JP2003036421A - 非接触型icカードおよびこれに用いる平面コイル - Google Patents
非接触型icカードおよびこれに用いる平面コイルInfo
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Abstract
し、異種のICカードに汎用的に使用できる平面コイル
およびこれを用いたICカードを提供する。 【解決手段】 平面的に導線を巻回して形成されたコイ
ル本体10aの内周端と外周端に半導体素子と電気的に
接続される端子部が各々形成された非接触型ICカード
に用いられる平面コイル10において、前記コイル本体
10aの内周端あるいは外周端の端子部12a、12b
の少なくとも一方からコイル状に、前記半導体素子との
接続位置を選択して電気的に接続される調節コイル部1
1が延設されている。
Description
ドおよびこれに用いる平面コイルに関し、より詳細に
は、平面コイルの構成を変えることなく種々の製品に対
応することができる非接触型ICカードおよびこれに用
いる平面コイルに関する。
いる平面コイル10の構成例を示す。平面コイル10は
所定の巻き線数にわたって導線を平面的なコイル状に巻
いて形成し、コイルの両端に半導体素子と電気的に接続
するための端子部12a、12bを形成したものであ
る。図示例では、一方の端子部12aを幅広に形成し、
半導体素子を搭載する搭載孔14を形成している。非接
触型のICカードは、平面コイル10に半導体素子を搭
載し、半導体素子と端子部12a、12bとを電気的に
接続し、ICコイルおよび半導体素子を封止するように
平面コイル10の両面から樹脂フィルムを加熱および加
圧してカード状に形成したものである。
は、ICカードと読み取り/書き換え装置との間で通信
により情報を授受するためのものであり、読み取り/書
き換え装置と共振周波数がマッチングするように巻き線
数や線幅等が設計されている。なお、平面コイル10を
作成する方法には、プレス加工により金属薄板を打ち抜
いて所定のコイル状に形成する方法、金属箔をエッチン
グして所定の平面コイルのパターンを形成するといった
方法がある。
情報の読み取り/書き換え装置と共振周波数を一致させ
るようにするから、平面コイルのインダクタンスや回路
中におけるキャパシタンスは読み取り/書き換え装置と
の兼ね合いにおいて設計される。このため、従来は、搭
載する素子が異なったり、使用する装置が異なる場合に
は、共振周波数を合わせるため、各々別個に平面コイル
を設計して製作している。しかしながら、製品ごと別個
に平面コイルを設計して製作することは製造工程および
製造コストの点で非効率であり、ICカードを異種製品
についても汎用的に利用することができればきわめて効
率的である。
部キャパシタンスのばらつきや抵抗のばらつきによって
変動するため、共振周波数を精度よく調整する方法とし
て、アンテナにインダクタンスの調整用の回路部分を形
成する方法(特開2001−10264)、アンテナか
ら複数の接続端子を引き出し、任意の接続端子を選択す
ることによってインダクタンスを調整する方法(特開2
000−285214)、共振回路内に調整用のコンデ
ンサあるいは抵抗を備えてコンデンサ値あるいは抵抗値
を調整して共振周波数のマッチングを図る方法等が提案
されている。
に形成したアンテナに手を加えて所定の共振周波数にマ
ッチングするように調整するものであり、キャパシタン
スのばらつき等に対応して共振周波数を精度よく調整す
る方法としては有効であるが、異種のICカードのよう
にインダクタンスが大きく変わるような製品の場合に対
応する方法としては不十分である。本発明は平面コイル
を備えた非接触型のICカードにおいて、製品に応じて
平面コイルのインダクタンスを調節することができ、平
面コイルの形状を共通化して汎用的に使用することがで
きる非接触型ICカードおよびこれに用いる平面コイル
を提供することを目的とする。
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、平面的に導
線を巻回して形成されたコイル本体の内周端と外周端に
各々形成された端子部に電気的に接続して半導体素子が
搭載された非接触型ICカードにおいて、前記コイル本
体の内周端あるいは外周端の端子部の少なくとも一方か
らコイル状に調節コイル部を延設し、該調節コイル部と
前記半導体素子とが電気的に接続されていることを特徴
とする。また、前記調節コイル部に、半導体素子との接
続位置を選択するための接続部として、端子部の外側面
に沿って複数の導線が並列に配置されていることを特徴
とする。端子部の外側面に沿って接続部を配置したこと
により、半導体素子と調節コイル部とを接続する接続位
置を容易に選択することが可能となる。また、前記半導
体素子が、端子部に設けられた搭載孔に収納されて搭載
されていることを特徴とする。これにより、ICカード
を薄型にコンパクトに形成することができる。また、前
記端子部の表面に、絶縁層を介して端子部との間でキャ
パシターを構成する電極部が形成され、該電極部が平面
コイルと電気的に接続されていることを特徴とする。電
極部の面積を調節することによって半導体素子に作用す
るキャパシタンスを調節することができる。また、前記
端子部と、端子部と調節コイル部との間の平面コイルの
表面が絶縁層によって被覆され、前記絶縁層に設けられ
たビア孔に導電性接着剤が充填されて形成されたビア、
および導電性接着剤により絶縁層の表面に設けられた配
線を介して半導体素子と平面コイルとが電気的に接続さ
れていることを特徴とする。
コイル本体の内周端と外周端に半導体素子と電気的に接
続される端子部が各々形成された非接触型ICカードに
用いられる平面コイルにおいて、前記コイル本体の内周
端あるいは外周端の端子部の少なくとも一方からコイル
状に、前記半導体素子との接続位置を選択して電気的に
接続される調節コイル部が延設されていることを特徴と
する。また、前記調節コイル部に、端子部の外側面に沿
ってコイルを構成する複数の導線が並列に配置された接
続部が設けられていることを特徴とする。
カードの好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に
説明する。図1は非接触型ICカードに使用する平面コ
イル10の構成例を示す平面図である。図示した平面コ
イル10は従来のICカードに用いられている平面コイ
ルと同様に、平面的な矩形状に導線を巻回し、導線の両
端に平板状のやや広幅の端子部12a、12bを形成し
たものである。一方の端子部12aと他方の端子部12
bとは、中間にコイルの導線を挟んで対向する位置に配
置される。端子部12aには半導体素子を搭載するため
の搭載孔14が厚さ方向に貫通して形成される。
構成は、コイル本体10aの内周端に形成した一方の端
子部12aからさらに内側に導線をコイル状に延出させ
た調節コイル部11を設けた点である。調節コイル部1
1は、コイル本体10aの内側に所定数巻回して設ける
とともに、端子部12aの外側面に沿って、端子部12
aに搭載される半導体素子と電気的に接続する接続部1
1aを並列させて設ける。
平面コイルを作成する方法と変わるものではない。たと
えば、銅板等の金属薄板をプレス抜きして所定のコイル
状のパターンを形成する方法、金属薄板を化学的にエッ
チングして所定のパターンに形成する方法、銅箔付き樹
脂基板の銅箔を所定パターンにエッチングして平面コイ
ルを形成するといった方法が利用できる。プレス抜き加
工あるいはエッチング加工によれば、任意のコイルパタ
ーンに平面コイル10を形成することが容易に可能であ
る。
搭載し、半導体素子16と平面コイル10とを電気的に
接続した状態を示す。半導体素子16は、一方の端子部
12aに形成した搭載孔14に収納して搭載し、半導体
素子16と平面コイル10との電気的接続は、本実施形
態では導電性ペーストによる配線18a、18bによっ
ている。従来のICカードでは、半導体素子16と平面
コイル10とは半導体素子16の電極16a、16bと
端子部12a、12bとを接続するが、本実施形態のI
Cカードでは、半導体素子16と端子部12bとは従来
と同様に接続するのに対して、半導体素子16と内周側
の導線部分については、調節コイル部11の接続部11
aに配置されている導線を選択して接続することが特徴
である。
コイル部11とは、調節コイル部11の最内周の導線A
と接続している。調節コイル部11に設けた接続部11
aは半導体素子16との接続を選択する部分として設け
たものであり、図2に示す例ではA、B、C、Dの導線
の一つを選択して半導体素子16に電気的に接続するこ
とができる。半導体素子16に作用する平面コイル10
のインダクタンスは、半導体素子16の電極16a、1
6b間に作用するインダクタンス分であるから、半導体
素子16に接続する接続部11aの位置を選択すること
によって、コイルの巻き数を実質的に変えることが可能
となり、平面コイル10のインダクタンスを適宜調節す
ることができる。
的に接続する配線18a、18bは、図2に示すように
導線を横断するように配置するから、あらかじめ、平面
コイル10の表面を電気的絶縁性を有する絶縁層20に
より被覆した後、導電性ペーストを印刷して半導体素子
16と平面コイル10とを電気的に接続する。絶縁層2
0は、電気的絶縁性を有する樹脂材をコーティングする
方法、樹脂フィルムを貼着する方法等によって形成され
る。
を搭載し、導電性ペーストを印刷して形成した配線18
a、18bによって平面コイル10と半導体素子16と
が電気的に接続された状態を示す。本実施形態では、平
面コイル10の片面に絶縁性の樹脂フィルムを貼着して
絶縁層20としている。22、24は絶縁層20に設け
たビア孔である。ビア孔22は調節コイル部11の接続
部11aに位置合わせして設けたもの、ビア孔24は平
面コイル10の外周側の端子部12bに位置合わせして
設けたものである。また、半導体素子16の電極16
a、16bにも位置合わせして絶縁層20にビア孔26
を設ける。ビア孔22、24、26は平面コイル10に
樹脂フィルムを貼着した後、レーザ光を照射して設ける
か、あらかじめビア孔22、24、26を設けた樹脂フ
ィルムを使用して形成することができる。
の表面側から導電性ペーストを印刷し、ビア孔22、2
4、26に導電性ペーストを充填し、半導体素子16と
平面コイル10とを配線18a、18bおよびビア19
a、19b、19cを介して電気的に接続する。図3に
示すように、半導体素子16と調節コイル部11の接続
部11aとは絶縁層20に形成したビア孔22を介して
電気的に接続するから、絶縁層20に形成するビア孔2
2の位置を変えることによって、接続部11aの適宜導
線と接続することができる。22a、22bは他の導線
と接続する際のビア孔の位置を示す。このように、絶縁
層20に設けたビア孔22、24、26を介して半導体
素子16と平面コイル10とを電気的に接続する方法
は、調節コイル部11の接続部11aの任意の位置で接
続できる点で有効である。
において、平面コイル10の内周端の端子部12aより
も内側にさらに導線を延出して調節コイル部11を形成
しているのは、半導体素子16と調節コイル部11との
接続位置を変えることによって、平面コイル10のイン
ダクタンスを可変にできるようにするためである。すな
わち、調節コイル部11は平面コイル10全体のインダ
クタンスに対する寄与分を変えることによってインダク
タンスを可変にするものである。したがって、平面コイ
ル10の設計にあたっては、ICカードに搭載される異
種の半導体素子16について必要とされるインダクタン
ス値を考慮して調節コイル部11、コイル本体10aの
巻き線数、配置等を決める必要がある。そして、このよ
うに平面コイル10を設計することにより、異なる半導
体素子16を搭載するICカードの場合であっても、調
節コイル部11と半導体素子16との接続位置を適宜選
択することによって、所要のインダクタンス値を備えた
ICカードとして提供することが可能となる。
の内周端の端子部12aから導線をコイル状に延出する
ことにより、コイル本体10aの内側領域を効果的に利
用して調節コイル部11を形成したが、調節コイル部1
1は必ずしも、コイル本体10aの内側に設ける場合の
みに限るものではない。すなわち、コイル本体10aの
外周端の端子部12bからさらに外側にコイル状に調節
コイル部を延出させて設け、端子部12bとこの調節コ
イルとの接続位置を適宜選択することによって半導体素
子16に作用する平面コイル10のインダクタンスを調
節することも可能である。また、場合によっては、コイ
ル本体10aの内周端と外周端の端子部12a、12b
の双方から各々調節コイル部を延出して形成し、双方の
調節コイル部と半導体素子16との接続位置を選択して
平面コイル10と半導体素子16とを電気的に接続する
構成とすることも可能である。
内周端の端子部12aに半導体素子16を搭載したが、
他方の端子部12bに半導体素子16を搭載して平面コ
イル10と電気的に接続するように構成することも可能
である。半導体素子16に作用する平面コイル10のイ
ンダクタンスは、半導体素子16の電極16a、16b
と平面コイル10との接続位置によるのみだからであ
る。また、本実施形態では端子部12aに搭載孔14を
設け、搭載孔14に半導体素子16を収納してICカー
ドの薄形化を図ったが、半導体素子16は端子部12
a、12bと電気的に接続できる配置であれば、とくに
その配置位置が限定されるものではない。
周波数には、回路中のキャパシタンスも影響する。本実
施形態では、このキャパシタンスを調節する方法とし
て、図2に示すように、端子部12aの表面に被着した
絶縁層20の表面に導電性ペーストを印刷して電極部2
8を形成した。図4に端子部12aと絶縁層20と電極
部28の断面構成を示す。電極部28と導電体である端
子部12aとこれらに挟まれた絶縁層20とによりキャ
パシターが構成される。このキャパシターは端子部12
aに形成した電極部28の面積を変えることによってキ
ャパシタンスを変えることができ、配線18aに電極部
28を接続することによってICカードに作用するキャ
パシタンスについても調節することが可能である。キャ
パシタンスの調節は導電性ペーストを塗布する際に、印
刷パターンを変えることによって簡単に調節することが
できる。
を搭載した後、樹脂フィルムにより平面コイル10を両
面から挟み、樹脂フィルムを熱圧着することにより薄い
カード状に形成して得ることができる。なお、上記実施
形態では半導体素子16と平面コイル10とを電気的に
接続するため、導電性接着剤を使用したが、ワイヤボン
ディング等の他の接続方法を利用することももちろん可
能である。また、ICカードの形態には通常のカード形
のものの他に、タグ等として使用される小型の製品もあ
る。本発明に係る非接触型ICカードは、平面コイル1
0として調節コイル部11とコイル本体10aとを設け
たことにより、平面コイルの形態を変えることなく種々
の製品に汎用的に使用することができ、製品ごとに別個
に平面コイルを製造する必要がなく、平面コイルの製造
コストを効果的に下げることが可能になる。
これに用いる平面コイルによれば、上述したように、平
面コイルに調節コイル部を設け、半導体素子と調節コイ
ル部との接続位置を選択することによって平面コイルの
インダクタンスを適宜調節することができるから、異な
る半導体素子を搭載するICカード製品について汎用的
に使用できる平面コイルとして提供することができ、こ
れによって平面コイルおよびICカードの製造コストを
効果的に低減させることが可能になる。また、調節コイ
ル部との接続位置を調節することによって、インダクタ
ンスを適宜調節して所定の共振周波数に合わせることが
可能になる等の著効を奏する。
ある。
図である。
図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 平面的に導線を巻回して形成されたコイ
ル本体の内周端と外周端に各々形成された端子部に電気
的に接続して半導体素子が搭載された非接触型ICカー
ドにおいて、 前記コイル本体の内周端あるいは外周端の端子部の少な
くとも一方からコイル状に調節コイル部を延設し、 該調節コイル部と前記半導体素子とが電気的に接続され
ていることを特徴とする非接触型ICカード。 - 【請求項2】 調節コイル部に、半導体素子との接続位
置を選択するための接続部として、端子部の外側面に沿
って複数の導線が並列に配置されていることを特徴とす
る請求項1記載の非接触型ICカード。 - 【請求項3】 半導体素子が、端子部に設けられた搭載
孔に収納されて搭載されていることを特徴とする請求項
1または2記載の非接触型ICカード。 - 【請求項4】 端子部の表面に、絶縁層を介して端子部
との間でキャパシターを構成する電極部が形成され、該
電極部が平面コイルと電気的に接続されていることを特
徴とする請求項1、2または3記載の非接触型ICカー
ド。 - 【請求項5】 端子部と、端子部と調節コイル部との間
の平面コイルの表面が絶縁層によって被覆され、 前記絶縁層に設けられたビア孔に導電性接着剤が充填さ
れて形成されたビア、および導電性接着剤により絶縁層
の表面に設けられた配線を介して半導体素子と平面コイ
ルとが電気的に接続されていることを特徴とする請求項
1、2、3または4記載の非接触型ICカード。 - 【請求項6】 平面的に導線を巻回して形成されたコイ
ル本体の内周端と外周端に半導体素子と電気的に接続さ
れる端子部が各々形成された非接触型ICカードに用い
られる平面コイルにおいて、 前記コイル本体の内周端あるいは外周端の端子部の少な
くとも一方からコイル状に、前記半導体素子との接続位
置を選択して電気的に接続される調節コイル部が延設さ
れていることを特徴とする平面コイル。 - 【請求項7】 調節コイル部に、端子部の外側面に沿っ
てコイルを構成する複数の導線が並列に配置された接続
部が設けられていることを特徴とする請求項6記載の平
面コイル。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001221655A JP2003036421A (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | 非接触型icカードおよびこれに用いる平面コイル |
TW091116046A TWI232412B (en) | 2001-07-23 | 2002-07-18 | Non-contact type IC card and flat coil used for the same |
EP02255081A EP1280103A1 (en) | 2001-07-23 | 2002-07-19 | Non-contact type IC card and flat coil used therein |
US10/199,094 US20030016506A1 (en) | 2001-07-23 | 2002-07-22 | Non-contact type IC card and flat coil used for the same |
KR1020020042865A KR20030011574A (ko) | 2001-07-23 | 2002-07-22 | 비접촉형 ic 카드 및 그에 이용되는 평면 코일 |
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---|---|---|---|
JP2001221655A JP2003036421A (ja) | 2001-07-23 | 2001-07-23 | 非接触型icカードおよびこれに用いる平面コイル |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003036421A true JP2003036421A (ja) | 2003-02-07 |
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US (1) | US20030016506A1 (ja) |
EP (1) | EP1280103A1 (ja) |
JP (1) | JP2003036421A (ja) |
KR (1) | KR20030011574A (ja) |
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