JPH08207476A - 非接触電子モジュール - Google Patents

非接触電子モジュール

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JPH08207476A
JPH08207476A JP7274594A JP27459495A JPH08207476A JP H08207476 A JPH08207476 A JP H08207476A JP 7274594 A JP7274594 A JP 7274594A JP 27459495 A JP27459495 A JP 27459495A JP H08207476 A JPH08207476 A JP H08207476A
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coil
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data carrier
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Joachim Hoppe
ホッペ ヨーヒム
Arno Hohmann
ホーマン アルノ
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Giesecke and Devrient GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】集積回路とコイルとが設けられるための基板を
必要としない電子モジュールを提供すること。 【解決手段】データキャリアに設けられる電子モジュー
ル（３１）であって、前記電子モジュール（３１）は非
接触でデータの交換を行なうためにコイル（２２）に電
気的に接続される。前記電子モジュール（３１）を容易
且つ低価格に提供するために、本発明では、集積回路
（４）とコイル（２２）を受容するための付加的な別の
基板を用いていない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子モジュールの
キャリアに配置された集積回路を備えたデータキャリア
に設置される電子モジュールに関する。前記集積回路は
外部装置と前記データキャリアの非接触のデータ交換の
ためにコイルと電気的に接続される。本発明はさらに対
応する電子的なモジュールを備えたデータキャリアに関
する。
【０００２】
【従来の技術】電子モジュールが設置されたデータキャ
リアはすでに周知であって、例えば、クレジットカー
ド、バンクカード、現金払いカード、およびキャッシュ
レス送金や、組織内での人の出入りに関するセキュリテ
ィチェック等の種々のサービスの分野で活用されてい
る。前記の大部分のデータキャリアは、電源の供給は電
子モジュールに対して行なわれ、および／または外部装
置とのデータ交換は外部接触面を介して接触することに
よりなされる。
【０００３】これらのデータキャリアにおける電子モジ
ュールの接触面が外部に露呈しているため、その接触面
は汚れ、接触性が低下し、この結果、データキャリアと
外部装置間のデータ伝達に誤りが生じる。さらに、デー
タ伝達時の誤りはデータキャリアもしくは外部装置の配
置がずれることによっても生じる。最終的には、データ
キャリアと外部装置間に比較的大きな距離があること
が、ある応用分野において望ましい場合、データ交換を
行うことができなくなる。したがって、非接触によるデ
ータ交換のための電子モジュールがデータキャリアに用
いられることが望まれる。
【０００４】例えば、欧州特許第３７６０６２号は誘導
結合を用いた電子モジュールを開示している。この電子
モジュールではコイルと集積回路が基板に接着されてい
る。前記集積回路は前記コイルの内側に位置し、そこで
ボンディングワイヤにより電気的に接続される。コイル
の残余の内部は、壊れやすい前記電子モジュールの鋭敏
な部品を機械的な負荷から守るために、成形材料（鋳造
材料）で満たされ、前記コイルは前記成形材料の外枠と
して機能する。
【０００５】誘導結合を用いた他の電子的モジュールが
ＷＯ９３／２０５３７号に開示されている。この例では
カード本体の外部寸法に実質的に対応する大きさを持つ
巻回コイルが用いられる。コイルの平坦な隅角部には、
ホットメルト樹脂の接着剤によって基板がコイルに固着
されている。
【０００６】コイルの端部は基板に空隙を有して接着さ
れる。前記集積回路が基板内の前記空隙に挿入され、ギ
ャップに対して延在するコイルの端部と電気的に接続さ
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように前記先行技
術は前記集積回路とコイルが設置されるための離間した
付加的なキャリア基板が必要となる。
【０００８】本発明は、前記先行技術に鑑み、容易且つ
安価に製造される非接触結合のための電子モジュール
と、対応するモジュールを備えたデータキャリアを提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の問題点は本発明の
独立請求項１、７、１６で規定される特徴によって解決
される。
【００１０】本発明が解決する基本的思想は電子モジュ
ールの製造時に、集積回路とコイルを設置するための付
加的な別の基板を全く使用しない装置で、それにも拘ら
ず前記集積回路を付設した電子モジュールを提供するこ
とにある。
【００１１】本発明の利点は、集積回路とコイルを設置
するための付加的な別のキャリア基板を使用することな
く電子モジュールを安定して且つ容易に製造することが
できることにある。さらに、集積回路が離間したキャリ
ア基板に予めもうけられている空隙に収納される必要が
ないため、前記電子モジュールに如何なるサイズの集積
回路を使用することも可能となる利点がある。それに代
わって、前記集積回路は電子モジュール上の如何なる場
所にも配置できる。これにより、集積回路を最適な場所
に配置することが可能となり、例えば、データキャリア
上で最も機械的負荷が少ない領域に配置することができ
る。
【００１２】第１の実施例によれば、前記集積回路は接
着剤、例えばホットメルト樹脂接着剤や液体接着剤で、
絶縁塗料で囲繞された導線を持つ巻回コイルに固着さ
れ、電気的に該コイルの端部に接続される。
【００１３】前記コイルは、自己保持型で別の付加的な
キャリア基板を必要としない。これに代えて、接着剤に
よる固着を省くことができるため、前記集積回路はコイ
ルの端部においてのみ保持される。前記コイル自身が集
積回路のためのキャリアを構成する。前記コイルの端部
は集積回路の接続部位と直接または誘導ブリッジを介し
接続される。もし巻回数が少なければ、前記コイルは単
層構造が採用でき、前記コイルの導線が交差しないよう
に集積回路に接続させることも可能である。前記コイル
は、集積回路上に成形材料を用いて鋳込まれることが可
能である。またさらに、前記集積回路は前記コイルの面
上に配置されることが可能なため、前記コイルの側面に
前記集積回路を組み込んだり、前記集積回路が前記コイ
ルの側面上に装着されることも可能となる。
【００１４】他の実施の形態によれば、複数のコイルが
自己保持型の金属製バンドから打ち抜いて形成される。
ここで使われる用語「自己保持型バンド」とは、それ自
体を支えるための基板に接続されていない金属バンドを
指す。前記集積回路は前記コイルの端部と、電気的に直
接、付加的な導電性のワイヤによって結合されるかある
いはＴＡＢ技術を用いて結合される。いずれにせよ、前
記集積回路は前記金属バンドにより保持される。一方に
おいて、前記集積回路が直接前記コイル上に担持される
ことも可能である。この場合、前記集積回路は前記コイ
ル上に部分的に配置されコイルの端部と付加的な導電性
要素を介し接続されるか、もしくは、電気的にコイルの
端部と直接接続され、そこで好ましくはコイル端部によ
り担持される。
【００１５】他方において、前記コイルが金属バンドに
より製造される場合、前記集積回路は前記金属バンドの
特に用意された領域、つまり前記コイルの一部か該コイ
ルの外部に位置決めされる。コイルと集積回路間の前記
導電性接続部位および前記集積回路は、再度、付加的に
成形材料によって鋳込まれてもよい。
【００１６】前記に説明したモジュールは、ラミネート
技術を用いてデータキャリア内に設置されることが望ま
しい。幾つかのカード層が熱および圧力の作用により相
互に結合される。その構造におけるコア層は電子モジュ
ールを受容するための適当なギャップを含む。当業者に
とって周知の他の技術、例えば、前記電子モジュールを
埋め込むための射出形成や、冷間鋳造等の如き技術を用
いることも勿論可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１はデータキャリアの正面図で
あり、例えば、非接触型電子モジュール３１を埋め込ん
だチップカード（chip card ）を示す。
【００１８】この第１の実施の形態に係る電子モジュー
ル３１は、集積回路４と巻回コイル２２とを含む。前記
集積回路４は、巻回コイル２２上に直接載置されてい
る。これに代えて、集積回路４は付加的にコイル２２ａ
にホットメルト樹脂接着剤または液体接着剤で固着され
てもよい。巻回コイル２２のワイヤはコイルワイヤ間の
短絡を防ぐために絶縁塗料で覆われる。前記コイル２２
の端部は集積回路４の接続部位と電気的に接続される。
巻回コイル２２は、図２に示されるように、集積回路４
の領域に成形材料６により鋳込まれる。
【００１９】図２は図１のＡ−Ａ線に沿ったデータキャ
リアの一部断面図である。成形材料６は接合されたと
き、密閉空間を形成する２つの半型からなる鋳型により
成形される。当該鋳型は一方が集積回路４を受容するた
めの空隙を有し、他方が巻回コイル２２を導く開口を備
えた密閉空間を画成する。鋳造（成形）は前記一組の鋳
型が形成する閉空間に成形材料６を注入し、前記成形材
料６が固化した後に鋳型を取り外すことにより完成す
る。前記鋳型は金属、または熱可塑性樹脂で作られ、鋳
造の前に成形材料６が鋳型に付着するのを防ぐために離
型剤が塗布される。離型剤が使用できない場合、鋳型は
シリコンによって作製されてもよい。
【００２０】また、図２に示されるとおり、電子モジュ
ール３１はカード層２５、２６に特別に設けられた空隙
３０に配置される。集積回路４は層２７に接着剤２８に
より固着さる。カード層２４、２５、２６、２７はホッ
トメルト樹脂接着剤もしくは液体接着剤により相互に結
合される。
【００２１】図３は前記コイルの端部と集積回路４の接
続部位間の接続状態を示す。巻回コイル２２の端部は集
積回路４の接続部位２３と、ボンディングワイヤ２９を
介して電気的に接続される。コイルの端部の接触面を増
すために、コイルの端部は平坦化される。図示されない
実施の形態では、コイルの端部は集積回路４の接続部位
と導電体を介し接続される。その場合、前記導電体は当
業者に公知のＴＡＢ技術（テープ自動化ボンディング技
術）により接続される。
【００２２】図４は図１〜図３で示された電子モジュー
ル３１の発展タイプである。集積回路４は巻回コイル２
２と同一平面上に配置される。これにより非常に薄い設
計ができるという利点がある。集積回路４は巻回コイル
２２の端部と、当然に、直接接続されることになる。成
形材料６は、前記と同様に作製可能である。２つの半型
が設計され、閉成された鋳型は、集積回路４とこの集積
回路４の領域にある巻回コイル２２を包被し、前記鋳型
は巻回コイル２２を導く開口部を有する。
【００２３】図５は本発明の第２の実施の形態に係る電
子モジュール３２を示す。コイル２は自己保持型金属バ
ンド９から形成される。すなわち、コイル２が棒部１０
を介して自己保持型金属バンド９に接続されたまま打ち
抜かれ形成される。自己保持型金属バンド９の正確な位
置決めのため、自己保持型金属バンド９には付加的に位
置決め用孔部３７が設けられる。
【００２４】集積回路４は、例えば、自己保持型金属バ
ンド９のコイルのない中央部５に配置され、そこではコ
イル２の端部とボンディングワイヤ３を介し電気的に接
合される。ボンディングワイヤ３とコイルの端部と集積
回路４と自己保持型金属バンド９の中央部５は成形材料
６により鋳込まれ鋳造ブロックとなる。そのような成形
材料６は、例えば、自己保持型金属バンド９のそれぞれ
の側に半型をおき、相手側の半型とで閉塞空間を画成す
ることによって形成されている。その場合、半型は閉塞
状態で棒体１０とコイル２の端部に対する開口を有す
る。半型は、また、同一材料で構成される。
【００２５】電子モジュール３２を完成させるため、図
６に示されるとおり、接続用棒部１０が用いられ、コイ
ル２の２つの内側端部８は電気的に相互に接続される。
【００２６】図６は図５に示される電子モジュール３２
のＢ−Ｂ線断面図である。コイルの内側端部８ａ、８ｂ
は接触用ブリッジ７を介し電気的に相互に接続される。
【００２７】接触用ブリッジ７は２つの内側端部８ａ、
８ｂ間において短絡を防ぐために電気的に絶縁されてい
る。
【００２８】図７は本発明の第３の実施の形態に係る、
打抜形成される非接触電子モジュール３３を示す。図５
に示されるとおり、コイル２は自己保持型金属バンド９
から打ち抜かれるが、図５と対比される点は、集積回路
４がコイル２上に少なくとも部分的に直接配置され、コ
イル２の両端とボンディングワイヤ３を介し電気的に接
続される点である。
【００２９】図８は発明の第４の実施の形態に係る、打
抜形成された非接触電子モジュール３４を示す。前記電
子モジュール３４にはコイルを１つだけ有する。その形
成方法は図５の装置と同様である。集積回路４とコイル
２の内側端部との導電的結合の距離が遠くなることを防
ぐため、接触ブリッジ１１が設けられる。この接触ブリ
ッジ１１はボンディングワイヤ３、３８を介し電気的に
集積回路４とコイル２の内側端部の両者に接続される。
ボンディングワイヤ３８の領域ではコイル２と接触ブリ
ッジ１１には絶縁塗料１６が塗布される。
【００３０】図９は図８の電子モジュール３４におい
て、前記コイル２が成形材料６の成形ブロック上に曲げ
られていることを示す。これにより電子モジュール３４
をコンパクトに形成できる。
【００３１】図１０は本発明の第５の実施の形態に係る
非接触電子モジュール３５において、コイルが自己保持
型金属バンド９より打ち抜かれて形成されることを示
す。
【００３２】図１１は図１０でコイルが予め設置された
電子モジュール３５の完成品を示す。当該電子モジュー
ル３５は図５で示される電子モジュールと略同一の方法
で製造される。集積回路４は自己保持型金属バンド９の
中央部５に配置される。図５との差異は、集積回路４と
コイル１２間の導電的結合がボンディングワイヤ３では
なく、コイルの端部が集積回路４に電気的に直接接合し
ている点である。この実現のため、コイルの端部２０と
２１は適宜曲げられている。
【００３３】コイルの端部２０が該コイルの巻線上に位
置する領域では、絶縁塗料１６がコイルの短絡を防ぐた
めに塗布されている。
【００３４】図１２は図１１の電子モジュール３５の発
展タイプを示す図である。自己保持型金属バンド９の中
央部５が省かれ、集積回路４がコイルの端部２０、２１
で保持されている。
【００３５】図１３は本発明の第６の実施の形態に係
る、打抜形成される非接触電子モジュール４０を示す。
この電子モジュール４０はコイル２だけでなく集積回路
４と外部装置の接触結合のための接触面３９を備え、こ
れにより集積回路４は、接触型と非接触型の外部装置の
どちらとも情報伝達が可能となる。
【００３６】この電子モジュール４０は、図５、７、
８、１０、１２の電子モジュールに棒部１０を加えるこ
とにより得られる。図示される接触面３９も図５、７、
８、１０、１２によるモジュールと同様の方法で得られ
る。
【００３７】
【発明の効果】最後に、本発明は上記の実施の形態に限
定されない。例えば、成形材料は省略されることが可能
で、集積回路とコイルの端部との導電的結合は当業者に
知られた他の技術により実現することができる。種々の
実施の形態を参照して説明された電子モジュールの埋込
方法に関しては、本願の図１、２で使用された方法以外
に、例えば、当業者にとって公知である射出形成や、冷
間鋳造等が挙げられる。カード本体に関しても、本願で
採用したラミネート技術によらず、射出形成や、冷間鋳
造により、カード本体を一層からなるものとして形成す
ることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る巻回コイルと
集積回路を備えた電子モジュールにおけるデータキャリ
アの正面図である。
【図２】図１の電子モジュールにおけるデータキャリア
の断面図である。
【図３】図２の電子モジュール上の集積回路における接
続部位とコイルの端部間の接続状態の詳細を表す説明図
である。
【図４】上記図１〜３における電子モジュールにおい
て、前記コイルの端部に集積回路が配置された状態を示
す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る打抜形成され
た電子モジュールにおいて、前記コイルが自己保持型金
属バンドから得られたことを示す説明図である。
【図６】図５における電子モジュールの部分断面図であ
る。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る打抜形成され
た電子モジュールを示す説明図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る打抜形成され
た電子モジュールを示す説明図である。
【図９】図８の電子モジュールにおいて、前記コイルが
鋳造ブロックに対し曲げられている状態を示す断面図で
ある。
【図１０】本発明の第５の実施の形態に係る非接触電子
モジュールを示す説明図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る非接触電子
モジュールを示す説明図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る非接触電子
モジュールを示す説明図である。
【図１３】本発明の第６の実施の形態に係る、付加的な
接触面を備えた非接触型電子モジュールを示す説明図で
ある。
【符号の説明】
１…データキャリア ２、１２、２
２…コイル ４…集積回路 ６…成形材料 ９…自己保持型金属バンド ２０、２１…
コイルの端部 ２３…接続部位 ３１〜３５…
電子モジュール

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】集積回路（４）を有するデータキャリア
    （１）に装填される電子モジュール（３１）であって、 前記集積回路（４）は外部装置と前記データキャリア
    （１）との間で非接触でデータの交換を行なうべくコイ
    ル（２２）と電気的に接続され、 前記コイル（２２）は電線が巻かれ、断面において所定
    の厚さを有するとともに自己保持型であり、かつ前記コ
    イル（２２）は集積回路（４）のキャリアを構成するこ
    とを特徴とする電子モジュール。
  2. 【請求項２】請求項１記載の電子モジュールにおいて、
    前記コイルの端部は前記集積回路とコイル線が交差しな
    いように前記集積回路と接続されていることを特徴とす
    る電子モジュール。
  3. 【請求項３】請求項１記載の電子モジュールにおいて、
    前記集積回路（４）は前記コイル（２２）と同一面上に
    あることを特徴とする電子モジュール。
  4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の電子モ
    ジュールにおいて、前記集積回路（４）は前記コイル
    （２２）に接着されていることを特徴とする電子モジュ
    ール。
  5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載の電子モ
    ジュールにおいて、前記コイル（２２）は、成形材料
    （６）で集積回路（４）の領域内に鋳込まれていること
    を特徴とする電子モジュール。
  6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の電子モ
    ジュールにおいて、前記コイル（２２）の端部は電気的
    に集積回路（４）の接続部位（２３）と直接接続される
    か、または、前記コイル（２２）の端部が集積回路
    （４）の接続部位（２３）と付加された導電要素（２
    ９）を介して接続されることを特徴とする電子モジュー
    ル。
  7. 【請求項７】集積回路（４）を有するデータキャリア
    （１）に装填される電子モジュール（３２、３３、３
    ４、３５）であって、 前記集積回路は外部装置と前記データキャリア（１）と
    の間で非接触でデータの交換を行なうべきコイル（２、
    １２）と電気的に接続されており、 前記コイルは、自己保持型金属バンド（９）から作製さ
    れ、 前記集積回路（４）は、前記自己保持型金属バンド
    （９）の素材からなるキャリア（２、５）上に配置され
    ることを特徴とする電子モジュール。
  8. 【請求項８】請求項７記載の電子モジュールにおいて、
    前記集積回路（４）は、少なくとも前記コイルの一部分
    上に配置されていることを特徴とする電子モジュール。
  9. 【請求項９】請求項８記載の電子モジュールにおいて、
    前記集積回路（４）は、前記コイルの端部で担持されて
    いることを特徴とする電子モジュール。
  10. 【請求項１０】請求項７記載の電子モジュールにおい
    て、前記集積回路（４）は、前記コイルに占有されてい
    ない前記キャリアの領域に配置されていることを特徴と
    する電子モジュール。
  11. 【請求項１１】請求項１０記載の電子モジュールにおい
    て、２つのコイル（２）が設けられ、それぞれのコイル
    の一端が前記集積回路に電気的に接続され、前記コイル
    の他端が導電ブリッジによって相互に接続されているこ
    とを特徴とする電子モジュール。
  12. 【請求項１２】請求項１乃至１１のいずれかに記載の電
    子モジュールにおいて、前記集積回路（４）は前記コイ
    ルの端部（２０、２１）に付加された導電性要素（３、
    １１）により接続され、あるいは前記集積回路（４）が
    前記コイルの端部（２０、２１）と電気的に直接接続さ
    れていることを特徴とする電子モジュール。
  13. 【請求項１３】請求項１２記載の電子モジュールにおい
    て、少なくとも前記集積回路（４）または前記回路に対
    応する導電的接続部位が前記成形材料（６）により鋳込
    まれていることを特徴とする電子モジュール。
  14. 【請求項１４】請求項１３記載の電子モジュールにおい
    て、前記成形材料（６）から突出している前記コイル
    （２）は、曲げられており、それによって前記成形材料
    上に位置していることを特徴とする電子モジュール。
  15. 【請求項１５】請求項７乃至１４のいずれかに記載の電
    子モジュールにおいて、前記コイルばかりでなく接触面
    が設けられ、それによって前記集積回路が外部装置と接
    触して情報の伝達を行なうことを特徴とする電子モジュ
    ール。
  16. 【請求項１６】請求項１または７記載の電子モジュール
    であって、 カード形の本体に設けられた電子モジュール（３１〜３
    ５）からなり、 前記電子モジュールは、装置と前記データキャリア間で
    非接触でデータ交換を行なうためにコイルと電気的に接
    続された集積回路（４）を供え、 前記電子モジュールが前記カード形本体に当業者に公知
    の方法で設置されることを特徴とするデータキャリア
    （１）。
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