように、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と容量性素子 1 5をそれぞれ別個の領域に形成したァンテナ基板 5力 ¾iされる。

図 8 Bに示すように、アンテナ基板 5の第 2の結合コイル 3は複合 I Cモジュール 2の嵌合孔 1 1の外形よりも外に形成され、最終的に、複合 I Cモジュール 2に実装された第 1コイル 8とほぼ同一の平面をなす位置に入れ子状に配置される。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卷いて形成してもよい。

アンテナ基板 5の樹脂としては塩ィ匕ビュルが使用されたが、その他にもポリ力ーボネート、 P E T、ポリイミドなども適用でき、材料は一種に固定されるものではない。また、アンテナ基板 5の基材の厚さは 5 O /z mから 3 0 0 μ τηの範囲である。より好ましくは、 Ι Ο Ο μ ιη程度である。

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 1 0を成形する。成形の際、第 2の結合コイル 3が複合 I C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 1 0の製作の後に複合 I Cモジュール 2の嵌合孔 1 1を形成する。

最後に、力一ド基板 1 0の複合 I Cモジユーノレ 2の嵌合孔 1 1に複合 I Cモジユール 2を接着することで複合 I Cカード 1が完成する。カード基板 1 0の材料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。図 8 Αにおいて、カード基板 1 0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 8 A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孔 1 1との関係を明確に説明するために修飾されている。

本実施例において、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適用可能であって、例えば、ラミネート方式、接着剤充填方式であってもよい。また、 I Cモジュールの嵌合孔 1 1は、カード成形時に同時加工することも本実施例に含まれる。この場合には、アンテナ基板 5に形成された第 2の結合コイル 3の内部は、 I Cモジュールの嵌合のために予めくり抜かれている。図 9は、複合 I Cチップ 6の近傍に第 1の結合コイル 8を巻いた実装例である。この例では、複合 I Cチップ 6は、モジュール基板 9の中心から一方の端に偏心されて実装される。樹脂封止 1 6までの工程が終了した複合 I Cモジュール 2に別途、図示しない卷線機で製作した第 1の結合コイル 8をモジュール基板 9に接着し、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端子接続さ合 I Cモジュール 2が完成する。こうすることで、樹脂封止部の周囲を第 1コイル 8の実装の為に加工する行程が不要となる。第 1コイル 8の断面形状は角丸の矩形としたが、円形や楕円形であってもよく形状にこだわるものではない。

実装例 2

図 1 0は、複合 I Cチップ⁶の近傍に配置するように第 1の結合コイル 8をモジュ一ル基板 9の複合 I Cチップ 6の実装面に導体のプリントパターンで形成した実装例である。

第 1の結合コイル 8は、モジュール基板 9の表面の外部端子と裏面の複合 I C チップ 6も接続バタ一ンと同時に形成されるのでモジュール基板 9と第 1コイル 8との接続が簡略化される。本実施例に於ける第 1の結合コイル 8の断面形状は角丸の矩形としたが、円形や楕円形であってもよく形状にこだわるものではない。例えば、図 1 1に示すように、第 1の結合コイル 8を I Cチップの樹脂封止 1 6 周囲にトロイダル状に卷くと、誘導電磁界に対する指向性を広くすることができ、結合が強くなる。

第 2実施例の複合 I C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、 I C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、 I Cモジュールとァンテナコィ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。

この複合 I Cカードにおいて、非接触伝達用のアンテナ素子の第 2の結合コィルの内径が I Cモジュールの嵌合孔の外形より大きくなるようにして、 I Cモジユールに配置された第 1の結合コイルがモジュール基板の裏面に形成し、第 1の結合コイルと第 2の結合コイルとをほぼ同一面に配置することで間隙を少なくすることができるので結合係数が高くとれる。

結果として、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 I Cチップに伝達できるようになった。

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ァンテナ近傍に力一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がある。

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、及び Z又は外部読み書き装置の送信出力の抑制が実現できる。このことは、電波法によって送信出力が規制されているため、非接触伝達機能にとって好都合である。

加えて、非接触伝達用のアンテナ素子の第 2の結合コイルの内部が I Cモジュ一ルの嵌合孔を兼ねている。こうすることで、複合 I Cモジュールの嵌合孔の下に第 2の結合コイルが配置される場合に比較して、嵌合孔加工の深さ精度が必要なくなり、従来の外部端子付き I Cカードの I Cモジュール嵌合孔加工設備をそのまま使用することができるとともに、 I C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接続が不要であり、カードに曲げ応力などの機械的応力が加えられても I Cモジュールとアンテナ回路とが接続点を持たないために接続端子の破断などによつて故障する危険が極めて少なレ、。

また、非接触伝達用のアンテナ素子の第 2の結合コイルをアンテナのループ外に設けることで、エンボス領域へのアンテナコイルのはみ出しを抑制した。以上説明したように、第 2実施例によれば、 I Cモジュールと非接触伝達用のアンテナコイルとの間の酉 2泉による接続が必要ないにも関わらず、十分な交信距離を得ることが出来る受信感度を備え、しかも接触型と非接触型との双方の伝達機構を実用的な動作状態で維持することができる複合 I Cカードとそれに好適に使用可能な複合 I Cモジュールとを»することができる。第 3実施例

第 3実施例の非接触結合回路の等価回路図も第 1実施例と同様に図 2に示したものと同一である。

図 1 2 A、図 1 2 Bは本発明の第 3実施例にかかる複合 I Cカードの概略構成図である。図 1 2 Aは全体の構成を示し、図 1 2 8は1 Cモジュールの実装部を横切る横断面図である。

本実施例にかかる複合 I Cカード 1は、複合 I C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結合コイル 3とアンテナコイル 4とを持つァンテナ基板 5を樹脂封入したカード基板 1 0力らなる。

複合 I C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、図示しない接触型ィンターフェースと非接触型ィンターフェ一スとを内蔵した複合 I Cチップ 6と、複合 I C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つて形成された非接触型伝達部の第 1結合コイル 8、モジュ一ル基板 9からなる。

複合 I C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 I C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 I Cチップ 6と第 1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レ、て熱溶着されて回路が形成される。

この接続は、複合 I C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つても実現される。

複合 I C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 I Cチップ 6は樹脂封止 1 6され、その後、複合 I Cチップ 6の周囲、またはモジユール基板 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結合コイル 8の端子とを接続することで複合 I Cモジュール 2が完成する。図 1 2 Bは第 1結合コイル 8を複合 I Cチップ 6の樹脂封止 1 6の周囲に卷線コイルを形成した場合にっレヽて示した。

まず、樹月旨基板にプリントコイルで第 2結合コイル 3とアンテナコイル 4と容量性素子 1 5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卷、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ュルが使用されたが、その他、ポリイミド、ポリカーボネート、 P E Tなども適用でき、材料は一種に固定されるものではない。

次に、射出成形によりァンテナ基板 5を封入してカード基板 1 0を成形する。成形の際、第 2結合コイル 3が複合 I C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 1 0の製作と同時に複合 I Cモジュール 2の嵌合穴 1 1を形成する。最後に、カード基板 1 0の複合 I Cモジュール 2の嵌合穴 1 1に複合 I Cモジュール 2を接着することで複合 I C力一ド 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、ポリ力一ボネートなど十分な力一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さる。

図 1 2 Aにおいて、カード基板 1 0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 1 1との関係を明確に説明するために修飾されている。本実施例において、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レ、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、 I Cモジュールの嵌合穴 1 1は、カード成形後にくりぬき加工することも本実施例に含まれる。

実装例 1

図 1 3は、複合 I Cチップ 6の周囲に第 1結合コイル 8を卷いた実装例である。第 1結合コイル 8の形成の準備として、樹脂封止 1 6の工程まで製作した複合

I Cモジュール 2の樹脂封止 1 6の周囲を切削手段などにより卷線しゃすくなるように加工する。その後、卷線機によって複合 I C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結合コィル 8の接続端子の絶縁皮膜を除去して、モジュール基板 9の図示しなレヽ所定の回路パターンに接続する。

このとき、樹脂封止 1 6を施す際に卷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 1 6の切削加工を省略できる。また、巻線を複合 I Cチップ 6の周囲に直接卷カゝずに、コイル巻線機を用いて別工程で平面コィルを製作し、モジュール基板 9に接着して第 1結合コイル 8としてもよレ、。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、本実施例はその形状を特に限定するものではない。

さらに、図 1 1に示したように、第 1の結合コイル 8を I Cチップの樹脂封止 1 6周囲にトロイダル状に巻いてもよい。

実装例 2

図 1 4は、複合 I Cチップ 6の樹脂封止 1 6の周囲にコイル枠 1 7に卷力れた第 1結合コイル 8を実装した実装例である。

第 1結合コイル 8は、コイル枠 1 7の図示しない溝に整列巻きされる。コイル枠 1 7に卷線を施された第 1結合コイル 8は、コィル枠 1 7とモジュール基板 9 との間で接着される。その後、第 1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 1 7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との接続が簡略ィ匕される。本実装例に於けるコイル枠 1 7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レヽ。

実装例 3

図 1 5 A、図 1 5 Bは、モジュール基板 9の端面に第 1結合コイル 8を巻いた実装例である。

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つても第 1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 I Cモジュール 2の製作工程の最後に行つてもよく、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 . 3 mmとすると、ェンボス形成を考慮してもモジュール基板 9の外形から、 1 mmの幅でコイルを卷くことが可能であり、巻線径を 0 . 1 mmとすると 3 X 1 0 = 3 0回巻くことが可能である。これは、プリントパターンで卷線を形成した場合の 5倍以上になる。第 3実施例の複合 I Cモジュールは、外部端子付きの接触型とァ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 I Cカードは、 I C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、 I cモジュールとァ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。

そして、 I Cモジュールのトランス結合素子を卷線コイルで実現し、 I Cチップの樹脂封止部の周囲に直接巻き付ける力、あらかじめ製作された平面コイルをモジュ一ル基板に直接接着するか、コィル枠にコィルを卷レ、てこのコィル枠をモジュール基板に接着するカ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卷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 I Cモジュールを組み込んだ複合 I Cカードでは、アンテナコィルで受信した電磁エネルギーを高レ、結合係数でトランス結合して I Cチップに伝達できるようになった。

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 Z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 I Cカード用（複合 I C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 I Cカードにとって好都合である。

加えて、 I c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力ら、カード基板に設けられた嵌合穴に I Cモジュールを接着実装するという従来の技術に関わる I C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。

以上説明したように、第 3実施例によれば、 I Cモジュールと非接触伝達用の 'コイルとの接続の必要が無く、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複合 I Cカード、およ合 I Cモジュールを提供できる。

次に、本発明における非接触伝達機構のアンテナコイル 4とともに共振回路を構成する容量性素子の製造方法について説明する。 I Cカードの容量性素子としてチップコンデンサを用いると、カードに曲げ等の力が加わるなどした時にチップコンデンサ自体や電子回路を実装した基板上の配線パターンの破壊が生じ易くなり、 I Cカードの信頼性が低下してしまう事や、チップコンデンサ部品の厚みの為に I Cカードが厚くなつてしまう欠点がある。また、導電体の卷き線でコィルを形成している為、コイルの変形などが生じない様にその取り扱いも注意が必要となり製造上の問題も生じ易い。このような問題を解決する為に、本発明では、カード基板を挟む導電体で容量性素子を形成している。

以下に、具体例を図面を参照して説明する。

具体例 1

図 1 6 Aは図 3 B、図 8 B、図 1 2 Bと同様のカード基板の断面図であり、図 1 6 Bは図 1 6 Aの等価回路を示す。ここでは、基板 5の一方の面のタト周に沿つて導電性物質を用いた酉泉パターンとして実現されたァンテナコィノレ 4が配置され、そのアンテナコイル 4の一端のみが第 2結合コイル 3の一端に接続され、ァンテナコイル 4の他端は開放のまま配置される。

—方、第 2結合コイル 3の他端は基板 5の他方の面に導かれ、アンテナコイル 4に対向して基板 5の他方の面に導電性物質を用いて構成された導電体 1 0 4に接続される。

静電容量は一方の面のァンテナコィル 4を形成する導電性物質を用いたバタ一ンと、他方の面に導電性物質を用いて構成された導電体 1 0 4とで形成され、図 1 6 Bの等価回路における直列容量性素子 1 5が得られる。

また、図 1 6 Aに示す様にァンテナコィノレ 4の幅 W aと導電体 1 0 4の幅 W b は必要な静電容量が形成されれば、厳密に等しくしなければならなレ、ものではないが、少なくともアンテナコイル 4の幅 W aの端面 1 0 6よりも導電体 1 0 4の Φ畐 W bの端面 1 0 8がはみ出さないように配置させることが好ましレ、。これはァンテナコィル 4で形成されるコィル面積の低下を防ぐ意味からである。

また、図 1 6 Aでは、アンテナコイル 4は巻き数 2のコイルであるが、アンテナコィノレ 4の巻き数、及びそのパターン幅は、必要なインダクタンス及び静電容量に応じて決まる。また、アンテナコイル 4の他端は任意の場所で開放とすることができるので、卷き数 1以上のアンテナコイル 4の持つインダクタンスをアンテナコイル 4を形成するパターンの長さによっても調整することができる。一方、導電体 1 0 4もアンテナコイル 4と対向する面積を任意に設定し、必要な静電容量を形成させることができるのは言うまでもない。したがって、本発明では、コィルが形成する面積およびその巻き数でしかそのィンダクタンスを調整できない従来の方法に比べ、容易にィンダクタンス及ぴ静電容量を調整できると言う利点あある。

具体例 2

図 1 7 Aは図 3 B、図 8 B、図 1 2 Bと同様のカード基板の断面図であり、図 1 7 Bは図 1 7 Aの等価回路を示す。ここでは、基板 5の一方の面の外周に沿つて導電性物質を用いた酉彌パターンとして実現された第 2アンテナコイル 4 が配置され、その第 2アンテナコイル 4 bの一端が第 2結合コイル 3に接続され、第 2アンテナコイル 4 bの他端は開放のまま配置される。

一方、第 2結合コイル 3の他端は基板 5の他方の面に導力^ I、第 2アンテナコィル 4 bに対向して基板 5の他方の面に導電性物質を用いた酉パターンとして実現された第 1アンテナコイル 4 aの一端に接続され、第 1アンテナコイル 4 a の他端は開放のまま配置される。

静電容量は一方の面の第 2アンテナコイル 4 bを形成する導電性物質を用いたパターンと他方の面の第 1アンテナコイル 4 aを形成する導電性物質を用いたパターンとで形成され、図 1 7 Bの等価回路における直列容量性素子 1 5が得られる。

また、図 1 7 Aに示す様に第 2アンテナコイル 4 bの幅 W cと第 1アンテナコィル 4 aの幅 W dは必要な静電容量が形成されれば、厳密に等しくしなければならないものではないが、少なくとも第 2アンテナコイル 4 bの幅 W cの端面 1 1 6よりも第 1アンテナコイル 4 aの幅 W dの端面 1 1 8がはみ出さないように配置させることが好ましい。これは第 2アンテナコイル 4 bで形成されるコイル面積の低下を防ぐ意味からである。

また、図 1 7 Aでは、アンテナコイル 4 a、 4 bは巻き数 2のコイルである力第 2アンテナコイル 4 b及び第 1アンテナコイル 4 aの巻き数、及びそのパターン幅は、必要なインダクタンス及び静電容量に応じて決まる。また、第 2アンテナコィノレ 4 bの他端及び第 1アンテナコイル 4 aの他端は任意の場所で開放とすることができるので、第 2アンテナコイル 4 bの持つインダクタンスを第 2アンテナコイル 4 bを形成するパターンの長さによっても調整でき、第 1アンテナコィル 4 aの持つインダクタンスを第 1アンテナコイル 4 aを形成するパターンの長さで調整することができる。一方、静電容量は第 2アンテナコイル 4 bと第 1 アンテナコイル 4 aが対向して形成された面積に応じて増加するので、少なくとも第 2アンテナコイル 4 bと第 1アンテナコイル 4 aが対向して形成された面積を持つことが必要なのは言うまでもない。したがって、本発明ではコイルが形成する面積およびその卷き数でし力のィンダクタンスを調整できない従来の方法に比べ、容易にィンダクタンス及び静電容量を調整できると言う利点もある。具体例 3

図 1 8 Aは図 3 B、図 8 B、図 1 2 Bと同様のカード基板の断面図であり、図 1 8 Bは図 1 8 Aの等価回路を示す。ここでは、基板 5の一方の面の外周に沿つて導電性物質を用いた酉彌パターンとして実現されたァンテナコィル 4が配置され、そのアンテナコイル 4の一端が第 2結合コイル 3の一端に接続され、他端は第 2結合コイル 3の他端に接続される。基板 5の他方の面にはァンテナコイル 4 に対向して導電性物質を用いた導電体 1 2 4が配置される。

静電容量はアンテナコイル 4の隣接したパタ一ン間の静電容量と、導電体 1 2 4とアンテナコイル 4のパターンとの間の静電容量とから形成され、図 1 7 Bの等価回路における並列容量性素子 1 5で表される。

また、図 1 8 Aに示す様にアンテナコイル 4の幅 W eと導電体 1 2 4の幅 W f は必要な静電容量が形成されれば、厳密に等しくしなければならないものではないが、少なくともアンテナコイル 4の幅 W eの端面 1 2 6よりも導電体 1 2 4の幅 W f の端面 1 2 8がはみ出さないように配置させることが好ましい。これはァンテナコィノレ 4で形成されるコィル面積の低下を防ぐ意味からである。

また、図 1 8 Aでは、アンテナコイル 4は巻き数 2のコイルであるが、アンテナコィノレ 4の巻き数、及びそのパターン幅は、必要なインダクタンス及ぴ静電容量に応じて決まる。

以上のように本発明によれば、以下のような複合 I Cカード、複合 I Cカードモジュールが実現される。

( 1 ) 接触型と非接触型の双方の機能を具備した複合 I Cカードは、 I Cモジユールと、アンテナ素子とを備え、 I Cモジュールは、接触型伝達機能と非接触型伝達機能とを内蔵した I Cチップと、接触型伝達素子である外部端子と第 1の結合コイルとを形成したモジュール基板とを備え、アンテナ素子は、少なくとも電力の受給か又は信号の授受のレ、ずれかを外部読み書き装置との間で行うアンテナと、アンテナに接続された第 2の結合コイルとを備え、 I C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、 I Cモジュ一ルとアンテナ素子とがトランス結合によって非接触に結合されている。

( 2 ) ( 1 ) に記載の複合 I Cカードにおいて、アンテナ素子は、容量 ½素子を備えている。

( 3 ) ( 1 ) または（2 ) に記載の複合 I Cカードにおいて、エンボス領域をさらに具備し、 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域は力一ドの一方の長辺に沿って設けられており、非接触伝達用のァンテナが、 I Cモジュールの外部端子領域とエンボス領域とのいずれにも干渉しないように設けられている。

( 4 ) ( 1 ) または（2 ) に記載の複合 I Cカードにおいて、エンボス領域をさらに具備し、 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域は力一ドの一方の長辺に沿つて設けられており、非接触伝達用のァンテナが、エンボス領域の設けられた長辺とは相対する長辺と、エンボス領域のカード内部側との境界と、 I Cモジュ一ルの外部端子領域のカード内部側との境界と、そしてカードの I Cモジュールが設けられた側の短辺とは相対する短辺とに囲まれた領域内に、 I Cモジュールの外部端子領域とエンボス領域とのいずれにも干渉しないように設けられている。

( 5 ) ( 1 ) または（2 ) に記載の複合 I Cカードにおいて、エンボス領域をさらに具備し、 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けられており、非接触伝達用のァンテナの少なくともその一部が、エンボス領域とカードの縁との間、及び I Cモジュールの外部端子領域とカードの縁との間に配置されてあり、カードの外周に沿つて、 I Cモジュールの外部端子領域とェンボス領域とのレ、ずれにも干渉しないように設けられている。

( 6 ) ( 1 ) または（2 ) に記載の複合 I Cカードにおいて、磁気ストライプ領域とェンボス領域とをさらに具備し、 I Cモジュ一ルは、力一ドの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域は力一ドの一方の長辺に沿って設けられ、カードの他方の長辺に沿つて磁気ストライプ領域が設けられており、非接触伝達用のアンテナが、 I cモジュールの外部端子領域と、エンボス領域と、そして磁気ストライプ領域とのレ、ずれにも千渉しないよう設けられている。

( 7 ) ( 1 ) または（2 ) に記載の複合 I Cカードにおいて、磁気ストライプ領域とエンボス領域とをさらに具備し、 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けられ、力一ドの他方の長辺に沿つて磁気ストライプ領域が設けられており、非接触伝達用のアンテナが、磁気ストライプ領域のカード内部側との境界と、エンボス領域のカード外周側との境界と、そして I Cモジュールの外部端子領域の力一ド外周側との境界とにほぼ沿って、 I Cモジュールの外部端子領域と、エンボス領域と、そして磁気ストライプ領域とのレ、ずれにも干渉しなレヽよう設けられている。

( 8 ) ( 1 ) または（2 ) に記載の複合 I Cカードにおいて、磁気ストライプ領域とエンボス領域とをさらに具備し、 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、エンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けられ、カードの他方の長辺に沿つて磁気ストライプ領域が設けられており、非接触伝達用のアンテナが、エンボス領域のカード内部側との境界と、 I Cモジュールの外部端子領域のカード内部側との境界と、磁気ストライプ領域のカード内部側との境界と、そして I Cモジュールが設けられた短辺と相対する短辺とに囲まれた領域内に、 I Cモジュールの外部端子領域と、ェンボス領域と、そして磁気ストラィプ領域とのレ、ずれにも干渉しなレ、よう設けられている。

(9) (1) または（2) に記載の複合 I Cカードにおいて、アンテナ素子は、第 2の結合コイルがアンテナのループの外側に配置している。

(10) (1) 〜（9) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、第 2 の結合コイルと第 1の結合コイルとが、ほぼ同一の平面をなす位置に入れ子状に配置されている。

(1 1) (1) 〜（9) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、第 2 の結合コイルと第 1の結合コイルとが、ほぼ同一の平面をなす面上に入れ子状に配置されてあり、第 2の結合コィルの内側輪郭が、 I Cモジュールがカード内に配設される嵌合孔の外側輪郭よりも大きく、且つ第 1の結合コイルがモジュール基板の外部端子の反対側の面に配設されている。

(12) (1) 〜（9) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、第 2 の結合コイルと第 1の結合コイルとが、ほぼ同一の平面をなす面内に入れ子状に配置されてあり、第 1の結合コイルが少なくとも、モジュール基板の外部端子と反対側の面に設けてある I Cチップの周囲に巻かれてある絶縁皮膜を施した導線の卷線コイルを有している。

(13) (1) 〜（9) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、第 2 の結合コイルと第 1の結合コイルとが、ほぼ同一の平面をなす面内に入れ子状に配置されてあり、第 1の結合コイルは、モジュール基板の外部端子と反対側の面に設けてある I Cチップの周囲に、絶縁皮膜を施した導線を用いてトロイダル状に卷力れた巻線コイルを有している。

(14) (1) 〜（9) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、第 2 の結合コイルと第 1の結合コイルとが、ほぼ同一の平面をなす面内に入れ子状に配置されてあり、第 1の結合コイルが、モジュール基板の外部端子と反対側の面に設けてある I Cチップの近傍に、絶縁皮膜を施した導線を用いてトロイダル状に巻力、れた巻線コイルを有している。

(15) (1) 〜（9) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、第 2 の結合コイルと第 1の結合コイルとが、ほぼ同一の平面をなす面内に入れ子状に配置されてあり、第 1の結合コィルが、モジュール基板の外部端子と反対側の面に設けてある I Cチップの周囲か又はその近傍に、少なくとも導体パターンを用いて形成したコイルを有している。

(16) (1) 〜（9) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、第 1 の結合コィルが、絶縁皮膜を施した導線を卷レ、た卷線コィルを用いて形成してレ、る。

(17) (1) 〜（9) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、第 1 の結合コィルが、絶縁皮膜を施した導線を卷レ、た卷線コィルを用いて形成してあり、巻線コイルが、 I Cチップの封止材の周囲にトロイダル状に卷カゝれて配設している。

(18) (1) 〜（9) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、第 1 の結合コィルが、絶縁皮膜を施した導線を卷レヽた卷線コィルを用レ、て形成してあり、巻線コイルが、モジュール基板の外周側の端面に卷カれて配設している。

(1 9) (1) 〜（18) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、 I Cモジュールの I Cチップ実装面側に、 I Cチップと第 1の結合コイルとを共に樹脂封止している。

(20) (1) 〜（19) のいずれかに記載の複合 I Cカードにおいて、ァンテナ素子は、アンテナと第 2の結合コイルとに接続された容量性素子を具備する。

(21) (20) に記載の複合 I Cカードにおいて、容量性素子はアンテナコィル、及び第 2の結合コィルに並列に接続される。

(22) (20) に記載の複合 I Cカードにおいて、容量性素子はアンテナコイル、及び第 2の結合コイルに直列に接続される。

(23) (20) に記載の複合 I C力一ドにおいて、容量性素子はアンテナ基板の両面にアンテナ基板を挟むようにして設けられた導電体層からなる。

(24) (20) に記載の複合 I Cカードにおいて、容量性素子は、アンテナ基板の一方の表面に設けられたアンテナ層と、アンテナ基板の他方の表面に設けられれ、ァンテナ層とともにァンテナ基板を挟む導電体層からなる。

(25) 本発明による複合 I Cモジュールは、非接触型伝達機能と接触型伝達機能とを内蔵した I Cチップと、第 1の結合コイルと接触型伝達素子である外部端子とを形成したモジュール基板とを備えた複合 I Cモジュールであって、第 1の結合コィルは、モジュール基板の外部端子が配設されてレヽる側の反対側に配設されてあり、絶縁皮膜を施した導線が卷カゝれて形成された巻線コイルを用いている。

(26) (25) に記載の複合 I Cモジュールにおいて、卷線コイルは、 I Cチップの周囲か又はその近傍の少なくともいずれかに、スパイラル状に巻かれて形成している。

(27) (25) に記載の複合 I Cモジュールにおいて、卷線コイルは、 I Cチップの周囲か又はその近傍の少なくともいずれかに、トロイダル状に卷カれて形成している。

(28) (25) に記載の複合 I Cモジュールにおいて、巻線コイルは、モジュール基板の外周側の端面に卷かれて形成している。

(29) (25) 乃至（28) のいずれかに記載の複合 I Cモジュールにおいて、 I Cモジュールの I Cチップ実装面側で、 I Cチップと第 1の結合コイルとが共に樹脂封止されている。

(30) (25) 乃至（28) のいずれかに記載の複合 I Cモジュールにおいて、モジュール基板の大きさは、外部端子の領域の大きさとほぼ同等である。

(31) 本発明の複合 I Cモジュ一ノレは、接触型伝達機能と非接触型伝纏能とを内蔵した I Cチップと、第 1の結合コイルと接触型伝達素子である外部端子とを形成したモジュール基板とを備えた複合 I Cモジュールであって、第 1の結合コィルは、モジュール基板の外部端子が配設されてレヽる側の反対側にパタ一ン化された導体で形成され、 I Cチップの周囲か又はその近傍の少なくともいずれかに配設している。

(32) (31) に記載の複合 I Cモジュールにおいて、卷線コイルは、 I

Cチップの封止材の周囲に、スパイラル状か又はトロイダル状の少なくともいずれかで巻かれて形成している。

(33) (31) に記載の複合 I Cモジュールにおいて、 I Cモジュールの I Cチップ実装面側で、 I Cチップと第 1の結合コイルとが共に樹脂封止されてレヽる。

( 3 4 ) ( 3 1 ) に記載の複合 I Cモジュールにおいて、モジュール基板の大きさは、外部端子の領域の大きさとほぼ同等である。

産業上の利用可能性

本発明によれば、複合 I Cモジュールと非接触伝達用のアンテナとの間に酉彌による接続が必要無いにも関わらず、十分な交信距離を得る事が出来る受信感度を備え、しカゝも、接触型と非接触型との両方の伝 ίϋϋ構を実用的な動作状態で維持することができる複合 I Cモジュール、及びそれを含む複合 I。カードが提供される。

また、電力受信側の電力効率を改善（または信号の伝達効率を改善）し、インピーダンス変換を行う複合 I Cカード、およびその複合 I Cモジュールも提供できる。

さらに、カードの表面に磁気ストライプゃエンボスを形成した I Cカードにおいても、磁気ストライプやエンボス形成を損なわずに、電力受信側の電力効率を改善しインピーダンス変換を行い、つ、カードの厚さを薄く形成することができる複合 I cモジュール及复合 I Cカードを提供することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 接触型と非接触型の双方の機能を具備した複合 I C力一ドは、 I Cモジュ一ノレと、アンテナ素子とを備え、

前記 I Cモジュールは、接触型伝達機能と非接触型伝達機能とを内蔵した I C チップと、接触型伝達素子である外部端子と第 1の結合コイルとを形成したモジユール基板とを備え、

前記アンテナ素子は、少なくとも電力の受給か又は信号の授受のいずれかを外部読み書き装置との間で行うァンテナと、前記ァンテナに接続された第 2の結合コィノレとを備え、

前記 I C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、前記 I Cモジュールとアンテナ素子とがトランス結合によって非接触に結合されている。

2 . 前記アンテナ素子は、容量性素子を備えている請求項 1に記載の複合 I C カード。

3 . エンボス領域をさらに具備し、

前記 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、前記ェンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けられており、

前記非接触伝達用のアンテナが、前記 I Cモジュールの外部端子領域と前記ェンボス領域とのレ、ずれにも干渉しなレヽように設けられている請求項 1又は 2のレヽずれかに記載の複合 I Cカード。

4 . エンボス領域をさらに具備し、

前記 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、前記ェンボス領域はカードの一方の長辺に沿つて設けられており、

前記非接触伝達用のァンテナが、前記ェンボス領域の設けられた長辺とは相対する長辺と、前記エンボス領域のカード内部側との境界と、 I Cモジュールの外部端子領域の力一ド内部側との境界と、そしてカードの前記 I Cモジュ一ルが設けられた側の短辺とは相対する短辺とに囲まれた領域内に、前記 I Cモジュールの外部端子領域と前記ェンボス領域とのレヽずれにも干渉しなレヽように設けられている請求項 1又は 2のレ、ずれかに記載の複合 I Cカード。

5 . エンボス領域をさらに具備し、

前記非接触伝達用のアンテナの少なくともその一部が、前記エンボス領域と力 ―ドの縁との間、及ぴ前記 I Cモジュールの外部端子領域と力一ドの縁との間に配置されてあり、カードの外周に沿って、前記 I cモジュールの外部端子領域と前記エンボス領域とのレ、ずれにも干渉しなレヽように設けられている請求項 1又は 2のいずれかに記載の複合 I Cカード。

6 . 磁気ストライプ領域とェンボス領域とをさらに具備し、

前記 I Cモジュールは、カードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、前記工ンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けられ、カードの他方の長辺に沿つて前記磁気ストライプ領域が設けられており、

前記非接触伝達用のアンテナが、前記 I cモジュールの外部端子領域と、前記エンボス領域と、そして前記磁気ストライプ領域とのいずれにも干渉しないよう設けられている請求項 1又は 2のいずれかに記載の複合 I Cカード。

7 . 磁気ストライプ領域とエンボス領域とをさらに具備し、

前記 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、前記ェンボス領域は力一ドの一方の長辺に沿って設けられ、カードの他方の長辺に沿って前記磁気ストライプ領域が設けられており、

前記非接触伝達用のァンテナが、前記磁気ストライプ領域のカード内部側との境界と、前記エンボス領域のカード外周側との境界と、そして前記 I Cモジユールの外部端子領域の力一ド外周側との境界とにほぼ沿って、前記 I Cモジュールの外部端子領域と、前記エンボス領域と、そして前記磁気ストライプ領域とのいずれにも干渉しなレ、よう設けられている請求項 1又は 2のレ、ずれかに記載の複合 I Cカード。

8 . 磁気ストライプ領域とェンボス領域とをさらに具備し、

前記 I Cモジュールはカードの一方の短辺側のほぼ中央に設けられ、前記ェンボス領域はカードの一方の長辺に沿って設けられ、カードの他方の長辺に沿って前記磁気ストライプ領域が設けられており、非接触伝達用のアンテナが、前記エンボス領域のカード内部側との境界と、前記 I Cモジュールの外部端子領域のカード内部側との境界と、前記磁気ストライプ領域の力一ド内部側との境界と、そして前記 I Cモジュールが設けられた短辺と相対する短辺とに囲まれた領域内に、前記 I Cモジュールの外部端子領域と、前記エンボス領域と、そして前記磁気ストライプ領域とのいずれにも干渉しないよう設けられている請求項 1又は 2のいずれかに記載の複合 I Cカード。

9 . 前記アンテナ素子は、前記第 2の結合コイルが前記アンテナのループの外側に配置している請求項 1又は 2のいずれかに記載の複合 I Cカード。

1 0 . 非接触型伝達機能と接触型伝達機能とを内蔵した I Cチップと、第 1の結合コイルと接触型伝達素子である外部端子とを形成したモジュール基板とを備えた複合 I Cモジュールであって、

前記第 1の結合コイルは、前記モジュール基板の外部端子が配設されている側の反対側に配設されてあり、絶縁皮膜を施した導線が卷かれて形成された卷線コィルを用いている複合 I Cモジュール。

1 1 . 前記卷線コイルは、前記 I Cチップの周囲か又はその近傍の少なくともいずれかに、スパイラル状に巻かれて形成している請求項 1 0に記載の複合 I C モジュール。

1 2 . 前記卷線コイルは、前記 I Cチップの周囲か又はその近傍の少なくともいずれかに、トロイダル状に巻かれて形成している請求項 1 0に記載の複合 I C モジュール。

1 3 . 前記卷線コイルは、前記モジュール基板の外周側の端面に卷カれて形成している請求項 1 0に記載の複合 I Cモジュール。

1 4 . 前記 I Cモジュールの I Cチップ実装面側で、前記 I Cチップと前記第 1の結合コイルとが共に樹脂封止されている請求項 1 0乃至 1 3のいずれかに記載の複合 I Cモジュール。

1 5 . 前記モジュール基板の大きさは、前記外部端子の領域の大きさとほぼ同等である請求項 1 0乃至 1 3のいずれかに記載の複合 I Cモジュール。

1 6 . 接触型伝達機能と非接触型伝達機能とを内蔵した I Cチップと、第 1の結合コイルと接触型伝達素子である外部端子とを形成したモジュール基板とを備えた複合 I Cモジュールであって、

前記第 1の結合コィルは、前記モジュール基板の外部端子が配設されてレヽる側の反対側にパターン化された導体で形成され、前記 I Cチップの周囲か又はその近傍の少なくともいずれかに配設している複合 I Cモジュール。

1 7 . 前記卷線コイルは、前記 I Cチップの封止材の周囲に、スパイラル状か又はトロイダル状の少なくともレ、ずれかで巻かれて形成してレ、る請求項 1 6に記載の複合 I Cモジュール。

1 8 . 前記 I Cモジュールの I Cチップ実装面側で、前記 I Cチップと前記第 1の結合コイルとが共に樹脂封止されている請求項 1 6に記載の複合 I Cモジュ一ノレ。

1 9 . 前記モジュール基板の大きさは、前記外部端子の領域の大きさとほぼ同等である請求項 1 6に記載の複合 I Cモジュール。