WO1998029264A1 - Carte a puce et module a puce - Google Patents

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WO1998029264A1
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circuit chip
antenna
circuit
processing unit
card
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PCT/JP1997/004773
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Yoshihiro Ikefuji
Shigemi Chimura
Hiroharu Okada
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Rohm Co., Ltd.
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    • H01L2924/301—Electrical effects
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Definitions

  • the present invention relates to a card having a circuit chip mounted thereon and a circuit chip module, and more particularly to a card having a circuit chip mounted thereon which can improve reliability and reduce manufacturing cost by using a circuit chip integrated with an antenna. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ and circuit chip modules. Background art
  • Non-contact IC cards are used for automatic lifts at ski slopes, railways, and automatic sorting of luggage.
  • Fig. 13 shows an example of a conventional non-contact IC card.
  • the IC card 2 shown in FIG. 13 is a one-coil type IC card, and includes a coil 4 used as an antenna, capacitors C1, C2, and an IC chip 8.
  • the capacitors C1, C2 and the IC chip 8 are mounted on a film-shaped synthetic resin substrate.
  • the substrate on which the capacitors C1, C2 and the IC chip 8 are mounted is referred to as “Tape (Tape Automated Bonding) 10”.
  • FIG. 14A shows a cross-sectional view of the IC card 2.
  • a synthetic resin core member 12 is sandwiched between a pair of surface materials 14 and 16.
  • a tab 10 on which capacitors C1, C2 and an IC chip 8 are mounted is fixed to a surface material 14 exposed in a hollow portion 18 provided in the core member 12.
  • the joint between the tab 10 and the IC chip 8 is covered with a sealing material 9 such as epoxy resin.
  • the coil 4 is arranged between the surface material 14 and the core member 12. Coil 4 and tab 10 are connected by wire 20.
  • FIG. 14B shows a circuit diagram of the IC card 2.
  • the IC card 2 receives an electromagnetic wave transmitted from a reader / writer (a writing / reading device, not shown) in a resonance circuit 22 composed of a coil 4 and a capacitor C1, and uses this as a power source.
  • the capacitor C2 is a power smoothing capacitor.
  • a control unit (not shown) provided in the IC chip 8 decodes the information transmitted by being superimposed on the electromagnetic wave, and responds. The response is made by changing the impedance of the resonance circuit 22.
  • the reader Z writer knows the response content by detecting a change (impedance reflection) in the impedance of its own resonance circuit (not shown) due to a change in the impedance of the resonance circuit 22 on the IC card 2 side.
  • the use of the IC card 2 does not require a power supply in the card, and allows information to be transmitted and received without contact.
  • the IC card 2 is often put in a wallet, a pants pocket, or the like, and may be subjected to a strong bending, twisting, or pressing force.
  • the thickness t of the IC card 2 shown in FIG. 14A is a standard size and is not sufficiently thick. Therefore, the rigidity against bending, twisting and pushing is not so large. For this reason, when the IC card 2 receives a strong bending force or the like, the bending becomes considerably large. When such bending occurs, the wire 20 may be broken, or the wire 20 may be disconnected from the coil 4 or the tab 10. Further, in the work of connecting the wire 20 and the coil 4 or the tab 10, a connection failure may occur.
  • the conventional IC card has a problem that it is difficult to handle and lacks reliability.
  • the first object of the present invention is to provide a high reliability and a low manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a reduced circuit chip mounting force.
  • a second object of the present invention is to provide a circuit chip module with high reliability and reduced manufacturing cost. Disclosure of the invention
  • a circuit chip-mounted card is a circuit chip-mounted card on which an antenna for performing communication using electromagnetic waves and a processing unit for performing processing related to communication are mounted, and the circuit chip including the processing unit is provided.
  • An antenna is provided inside or outside the antenna substantially integrally with the circuit chip.
  • the antenna is substantially integrated with the circuit chip, the position at which the circuit chip is provided is not limited in order to secure a place for installing the antenna. For this reason, a small-area circuit chip integrated with the antenna can be arranged at an arbitrary position where large bending does not occur. For this reason, even if a large force is applied to the circuit chip mounted card, the circuit chip will not be significantly deformed. Also, since there is no external wiring connection work, assembly becomes extremely easy. For this reason, manufacturing costs can be reduced. In addition, since the capacitor is also built into the circuit chip, there is no need to mount the capacitor. Therefore, the manufacturing cost can be further reduced.
  • the circuit chip has, on its surface, terminals electrically connected to a built-in processing unit, and the antenna is formed by fixing a metal wire to a film, and the antenna is mounted on the surface of the circuit chip. They are arranged so as to be in contact with each other, and are electrically connected to terminals on the surface.
  • the antenna can be formed on the film using a relatively simple technique such as printing or etching.
  • the terminal can be connected to the antenna using a relatively simple bonding technique such as a bump technique or a solder technique.
  • the antenna and the circuit chip can be relatively easily integrated.
  • the circuit chip includes a terminal electrically connected to a built-in processing unit on a surface, and forms an antenna by winding a metal wire on the circuit chip, and forms a terminal on the surface with the terminal. It is configured to be electrically connected.
  • the antenna and the circuit chip can be easily integrated simply by winding a metal wire around the circuit chip and connecting to the terminal.
  • the circuit chip has a terminal electrically connected to the built-in processing unit on the surface, and the antenna is formed by fixing a metal wire on the surface of the circuit chip, and the terminal is formed on the surface. It is configured to be electrically connected to
  • the antenna can be formed directly on the surface of the circuit chip using relatively simple techniques such as printing and etching. Further, when forming the antenna, a pattern such as printing can be formed so that the antenna and the terminal are simultaneously connected. Therefore, it is not necessary to provide a separate step for connecting the antenna and the terminal. That is, the antenna and the circuit chip can be more easily integrated. In addition, since the number of manufacturing steps can be reduced, the occurrence of defects can be reduced, and the reliability of the circuit chip mounted card is improved.
  • the antenna is configured using a wiring layer formed inside the circuit chip, and is configured to be electrically connected to the processing unit inside the circuit chip.
  • the antenna is formed inside the circuit chip by using the wiring layer forming technology in a part of the circuit chip. Therefore, since the function of performing communication inside the circuit chip is completed, there is no need to perform an operation for forming an antenna or the like after forming the circuit chip. Therefore, the manufacturing cost can be further reduced. Further, since the antenna is not exposed to the outside of the circuit chip during the assembly work, it is possible to prevent the antenna from being disconnected during the work. As a result, the reliability of the circuit chip mounted card is further improved.
  • the resonance frequency of a resonance circuit provided inside the circuit chip and configured by a capacitor and a coil serving as an antenna can be adjusted.
  • the resonance frequency can be adjusted after the formation of the elements.
  • the resonance frequency can be kept constant to some extent, so that the reliability of the circuit chip-mounted card increases. Further, in the circuit chip manufacturing process, circuit chips corresponding to various resonance frequencies can be obtained without changing a mask pattern for forming a circuit element, so that manufacturing costs can be reduced.
  • the configuration is such that a desired resonance frequency is obtained by selectively connecting wirings of a plurality of capacitors formed in advance inside the circuit chip. As a result, the desired resonance frequency can be easily adjusted.
  • a configuration is provided in which a desired resonance frequency is obtained by selectively connecting wirings of a plurality of coils formed in advance inside the circuit chip.
  • the desired resonance frequency can be easily adjusted.
  • a circuit chip-mounted card is a circuit chip-mounted card on which an antenna for performing communication using electromagnetic waves and a processing unit for performing processing relating to communication are mounted.
  • a second base material, a core member layer, a circuit chip, and an antenna are provided.
  • the second base is disposed at a predetermined distance from the first base in the thickness direction of the card.
  • the core member layer is disposed between the first base material and the second base material.
  • the circuit chip has a processing unit provided inside and terminals electrically connected to the processing unit provided on the surface.
  • the antenna is formed by fixing a metal wire to a film, and is arranged on the surface of a circuit chip, and is electrically connected to terminals on the surface.
  • Circuit in core material layer Has been arranged.
  • the position where the circuit chip is provided to secure the place where the antenna is provided is not limited. Therefore, the circuit chip can be arranged at a position where a large radius does not occur, and deformation of the circuit chip can be prevented.
  • the antenna can be formed on the film using the existing technology, and the antenna and the circuit chip can be easily integrated.
  • a card mounted with a circuit chip is a card on which an antenna for performing communication using electromagnetic waves and a processing unit for performing processing relating to communication are mounted. It has a base material, a core member layer, and a circuit chip antenna.
  • the second base is disposed at a predetermined distance from the first base in the thickness direction of the card.
  • the core member layer is disposed between the first base material and the second base material.
  • the circuit chip has a processing unit provided inside and terminals electrically connected to the processing unit provided on the surface.
  • the antenna is formed by winding a metal wire around a circuit chip, and is electrically connected to terminals on the surface of the circuit chip.
  • the circuit chip and the antenna are arranged on the core member layer.
  • the circuit chip there is no restriction on the location of the circuit chip to secure the location of the antenna. For this reason, the circuit chip can be arranged at a position where large bending does not occur, and deformation of the circuit chip can be prevented.
  • a circuit chip-mounted card is a circuit chip-mounted card on which an antenna for performing communication using electromagnetic waves and a processing unit for performing processing relating to communication are mounted. It includes a second base material, a core member layer, and a circuit chip.
  • the second base is arranged at a predetermined distance from the first base in the thickness direction of the card.
  • the core member layer is disposed between the first base material and the second base material.
  • the circuit chip has a processing section inside, a terminal electrically connected to the processing section is provided on the surface, a metal wire is fixed to the surface to form an antenna, and the antenna and the terminal are formed on the surface. Is configured to be electrically connected to Circuit chips are arranged on the core member layer.
  • the position where the circuit chip is provided to secure the place where the antenna is provided is not limited. For this reason, the circuit chip can be arranged in a position where a large radius does not occur, and deformation of the circuit chip can be prevented.
  • the antenna can be easily formed directly on the surface of the circuit chip by using the existing technology, and the antenna and the circuit chip can be integrated.
  • a card mounted with a circuit chip is a card mounted with an antenna for performing communication using electromagnetic waves and a processing unit for performing processing related to communication, wherein the first base material and the second It has a base material, a core member layer and a circuit chip.
  • the second base is disposed at a predetermined distance from the first base in the thickness direction of the card.
  • the core member layer is disposed between the first base material and the second base material.
  • circuit The chip is provided with a processing unit therein, configures an antenna using a wiring layer formed inside, and is configured to electrically connect the processing unit and the antenna inside. Circuit chips are arranged on the core member layer.
  • the circuit chip can be arranged at a position where large bending does not occur, and the deformation of the circuit chip can be prevented.
  • the antenna can be formed inside the circuit chip by using the wiring layer forming technology. Therefore, it is not necessary to form an antenna after forming a circuit chip. In addition, since the antenna is not exposed outside the circuit chip, disconnection of the antenna can be prevented.
  • a reinforcing member including a frame disposed so as to surround the circuit chip in a plane direction which is a direction orthogonal to the thickness direction of the card is provided in the card.
  • the rigidity of the circuit chip-mounted card near the circuit chip can be effectively increased while securing a space for accommodating the circuit chip substantially integrated with the antenna. Therefore, even if a strong bending, twisting, or pressing force is applied to the card on which the circuit chip is mounted, the antenna and the circuit chip are not significantly deformed. As a result, the requestability of cards with circuit chips is further improved.
  • a resonance circuit is formed by a coil serving as an antenna and at least one capacitor among circuit elements forming a circuit chip.
  • the resonance circuit can receive electromagnetic waves sent from the reader / writer and use it as a power source.
  • a response to the information superimposed on the electromagnetic wave is sent to the reader / writer due to the change in the impedance of the resonance circuit.
  • information can be exchanged in a contactless manner without having a power supply inside the circuit chip mounted card. I can.
  • At least one of the circuit elements constituting the circuit chip is made of a ferroelectric material.
  • the processing unit of the circuit chip includes a nonvolatile memory and a modulation / demodulation circuit.
  • processing relating to communication can be performed.
  • a circuit chip module is a circuit chip module used for a card having a circuit chip mounted thereon, the circuit chip module including a circuit chip and an antenna.
  • the circuit chip includes a processing unit for performing processing related to communication.
  • the antenna is electrically connected to the processing unit, is provided substantially integrally inside or outside the circuit chip, and performs communication using electromagnetic waves.
  • the antenna is formed by fixing a metal wire to the film, and the film is disposed in contact with the surface of the circuit chip.
  • the antenna can be formed on the film using the existing technology, and the antenna and the circuit chip can be easily integrated.
  • the antenna is formed by fixing or winding a metal wire on a circuit chip.
  • the antenna can be formed directly on the surface of the circuit chip using existing technology, or the antenna and the circuit chip can be easily integrated by simply winding a metal wire on the circuit chip. it can.
  • the antenna includes a wiring layer formed inside the circuit chip.
  • the function of performing communication inside the circuit chip is completed. this Therefore, after forming the circuit chip, there is no need to perform an operation for forming an antenna or the like, so that manufacturing cost can be reduced.
  • the circuit chip includes a capacitor
  • the antenna includes a coil
  • a resonance circuit is configured including the capacitor and the coil, and the resonance frequency of the resonance circuit can be adjusted.
  • the resonance frequency can be adjusted after the formation of the element.
  • the resonance frequency can be kept constant to some extent, and the reliability of the circuit chip module increases. Further, in the circuit chip manufacturing process, circuit chips corresponding to various resonance frequencies can be obtained without changing a mask pattern for forming a circuit element, so that manufacturing cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a diagram showing an external configuration of a non-contact type IC card 100, which is a circuit chip-mounted card according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross section taken along the line II-II of the IC card shown in FIG.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of the IC chip 104.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram of an IC chip 112 as a circuit chip module according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a cross section taken along line VV in FIG.
  • FIG. 6 is a circuit chip module according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of an IC chip module 1 2 2.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram of an IC chip module 132 which is a circuit chip module according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a circuit chip mounted card according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a certain non-contact type IC card 30.
  • FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a non-contact type IC card 50 which is a circuit chip mounted card according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a resonance circuit 150 of an IC chip constituting an IC chip module which is a circuit chip module according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing an IC chip resonance circuit 160 constituting an IC chip module which is a circuit chip module according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing a cross-sectional configuration of a non-contact type IC card 170 which is a circuit chip mounting force according to still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a conventional non-contact type IC card.
  • FIG. 14A is a diagram showing a cross section taken along XIVA-XIVA in FIG. 13, and FIG. 14B is a circuit diagram of the IC card 2.
  • FIG. 1 shows an external configuration of a non-contact type IC card 100 which is a circuit chip mounted card according to an embodiment of the present invention.
  • the IC card 100 is a one-coil type IC card and can be used for automatic lifts at ski lifts and railways, automatic sorting of luggage, and the like.
  • FIG. 2 shows a cross section taken along II-II shown in FIG.
  • the IC force 100 has a structure in which a surface material 32 as a first base material, a core member 34 to form a core member layer, and a surface material 36 as a second base material are laminated in this order.
  • a surface material 32 as a first base material
  • a core member 34 to form a core member layer and a surface material 36 as a second base material are laminated in this order.
  • a surface material 36 as a second base material
  • Synthetic resins such as vinyl chloride and PET (polyethylene terephthalate) are used as the surface materials 32 and 36.
  • the core member 34 is made of a synthetic resin.
  • a cavity 72 is provided in the layer formed by the core member 34.
  • an IC chip module 1 ⁇ 2 which is a circuit chip module, is fixed in contact with the surface material 32.
  • the IC chip module is composed of only the IC chip 1 ⁇ 4 which is a circuit chip.
  • FIG. 3 shows a conceptual diagram of the IC chip 104.
  • the IC chip 104 includes a processing circuit layer 106.
  • the processing circuit layer 106 is provided with a non-volatile memory, a modulation / demodulation circuit, a capacitor, and the like, and constitutes a processing unit (not shown) that performs communication-related processing.
  • at least one of the capacitors constituting the processing circuit layer 106 is made of a ferroelectric material.
  • all capacitors can be ordinary paraelectric capacitors.
  • a coil (antenna) 44 formed by forming a metal wiring in a loop shape is provided.
  • the position at which the IC chip 104 is provided is not limited in order to secure a place where the coil 44 is provided. For this reason, the IC chip 104 having a small area integrated with the coil 44 can be arranged at an arbitrary position where a large bending does not occur. Therefore, even if a large force is applied to the IC card 100, the IC chip 104 is not significantly deformed.
  • the communication function can be achieved with only one small IC chip 104. Therefore, the degree of freedom of arrangement in the IC card 100 is high. Further, in the assembling work, since only one IC chip module 102 formed in advance has to be handled, the manufacturing cost can be further reduced by improving workability.
  • the thickness of both the surface materials 32 and 36 is 0.1 mm
  • the thickness of the entire IC card 100 is 0.768 mm.
  • the IC chip 104 is a square having a side of 3 mm and a thickness of 0.25 mm.
  • the present invention is not limited to these dimensions and materials.
  • the operation of the IC card 100 is the same as that of the conventional IC card 2. That is, an electromagnetic wave transmitted from a reader / writer (a writing / reading device, not shown) is received by a resonance circuit composed of a coil 44 and a capacitor formed in the IC chip 104, and is received by a power source. And The configuration of the resonance circuit is the same as that of the resonance circuit 22 shown in FIG. 14B. The obtained power is smoothed by another capacitor.
  • a control unit (not shown) provided in the IC chip 104 decodes information transmitted by being superimposed on the electromagnetic wave, and responds. The response is made by changing the impedance of the resonance circuit.
  • the reader / writer knows the contents of the response by detecting a change in the impedance of its own resonance circuit (not shown) accompanying a change in the impedance of the resonance circuit on the IC card 100 side.
  • the configuration is such that the coil 44 is provided only on one wiring layer.
  • the number of turns of the coil can be increased without increasing the projected area.
  • FIG. 4 shows a conceptual diagram of an IC chip module 112 which is a circuit chip module according to another embodiment of the present invention.
  • the external appearance and cross-sectional configuration of an IC card using the IC chip module 112 are almost the same as those of the IC card 100 (see FIGS. 1 and 2).
  • the operation of the IC card using the IC chip module 112 is the same as that of the IC card 100.
  • the IC chip module 112 includes only the IC chip 114 that is a circuit chip. As shown in Figure 4, IC chip 1 1 4 The coil 44 is directly formed by printing on the upper surface 114a.
  • FIG. 5 is a diagram showing a cross section taken along line VV shown in FIG.
  • the IC chip 114 includes a processing circuit layer 116 and a passivation film 118 serving as a protective film formed on the processing circuit layer 116.
  • As the passivation film 118 PSG, a silicon nitride film deposited by a plasma CVD method, or the like is used. By flattening the surface of the passivation film 118 by a reflow process or the like, the upper surface 114a of the IC chip 114 is formed.
  • Terminals 119 are provided on the upper surface 114a of the IC chip 114.
  • the terminal 119 penetrates the passivation film 118 and is electrically connected to the processing circuit layer 116.
  • the terminals 119 are made of gold (Au).
  • a fine metal wire is formed in a loop by printing to form the coil 44.
  • the end of the coil 44 is electrically connected to the processing circuit layer 116 via the terminal 119.
  • the processing circuit layer 116 is provided with a nonvolatile memory, a modulation / demodulation circuit, a capacitor, and the like, and constitutes a processing unit (not shown) that performs processing related to communication.
  • the coil 44 can be formed directly on the surface of the IC chip 114 using a relatively simple printing technique. Further, when the coil 44 is formed, a print pattern can be formed so that the coil 44 and the terminal 119 are connected at the same time. Therefore, there is no need to provide a separate step for connecting the coil 44 and the terminal 119. That is, the coil 44 and the IC chip 114 can be easily integrated. Since the number of manufacturing steps can be reduced, the occurrence of defects can be reduced.
  • the coil 44 is formed on the upper surface 114a of the IC chip 114 by printing, but the coil 44 is formed on the upper surface 114a of the IC chip 114 by etching or the like. 4 can also be formed.
  • FIG. 6 shows a conceptual diagram of an IC chip module 122 which is a circuit chip module according to still another embodiment of the present invention.
  • the external appearance and cross-sectional configuration of the IC card using the IC chip module 122 are almost the same as those of the IC card 100. (See Figures 1 and 2).
  • the operation of the IC card using the IC chip module 122 is the same as that of the IC card 100.
  • the IC chip module 122 includes an IC chip 124 that is a circuit chip and a film 126 on which a coil 44 is formed. I have.
  • the configuration of the IC chip 124 is almost the same as that of the above-mentioned IC chip 114 (see FIG. 4). Terminals 119 are provided on the upper surface 124a covered with the session film.
  • a fine metal wire is formed in a loop shape on the lower surface 126 a of the film 126 by printing or etching to constitute the coil 44.
  • a terminal 128 is formed at the end of the coil 44.
  • the IC chip 1 24 terminal 1 1 9 and the film 1 2 6 terminal 1 1 9 are arranged such that the lower surface 1 2 6 a of the finolem 1 2 6 is overlaid on the upper surface 1 2 4 a of the IC chip 1 2 4. 2 and 8 are joined.
  • a joining method for example, one of the terminals 119 and 128 is formed of gold (Au), and the other is formed of tin (Sn), so that the connection is performed using eutectic. Can be.
  • the coil 44 can be formed on the film 126 using a relatively simple technique such as printing or etching. Also, the terminal 119 of the IC chip 124 and the terminal 128 of the coil 44 can be connected using a relatively simple joining technique such as a so-called bump technique or solder technique. For this reason, the coil 44 and the IC chip 124 can be relatively easily integrated.
  • FIG. 7 shows a conceptual diagram of an IC chip module 132 which is a circuit chip module according to still another embodiment of the present invention.
  • the external appearance and cross-sectional configuration of the IC card using the IC chip module 132 are almost the same as those of the IC card 100 (see FIGS. 1 and 2).
  • the operation of the IC card using the IC chip module 132 is the same as that of the IC card 100.
  • the IC chip module 13 2 includes an IC chip 13 4 that is a circuit chip, and a coil 44 wound around the IC chip 13 4.
  • the configuration of the IC chip 134 is almost the same as that of the above-mentioned IC chip 114 (see FIG. 4), and a terminal 119 is provided on the upper surface 134a covered with the passivation film. I have. Further, an end of the coil 44 wound around the IC chip 134 is connected to the terminal 119.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional configuration of a non-contact type IC card 30 which is a circuit chip-mounted card according to still another embodiment of the present invention.
  • the appearance of IC card 300 is almost the same as that of IC card 100 (see Fig. 1).
  • the IC chip module 102 itself is almost the same as the case of the IC card 100 (see FIG. 3). Therefore, the operation of the IC card 30 is the same as that of the IC card 100.
  • the IC card 30 has a structure in which a surface material 32, which is a first base material, a core material 34, and a surface material 36, which is a second base material, are laminated in this order. are doing. Synthetic resins such as butyl chloride and PET (polyethylene terephthalate) are used as the surface materials 32 and 36. Further, the core member 34 is made of a synthetic resin.
  • a ceramic frame 38 is embedded in a layer formed by the core member 34.
  • the ceramic frame 38 is made of ceramic and formed in a cylindrical shape.
  • the ceramic frame 38 corresponds to the frame of the reinforcing body. That is, in this embodiment, the reinforcing member is constituted only by the frame.
  • the inside 38 a of the ceramic frame 38 is hollow. At the lower end of the inside 38 a of the ceramic frame 38, an elastic material 40 as a cushioning member is laid in contact with the surface material 32. Silicon rubber having adhesiveness is used as the elastic material 40. An IC chip module 102, which is a circuit chip module, is supported on the elastic material 40.
  • the reinforcing member As described above, by forming the reinforcing member from ceramic, high rigidity can be obtained. Therefore, by embedding the ceramic frame 38 in the layer formed by the core member 34, the I in the vicinity of the ceramic frame 38 is reduced. Card 3 0 The bending stiffness, torsional stiffness, and pressing stiffness can be significantly improved.
  • the IC chip module 102 disposed in the inside 38a of the ceramic frame is not significantly deformed. Therefore, even if a bending force, a torsional force, or a pressing force is applied, the IC chip module 102 is hardly damaged. That is, the reliability of the IC card 30 can be improved.
  • the thicknesses of the surface materials 32 and 36 are both 0.1 mm, and the thickness of the entire IC card 30 is 0.768 mm.
  • the IC chip module 102 is a square having a side of 3 mm and a thickness of 0.25 mm.
  • the thickness of the elastic material 40 is 0.118 mm.
  • the height of the ceramic frame 38 is 0.568 mm.
  • the inner diameter of the ceramic frame 38 is set so that the clearance from the built-in IC chip module 102 is about 0.2 to 0.3 mm.
  • the outer diameter of the ceramic frame 38 is about 23 mm.
  • the present invention is not limited to these dimensions and materials.
  • the IC chip module 102 is fixed to the surface layer material 32 via the elastic material 40, but without interposing the filler material 40.
  • the IC chip module 102 may be directly fixed to the surface material 32.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional configuration of a non-contact type IC card 50 which is a circuit chip-mounted card according to still another embodiment of the present invention.
  • the external configuration of the IC card 50 is the same as that of the IC card 30 (see FIG. 1).
  • the shape of the ceramic frame 52 is different from that of the ceramic frame 38 in the IC card 30 (see FIG. 8). That is, the ceramic frame 52 includes a cylindrical portion 52 a that is a frame, and a bottom portion 52 b that is a plate-shaped body provided continuously and integrally at the lower end of the cylindrical portion 52 a. And the point is, c and from only the cylindrical frame different from the constructed ceramic frame 3 8, as shown in FIG. 9, IC chip module 1 0 2, the ceramic frame 5 second cylindrical portion 5 2 a It is configured to be directly fixed to the bottom 52b of the concave space 52c formed by the bottom 52b and the bottom 52b.
  • the rigidity of the ceramic frame 52 can be further increased. Therefore, even if the dimension of the ceramic frame 52 in the plane direction (the X direction and the Y direction in FIG. 1) is increased to some extent, the desired rigidity can be secured. Therefore, the size of the IC chip module 102 can be increased. As a result, the size of the coil 44 (see FIG. 3) built in the IC chip module 102 can be further increased.
  • a ceramic module 52 and an IC chip module 102 fixed to the ceramic frame 52 constitute a frame module 54.
  • the IC chip module 102 is directly fixed to the bottom 52 b of the ceramic frame 52.
  • the IC chip module 102 and the bottom 52 of the ceramic frame 52 are not fixed.
  • An elastic material 40 as shown in FIG. 8 may be interposed between the b and b. With this configuration, the impact applied to the IC card can be reduced, which is convenient.
  • FIG. 12 shows a cross-sectional configuration of a non-contact type IC card 170 as a circuit chip mounted card according to another embodiment of the present invention.
  • the external configuration of the IC card 170 is the same as that of the IC card 30 (see Fig. 1).
  • the shape of the ceramic frame 172 as a frame is different from that of the ceramic frame 38 in the IC card 30 (see FIG. 8).
  • the ceramic frame 17 2 is formed in a single cylindrical shape like the outer ceramic frame 38, but is different from the ceramic frame 38 in that it is formed in a stepped cylindrical shape on the inner side. .
  • the step 17 2 a of the ceramic frame 17 2 includes: A support film 174 serving as a buffer member is adhered.
  • the support film 174 is a synthetic resin film formed in a hollow disk shape. Therefore, the support film 174 is supported by the step 17a of the ceramic frame 172 in the internal space 172b of the ceramic frame 172, and is suspended.
  • the IC chip module 102 is bonded almost at the center of the support fill 1 74. Therefore, the IC chip module 102 is supported by the support film 174 in the internal space 172 b of the ceramic frame 172 and is suspended.
  • a frame module 176 is composed of a ceramic frame 172, a support film 174, and an IC chip module 102. By modularizing in this way, workability during manufacturing is improved, and manufacturing costs are reduced.
  • a hollow disk-shaped synthetic resin film is used as the cushioning member, but the shape and material of the cushioning member are not limited thereto.
  • a cylindrical body having a through cylindrical shape or a bottomed cylindrical shape is used as the reinforcing body, but the outer shape and the inner shape of the cylinder are not limited to such a cylindrical shape.
  • a rectangular cylinder or the like can be used as the reinforcing member.
  • the reinforcing body is not limited to a cylindrical one, and for example, a flat plate-like one can also be used.
  • a plurality of reinforcing bodies can be provided.
  • reinforcing members can be provided above and below the circuit chip module so as to sandwich the circuit chip module.
  • the reinforcing member is made of ceramic.
  • any material other than ceramic may be used as long as the material has high rigidity.
  • a metal material such as stainless steel or a hard synthetic resin can be used.
  • the case where the IC card having the IC chip module 102 is reinforced by using the reinforcing member has been described as an example.
  • the IC chip module 112 (see FIG. 4) may be used.
  • This IC chip module has substantially the same structure as the IC chip module 102 shown in FIG.
  • the resonance circuit of the IC chip 104 constituting the IC chip module 102 shown in FIG. 3 is the same as the resonance circuit 22 shown in FIG.
  • the resonance circuit of the IC chip constituting the chip module differs in that it is a resonance circuit 150 shown in FIG.
  • the resonance circuit 150 is composed of a capacitor section 152 provided with five capacitors C1 to C5 and five laser taps T1 to T5, and a coil L. Connected. In the capacitor section 152, the capacitors C1 to C5 are connected in parallel via laser taps T1 to T5, respectively.
  • the laser taps # 1 to # 5 are conductive taps and can be cut by irradiating a laser.
  • the combined capacitance of the capacitor sections 152 can be adjusted.
  • the resonance frequency of the resonance circuit 150 can be adjusted by adjusting the combined capacitance of the capacitors 152.
  • the laser taps # 1 to # 5 are cut in a process after forming the capacitors C1 to C5 and the capacitor L on the IC chip.
  • the resonance frequency may be measured while sequentially cutting the laser taps T1 to T5, and the cutting may be terminated when the resonance frequency reaches a predetermined threshold.
  • the laser taps # 1 to # 5 may be cut with the same cutting pattern.
  • the capacitances of the capacitors C1 to C5 may be all the same or may be different from each other.
  • the capacitances of the capacitors C1 to C5 may be 1 / F, 2 ⁇ F4 / xF, 8 / xF, and 16 ⁇ F, respectively. In this way, the combined capacitance can be adjusted between 1 // F and 31 / F at 1 ⁇ F intervals.
  • the number of capacitors and laser taps is not limited to five.
  • the resonance circuit 160 is composed of a coil section 162 having six coils L1 to L6 and five laser taps T1 to T5, and a capacitor C, as shown in FIG. It is connected to the.
  • the coils L1 to L6 are connected in series, and the connection points of the coils are configured to be short-circuited via the laser taps T1 to T5.
  • the combined inductance of the coil portions 162 can be adjusted.
  • the resonance frequency of the resonance circuit 160 can be adjusted by adjusting the combined inductance of the coil sections 162.
  • the number of coils and laser taps is not limited to five.
  • the resonance circuit that can adjust the resonance frequency is not limited to these.
  • the resonance circuit 150 of FIG. 10 and the resonance circuit 160 of FIG. 11 can be combined to form a resonance circuit.
  • the resonance frequency of the resonance circuit adjustable, it is possible to adjust the capacitance or the inductance of the resonance circuit after forming the capacitor and the coil on the IC chip. Therefore, even though all the circuit elements constituting the resonance circuit are formed in the IC chip, the resonance frequency can be adjusted after the formation of the elements.
  • the resonance frequency can be kept constant to some extent, so that the reliability of an IC chip equipped with such an IC chip is high. Further, in the manufacturing process of the IC chip, an IC chip corresponding to various resonance frequencies can be obtained without changing a mask pattern for forming a circuit element, so that manufacturing costs can be reduced.
  • a loop-shaped antenna is used as the antenna.
  • the form of the antenna is not limited to this.
  • a linear metal wire, a meandering metal wire, or the like can be used as the antenna.
  • the present invention provides a so-called multi-coil type non-contact type IC card. Can also be applied.
  • the present invention can be applied to a contact type IC card.
  • the present invention can be applied not only to IC cards but also to all modules and cards equipped with circuit chips.
  • the card here refers to a substantially plate-shaped member, such as a credit card, a railway commuter pass, a railway ticket, and the like.

Description

明細書 回路チップ搭載力一ドぉよび回路チップモジュール 技術分野
この発明は、 回路チップを搭載したカードぉよび回路チップモジュ一ルに関し、 特に、 アンテナと一体化した回路チップを用いることにより信頼性の向上および 製造コストの低減が図られる回路チップを搭載したカードぉよび回路チップモジ ユールに関するものである。 背景技術
スキー場のリフトや鉄道の自動改札、 荷物の自動仕分け等に、 非接触型の I C カードが用いられる。 従来の非接触型の I Cカードの一例を図 1 3に示す。 図 1 3に示す I Cカード 2は、 1コイル型の I Cカードであり、 アンテナとして用い られるコイル 4とコンデンサ C 1、 C 2と I Cチップ 8とを備えている。
コンデンサ C l、 C 2および I Cチップ 8は、 フィルム状の合成樹脂基板に実 装されている。 コンデンサ C l、 C 2および I Cチップ 8を実装した基板を、 タ プ (Tape Automated Bonding) 1 0とレヽう。
図 1 4 Aに、 I Cカード 2の断面図を示す。 合成樹脂のコア部材 1 2が 1対の 表層材 1 4、 1 6に挟まれている。 コア部材 1 2に設けられた空洞部 1 8内に露 出した表層材 1 4に、 コンデンサ C l、 C 2および I Cチップ 8を実装したタブ 1 0が固定されている。 タブ 1 0と I Cチップ 8との接合部は、 エポキシ樹脂な どの封止材 9で被覆されている。
コイル 4は、 表層材 1 4とコア部材 1 2との間に配置されている。 コイル 4と タブ 1 0とは、 ワイヤ 2 0により接続されている。
図 1 4 Bに、 I Cカード 2の回路図を示す。 I Cカード 2は、 リーダ ライタ (書込みノ読取装置、 図示せず） から送られる電磁波を、 コイル 4およびコンデ ンサ C 1により構成される共振回路 2 2で受け、 これを電力源とする。 なお、 コ ンデンサ C 2は、 電力平滑用のコンデンサである。 また、 その電磁波に重畳して送られる情報を I Cチップ 8に設けられた制御部 (図示せず） が解読し、 返答を行なう。 返答は、 共振回路 2 2のインピーダンス を変化させることにより行なう。 リーダ Zライタは、 I Cカード 2側の共振回路 2 2のインピーダンス変化に伴う自己の共振回路 （図示せず） のインピーダンス の変化 （インピーダンス反射） を検出することにより、 返答內容を知る。
このように、 I Cカード 2を用いれば、 カード内に電源を必要とせず、 かつ、 非接触で情報の授受を行なうことができる。
しかしながらし、 上述した従来の I Cカードには、 次のような問題点があった。 I Cカード 2においては、 コイル 4とタブ 1 0とをワイヤ 2 0により接続しなけ ればならない。
一方、 I Cカード 2は、 財布やズボンのポケットなどに入れられることが多く、 力なり強い曲げ力や捩り力や押力を受けることがある。 しかし、 図 1 4 Aに示す I Cカード 2の厚さ tは規格寸法であり、 十分に厚くない。 したがって、 曲げや 捩りや押しに対する剛性はそれほど大きくない。 このため、 I Cカード 2が強い 曲げ力等を受けた場合には、 その撓みはかなり大きくなる。 このような撓みが生 じると、 ワイヤ 2 0が断線したり、 ワイヤ 2 0と、 コイル 4またはタブ 1 0との 接続が外れたりすることがある。 また、 ワイヤ 2 0と、 コイル 4またはタブ 1 0 とを接続する作業において、 接続不良が生ずることもある。
また、 コイル 4を設ける場所を確保するために、 タブ 1◦を設ける位置が制限 される。 このため、 大きな撓みの生ずる位置にタブ 1 0を配置せざるを得ない場 合が生ずる。 このような場合には、 I Cチップ 8も大きく変形することになる。 このような変形により、 I Cチップ 8に割れが生じ、 I Cカードとしての機能が 損なわれる。
このように、 従来の I Cカードは、 取扱いが難しく、 信頼性に欠けるという問 題があった。
また、 コイル 4とタブ 1 0とをワイヤ 2 0により接続しなければならないため、 組立に手間がかかり、 製造コストを上昇させていた。 また、 タブ 1 0にコンデン サ C l、 C 2等を実装しなければならず、 製造コストをさらに上昇させていた。 したがって、 この発明の第 1の目的は、 信頼性が高く、 また、 製造コストの低 減が図られた回路チップ搭載力一ドを提供することにある。
次に、 この発明の第 2の目的は、 信頼性が高く、 また、 製造コストの低減が図 られた回路チップモジュールを提供することにある。 発明の開示
本発明の第 1の局面における回路チップ搭載カードは、 電磁波を利用して通信 を行なうァンテナと、 通信に関する処理を行なう処理部とを搭載した回路チップ 搭載カードであって、 処理部を含む回路チップの内部または外部に、 当該回路チ ップと実質的に一体にアンテナを設けたことを特徴としている。
この構成によれば、 処理部およびアンテナの機能が実質的に一体化された 1つ の回路チップのみで通信を行なう機能が完成するので、 回路チップ外で配線を行 なう必要がない。 このため、 外部配線の接続作業に伴う接続不良が生ずることは ない。 また、 回路チップ搭載力一ドに対し撓みが加えられたとしても、 外部配線 が断線したり、 接続が外れたりする事故は起こり得ない。
また、 アンテナは回路チップと実質的に一体化されているから、 アンテナを設 ける場所を確保するために、 回路チップを設ける位置が制限されるということも ない。 このため、 大きな撓みの生じない任意の位置に、 アンテナと一体化された 小面積の回路チップを配置することができる。 このため、 回路チップ搭載カード に対し大きな力が加えられたとしても、 回路チップが大きく変形することはなレ、。 また、 外部配線の接続作業がないため、 組立が極めて容易になる。 このため、 製造コストを低下させることができる。 また、 コンデンサも回路チップに内蔵さ れているため、 コンデンサを実装する手間が不要となる。 このため、 製造コスト をさらに引下げることができる。
すなわち、 信頼性が高く、 また、 製造コストの低減がはかられた回路チップ搭 載カードを実現することができる。
好ましくは、 回路チップは、 内蔵された処理部に電気的に接続された端子を表 面に備え、 アンテナは、 フィルムに金属線を定着することにより形成され、 その アンテナを、 回路チップの表面に接して配置するとともに、 その表面において端 子と電気的に接続するように構成する。 この場合には、 たとえば、 印刷、 エッチングなどの比較的簡単な技術を用いて フィルムにアンテナを形成することができる。 また、 いわゆるバンプ技術やはん だ技術の比較的簡単な接合技術を用いて、 端子とアンテナとを接続することがで きる。 これにより、 比較的容易に、 アンテナと回路チップとを一体化することが できる。
好ましくは、 回路チップは、 内蔵された処理部に電気的に接続された端子を表 面に備え、 アンテナを、 回路チップに金属線を卷付けることにより形成するとと もに、 その表面において端子と電気的に接続するように構成する。
この場合には、 予め専用のアンテナを形成しておく必要はなく、 回路チップに 金属線を卷付けて端子と接続するだけで、 容易にアンテナと回路チップとを一体 化することができる。
好ましくは、 回路チップは、 内蔵された処理部に電気的に接続された端子を表 面に備え、 アンテナを、 回路チップの表面に金属線を定着することにより形成す るとともに、 その表面において端子と電気的に接続するように構成する。
この場合には、 たとえば、 印刷、 エッチングなどの比較的簡単な技術を用いて、 回路チップの表面に直接、 アンテナを形成することができる。 また、 アンテナを 形成するときに、 同時にアンテナと端子とが接続されるように印刷等のパターン を形成することができる。 このため、 アンテナと端子とを接続するための工程を 別途設ける必要はない。 すなわち、 より容易に、 アンテナと回路チップとを一体 化することができる。 また、 製造工程を少なくすることができる分、 不良の発生 を少なくすることができ、 回路チップ搭載カードの信頼性が向上する。
好ましくは、 アンテナを、 回路チップの内部に形成された配線層を用いて構成 するとともに、 回路チップの内部において処理部に電気的に接続するように構成 する。
この場合には、 回路チップの內部における配線層形成技術を利用することで、 アンテナを回路チップの内部に形成する。 したがって、 回路チップの内部におい て通信を行なう機能が完成するので、 回路チップ形成後は、 アンテナを形成する 作業等を行なう必要がない。 このため、 製造コストをさらに低減することができ る。 また、 組付け作業時において、 アンテナが回路チップの外部に露出していない ため、 作業時におけるアンテナの断線事故等を防止することができる。 これによ り、 回路チップ搭載カードの信頼性がさらに向上する。
また好ましくは、 回路チップの内部に設けられた、 コンデンサとアンテナであ るコイルとにより構成される共振回路の共振周波数を調整可能とする。
この場合には、 コンデンサおよびコイルを回路チップに形成した後に、 共振回 路のキャパシタンスまたはインダクタンスを調整することができる。 このため、 共振回路を構成する回路素子をすベて回路チップ内に形成するにもかかわらず、 その素子の形成後に共振周波数を調整することができる。
すなわち、 製造条件にばらつきがあっても、 共振周波数をある程度一定にする ことができるため、 回路チップ搭載カードの信頼性が高くなる。 また、 回路チッ プの製造工程において、 回路素子を形成するマスクパターンを変更することなく、 種々の共振周波数に対応した回路チップを得ることができるため、 製造コストを 低く抑えることができる。
さらに好ましくは、 回路チップの内部に予め作り込まれた複数のコンデンサの 配線を選択的に接続することにより、 所望の共振周波数を得るように構成する。 これにより、 容易に所望の共振周波数に調整することができる。
また好ましくは、 回路チップの内部に予め作り込まれた複数のコイルの配線を 選択的に接続することにより、 所望の共振周波数を得るように構成する。
これによつても、 容易に所望の共振周波数に調整することができる。
本発明の第 2の局面における回路チップ搭載カードは、 電磁波を利用して通信 を行なうァンテナと、 通信に関する処理を行なう処理部とを搭載した回路チップ 搭載カードであって、 第 1の基材、 第 2の基材、 コア部材層、 回路チップおよび アンテナを備えている。 第 2基材は、 第 1基材に対しカードの厚さ方向に所定の 距離を隔てて配置されている。 コア部材層は、 第 1の基材と第 2の基材との間に 配置されている。 回路チップは、 処理部を内部に設けるとともに、 処理部に電気 的に接続された端子を表面に設けている。 アンテナは、 フィルムに金属線を定着 することにより形成されるとともに、 回路チップの表面に配置され、 その表面に おいて端子と電気的に接続されている。 コア部材層に、 回路： を配置している。
この構成によれば、 処理部およびァンテナの機能が実質的に一体化された回路 チップのみで通信を行なうことができるので、 回路チップ外で配線を行なう必要 がない。 このため、 外部配線の接続不良や断線を防止することができる。 また、 そのような外部配線の接続がないため、 組立が容易である。
さらに、 アンテナを設ける場所を確保するために回路チップを設ける位置が制 限されるようなことがない。 このため、 大きな橈みの生じない位置に回路チップ を配置することができ、 回路チップの変形を防止することができる。
また、 既存の技術を用いてフィルムにァンテナを形成することができるととも に、 そのアンテナと回路チップとを容易に一体化することができる。
これらの結果、 信頼性が高く、 また、 製造コストの低減が図られた回路チップ 搭載カードを実現することができる。
本発明の第 3の局面における回路チップ搭載カードは、 電磁波を利用して通信 を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処理部とを搭載したカードであ つて、 第 1の基材、 第 2の基材、 コア部材層、 回路チップおょぴアンテナを備え ている。 第 2の基材は、 第 1の基材に対しカードの厚さ方向に所定の距離を隔て て配置されている。 コア部材層は、 第 1の基材と第 2の基材との間に配置されて いる。 回路チップは、 処理部を内部に設けるとともに、 処理部に電気的に接続さ れた端子を表面に設けている。 アンテナは、 回路チップに金属線を卷付けること により形成するとともに、 その回路チップの表面において端子と電気的に接続さ れている。 コア部材層に、 回路チップとアンテナとを配置している。
この構成によれば、 処理部およびアンテナの機能が実質的に一体化された回路 チップのみで通信を行なうことができるので、 回路チップ外で配線を行なう必要 がない。 このため、 外部配線の接続不良や断線を防止することができる。 また、 そのような外部配線の接続がないため、 組立が容易になる。
さらに、 アンテナを設ける場所を確保するために、 回路チップを設ける位置が 制限されるようなことはない。 このため、 大きな撓みの生じない位置に回路チッ プを配置することができ、 回路チップの変形を防止することができる。
また、 予め専用のアンテナを形成しておく必要はなく、 金属線を回路チップに 卷付けることによって容易にアンテナと回路チップとを一体化することができる。 その結果、 信頼性が高く、 また、 製造コストの低減が図られた回路チップ搭載 カードを実現することができる。
本発明の第 4の局面における回路チップ搭載カードは、 電磁波を利用して通信 を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処理部とを搭載した回路チップ 搭載カードであって、 第 1の基材、 第 2の基材、 コア部材層および回路チップを 備えている。 第 2の基材は、 第 1の基材に対しカードの厚さ方向に所定の距離を 隔てて配置されている。 コア部材層は、 第 1の基材と第 2の基材との間に配置さ れている。 回路チップは、 処理部を内部に設けるとともに、 処理部に電気的に接 続された端子を表面に設け、 その表面に金属線を定着することによりアンテナを 形成するとともに、 その表面においてアンテナと端子とを電気的に接続するよう 構成されている。 コア部材層に、 回路チップを配置している。
この構成によれば、 処理部およびアンテナの機能が実質的に一体化された回路 チップのみで通信を行なうことができるので、 回路チップ外で配線を行なう必要 がない。 このため、 外部配線の接続不良や断線を防止することができる。 また、 そのような外部配線の接続がないため、 組立が容易になる。
さらに、 アンテナを設ける場所を確保するために回路チップを設ける位置が制 限されるようなことがない。 このため、 大きな橈みの生じない位匱に回路チップ を配置することができ、 回路チップの変形を防止することができる。
また、 既存の技術を用いて、 回路チップの表面に直接アンテナを容易に形成す ることができるとともに、 そのアンテナと回路チップとを一体化することができ る。
その結果、 信頼性が高く、 また、 製造コストの低減が図られた回路チップ搭載 カードを実現することができる。
本発明の第 5の局面における回路チップ搭載カードは、 電磁波を利用して通信 を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処理部とを搭載したカードであ つて、 第 1の基材、 第 2の基材、 コア部材層および回路チップを備えている。 第 2の基材は、 第 1の基材に対しカードの厚さ方向に所定の距離を隔てて配置され ている。 コア部材層は、 第 1の基材と第 2の基材との間に配置されている。 回路 チップは、 処理部を内部に設けるとともに、 内部に形成された配線層を用いてァ ンテナを構成し、 内部において処理部とアンテナとを電気的に接続するよう構成 されている。 コア部材層に、 回路チップを配置している。
この構成によれば、 処理部およびアンテナの機能が実質的に一体化された回路 チップのみで通信を行なうことができるので、 回路チップ外で配線を行なう必要 がない。 このため、 外部配線の接続不良や断線を防止することができる。 また、 そのような外部配線の接続がないため、 組立が容易になる。
さらに、 アンテナを設ける場所を確保するために、 回路チップを設ける位匱が 制限されるようなことがない。 このため、 大きな撓みの生じない位置に回路チッ , プを配置することができ、 回路チップの変形を防止することができる。
また、 配線層形成技術を利用することにより、 アンテナを回路チップの内部に 形成することができる。 このため、 回路チップ形成後にアンテナを形成する必要 がない。 また、 回路チップの外部にアンテナが露出しないので、 アンテナの断線 を防止することができる。
その結果、 信頼性が高く、 また、 製造コストの低減が図られた回路チップ搭載 カードを実現することができる。
好ましくは、 カードの厚さ方向に直交する方向である面方向に回路チップを囲 むよう配置された枠体を備えた補強体をカード内に設ける。
この場合には、 ァンテナと実質的に一体化された回路チップを収納する空間を 確保しつつ、 回路チップ近傍における回路チップ搭載カードの剛性を効果的に高 めることができる。 このため、 回路チップ搭載カードに強い曲げ力や捩り力や押 力が加えられたとしても、 アンテナや回路チップが大きく変形することはない。 その結果、 回路チップ搭載カードの依頼性がさらに向上する。
好ましくは、 アンテナであるコイルと、 回路チップを構成する回路素子のうち 少なくとも 1つのコンデンサとにより共振回路を構成する。
共振回路により、 リーダ zライタから送られる電磁波を受けて、 これを動力源 とすることができる。 また、 電磁波に重畳して送られた情報に対して共振回路の インピーダンスの変化により、 応答がリーダ/ライタに送られる。 その結果、 回 路チップ搭載カード内に電源を持つことなく、 かつ、 非接触で情報の授受を行な うことができる。
好ましくは、 回路チップを構成する回路素子のうち少なくとも 1つのコンデン サを強誘電体により構成する。
これによれば、 インピーダンスの範囲がより広範囲になる。
好ましくは、 回路チップの処理部は、 不揮発性メモリと変復調回路とを含んで いる。
この処理部によれば、 通信に関する処理を行なうことができる。
本発明の第 6の局面における回路チップモジュールは、 回路チップを搭載した カードに用いられる回路チップモジュールであって、 回路チップとアンテナとを 備えている。 回路チップは、 通信に関する処理を行なうための処理部を含んでい る。 アンテナは、 処理部と電気的に接続されるとともに、 回路チップの内部また は外部において実質的に一体に設けられ、 電磁波を利用して通信を行なう。 この構成によれば、 処理部およびアンテナの機能が実質的に一体化された 1つ の回路チップのみで通信を行なう機能が完成するため、 回路チップ外で配線を行 なう必要がなくなる。 このため、 外部配線の接続不良や断線を防止することがで きる。 また、 そのような外部配線の接続がないため、 組立が容易となる。 その結 果、 信頼性が高く、 製造コストの低減が図られた回路チップモジュールを実現す ることができる。
好ましくは、 アンテナは、 フィルムに金属線を定着することにより形成され、 そのフィルムを、 回路チップの表面に接して配置する。
この場合には、 既存の技術を用いてフィルムにアンテナを形成することができ るとともに、 そのァンテナと回路チップとを容易に一体化することができる。 好ましくは、 アンテナは、 回路チップに金属線を定着または卷付けることによ り形成されている。
この場合には、 既存の技術を用いて回路チップの表面に直接アンテナを形成す るか、 または、 単に回路チップに金属線を卷付けることによって容易にアンテナ と回路チップとを一体化することができる。
好ましくは、 アンテナは、 回路チップの内部に形成された配線層からなる。 この場合には、 回路チップの内部において通信を行なう機能が完成する。 この ため、 回路チップ形成後は、 アンテナを形成する作業等を行なう必要がなく、 製 造コストの低減を図ることができる。
好ましくは、 回路チップはコンデンサを含み、 アンテナはコイルからなり、 コ ンデンサとコイルとを含んで共振回路が構成され、 その共振回路の共振周波数を 調整可能とする。
この場合には、 コンデンサおよびコイルを回路チップに形成した後、 共振回路 のキャパシタンスまたはインダクタンスを調整することができる。 このため、 共 振回路を構成する回路素子をすベて回路チップ内に形成するにもかかわらず、 そ の素子の形成後に共振周波数を調整することができる。
つまり、 製造条件にばらつきがあっても、 共振周波数をある程度一定にするこ とができるため、 回路チップモジュールの信頼性が高くなる。 また、 回路チップ の製造工程において、 回路素子を形成するマスクパターンを変更することなく、 種々の共振周波数に対応した回路チップを得ることができるため、 製造コストを 低く抑えることができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 この発明の一実施形態に係る回路チップ搭載カードである、 非接触 型の I Cカード 1 0 0の外観構成を示す図である。
第 2図は、 第 1図に示された I Cカードの I I一 I Iにおける断面を示す図で ある。
第 3図は、 I Cチップ 1 0 4の概念図である。
第 4図は、 この発明の他の実施形態に係る回路チップモジュールである I Cチ ップ 1 1 2の概念図である。
第 5図は、 第 4図における V— Vにおける断面を示す図である。
第 6図は、 この発明のさらに他の実施形態に係る回路チップモジュールである
I Cチップモジュール 1 2 2の概念図である。
第 7図は、 この発明のさらに他の実施形態に係る回路チップモジュールである I Cチップモジュール 1 3 2の概念図である。
第 8図は、 この発明のさらに他の他の実施形態に係る回路チップ搭載カードで ある、 非接触型の I Cカード 3 0の断面構成を示す図である。
第 9図は、 この発明のさらに他の実施形態に係る回路チップ搭載カードである、 非接触型の I Cカード 5 0の断面構成を示す図である。
第 1 0図は、 この発明のさらに他の実施形態に係る回路チップモジュールであ る I Cチップモジュールを構成する I Cチップの共振回路 1 5 0を示す図である。 第 1 1図は、 この発明のさらに他の実施形態に係る回路チップモジュールであ る I Cチップモジュールを構成する I Cチップの共振回路 1 6 0を示す図である。 第 1 2図は、 この発明のさらに他の実施形態に係る回路チップ搭載力一ドであ る、 非接触型の I Cカード 1 7 0の断面構成を示す図である。
第 1 3図は、 従来の非接触型の I Cカードの一例を示す図である。
第 1 4 A図は、 第 1 3図における X I V A - X I V Aにおける断面を示す図で あり、 第 1 4 B図は、 I Cカード 2の回路図である。 発明を実施するための最良の形態
図 1に、 この発明の一実施形態に係る回路チップ搭載カードである、 非接触型 の I Cカード 1 0 0の外観構成を示す。 I Cカード 1 0 0は、 1コイル型の I C カードであり、 スキー場のリフトや鉄道の自動改札、 荷物の自動仕分け等に用い ることができる。
図 2に、 図 1に示す I I一 I Iにおける断面を示す。 I C力一ド 1 0 0は、 第 1の基材である表層材 3 2、 コァ部材層を形成するコァ部材 3 4、 第 2の基材で ある表層材 3 6をこの順に積層した構造を有している。 表層材 3 2、 3 6として、 塩化ビニル、 P E T (ポリエチレンテルフタレート） 等の合成樹脂を用いている。 また、 コア部材 3 4は、 合成樹脂により構成されている。
コア部材 3 4で形成された層の中に空洞部 7 2が設けられている。 空洞部 7 2 には、 表層材 3 2に接して、 回路チップモジュールである I Cチップモジュール 1〇 2が固定されている。 この実施形態においては、 I Cチップモジュールは、 回路チップである I Cチップ 1◦ 4のみで構成されている。
図 3に、 I Cチップ 1 0 4の概念図を示す。 I Cチップ 1 0 4は、 処理回路層 1 0 6を備えている。 処理回路層 1 0 6には、 不揮発性メモリ、 変復調回路、 コンデンサなどが設け られており、 通信に関する処理を行なう処理部 （図示せず） を構成している。 こ の実施形態においては、 処理回路層 1 0 6を構成するコンデンサのうち、 少なく とも 1つは強誘電体により構成されている。 ただし、 すべてのコンデンサを通常 の常誘電体コンデンサとすることもできる。
また、 処理回路の構成の中には、 金属配線をループ状に形成して構成したコィ ル （アンテナ） 4 4が設けられている。
このように構成すると、 処理部およびアンテナの機能が一体化された 1つの I Cチップ 1 0 4のみで通信を行なう機能が完成するので、 I Cチップ 1 0 4の外 で配線を行なう必要がない。 このため、 外部配線の接続作業に伴う接続不良が生 ずることはない。 また、 I Cカード 1 0 0に対し撓みが加えられたとしても、 外 部配線が断線したり、 接続が外れたりする事故は起こり得ない。
また、 コイル 4 4は、 I Cチップ 1 0 4と一体化されているから、 コイル 4 4 を設ける場所を確保するために、 I Cチップ 1 0 4を設ける位置が制限されると いうこともない。 このため、 大きな撓みの生じない任意の位置に、 コイル 4 4と 一体化された小面積の I Cチップ 1 0 4を配置することができる。 このため、 I Cカード 1 0 0に対し大きな力が加えられたとしても、 I Cチップ 1 0 4が大き く変形することはない。
また、 外部配線の接続作業がないため、 組立が極めて容易になる。 このため、 製造コストを低下させることができる。 また、 コンデンサも I Cチップ 1 0 4に 内蔵されているため、 コンデンサを実装する手間が不要となる。 このため、 製造 コストをさらに引下げることができる。
また、 1つの小さい I Cチップ 1 0 4のみで、 通信機能を果たすことができる。 このため、 I Cカード 1 0 0内における配置の自由度が高い。 また、 組付け作業 においては、 予め形成された 1つの I Cチップモジュール 1 0 2のみを取扱えば よいので、 作業性の向上による製造コストの一層の低減が可能となる。
さらに、 この実施形態においては、 I Cチップ 1 0 4の内部において通信を行 なう機能が完成するので、 I Cチップ 1 0 4形成後は、 コイルを形成する作業等 を行なう必要がない。 このため、 製造コス トをさらに引下げることができる。 また、 ，袓付け作業時において、 コイル 4 4が I Cチップ 1 0 4の外部に露出し ていないため、 作業時におけるコイルの断線事故等を防止することができる。 なお、 この実施形態においては、 表層材 3 2、 3 6の厚さはともに 0 . 1 mm であり、 I Cカード 1 0 0全体の厚さは 0 . 7 6 8 mmである。 また、 I Cチッ プ 1 0 4は、 1辺 3 mmの正方形であり、 厚さは 0 . 2 5 mmである。 ただし、 この発明は、 これらの寸法や材質に限定されるものではない。
I Cカード 1 0 0の動作は、 従来の I Cカード 2と同様である。 すなわち、 リ ーダ ライタ （書込みノ読取装置、 図示せず） から送られる電磁波を、 I Cチッ プ 1 0 4に形成されたコイル 4 4およびコンデンサにより構成される共振回路で 受け、 これを電力源とする。 なお、 共振回路の構成は、 図 1 4 Bに示す共振回路 2 2と同様である。 また、 得られた電力は別のコンデンサにより平滑化される。 また、 その電磁波に重畳して送られる情報を I Cチップ 1 0 4に設けられた制 御部 （図示せず） が解読し、 返答を行なう。 返答は、 共振回路のインピーダンス を変化させることにより行なう。 リーダ Zライタは、 I Cカード 1 0 0側の共振 回路のインピーダンス変化に伴う自己の共振回路 （図示せず） のインピーダンス の変化を検出することにより、 返答内容を知る。
このようにして、 カード内に電源を持つことなく、 かつ、 非接触で情報の授受 を行なうことができる。
なお、 上述の実施形態においては、 コイル 4 4を 1つの配線層にのみ設けるよ う構成したが、 配線層を複数層設け、 複数の配線層にわたってコイル 4 4を形成 するよう構成することもできる。 このように構成すれば、 投影面積を増やすこと なく、 コイルの卷数を増やすことができる。
次に、 図 4に、 この発明の他の実施形態による回路チップモジュールである I Cチップモジュール 1 1 2の概念図を示す。 I Cチップモジュール 1 1 2を用い た I Cカードの外観および断面構成は、 I Cカード 1 0 0の場合とほぼ同様であ る （図 1、 図 2参照） 。 また、 I Cチップモジュール 1 1 2を用いた I Cカード の動作も、 I Cカード 1 0 0の場合と同様である。
この実施形態においても、 I Cチップモジュール 1 1 2は、 回路チップである I Cチップ 1 1 4のみで構成されている。 図 4に示すように、 I Cチップ 1 1 4 の上面 1 1 4 aには、 コイル 4 4が印刷により直接形成されている。
図 5は、 図 4に示す V— Vにおける断面を示す図である。 I Cチップ 1 1 4は、 処理回路層 1 1 6と、 処理回路層 1 1 6の上に形成された保護膜であるパッシベ ーシヨン膜 1 1 8とを備えている。 パッシベーシヨン膜 1 1 8としては、 P S G や、 プラズマ C V D法で堆積されたシリコン窒化膜等が用いられる。 リフローェ 程等によりパッシベーシヨン膜 1 1 8の表面を平坦化することにより、 I Cチッ プ 1 1 4の上面 1 1 4 aが形成される。
I Cチップ 1 1 4の上面 1 1 4 aには、 端子 1 1 9が設けられている。 端子 1 1 9は、 パッシベーシヨン膜 1 1 8を貫通して、 処理回路層 1 1 6と電気的に接 続されている。 この実施形態においては、 端子 1 1 9は、 金 （A u ) により構成 されている。
I Cチップ 1 1 4の上面 1 1 4 aには、 前述のように、 印刷により微細な金属 線がループ状に形成されて、 コイル 4 4を構成している。 コイル 4 4の端部は、 端子 1 1 9を介して、 処理回路層 1 1 6と電気的に接続されている。
処理回路層 1 1 6には、 不揮発性メモリ、 変復調回路、 コンデンサなどが設け られており、 通信に関する処理を行なう処理部 （図示せず） を構成している。 このように構成すると、 比較的簡単な印刷技術を用いて、 I Cチップ 1 1 4の 表面に直接コイル 4 4を形成することができる。 また、 コイル 4 4を形成すると きに、 同時にコイル 4 4と端子 1 1 9とが接続されるように印刷パターンを形成 することができる。 このため、 コイル 4 4と端子 1 1 9とを接続するための工程 を別途設ける必要がない。 すなわち、 容易に、 コイル 4 4と I Cチップ 1 1 4と を一体化することができる。 製造工程を少なくすることができる分、 不良の発生 を少なくすることができる。
なお、 この実施形態においては、 I Cチップ 1 1 4の上面 1 1 4 aに、 印刷に よりコイル 4 4を形成したが、 I Cチップ 1 1 4の上面 1 1 4 aに、 エッチング 等によりコイル 4 4を形成することもできる。
次に、 図 6に、 この発明のさらに他の実施形態による回路チップモジュールで ある I Cチップモジュール 1 2 2の概念図を示す。 I Cチップモジュール 1 2 2 を用いた I Cカードの外観および断面構成は、 I Cカード 1 0 0の場合とほぼ同 様である （図 1、 図 2参照） 。 また、 I Cチップモジュール 1 2 2を用いた I C カードの動作も、 I Cカード 1 0 0の場合と同様である。
上述の各実施形態と異なり、 この実施形態においては、 I Cチップモジュール 1 2 2は、 回路チップである I Cチップ 1 2 4と、 コイル 4 4が形成されたフィ ルム 1 2 6とにより構成されている。
I Cチップ 1 2 4の構成は、 前述 （図 4参照） の I Cチップ 1 1 4とほぼ同様 であり、 ノ、。ッシベーシヨン膜により覆われた上面 1 2 4 aには、 端子 1 1 9が設 けられている。
フィルム 1 2 6の下面 1 2 6 aには、 前述のように、 印刷またはエッチング等 により微細な金属線がループ状に形成され、 コイル 4 4を構成している。 コイル 4 4の端部には、 端子 1 2 8が形成されている。
I Cチップ 1 2 4の上面 1 2 4 aに、 フイノレム 1 2 6の下面 1 2 6 aを重ねる ように配置して、 I Cチップ 1 2 4の端子 1 1 9と、 フィルム 1 2 6の端子 1 2 8とを接合する。 接合方法としては、 たとえば、 端子 1 1 9と端子 1 2 8の一方 を金 （A u ) で形成し、 他方をスズ （S n ) で形成することで、 共晶を利用して 結合することができる。
このように構成すると、 たとえば印刷、 エッチングなど比較的簡単な技術を用 いてフィルム 1 2 6にコイル 4 4を形成することができる。 また、 いわゆるバン プ技術やはんだ技術など比較的簡単な接合技術を用いて、 I Cチップ 1 2 4の端 子 1 1 9とコイル 4 4の端子 1 2 8とを接続することができる。 このため、 比較 的容易に、 コイル 4 4と I Cチップ 1 2 4とを一体化することができる。
次に、 図 7に、 この発明のさらに他の実施形態による回路チップモジュールで ある I Cチップモジュール 1 3 2の概念図を示す。 I Cチップモジユーノレ 1 3 2 を用いた I Cカードの外観および断面構成は、 I C力一ド 1 0 0の場合とほぼ同 様である （図 1、 図 2参照） 。 また、 I Cチップモジュール 1 3 2を用いた I C カードの動作も、 I Cカード 1 0 0の場合と同様である。
この実施形態においては、 I Cチップモジュール 1 3 2は、 回路チップである I Cチップ 1 3 4と、 I Cチップ 1 3 4のまわりに卷付けられたコイル 4 4とに より構成されている。 I Cチップ 1 3 4の構成は、 前述 （図 4参照） の I Cチップ 1 1 4とほぼ同様 であり、 パッシベーション膜により覆われた上面 1 3 4 aには、 端子 1 1 9が設 けられている。 また、 I Cチップ 1 3 4のまわりに巻付けられたコイル 4 4の端 部は、 端子 1 1 9に接続されている。
このように構成すると、 予め専用のコイルを形成しておく必要がなく、 I Cチ ップ 1 3 4に金属線を卷付けるだけで、 容易に、 コイル 4 4を形成することがで さる。
次に、 図 8に、 この発明をさらに他の実施形態による回路チップ搭載カードで ある、 非接触型の I Cカード 3 0の断面構成を示す。 I Cカード 3 0のタト観は、 I Cカード 1 0 0とほぼ同様である （図 1参照） 。 また、 I Cチップモジュール 1 0 2自体も、 I Cカード 1 0 0の場合とほぼ同様である （図 3参照） 。 したが つて、 I C力一ド 3 0の動作も、 I Cカード 1 0 0の場合と同様である。
図 8に示すように、 I Cカード 3 0は、 第 1の基材である表層材 3 2、 コア部 材 3 4、 第 2の基材である表層材 3 6をこの順に積層した構造を有している。 表 層材 3 2、 3 6として、 塩化ビュル、 P E T (ポリエチレンテルフタレート） 等 の合成樹脂を用いている。 また、 コア部材 3 4は、 合成樹脂により構成されてい る。
コア部材 3 4で形成された層の中にセラミックフレーム 3 8が埋設されている。 セラミックフレーム 3 8は、 セラミックで構成され、 円筒形状に形成されている。 セラミックフレーム 3 8は補強体の枠体に該当する。 つまり、 この実施形態にお いては、 補強体は枠体のみで構成されている。
セラミックフレーム 3 8の内部 3 8 aは、 空洞となっている。 セラミックフレ ーム 3 8の内部 3 8 aの下端部には、 表層材 3 2に接して、 緩衝部材である弾力 材 4 0が敷かれている。 弾力材 4 0として、 接着性を有するシリコンゴムを用い ている。 弾力材 4 0の上に、 回路チップモジュールである I Cチップモジュール 1 0 2が支持されている。
このように、 補強体をセラミックにより形成することにより、 高剛性を得るこ とができる。 したがって、 コア部材 3 4で形成された層の中にセラミックフレー ム 3 8を埋設することで、 セラミックフレーム 3 8近傍における I。カード 3 0 の曲げ剛性、 捩り剛性、 押圧剛性を、 格段に高めることができる。
このため、 I Cカード 3 0に強い曲げ力や捩り力や押力が加えられたとしても、 セラミックフレームの内部 3 8 aに配置された I Cチップモジュール 1 0 2が大 きく変形することはない。 このため、 曲げ力や捩り力や押力が加えられたとして も、 I Cチップモジュール 1 0 2が破損することはほとんどない。 すなわち、 I Cカード 3 0の信頼性を向上させることができる。
また、 弾力材 4 0を介して I Cチップモジュール 1 0 2を固定することで、 I Cカード 3 0に衝撃が加えられたとしても、 その衝撃が I Cチップモジュール 1 0 2に直接伝達されることはない。 このため、 衝擊による I Cチップモジュール 1 0 2の破損を軽減することができる。
なお、 この実施形態においては、 表層材 3 2、 3 6の厚さはともに 0 . 1 mm であり、 I Cカード 3 0全体の厚さは 0 . 7 6 8 mmである。 また、 I Cチップ モジュール 1 0 2は、 1辺 3 mmの正方形であり、 厚さは 0 . 2 5 mmである。 弾力材 4 0の厚さは 0 . 1 1 8 mmである。 セラミックフレーム 3 8の高さは、 0 . 5 6 8 mmである。 セラミックフレーム 3 8の内径は、 内蔵された I Cチッ プモジュール 1 0 2とのクリアランスが 0 . 2〜0 . 3 mm程度になるように設 定されている。 また、 セラミックフレーム 3 8の外径は約 2 3 mmである。 ただ し、 この発明は、 これらの寸法や材質に限定されるものではない。
なお、 この実施形態においては、 図 8に示すように、 弾力材 4 0を介して I C チップモジュール 1 0 2を表層材 3 2に固定するよう構成したが、 弹カ材 4 0を 介することなく、 I Cチップモジュール 1 0 2を直接、 表層材 3 2に固定するよ う構成することもできる。
次に、 図 9に、 この発明のさらに他の実施形態による回路チップ搭載カードで ある、 非接触型の I Cカード 5 0の断面構成を示す。 I Cカード 5 0の外観構成 は、 I Cカード 3 0と同様である （図 1参照） 。
ただし、 図 9に示すように、 I Cカード 5 0においては、 セラミックフレーム 5 2の形状が、 I Cカード 3 0におけるセラミックフレーム 3 8 (図 8参照） と 異なる。 つまり、 セラミックフレーム 5 2は、 枠体である円筒部 5 2 aと、 円筒 部 5 2 aの下端に連続して一体的に設けられた板状体である底部 5 2 bとを備え ている点で、 円筒状の枠体のみから構成されるセラミックフレーム 3 8と異なる c また、 図 9に示すように、 I Cチップモジュール 1 0 2は、 セラミックフレー ム 5 2の円筒部 5 2 aと底部 5 2 bとにより形成された凹状空間 5 2 cの底部 5 2 bに直接固定するよう構成されている。
このように、 円筒部 5 2 aの下端に連続して一体的に底部 5 2 bを設けること で、 セラミックフレーム 5 2の剛性を、 一層高めることができる。 このため、 セ ラミックフレーム 5 2の面方向 （図 1の X方向おょぴ Y方向） の寸法をある程度 大きくしても、 所望の剛性を確保することができる。 したがって、 I Cチップモ ジュール 1 0 2の寸法を大きくすることができる。 これにより、 I Cチップモジ ユール 1 0 2に内蔵されたコイル 4 4 (図 3参照） の寸法を、 より大きくするこ とができる。
また、 図 9に示すように、 セラミックフレーム 5 2とセラミックフレーム 5 2 に固定された I Cチップモジュール 1 0 2とで、 フレームモジュール 5 4を構成 している。 このようにモジュール化することで、 製造時の作業性が向上し、 製造 コストが低減する。
なお、 この実施形態においては、 I Cチップモジュール 1 0 2は、 セラミック フレーム 5 2の底部 5 2 bに直接固定するよう構成したが、 I Cチップモジユー ノレ 1 0 2と、 セラミックフレーム 5 2の底部 5 2 bとの間に、 図 8に示すような 弾力材 4 0を介在させるよう構成することもできる。 このように構成すれば、 I Cカードに加えられた衝撃を緩和することができ、 好都合である。
次に、 図 1 2に、 この発明の他の実施形態による回路チップ搭載カードである、 非接触型の I C力一ド 1 7 0の断面構成を示す。 I C力一ド 1 7 0の外観構成は、 I Cカード 3 0と同様である （図 1参照） 。
たたじ、 図 1 2に示すように、 I Cカード 1 7 0においては、 枠体であるセラ ミックフレーム 1 7 2の形状が、 I Cカード 3 0におけるセラミックフレーム 3 8 (図 8参照） と異なる。 つまり、 セラミックフレーム 1 7 2は、 外側セラミツ クフレーム 3 8と同様、 単一円筒状に形成されているが、 内側では、 段付き円筒 状に形成されている点で、 セラミックフレーム 3 8と異なる。
また、 図 1 2に示すように、 セラミックフレーム 1 7 2の段部 1 7 2 aには、 緩衝部材である支持フィルム 1 7 4が接着されている。 支持フィルム 1 7 4は中 空円板状に形成された合成樹脂のフィルムである。 したがって、 支持フィルム 1 7 4は、 セラミックフレーム 1 7 2の内部空間 1 7 2 bにおいて、 セラミックフ レーム 1 7 2の段部 1 7 2 aに支持され、 宙吊り状態となっている。
支持フィル 1 7 4のほぼ中央に、 I Cチップモジュール 1 0 2が接着されて いる。 したがって、 I Cチップモジユーノレ 1 0 2は、 セラミックフレーム 1 7 2 の内部空間 1 7 2 bにおいて、 支持フィルム 1 7 4に支持され、 宙吊り状態とな つている。
このように構成することで、 I Cカードに加えられた衝撃をより確実に緩和す ることができ、 好都合である。 また、 図 1 2に示すように、 セラミックフレーム 1 7 2、 支持フィルム 1 7 4、 I Cチップモジュール 1 0 2で、 フレームモジュ —ル 1 7 6を構成している。 このようにモジュール化することで、 製造時の作業 性が向上し、 製造コストが低減する。
なお、 この実施形態においては、 緩衝部材として中空円板状の合成樹脂フィル ムを用いたが、 緩衝部材の形状、 材質は、 これに限定されるものではない。
また、 上述の実施形態においては、 補強体として貫通円筒状または有底円筒状 の筒体を用いたが、 筒の外側の形状、 内側の形状はこのような円筒形状に限定さ れるものではない。 たとえば、 補強体として、 四角筒状のもの等を用いることも できる。 さらに、 補強体は、 筒状のものに限定されるものではなく、 たとえば平 板状のものを用いることもできる。 また、 補強体を複数設けることもできる。 た とえば、 回路チップモジュールを挟むように、 回路チップモジュールの上下に補 強体を設けることもできる。
また、 上述の実施形態においては、 補強体をセラミックにより構成したが、 剛 性の大きい材料であれば、 セラミック以外のものであってもよい。 たとえば、 ス テンレススチール等の金属材料や、 硬質の合成樹脂などを用いることができる。 なお、 上述の実施形態においては、 I Cチップモジュール 1 0 2を有する I C カードを、 補強体を用いて補強した場合を例に説明したが、 I Cチップモジユー ル 1 1 2 (図 4参照） 、 I Cチップモジュール 1 2 2 (図 6参照） 、 または I C チップモジュール 1 3 2 (図 7参照） を有する I Cカードについても、 同様に適 用することができる。
次に、 この発明のさらに他の実施形態による回路チップモジュールである I c チップモジュールについて説明する。 この I Cチップモジュールは、 図 3に示す I Cチップモジュール 1 0 2とほぼ同様の構造である。 ただし、 図 3に示す I C チップモジュール 1 0 2を構成する I Cチップ 1 0 4の共振回路が、 図 1 4 Bに 示す共振回路 2 2と同様の回路であるのに対し、 本実施形態における I Cチップ モジュールを構成する I Cチップの共振回路は、 図 1 0に示す共振回路 1 5 0で ある点で異なる。
共振回路 1 5 0は、 5個のコンデンサ C 1〜C 5およぴ 5個のレーザタップ T 1〜T 5を備えたコンデンサ部 1 5 2と、 コイル Lとにより構成され、 図 1 0の ように接続されている。 コンデンサ部 1 5 2において、 コンデンサ C 1〜C 5は、 それぞれ、 レーザタップ T 1〜T 5を介して、 並列に接続されている。 レーザタ ップ Τ 1〜Τ 5は、 導電性を有するタップであり、 レーザを照射して切断するこ とができる。
レーザタップ Τ 1〜Τ 5のうち、 適当なタップを切断することにより、 コンデ ンサ部 1 5 2の合成容量を調整することができる。 コンデンサ 1 5 2の合成容量 を調整することにより、 共振回路 1 5 0の共振周波数を調整できる。 なお、 レー ザタップ Τ 1〜Τ 5の切断は、 I Cチップにコンデンサ C 1〜C 5、 コィノレ L等 を形成した後の工程で行なう。
たとえば、 レーザタップ T 1〜T 5を順次切断しながら共振周波数を測定し、 共振周波数が所定のしきい値に達したときに、 切断を終了するようにすることが できる。
また、 同一の工程で製造された I Cチップ間でばらつきが少ないような場合に は、 テストサンプルの I Cチップを用いて、 最適な切断パターンを見つけ、 以後、 同一の工程で製造された I Cチップについては、 同じ切断パターンで、 レーザタ ップ Τ 1 ~Τ 5を切断するようにしてもよい。
また、 I Cチップが複数種類ある場合には、 I Cチップの種類ごとにレーザタ ップ Τ 1 ~Τ 5の切断パターンを変えることで、 I Cチップの種類ごとに異なる 共振周波数を設定することができる。 コンデンサ C 1〜C 5の容量は、 すべて同一でもよいし、 それぞれ異なるよう 構成してもよい。 たとえば、 コンデンサ C 1〜C 5の容量を、 それぞれ 1 / F、 2 μ F 4 /x F、 8 /x F、 1 6 μ Fとすることもできる。 このようにすれば、 合 成容量を、 1 // F〜3 1 / Fの間で、 1 μ F間隔で調整することができる。 なお、 コンデンサ、 レーザタップの数は、 5個に限定されるものではない。
図 1 0に示す共振回路 1 5 0に代え、 図 1 1に示す共振回路 1 6 0を用いるこ ともできる。 共振回路 1 6 0は、 6個のコイル L 1〜L 6および 5個のレーザタ ップ T 1〜T 5を備えたコイル部 1 6 2と、 コンデンサ Cとにより構成され、 図 1 1のように接続されている。 コイル部 1 6 2において、 コイル L 1〜L 6は直 列に接続され、 各コイルの接続点は、 レーザタップ T 1〜T 5を介して短絡する よう構成されている。
レーザタップ Τ 1〜Τ 5、 この順に切断していくことにより、 コイル部 1 6 2 の合成インダクタンスを調整することができる。 コイル部 1 6 2の合成インダク タンスを調整することにより、 共振回路 1 6 0の共振周波数を調整できる。 なお、 コイル、 レーザタップの数は、 5個に限定されるものではない。
また、 共振周波数を調整できる共振回路は、 これらに限定されるものではなレ、。 たとえば、 図 1 0の共振回路 1 5 0と図 1 1の共振回路 1 6 0とを組合せて、 共 振回路を構成することもできる。
このように、 共振回路の共振周波数を調整可能とすることにより、 コンデンサ、 コイルを I Cチップに形成した後に、 共振回路のキャパシタンスまたはインダク タンスを調整することができる。 このため、 共振回路を構成する回路素子をすベ て I Cチップ内に形成するにもかかわらず、 その素子の形成後に共振周波数を調 整することができる。
すなわち、 製造条件にばらつきがあっても、 共振周波数をある程度一定にする ことができるため、 このような I Cチップを搭載した I C力一ドの信頼性が高レ、。 また、 I Cチップの製造工程において、 回路素子を形成するマスクパターンを変 更することなく、 種々の共振周波数に対応した I Cチップを得ることができるた め、 製造コストを低く抑えることができる。
なお、 上述の各実施形態においては、 アンテナとしてループ状に形成したコィ ルを用いたが、 アンテナの形態はこれに限定されるものではない。 アンテナとし て、 たとえば、 直線状の金属線、 蛇行状に形成した金属線などを用いることがで さる。
また、 上述の各実施形態においては、 1コイル型の非接触型の I Cカードに、 この発明を適用した場合を例に説明したが、 この発明は、 いわゆる複数コイル型 の非接触型の I Cカードにも適用することができる。 また、 非接触型の I Cカー ド以外に、 接触型の I c力一ドにも適用することができる。 さらに、 I Cカード のみならず、 回路チップを搭載したモジュール全般およびカード全般に適用する ことができる。 ここで言うカードとは、 略板状の部材を言い、 クレジットカード、 鉄道の定期券、 鉄道の切符等が該当する。

Claims

請求の範囲
1 . 電磁波を利用して通信を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処理 部とを搭載した回路チップ搭載カードであって、
処理部を含む回路チップの内部または外部に、 該回路チップと実質的に一体に アンテナを設けたことを特徴とする、 回路チップ搭載カード。
2 . 前記回路チップは、 内蔵された処理部に電気的に接続された端子を表面に備 え、
前記ァンテナは、 フィルムに金属線を定着することにより形成され、
前記アンテナを、 回路チップの表面に接して配置するとともに、 該表面におい て前記端子と電気的に接続するよう構成したことを特徴とする、 請求の範囲第 1 項に記載の回路チップ搭載カード。
3 . 前記回路チップは、 内蔵された処理部に電気的に接続された端子を表面に備 え、
前記アンテナを、 回路チップに金属線を卷付けることにより形成するとともに、 該表面において前記端子と電気的に接続するよう構成したことを特徴とする、 請 求の範囲第 1項に記載の回路チップ搭載カード。
4 . 前記回路チップは、 內蔵された処理部に電気的に接続された端子を表面に備 え、
前記ァンテナを、 回路チップの表面に金属線を定着することにより形成すると ともに、 該表面において前記端子と電気的に接続するよう構成したことを特徴と する、 請求の範囲第 1項に記載の回路チップ搭載カード。
5 . 前記アンテナを、 前記回路チップの内部に形成された配線層を用いて構成す るとともに、 回路チップの内部において処理部に電気的に接続するよう構成した ことを特徴とする、 請求の範囲第 1項に記載の回路チップ搭載力一ド。
6 . 前記回路チップの内部に設けられたコンデンサと前記アンテナであるコイル とにより構成される共振回路の共振周波数を調整可能としたことを特徴とする、 請求の範囲第 5項に記載の回路チップ搭載カード。
7 . 前記回路チップの內部に予め作り込まれた複数のコンデンサの配線を選択的 に切断することにより、 所望の共振周波数を得るよう構成したことを特徴とする、 請求の範囲第 6項に記載の回路チップ搭載カード。
8 . 前記回路チップの内部に予め作り込まれた複数のコィルの配線を選択的に切 断することにより、 所望の共振周波数を得るよう構成したことを特徴とする、 請 求の範囲第 6項に記載の回路チップ搭載カード。
9 . 電磁波を利用して通信を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処理 部とを搭載した回路チップ搭載カードであって、
第 1の基材、
前記第 1の基材に対し、 カードの厚さ方向に所定の距離を隔てて配置された第 2の基材、
前記第 1の基材と前記第 2の基材との間に配置されたコァ部材層、
処理部を内部に設けるとともに、 該処理部に電気的に接続された端子を表面に 設けた回路チップ、
フィルムに金属線を定着することにより形成されるとともに、 前記回路チップ の表面に配置され、 該表面において前記端子と電気的に接続されたアンテナ を備え、
前記コア部材層に、 前記回路チップと前記ァンテナとを配置したことを特徴と する、 回路チップ搭載カード。
1 0 . 電磁波を利用して通信を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処 理部とを搭載した回路チップ搭載カードであって、
第 1の基材、
前記第 1の基材に対し、 カードの厚さ方向に所定距離を隔てて配置された第 2 の基材、
前記第 1の基材と前記第 2の基材との間に配置されたコア部材層、
処理部を内部に設けるとともに、 前記処理部に電気的に接続された端子を表面 に設けた回路チップ、
前記回路チップに金属線を卷付けることにより形成するとともに、 前記回路チ ップの表面において前記端子と電気的に接続されたァンテナ
を備え、
前記コァ部材層に、 前記回路チップと前記ァンテナとを配置したことを特徴と する、 回路チップ搭載カード。
1 1 . 電磁波を利用して通信を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処 理部とを搭載した回路チップ搭載カードであって、
第 1の基材、
前記第 1の基材に対し、 カードの厚さ方向に所定距離を隔てて配置された第 2 の基材、
前記第 1の基材と前記第 2の基材との間に配置されたコア部材層、
処理部を内部に設けるとともに、 前記処理部に電気的に接続された端子を表面 に設け、 該表面に金属線を定着することによりアンテナを形成するとともに、 該 表面において前記アンテナと前記端子とを電気的に接続するよう構成した回路チ ップ
を備え、
前記コア部材層に、 前記回路チップを配置したことを特徴とする、 回路チップ 搭載カード。
1 2 . 電磁波を利用して通信を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処 理部とを搭載した回路チップ搭載力ードであって、
第 1の基材、
前記第 1の基材に対し、 カードの厚さ方向に所定距離を隔てて配置された第 2 の基材、
前記第 1の基材と前記第 2の基材との間に配置されたコア部材層、
処理部を内部に設けるとともに、 内部に形成された配線層を用いてアンテナを 構成し、 内部において前記処理部と前記ァンテナとを電気的に接続するよう構成 した回路チップ
を備え、
前記コア部材層に、 前記回路チップを配置したことを特徴とする、 回路チップ 搭載カード。
1 3 . 枠体を含む補強体が、 前記回路チップを囲むように配置された、 請求の範 囲第 1項ないし第 1 2項のいずれかに記載の回路チップ搭載カード。
1 . 前記アンテナであるコイルと、 前記回路チップを構成する回路素子のうち 少なくとも 1つのコンデンサとにより、 共振回路を構成したことを特徴とする、 請求の範囲第 9項ないし第 1 2項のいずれかに記載の回路チップ搭載カード。
1 5 . 前記回路チップを構成する回路素子のうち、 少なくとも 1つのコンデンサ を強誘電体により構成したことを特徴とする、 請求の範囲第 9項ないし第 1 2項 のいずれかに記載の回路チップ搭載カード。
1 6 . 前記回路チップの前記処理部は、 不揮発性メモリと変復調回路とを含むこ とを特徴とする、 請求の範囲第 1項ないし第 1 2項のいずれかに記載の回路チッ プ搭載カード。
1 7 . 回路チップを搭載したカードに用いられる回路チップモジュールであって、 通信に関する処理を行なうための処理部を含む回路チップと、
前記処理部と電気的に接続されるとともに、 前記回路チップの内部または外部 において実質的に一体に設けられ、 電磁波を利用して通信を行なうためのァンテ ナと
を備えた、 回路チップモジュール。
1 8 . 前記アンテナは、 フィルムに金属線を定着することにより形成され、 該フィルムを、 前記回路チップの表面に接して配置することを特徴とする、 請 求の範囲第 1 7項に記載の回路チップモジュール。
1 9 . 前記アンテナは、 前記回路チップに金属線を定着または卷付けることによ り形成されたことを特徴とする、 請求の範囲第 1 7項に記載の回路チップモジュ ール。
2 0 . 前記アンテナは、 前記回路チップの内部に形成された配線層からなること を特徴とする、 請求の範囲第 1 7項に記載の回路チップモジュール。
2 1 . 前記回路チップはコンデンサを含み、
前記アンテナはコイルからなり、
前記コンデンサと前記コイルとを含んで共振回路が構成され、
前記共振回路の共振周波数を調整可能としたことを特徴とする、 請求の範囲第 1 7項ないし第 2 0項のいずれかに記載の回路チップモジュール。 補正書の請求の範囲
[ 1 9 9 8年 5月 2 9日 （2 9 . 0 5 . 9 8 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1及び 1 7 は補正された；他の請求の範囲は変更なし。 （4頁） ]
1 . (補正後） 電磁波を利用して通信を行なうアンテナと、 通信に関する処理を 行なう処理部とを搭載した回路チップ搭載力ードであって、
処理部を含む回路チップの内部または外部において、 該回路チップの端子に前 記アンテナの端子が直接接続されていることを特徴とする、 回路チップ搭載カー ド、。
2 . 前記回路チップは、 内蔵された処理部に電気的に接続された端子を表面に備 え、
前記ァンテナは、 フィルムに金属線を定着することにより形成され、
前記アンテナを、 回路チップの表面に接して配置するとともに、 該表面におい て前記端子と電気的に接続するよう構成したことを特徴とする、 請求の範囲第 1 項に記載の回路チップ搭載カード。
3 . 前記回路チップは、 内蔵された処理部に電気的に接続された端子を表面に備 え、
前記アンテナを、 回路チップに金属線を卷付けることにより形成するとともに、 該表面において前記端子と電気的に接続するよう構成したことを特徴とする、 請 求の範囲第 1項に記載の回路チップ搭載カード。
4 . 前記回路チップは、 内蔵された処理部に電気的に接続された端子を表面に備 え、
前記アンテナを、 回路チップの表面に金属線を定着することにより形成すると ともに、 該表面において前記端子と電気的に接続するよう構成したことを特徴と する、 請求の範囲第 1項に記載の回路チップ搭載カード。
5 . 前記アンテナを、 前記回路チップの内部に形成された配線層を用いて構成す るとともに、 回路チップの内部において処理部に電気的に接続するよう構成した ことを特徴とする、 請求の範囲第 1項に記載の回路チップ搭載カード。
6 . 前記回路チップの内部に設けられたコンデンサと前記ァンテナであるコイル とにより構成される共振回路の共振周波数を調整可能としたことを特徴とする、 請求の範囲第 5項に記載の回路チップ搭載力一ド。
7 . 前記回路チップの内部に予め作り込まれた複数のコンデンサの配線を選択的
27
補正された用紙 （条約第 19条） に切断することにより、 所望の共振周波数を得るよう構成したことを特徴とする、 請求の範囲第 6項に記載の回路チップ搭载カード。
8 . 前記回路チップの內部に予め作り込まれた複数のコィルの配線を選択的に切 断することにより、 所望の共振周波数を得るよう構成したことを特徴とする、 請 求の範囲第 6項に記載の回路チップ搭載カード。
9 . 電磁波を利用して通信を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処理 部とを搭載した回路チップ搭載力ードであって、
第 1の基材、
前記第 1の基材に対し、 カードの厚さ方向に所定の距離を隔てて配置された第 2の基材、
前記第 1の基材と前記第 2の基材との間に配置されたコァ部材層、
処理部を内部に設けるとともに、 該処理部に電気的に接続された端子を表面に 設けた回路チップ、
フィルムに金属線を定着することにより形成されるとともに、 前記回路チップ の表面に配置され、 該表面において前記端子と電気的に接続されたアンテナ を備え、
前記コァ部材層に、 前記回路チップと前記ァンテナとを配置したことを特徴と する、 回路チップ搭載カード。
1 0 . 電磁波を利用して通信を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処 理部とを搭載した回路チップ搭載カードであって、
第 1の基材、
前記第 1の基材に対し、 カードの厚さ方向に所定距離を隔てて配置された第 2 の基材、
前記第 1の基材と前記第 2の基材との間に配置されたコア部材層、
処理部を内部に設けるとともに、 前記処理部に電気的に接続された端子を表面 に設けた回路チップ、
前記回路チップに金属線を卷付けることにより形成するとともに、 前記回路チ ップの表面において前記端子と電気的に接続された
を備え、
28 補正された用紙 （条約第 19条） 前記コァ部材層に、 前記回路チップと前記ァンテナとを配置したことを特徴と する、 回路チップ搭載カード。
1 1 . 電磁波を利用して通信を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処 理部とを搭載した回路チップ搭載カードであって、
第 1の基材、
前記第 1の基材に対し、 力一ドの厚さ方向に所定距離を隔てて配置された第 2 の基材、
前記第 1の基材と前記第 2の基材との間に配置されたコア部材層、
処理部を内部に設けるとともに、 前記処理部に電気的に接続された端子を表面 に設け、 該表面に金属線を定着することによりアンテナを形成するとともに、 該 表面において前記アンテナと前記端子とを電気的に接続するよう構成した回路チ ップ
を備え、
前記コア部材層に、 前記回路チップを配置したことを特徴とする、 回路チップ 搭載カード。
1 2 . 電磁波を利用して通信を行なうアンテナと、 通信に関する処理を行なう処 理部とを搭載した回路チップ搭載カードであって、
第 1の基材、
前記第 1の基材に対し、 カードの厚さ方向に所定距離を隔てて配置された第 2 の基材、
前記第 1の基材と前記第 2の基材との間に配置されたコア部材層、
処理部を内部に設けるとともに、 内部に形成された配線層を用いてアンテナを 構成し、 内部において前記処理部と前記ァンテナとを電気的に接続するよう構成 した回路チップ
を備え、
前記コア部材層に、 前記回路チップを配置したことを特徴とする、 回路チップ 搭載カード。
1 3 . 枠体を含む補強体が、 前記回路チップを囲むように配置された、 請求の範 囲第 1項ないし第 1 2項のいずれかに記載の回路チップ搭載カード。
29 補正された用紙 （条約第 19条）
1 4 . 前記アンテナであるコイルと、 前記回路チップを構成する回路素子のうち 少なくとも 1つのコンデンサとにより、 共振回路を構成したことを特徴とする、 請求の範囲第 9項ないし第 1 2項のいずれかに記載の回路チップ搭載カード。
1 5 . 前記回路チップを構成する回路素子のうち、 少なくとも 1つのコンデンサ を強誘電体により構成したことを特徴とする、 請求の範囲第 9項ないし第 1 2項 のいずれかに記載の回路チップ搭載カード。
1 6 . 前記回路チップの前記処理部は、 不揮発性メモリと変復調回路とを含むこ とを特徴とする、 請求の範囲第 1項ないし第 1 2項のいずれかに記載の回路チッ プ搭載カード。
1 7 . (補正後） 回路チップを搭載したカードに用いられる回路チップモジユー ルであって、
通信に関する処理を行なうための処理部を含む回路チップと、
前記処理部と電気的に接続されるとともに、 前記回路チップの内部または外部 において、 前記回路チップの端子に直接端子が接続された、 電磁波を利用して通 信を行なうためのアンテナと
を備えた、 回路チップモジュール。
1 8 . 前記アンテナは、 フィルムに金属線を定着することにより形成され、 該フィルムを、 前記回路チップの表面に接して配置することを特徴とする、 請 求の範囲第 1 7項に記載の回路チップモジュール。
1 9 . 前記アンテナは、 前記回路チップに金属線を定着または卷付けることによ り形成されたことを特徴とする、 請求の範囲第 1 7項に記載の回路チップモジュ 一ノレ。
2 0 . 前記アンテナは、 前記回路チップの内部に形成された配線層からなること を特徴とする、 請求の範囲第 1 7項に記載の回路チップモジュール。
2 1 . 前記回路チップはコンデンサを含み、
前記ァンテナはコィルからなり、
前記コンデンサと前記コイルとを含んで共振回路が構成され、
前記共振回路の共振周波数を調整可能としたことを特徴とする、 請求の範囲第 1 7項ないし第 2 0項のいずれかに記載の回路チップモジュール。
30 捕正された用紙 （条約第 19条）
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