特開 2024-39257 ＩＣカード

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024039257

(43)【公開日】2024-03-22

(54)【発明の名称】ＩＣカード

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/077 20060101AFI20240314BHJP

   B42D 25/305 20140101ALI20240314BHJP

【ＦＩ】

G06K19/077 296

G06K19/077 144

G06K19/077 244

G06K19/077 272

B42D25/305 100

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022143668

(22)【出願日】2022-09-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003193

【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100139686

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 史朗

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(72)【発明者】

【氏名】片岡 慎

【テーマコード（参考）】

2C005

【Ｆターム（参考）】

2C005MA16

2C005MB08

2C005NA09

2C005NB03

(57)【要約】

【課題】本発明に係るＩＣカードによれば、アンテナの設計を最適化して、ＩＣカード製造の自由度を向上させるＩＣカードを提供することができる。
【解決手段】本発明に係るＩＣカード１は、開口部５１を有するカード基材５と、アンテナシート１１と、アンテナコイルと、アンテナシート１１の表面に形成された第一結合コイル１２２と、アンテナシート１１の裏面に形成された第二結合コイル１２３と、を有するアンテナ基板と、開口部５１に嵌め込まれ、基板２１と、第一結合コイル１２２と対向し電磁結合可能な接続コイルと、ＩＣチップ２２と、樹脂封止部３０と、を有するＩＣモジュール２０と、を備え、第一結合コイル１２２は、板厚方向から見て、樹脂封止部３０と重ならないように配置されており、第二結合コイル１２３は、板厚方向から見て、少なくとも一部が樹脂封止部３０と重なるように配置されている。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

開口部を有するカード基材と、
前記カード基材の裏面側に設けられ、
絶縁性のアンテナシートと、
前記アンテナシートの表面と裏面との少なくとも一面にわたって形成された導電性のアンテナコイルと、
前記アンテナシートの前記表面に形成された第一結合コイルと、
前記アンテナシートの前記裏面に形成された導電性の第二結合コイルと、
を有するアンテナ基板と、
前記カード基材の前記開口部に嵌め込まれ、
シート状に形成された基板と、
前記基板の裏面に螺旋状に形成され板厚方向において前記第一結合コイルと対向し電磁結合可能な接続コイルと、
前記接続コイルの内周側に備えられたＩＣチップと、
前記基板の前記裏面に前記ＩＣチップを覆うように備えられた樹脂封止部と、
を有するＩＣモジュールと、
を備え、
前記第一結合コイルは、前記板厚方向から見て、前記樹脂封止部と重ならないように配置されており、
前記第二結合コイルは、前記板厚方向から見て、少なくとも一部が前記樹脂封止部と重なるように配置されている
ＩＣカード。

【請求項2】

前記カード基材は、金属によって形成される
請求項１に記載のＩＣカード。

【請求項3】

前記第二結合コイルの最外周の導線は、前記板厚方向から見て、前記開口部の周縁に重なるまたは、前記周縁よりも内周側に形成されている
請求項１または請求項２に記載のＩＣカード。

【請求項4】

前記第一結合コイルの最外周の導線は、前記板厚方向から見て、前記第二結合コイルの最外周の導線よりも前記樹脂封止部から遠くに形成されている
請求項１または請求項２に記載のＩＣカード。

【請求項5】

前記第一結合コイルと前記第二結合コイルとは、異なる形状に巻き回されて形成される
請求項１または請求項２に記載のＩＣカード。

【請求項6】

少なくとも前記第一結合コイルの最内周の導線は、円形形状である
請求項１または請求項２に記載のＩＣカード。

【請求項7】

少なくとも前記第二結合コイルの最外周の導線は、矩形形状である
請求項１または請求項２に記載のＩＣカード。

【請求項8】

前記アンテナ基板は、表面を開口されて前記樹脂封止部の少なくとも一部を収容する凹部を備えている
請求項１または請求項２に記載のＩＣカード。

【請求項9】

前記凹部は、前記第一結合コイルの最内周の導線よりも内周側に形成される
請求項８に記載のＩＣカード。

【請求項10】

前記第一結合コイルの最内周の導線は、前記凹部と隣り合って形成される
請求項８に記載のＩＣカード。

【請求項11】

前記アンテナ基板は、前記板厚方向において、前記凹部と異ならない位置に前記第一結合コイルと前記第二結合コイルとを導通させる導通部をさらに備える
請求項８に記載のＩＣカード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＩＣカードに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体メモリー等を内蔵するＩＣカードとして、接触型及び非接触型の双方として機能する、いわゆる複合ＩＣカード（デュアルＩＣカード）が知られている。複合ＩＣカードは、例えば、クレジットカードや、キャッシュカード、プリペイドカード、会員カード、ギフトカード、交通カード、パスポートおよび免許証などに使用されている。複合ＩＣカードは、例えば、接触型外部機器と接触するための接触端子と、接触型及び非接触型の双方として機能するＩＣチップと、を搭載し、コイルが形成されたＩＣモジュールと、ＩＣモジュールに形成されたコイルへ非接触で電気的に結合するための結合コイルと外部の端末と非接触通信するための通信用のアンテナコイル（主コイル）とを有するアンテナを備えたアンテナシートと、を外装基材で挟持して構成される。外装基材としては、主にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニルまたは酢酸ビニル共重合体等からなるシートが用いられる。

【0003】

近年の顧客要望の多種多様化により、外装基材の表面に金属を施したり、外装基材に金属板を用いたりして、独特の高級感を持つように視覚的・意匠的にメタリック感を演出することで、一般的なカードとの差別化を図るＩＣカードのニーズが増加している。このように外装基材に金属を用いた非接触通信用のＩＣカードは、外装基材である金属板にＩＣモジュールを収容する貫通孔を設けることで、ＩＣモジュールのコイルと、外装基材の裏面側に設けられたアンテナシートの結合コイルとを電気的に接続させる（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

一方で、ＩＣチップを搭載したＩＣモジュールには、一般的にＩＣチップとワイヤ等を覆う樹脂封止材が設けられる。樹脂封止材は、ＩＣチップを外力負荷や環境負荷から保護したり、ワイヤ等の断線を防いだりする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１５／０２３５１２２号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に記載のようなＩＣカードは、樹脂封止材を備えたＩＣモジュールを貫通孔に収容しようとすると、ＩＣカードの板厚方向において、ＩＣモジュール全体の厚みが大きくなるため、アンテナシートと干渉してしまう虞があった。アンテナシートに干渉しないようにＩＣモジュールを配置しようとすると、外装基材の表面からＩＣモジュールが飛び出してしまうため、外装基材や、外装基材とアンテナシートとを接着する接着材などの厚みを大きくして、板厚方向に高さを持たせる必要があった。

【0007】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、アンテナの設計を最適化して、ＩＣカード製造の自由度を向上させるＩＣカードを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様に係るＩＣカードは、開口部を有するカード基材と、前記カード基材の裏面側に設けられ、絶縁性のアンテナシートと、前記アンテナシートの表面と裏面との少なくとも一面にわたって形成された導電性のアンテナコイルと、前記アンテナシートの前記表面に形成された第一結合コイルと、前記アンテナシートの前記裏面に形成された導電性の第二結合コイルと、を有するアンテナ基板と、前記カード基材の前記開口部に嵌め込まれ、シート状に形成された基板と、前記基板の裏面に螺旋状に形成され板厚方向において前記第一結合コイルと対向し電磁結合可能な接続コイルと、前記接続コイルの内周側に備えられたＩＣチップと、前記基板の前記裏面に前記ＩＣチップを覆うように備えられた樹脂封止部と、を有するＩＣモジュールと、を備え、前記第一結合コイルは、前記板厚方向から見て、前記樹脂封止部と重ならないように配置されており、前記第二結合コイルは、前記板厚方向から見て、少なくとも一部が前記樹脂封止部と重なるように配置されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係るＩＣカードによれば、アンテナの設計を最適化して、ＩＣカード製造の自由度を向上させるＩＣカードを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第一実施形態に係るＩＣカードを模式的に示す平面図である。

【図2】同ＩＣカードの構成を説明する斜視図である。

【図3】同ＩＣカードのアンテナ基板の構成を模式的に示す斜視図である。

【図4】同ＩＣカードのアンテナ基板を模式的に示す斜視図である。

【図5】カード基材の下側に設けられた同アンテナ基板の結合コイルを拡大した図である。

【図6】（ａ）は、同ＩＣカードのＩＣモジュールを表面側から見た斜視図である。（ｂ）は、同ＩＣカードのＩＣモジュールを裏面側から見た斜視図である。

【図7】図５のＡ－Ａ断面に沿う同ＩＣカードと開口部に収容されたＩＣモジュールとを模式的に示す断面図である。

【図8】同ＩＣカードのＩＣモジュールの通信性能の測定結果について従来のＩＣカードと比較したグラフを示した図である。

【図9】凹部が形成される前の第二実施形態に係るＩＣカードの開口部を拡大した断面図である。

【図10】凹部１１０が形成された後の同ＩＣカードの開口部を拡大した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第一実施形態）
本発明の第一実施形態について、図１から図８を参照して説明する。また、以下で説明する実施形態や変形例において、相互に対応する構成については同一の符号を付し、重複部分については説明を省略する場合がある。さらに、以下の説明において、例えば「平行」や「直交」、「中心」、「同軸」等の相対的または絶対的な配置を示す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差や同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。

【0012】

図１は、本発明の第一実施形態に係るＩＣカード１を模式的に示す平面図である。図２は、図１のＩＣカード１の構成を説明する斜視図である。

【0013】

以下のＩＣカード１の説明において、ＩＣカード１の長辺に沿う方向を長辺方向Ｄ１とし、水平面上で長辺方向Ｄ１に直交するＩＣカード１の短辺に沿う方向を短辺方向Ｄ２とする。長辺方向Ｄ１及び短辺方向Ｄ２に沿う面は水平面とする（以下、単に水平面という）。また、長辺方向Ｄ１及び短辺方向Ｄ２と直交する鉛直方向を板厚方向Ｄｔとする。

【0014】

長辺方向Ｄ１において、ＩＣカード１の板厚方向Ｄｔに沿う中心軸（不図示）から離れる一方側を左方ＬＨとし、他方側を右方ＲＨとする。また、短辺方向Ｄ２において、一方側を前方ＦＲとし、他方側を後方ＲＲとする。さらに、ＩＣカード１の板厚方向Ｄｔにおいて、上方側を上側ＵＰとし、下方側を下側ＤＷとする。なお、板厚方向Ｄｔの上側ＵＰ側に備えられた面を表面とし、下側ＤＷに備えられた面を裏面とする。

【0015】

図１に示すように、ＩＣカード１は、外部機器との間で、接触型通信と非接触型通信とを可能としたデュアルＩＣカードである。非接触型通信の通信領域は、本実施形態では、一般に市場において流通しているＨＦ帯（１３．５６ＭＨｚ)を用いる。ＩＣカード１は、板状であり、板厚方向Ｄｔの上側ＵＰから見て、互いに対抗する長辺及び短辺を有する長方形形状に形成されている。ＩＣカード１は、板厚方向Ｄｔの厚みが、例えば、０．５～１．０ｍｍ程度に形成されている（ＩＣカード１がクレジットカードである場合、ＩＣカード１の厚みは０．７６ｍｍ）。

【0016】

ＩＣカード１は、図２に示すように、カード基材５と、アンテナ基板１０と、ＩＣモジュール２０と、接着剤層４０と、を備えている。

【0017】

［カード基材５］
カード基材５は、図２に示すように、ＩＣカード１の表面１ｆ側に配置される基材である。カード基材５の表面５ｆは、ＩＣカード１の表面１ｆである。カード基材５は、本実施形態では、金属によって形成され、材料としては、鉄、ステンレス、銅、ニッケル、錫、亜鉛鉄、アルミニウム、マグネシウム、クロム、コバルト、モリブデン、チタン及びこれらの合金などを利用することが出来るが、重量感を一層求める上では、比重が大きく、金などの貴金属に比べ安価で、人体に対する毒性も低いタングステンを用いることが望ましい。

【0018】

なお、カード基材５の材料は、金属に限定されない。カード基材５は、例えば、非晶質ポリエステルなどのポリエステル系材料、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの塩化ビニル系材料、ポリカーボネート系材料、ＰＥＴ－Ｇ（ポリエチレンテレフタレート共重合体）などの十分な強度やエンボス性などのカードに必要な特性が得られる絶縁性の材料を用いてもよい。また、カード基材５は、金属シートや磁性体材料などを用いて形成されることもある。また、カード基材５は、ＵＶ硬化タイプや混合液反応硬化タイプ等の高い流動性と絶縁性とを有するプラスチック材料を用いて、カード形状に成形することもある。

【0019】

カード基材５の外形等の形状は、適宜カード規格に準じた外形等の形状を採用することができる。カード基材５は、二層以上の積層体として構成されていてもよい。また、カード基材５は、さらに磁気層、保護層等を設けてもよいし、感熱、熱転写またはインクジェット等の機能性の表面コートが施されていてもよい。カード基材５の表面５ｆは、透光性、着色透明性、または無色透明性を備えているのが好ましい。また、カード基材５には、細かい線状の凸部または凹部が形成されていてもよい。カード基材５は、開口部５１を備えている。

【0020】

開口部５１は、図１及び図２に示すように、中心軸Ｏ１を中心としてカード基材５を板厚方向Ｄｔに貫通する。開口部５１は、例えばカード基材５をミリング加工することで形成される。開口部５１を板厚方向Ｄｔの上側ＵＰであるカード基材５の表面５ｆから見た形状は、特に限定されないが、本実施形態では、図１に示すように後述のＩＣモジュール２０のモジュール基板２１に合わせて略矩形状に形成されている。

【0021】

［アンテナ基板１０］
図３は、ＩＣカード１のアンテナ基板１０の構成を模式的に示す斜視図である。図４は、ＩＣカード１のアンテナ基板１０を模式的に示す斜視図である。
アンテナ基板１０は、本実施形態において、図３に示すように、カード基材５の裏面５ｇ（図２参照）側に設けられる。アンテナ基板１０は、図３及び図４に示すように、アンテナシート１１と、ブースターアンテナ１２と、表裏導通部１３と、キャパシタ１４と、を備える。

【0022】

アンテナシート１１は、可撓性を有する絶縁性の基板である。アンテナシート１１は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＴ－Ｇ（テレフタル酸－シクロヘキサンジメタノール－エチレングリコール共重合体）、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル－酢酸ビニル共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリイミド、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ポリスチレン系、ＡＢＳ、ポリアクリル酸エステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリイミド、ガラスエポキシ、フェノール樹脂等の材料を適宜選択することができる。アンテナシート１１は、凹部１１０を備えている。

【0023】

凹部１１０は、例えば、ミリング加工によってアンテナシート１１の表面１１ｆを開口されて形成されている。凹部１１０は、後述の樹脂封止部３０の外枠３１の円形形状に沿って周縁１１０ａが円を描くように略円形形状に形成される。凹部１１０は、開口部５１の下側ＤＷに配置され、開口部５１よりも開口面積が小さい。凹部１１０の中心は、本実施形態では、板厚方向Ｄｔにおける開口部５１の中心軸Ｏ１上に配置されている。凹部１１０は、後述するＩＣモジュール２０の樹脂封止部３０の少なくとも一部を収容する。

【0024】

ブースターアンテナ１２は、図３及び図４に示すように、アンテナシート１１の表面１１ｆと裏面１１ｇとの両面に備えられたアンテナパターンである。ブースターアンテナ１２は、結合コイル１２１と、主コイル（アンテナコイル）１２４とを有する。

【0025】

図５は、カード基材５の下側ＤＷに設けられたアンテナ基板１０の結合コイル１２１を拡大した図である。
結合コイル１２１は、導電性の第一結合コイル１２２と、導電性の第二結合コイル１２３と、を備える。

【0026】

第一結合コイル１２２は、図５に示すように、開口部５１の中心軸Ｏ１を中心として、アンテナシート１１の表面１１ｆに後述する樹脂封止部３０の外枠３１（図６参照）の円形形状に巻き回されるように二巻き以上形成され、螺旋状に備えられる。第一結合コイル１２２は、カード基材５の開口部５１から一部が露出していてもよい。第一結合コイル１２２は、図示しない接続配線を介してキャパシタ１４の第一キャパシタ１４１へ電気的に接続される。なお、第一結合コイル１２２は、すべての導線が円形形状に巻き回されていなくてもよく、少なくとも第一結合コイル１２２の内周側１２２ｉに形成された最内周の導線１２２ａが円形形状であればよい。

【0027】

最内周の導線１２２ａは、凹部１１０の周縁１１０ａよりも第一結合コイル１２２の外周側１２２ｊに形成される。そのため、第一結合コイル１２２は、板厚方向Ｄｔから見て、凹部１１０と重ならない。また、第一結合コイル１２２は、板厚方向Ｄｔから見て、凹部１１０よりも一回り小さい樹脂封止部３０と重ならない。

【0028】

第一結合コイル１２２は、最内周の導線１２２ａの先端に、端子部１２２ｐを備える。端子部１２２ｐは、第一結合コイル１２２の線幅（太さ）よりも幅を広くして、略円状に形成されている。端子部１２２ｐは、板厚方向Ｄｔから見て、凹部１１０と重ならない位置に形成される。端子部１２２ｐの配置は、特に限定されないが、迂回して配線される第一結合コイル１２２の長さを減らすために、第一結合コイル１２２の中心から近い位置に配置されるのが好ましい。

【0029】

第二結合コイル１２３は、図５に示すように、開口部５１の中心軸Ｏ１を中心として、アンテナシート１１の裏面１１ｇに、第一結合コイル１２２と異なる形状である矩形形状に巻き回されるように二巻き以上形成され、螺旋状に備えられる。ここで、凹部１１０は、アンテナシート１１の表面１１ｆに形成されており、アンテナシート１１を貫通しない。そのため、第二結合コイル１２３は、アンテナシート１１の裏面１１ｇにおいて、板厚方向Ｄｔから見て凹部１１０と重なる位置に配置することができる。また、第二結合コイル１２３は、板厚方向Ｄｔから見て、少なくとも一部が後述の樹脂封止部３０と重なる位置に配置することができる。第二結合コイル１２３は、図示しない接続配線を介してキャパシタ１４の第二キャパシタ１４２へ電気的に接続される。なお、第二結合コイル１２３は、すべての導線が矩形形状に巻き回されていなくてもよく、少なくとも第二結合コイル１２３の外周側１２３ｊに形成された最外周の導線１２３ｂが矩形形状であればよい。

【0030】

図５に示すように、最外周の導線１２３ｂは、開口部５１の周縁５１ａに重なるように形成されている。ただし、最外周の導線１２３ｂは、開口部５１の周縁５１ａよりも第二結合コイル１２３の内周側１２３ｉに形成されていてもよい。この場合は、第二結合コイル１２３は、板厚方向Ｄｔから見て開口部５１に収まる。

【0031】

第二結合コイル１２３は、最内周の導線１２３ａの先端に、端子部１２３ｐを備える。端子部１２３ｐは、第二結合コイル１２３の線幅（太さ）よりも幅を広くして、略円状に形成されている。端子部１２３ｐは、板厚方向Ｄｔから見て、凹部１１０と重ならない位置に形成される。端子部１２３ｐは、本実施形態では、板厚方向Ｄｔから見て、端子部１２２ｐと重なる位置に配置される。

【0032】

第一結合コイル１２２は、第二結合コイル１２３よりも大きくなるように形成されている。具体的には、第一結合コイル１２２の外周側１２２ｊに形成された最外周の導線１２２ｂは、第二結合コイル１２３の最外周の導線１２３ｂよりも中心軸Ｏ１から離れて（遠くに）形成されている。

【0033】

カード基材５の開口部５１と、第一結合コイル１２２と、アンテナシート１１の凹部１１０と、第二結合コイル１２３とは、図５に示すように、板厚方向Ｄｔに沿って上側ＵＰから下側ＤＷに向かってこの順に配置される。

【0034】

主コイル（アンテナコイル）１２４は、図３及び図４に示すように、アンテナシート１１の裏面１１ｇに備えられる。主コイル１２４は、図示しない配線等によってアンテナシート１１の裏面１１ｇの第二結合コイル１２３と第二キャパシタ１４２とに電気的に接続されて、リーダライタなどの非接触型外部機器との非接触型通信を行う。主コイル１２４は、図４に示すように、矩形状に形成されている。主コイル１２４は、アンテナシート１１の周縁１１ｋに沿って一巻き、または二巻きに形成されている。ただし、主コイル１２４は、非接触型外部機器との非接触型通信が可能であればよく、巻き数、形状及び線幅等については限定されない。なお、主コイル１２４は、アンテナシート１１の表面１１ｆに備えられてもよく、表面１１ｆと裏面１１ｇとの少なくとも一面にわたって形成されていればよい。

【0035】

主コイル１２４の線幅は、結合コイル１２１の線幅よりも広い。結合コイル１２１および主コイル１２４の線幅は適宜設定することができ、設定により設定通信周波数における両者の虚部インピーダンスを同等とするのが好ましい。ただし、主コイル１２４の線幅は、結合コイル１２１の線幅と略同じであってもよいし、結合コイル１２１の線幅よりも細くてもよい。

【0036】

結合コイル１２１および主コイル１２４を備えたブースターアンテナ１２の製造方法に特に制限はなく、様々な方法で形成することができる。製造方法として、金属板や金属箔のレーザー切断や打ち抜き、金属箔や金属層のエッチング、金属線の配置などを例示できる。打ち抜きは、特に主コイル１２４を幅広に形成する際に好適である。絶縁被覆された金属線を使って結合コイル１２１を形成すると、立体交差部位に別途絶縁体を配置する必要がなく、簡便に形成できる。結合コイル１２１と主コイル１２４とを異なる材料で形成する場合、両者の接続方法としては、はんだ付け、溶接、圧接などを採用できる。ブースターアンテナ１２の幅（太さ）、間隔、巻数は、ブースターアンテナ１２の特性や配置による制限などに応じて適宜設定できる。

【0037】

表裏導通部（導通部）１３は、板厚方向Ｄｔから見て、凹部１１０と重ならない位置に形成される。具体的には、表裏導通部１３は、アンテナ基板１０において、板厚方向Ｄｔの下側ＤＷに向けて第一結合コイル１２２の最内周の導線１２２ａに形成された端子部１２２ｐと、第二結合コイル１２３の最内周の導線１２３ａに形成された端子部１２３ｐとをかしめることによって形成される。表裏導通部１３は、端子部１２２ｐと端子部１２３ｐが、かしめによって接触して導通することで、電気的に接続される（図７参照）。この構成により、アンテナシート１１に備えられたブースターアンテナ１２の表面１１ｆと裏面１１ｇとの両面のアンテナパターンが導通する。

【0038】

なお、ブースターアンテナ１２の表面１１ｆと裏面１１ｇとの両面のアンテナパターンを電気的に接続する方法は、特に限定されない。例えば、ブースターアンテナ１２の表面１１ｆと裏面１１ｇとの両面のアンテナパターンを形成した後に、それらを導通させる孔を所望の位置に形成した後、導電性インキを充填することにより導通させる方法でも良いし、めっきによって導通をとっても良い。

【0039】

キャパシタ１４は、例えばチップコンデンサ等(平板コンデンサも含む)である。キャパシタ１４は、主コイル１２４と共振回路を構成し共振周波数を調整する。キャパシタ１４は、第一キャパシタ１４１と、第二キャパシタ１４２とを備える。

【0040】

第一キャパシタ１４１は、アンテナシート１１の表面１１ｆに備えられる。第一キャパシタ１４１は、第一結合コイル１２２に直列または並列に接続される。

【0041】

第二キャパシタ１４２は、アンテナシート１１の裏面１１ｇに備えられる。第二結合コイル１２３と主コイル１２４に直列または並列に接続され、板厚方向Ｄｔから見て、第一キャパシタ１４１に重なるように形成される。

【0042】

キャパシタ１４の静電容量は、第一キャパシタ１４１と第二キャパシタ１４２との重なる面積によって静電容量を変更することができる。キャパシタ１４は、第一キャパシタ１４１と第二キャパシタ１４２との双方の電極の線幅、長さ、双方の相対的な配置等を変えることによって静電容量を調整することができる。重なる面積を変更する方法としては、それらの電極を形成する時に電極の長さ、線幅、双方の相対的な配置などを設定しても良い。また、一定の長さ、線幅、双方の相対的な配置関係にある電極を形成した後に、電極を除去して長さや線幅を、短くしたり、狭くしたりすることでも、キャパシタの静電容量を変更することができる。キャパシタ１４は、一般的なグラビア印刷によりレジストが塗工された銅箔やアルミニウム箔に対してエッチングを行うことで形成することができる。

【0043】

［ＩＣモジュール２０］
図６（ａ）は、ＩＣカード１のＩＣモジュール２０を表面２０ｆ側から見た斜視図である。図６（ｂ）は、ＩＣカード１のＩＣモジュール２０を裏面２０ｇ側から見た斜視図である。図７は、図５のＡ－Ａ断面に沿うＩＣカード１と開口部５１に収容されたＩＣモジュール２０とを模式的に示す断面図である。
ＩＣモジュール２０は、開口部５１の中心軸Ｏ１を中心として、カード基材５の開口部５１に嵌め込まれる。ＩＣモジュール２０は、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、モジュール基板（基板）２１と、ＩＣチップ２２と、接続コイル２３と、接触端子２４と、樹脂封止部３０とを備える。ＩＣモジュール２０の外形サイズは、例えば接触端子２４が、６端子で構成されている場合には、水平面において、約８ｍｍ×１０．６ｍｍの寸法で形成される。ＩＣモジュール２０は、本実施形態では、ＩＣカード１の中心軸（不図示）よりも長辺方向Ｄ１において左方ＬＨであって、短辺方向Ｄ２において前方ＦＲへ配置される。

【0044】

図７に示すように、ＩＣモジュール２０は、開口部５１の内周面に当接して電気的な短絡を生じないように、開口部５１の内周面とＩＣモジュール２０との間に、わずかな隙間Ｃを介して配置される。隙間Ｃを備えることで、ＩＣモジュール２０が導電性の金属によって形成されたカード基材５に接触して電気的な短絡が生じ、ＩＣカードが通信不良となってしまう虞を無くすことができる。

【0045】

モジュール基板（基板）２１は、ガラスエポキシやＰＥＴなどの材料を用いて水平面上に形成されたシート状の基板である。モジュール基板２１は、板厚方向Ｄｔにおいて、表面２１ｆと、裏面２１ｇとを有し、板厚方向Ｄｔから見て、矩形状に形成されている。

【0046】

ＩＣチップ２２は、図６（ｂ）に示すように、モジュール基板２１の裏面２１ｇへ備えられる。ＩＣチップ２２は、接触型通信機能および非接触型通信機能を有する公知の構成のものを用いることができる。モジュール基板２１の裏面２１ｇに取り付けられたＩＣチップ２２は、図示しない複数の端子を備えており、後述の接続コイル２３や表面２１ｆに取り付けられた接触端子２４の電極に対し、モジュール基板２１に形成された配線、ワイヤ、銅メッキ等によって形成されたスルーホールまたはビア等を介して電気的に接続される。ＩＣチップ２２は、例えば板厚方向Ｄｔから見て矩形状に形成されている。また、ＩＣチップ２２は、接続コイル２３の内周側２３ｉへ配置されている。

【0047】

接続コイル２３は、モジュール基板２１の裏面２１ｇへ図示しない接着剤等によって備えられる。接続コイル２３は、内周側２３ｉへＩＣチップ２２が配置されるように螺旋状に１０数回程度巻いて形成されている。接続コイル２３は、例えば、モジュール基板２１の裏面２１ｇに、銅箔やアルミニウム箔をエッチングでパターン化することで形成され、接続コイル２３の厚さは、５～５０μｍである。接続コイル２３の最外端及び最内端には、接続コイル２３の線幅（太さ）よりも幅が広く形成された最外周端子部２３１及び最内周端子部２３２が形成されている。最外周端子部２３１及び最内周端子部２３２は、スルーホールまたはビアを備えており、ＩＣチップ２２が備えている複数の電極の一部へワイヤボンディング等で電気的に接続される。

【0048】

接続コイル２３は、アンテナ基板１０の表面１０ｆ側からカード基材５の開口部５１を介してＩＣモジュール２０が開口部５１に嵌め込まれたときに、ブースターアンテナ１２の結合コイル１２１と電磁結合可能となるように配置されている。接続コイル２３と、カード基材５の開口部５１と、第一結合コイル１２２と、アンテナシート１１の凹部１１０と、第二結合コイル１２３とは、板厚方向Ｄｔに沿って上側ＵＰから下側ＤＷに向かってこの順に配置される。

【0049】

接触端子２４は、図示しない接触型外部機器と接触可能に構成される。接触端子２４は、図６（ａ）に示すように、モジュール基板２１の表面２１ｆへ形成される。接触端子２４は、例えば、６端子で構成されている。接触端子２４は、裏面に図示しない電極を備える。接触端子２４は、モジュール基板２１に形成された配線、ワイヤ、銅メッキ等によって形成されたスルーホールまたはビア等を介してＩＣチップ２２へ電気的に接続される。なお、接触端子は６端子でなくてもよく、従来の８端子であってもよい。

【0050】

樹脂封止部３０は、ＩＣチップ２２とモジュール基板２１の裏面２１ｇに形成された配線やワイヤ等を覆う突起状部位である。樹脂封止部３０は、図７に示すように、下側ＤＷにむかってドーム状となるように、モジュール基板２１の裏面２１ｇに備えられている。樹脂封止部３０の外枠３１は、アンテナシート１１に設けられた凹部１１０の周縁１１０ａよりも一回り小さく、円形形状に形成されている。樹脂封止部３０は、図７に示すように、板厚方向Ｄｔから見て表裏導通部１３と重ならない位置に配置されている。樹脂封止部３０は、例えば、公知のエポキシ樹脂、紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂等などで形成することができる。樹脂封止部３０は、ＩＣチップ２２を外力負荷や環境負荷から保護したり、ワイヤ等の断線を防いだりすることができる。樹脂封止部３０は、一般的にＩＣチップ２２の中心軸Ｏ１を中心として合わせて配置する。

【0051】

［接着剤層４０］
接着剤層４０は、図７に示すように、カード基材５と、アンテナ基板１０とを接着する。接着剤層４０は、アンテナ基板１０の表面１０ｆ（図２参照）に接着剤を塗布、または接着用のシートを積層して形成された絶縁体である。接着剤層４０は、例えば、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ニトロセルロース等の材料より構成されている。接着剤層４０は、接着剤層４０を貫通する接着剤層開口部４０１（図２参照）を備えている。接着剤層開口部４０１は、板厚方向Ｄｔから見て、カード基材５の開口部５１と同じ形状及び大きさに形成される。

【0052】

ＩＣカード１は、アンテナ基板１０と、アンテナ基板１０に積層されたカード基材５及び接着剤層４０と、カード基材５の開口部５１に嵌め込まれたＩＣモジュール２０とを、熱圧によるラミネートあるいは接着等により挟み込んで一体化させ、その後、カードの形状に打ち抜いて成形される。ＩＣカード１は、さらに成形されたあとにエンボス加工等を施されていてもよい。

【0053】

このとき、接着剤層４０とカード基材５とを合わせたＩＣカード１の表面１ｆからアンテナ基板１０の表面１０ｆまでの板厚方向Ｄｔの深さｔ１は、ＩＣモジュール２０の板厚方向Ｄｔの厚みｔ２よりも小さい。また、ＩＣカード１の表面１ｆからアンテナシート１１に形成された凹部１１０の底面１１０ｆまでの板厚方向Ｄｔの深さｔ３は、厚みｔ２よりも大きい。そのため、ＩＣモジュール２０は、ＩＣカード１の表面１ｆから飛びだすことなく、開口部５１に嵌め込むことができる。

【0054】

（作用）
次にＩＣカード１の作用について、図８を用いて説明する。図８は、ＩＣカード１のＩＣモジュール２０の通信性能の測定結果について従来のＩＣカードと比較したグラフを示した図である。図８のグラフは、横軸に周波数を示し、縦軸に通信性能（利得）を示す。

【0055】

一般的には、ＩＣカード１は、ＨＦ帯（１３．５６ＭＨｚ）の信号を用いて通信が行われる。そのため、周波数が１３ＭＨｚ～１４ＭＨｚの帯域において、ＩＣカード１の通信性能がよいのが好ましい。ＩＣカード１全体の通信性能は、ＩＣモジュール２０の通信性能が高いほど高い。本実施形態では、測定結果が上側にあるほどＩＣモジュール２０の通信性能が高い。

【0056】

図８のグラフにおいて、実線で図示された実施例１は、本発明の第一実施形態に係るＩＣカード１のＩＣモジュール２０の通信性能の測定結果である。また、図８のグラフにおいて、点線で図示された比較例１は、従来のＩＣカードの通信性能のＩＣモジュールの測定結果である。従来のＩＣカードは、本発明の第一実施形態に係るＩＣカード１と比較して、アンテナ基板のアンテナシートが凹部を備えていない。また、従来のＩＣカードは、アンテナ基板の両面に備えられた結合コイル１２１の第一結合コイル１２２と第二結合コイル１２３とが、カード基材の開口部よりも大きな円を描くように螺旋状に備えられている。

【0057】

図８に示す測定結果から、実施例１のＩＣモジュール２０の通信性能の測定結果は、周波数が１３ＭＨｚ～１４ＭＨｚの帯域において、比較例１より高くなっている。そのため、実施例１である本発明の第一実施形態に係るＩＣカード１の通信性能は、従来例１のＩＣカードの通信性能よりも高いことが確認できる。

【0058】

本実施形態では、第一結合コイル１２２は、板厚方向Ｄｔから見て樹脂封止部３０と重ならないように配置されている。また、第二結合コイル１２３は、板厚方向Ｄｔから見て樹脂封止部と重なるように配置されている。そのため、第一結合コイル１２２は、樹脂封止部３０と干渉することなくアンテナシート１１上に配置することができる。また、第二結合コイル１２３は、樹脂封止部３０と重なるように配置されることで、なるべくＩＣモジュール２０の接続コイル２３に近づけて、通信性能を高くすることができる。

【0059】

また、本実施形態では、第二結合コイル１２３の最外周の導線１２３ｂは、板厚方向Ｄｔから見て、開口部５１の周縁５１ａに重なる、または、周縁５１ａよりも第二結合コイル１２３の内周側１２３ｉに形成されている。この場合も、第二結合コイル１２３は、なるべくＩＣモジュール２０の接続コイル２３に近づけて、板厚方向Ｄｔにおいて接続コイル２３と対向させて通信性能を高くすることができる。

【0060】

また、本実施形態では、ＩＣカード１の表面１ｆからアンテナ基板１０の表面１０ｆまでの板厚方向Ｄｔの深さｔ１は、ＩＣモジュール２０の板厚方向Ｄｔの厚みｔ２よりも小さいが、ＩＣカード１の表面１ｆからアンテナシート１１に形成された凹部１１０を含む深さｔ３が、ＩＣモジュール２０の板厚方向Ｄｔの厚みｔ２よりも大きい。そのため、ＩＣモジュール２０は、ＩＣカード１の表面１ｆから飛びだすことなく、開口部５１に嵌め込むことができる。

【0061】

また、ＩＣカード全体の総厚は、ＪＩＳ規格やＩＳＯ等によって規格されている。ＩＣカード１は、凹部１１０によって、厚みｔ２のＩＣモジュール２０を収容できる。そのため、ＩＣカード１は、カード基材５の厚みを自由に変更することができる。また、この場合も、ＩＣカード１は、通信性能を維持しつつ、ＩＣモジュール２０を開口部５１に嵌め込むことができる。なお、カード基材５は、金属によって形成される。そのため、一般的なカードに対して差別化を図り、重量感や独特の高級感を持つことができる。

【0062】

また、本実施形態では、第一結合コイル１２２と第二結合コイル１２３とは、異なる形状に巻き回されて形成される。そのため、第一結合コイル１２２と第二結合コイル１２３とは、磁界結合の効率を最適化するための好適な形状に設定でき、通信性能をさらに高くすることができる。

【0063】

また、本実施形態では、少なくとも第一結合コイル１２２の最内周の導線１２２ａは、円形形状である。この場合は、最内周の導線１２２ａをなるべく樹脂封止部３０の外枠の形状である円形形状に近づけることで、樹脂封止部３０との干渉を避けつつ、なるべくＩＣモジュール２０の接続コイル２３に近づけて通信性能を高くすることができる。

【0064】

また、本実施形態では、少なくとも第二結合コイル１２３の最外周の導線１２３ｂは、矩形形状である。この場合は、最外周の導線１２３ｂをなるべく開口部５１の周縁５１ａの形状である矩形形状に近づけることで、なるべく板厚方向ＤｔにおいてＩＣモジュール２０の接続コイル２３と対向させて、通信性能を高くすることができる。

【0065】

また、本実施形態では、アンテナシート１１は、表面１０ｆを開口されて樹脂封止部３０の少なくとも一部を収容する凹部１１０を備えている。そのため、ＩＣカード１は、ＩＣモジュール２０に設けられた樹脂封止部３０をアンテナシート１１に干渉させることなく、開口部５１及び凹部１１０に収容することができる。また、凹部１１０を設けることで、ＩＣモジュール２０の高さを合わせやすくなり、接着剤層４０またはカード基材５の層構成や板厚方向Ｄｔの高さを変えて、自由度を増やすことが可能になる。

【0066】

また、本実施形態では、凹部１１０は、第一結合コイル１２２の最内周の導線１２２ａよりも内周側１２２ｉに形成される。そのため、最内周の導線１２２ａは、凹部１１０を避けて形成できる。

【0067】

また、本実施形態では、アンテナシート１１は、板厚方向Ｄｔにおいて、凹部１１０と異ならない位置に第一結合コイル１２２と第二結合コイル１２３とを導通させる表裏導通部１３をさらに備える。そのため、樹脂封止部３０と表裏導通部１３とが干渉せず、板厚方向ＤｔにおけるＩＣカード１全体としての厚みを減らすことができる。

【0068】

以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態及び以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

【0069】

（第二実施形態）
次に、本発明の第二実施形態について、図９及び図１０を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施形態は、いずれも第一実施形態と比較して第一結合コイルが異なっている。従って、以下の説明では、第一実施形態との相違点を中心に説明する。

【0070】

図９は、凹部１１０が形成される前の第二実施形態に係るＩＣカード１Ａの開口部５１を拡大した断面図である。
凹部１１０が形成される前において、第一結合コイル１２２Ａの最内周の導線１２２Ａａは、図９に示すように、第一実施形態の最内周の導線１２２ａと比較して、導線が長辺方向Ｄ１に太い。

【0071】

図１０は、凹部１１０が形成された後のＩＣカード１Ａの開口部を拡大した断面図である。なお、図１０において、ＩＣモジュール２０は、第一実施形態と同様の構成であるため、説明と図示を省略する。
凹部１１０がミリング加工によってアンテナシート１１に形成されると、アンテナ基板１０の表面１０ｆに形成された導線の太い最内周の導線１２２Ａａは、内周側１２２ｉの部分を同時にミリング加工されて、削り取られる。すると、最内周の導線１２２Ａａは、図１０に示すように、削り取られた後の最内周の導線１２２Ｂａとなる。

【0072】

本実施形態では、ミリング加工後に削り取られて形成された第一結合コイル１２２Ａの最内周の導線１２２Ｂａは、凹部１１０と隣り合う。この場合は、第一実施形態と比較して、さらに、最内周の導線１２２Ｂａが内周側１２２ｉに形成されているため、開口部５１に収容されるＩＣモジュール２０の接続コイル２３により近づいて、通信性能を高くすることができる。

【0073】

以上、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態及び以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

【0074】

（変形例）
例えば、上述した実施形態では、樹脂封止部がドーム状であり、外枠が円形形状であったが、特に限定されない。樹脂封止部は、例えば、三角錐状、三角柱状、または多角柱状であってもよいし、外枠が三角形状や多角形状に形成されていてもよい。また、アンテナ基板に形成される凹部についても特に限定されず、樹脂封止部の形状に合わせて三角形状や多角形状などの形状に形成されていてもよい。

【0075】

また、本発明に係る第一結合コイルは、円形形状に巻き回されていなくてもよい。例えば、第一結合コイルは、第二結合コイルと同様の矩形状に巻き回され形成されていてもよく、特に限定されない。

【0076】

また、第二実施形態では、凹部１１０が形成される前の第一結合コイル１２２Ａの最内周の導線１２２Ａａは、導線が長辺方向Ｄ１に太いが、特に限定されず、短辺方向Ｄ２に太くてもよいし、長辺方向Ｄ１及び短辺方向Ｄ２に太くなるように形成されていてもよい。

【0077】

また、上述した実施形態では、ＩＣカードの例として、接触型及び非接触型の双方として機能する、いわゆる複合ＩＣカードの例を説明したが、特に限定されず、接触型のみ機能するＩＣカードや、非接触型のみ機能するＩＣカードにおいても適用可能である。

【0078】

いずれの上記形態においても、本発明に係るＩＣカードによれば、アンテナの設計を最適化して、ＩＣカード製造の自由度を向上させるＩＣカードを提供することができる。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明に係るＩＣカードによれば、アンテナの設計を最適化して、ＩＣカード製造の自由度を向上させるので産業上利用可能である。

【符号の説明】

【0080】

１、１Ａ ＩＣカード
１ｆ 表面
１ｇ 裏面
５ カード基材
５１ 開口部
５１ａ 周縁
１０ アンテナ基板
１０ｆ 表面
１０ｇ 裏面
１１ アンテナシート
１１０ 凹部
１２ ブースターアンテナ
１３ 表裏導通部（導通部）
１２１ 結合コイル
１２２、１２２Ａ 第一結合コイル
１２２ａ、１２２Ａａ、１２２Ｂａ （第一結合コイルの）最内周の導線
１２２ｂ （第一結合コイルの）最外周の導線
１２３ 第二結合コイル
１２３ａ （第二結合コイルの）最内周の導線
１２３ｂ （第二結合コイルの）最外周の導線
１２４ 主コイル（アンテナコイル）
１４ キャパシタ
２０ ＩＣモジュール
２１ モジュール基板（基板）
２１ｆ 表面
２１ｇ 裏面
２２ ＩＣチップ
２３ 接続コイル
２４ 接触端子
３０ 樹脂封止部
３１ （樹脂封止部の）外枠
４０ 接着剤層
Ｄ１ 長辺方向
Ｄ２ 短辺方向
Ｄｔ 板厚方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】