特開 2024-59157 ＩＣモジュール用シート、電磁結合式ＩＣモジュール、およびデュアル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】P2024059157

(43)【公開日】2024-05-01

(54)【発明の名称】ＩＣモジュール用シート、電磁結合式ＩＣモジュール、およびデュアルＩＣカード

(51)【国際特許分類】

   G06K 19/077 20060101AFI20240423BHJP

【ＦＩ】

G06K19/077 216

G06K19/077 296

G06K19/077 196

G06K19/077 244

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022166662

(22)【出願日】2022-10-18

(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】金子 真士

(72)【発明者】

【氏名】武田 茂憲

(72)【発明者】

【氏名】塚田 哲也

(57)【要約】

【課題】電磁結合に対応できないＩＣモジュールを容易に電磁結合可能にすることができるＩＣモジュール用シートを提供する。
【解決手段】ＩＣモジュール用シート１は、穴１０ａを有する絶縁性のフィルム１０と、フィルムの第一面上に導体で形成されたコイル２０とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

穴を有する絶縁性のフィルムと、
前記フィルムの第一面上に導体で形成されたコイルと、
を備える、
ＩＣモジュール用シート。

【請求項2】

前記フィルムにおいて、前記第一面と反対側の第二面上に設けられ、前記コイルと電気的に接続された端子パッドをさらに備える、
請求項１に記載のＩＣモジュール用シート。

【請求項3】

請求項１に記載のＩＣモジュール用シートと、
接触通信用端子と、前記接触通信用端子に接続されたＩＣチップと、前記ＩＣチップに接続された接続パッドとを有する物理接合式ＩＣモジュールと、
を備え、
前記コイルと前記接続パッドとが電気的に接続されている、
電磁結合式ＩＣモジュール。

【請求項4】

請求項３に記載の電磁結合式ＩＣモジュールを備える、
デュアルＩＣカード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＩＣモジュールに取り付けるためのＩＣモジュール用シートに関する。このＩＣモジュール用シートを用いた電磁結合式ＩＣモジュールおよびデュアルＩＣカードについても言及する。

【背景技術】

【0002】

接触通信と非接触通信との両方を行えるデュアルＩＣカードが知られている。
デュアルＩＣカードの一般的な構造が特許文献１に開示されている。特許文献１に記載のデュアルＩＣカードは、接触通信用の端子を含むＩＣモジュールと、コイル状のブースタアンテナとを備えている。ＩＣモジュールは、ブースタアンテナと電気的に接続するためのコイルを備えた電磁結合式ＩＣモジュールであり、コイルを介してＩＣモジュールとブースタアンテナとが電磁結合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６３５７９１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

接触通信用の端子を含むＩＣモジュールには、上述した電磁結合式のほかに、物理接続用の金属パッドのみを備えて電磁結合に対応できないものも存在する。両者は接触通信用端子およびＩＣチップを備える点で共通しているが、製造工程が異なるため、製品としては全く別のものである。
このため、各々の生産状況によっては、電磁結合可能なＩＣモジュールが十分に調達できない可能性があるが、このような場合に、仮に電磁結合に対応できないＩＣモジュールが容易に調達できたとしても、これをデュアルＩＣカードの製造に用いることは現状困難である。

【0005】

上記事情に鑑み、本発明は、電磁結合に対応できないＩＣモジュールを容易に電磁結合可能にすることができるＩＣモジュール用シートを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第一の態様は、穴を有する絶縁性のフィルムと、フィルムの第一面上に形成されたコイルとを備えるＩＣモジュール用シートである。

【0007】

本発明の第二の態様は、第一の態様に係るＩＣモジュール用シートと、接触通信用端子と、接触通信用端子に接続されたＩＣチップと、ＩＣチップに接続された接続パッドとを有する物理接合式ＩＣモジュールとを備え、コイルと接続パッドとが電気的に接続されている電磁結合式ＩＣモジュールである。
本発明の第三の態様は、第二の態様に係る電磁結合式ＩＣモジュールを備えたデュアルＩＣカードである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、電磁結合に対応できないＩＣモジュールを容易に電磁結合可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】一般的な物理接合式ＩＣモジュールの底面図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係るＩＣモジュール用シートの平面図である。

【図3】同ＩＣモジュール用シートを物理接合式ＩＣモジュールに取り付ける動作の一過程を示す図である。

【図4】同ＩＣモジュール用シートを取り付けた物理接合式ＩＣモジュールの断面図である。

【図5】カード本体を構成するインレイの一例を示す図である。

【図6】第一実施形態に係るデュアルＩＣカードの平面図である。

【図7】本発明の第二実施形態に係るＩＣモジュール用シートの平面図である。

【図8】同ＩＣモジュール用シートを取り付けた物理接合式ＩＣモジュールの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一実施形態について、図１から図６を参照しながら説明する。
図１に、一般的な物理接合式ＩＣモジュール１００の底面図を示す。ＩＣモジュール１００は、所定の通信周波数領域において通信可能なＩＣチップ１０２を基板１０１の下面上に備える。ＩＣチップ１０２は、封止樹脂１０３に覆われて保護されている。
基板１０１において反対側の上面には、ＩＣチップ１０２と接続された接触通信用端子１０４が形成されている。接触通信用端子１０４は、ＩＣモジュール１００の底面視においては視認できないため、図１では破線で示している。

【0011】

基板１０１の下面には、さらに導体で形成された接続パッド１０５が配置されている。接続パッド１０５は、ＩＣチップ１０２と接続されており、半田等を用いてＩＣモジュール１００をカード本体側の機構と接続する際に用いられる。
ＩＣモジュール１００は、電磁結合用のコイルを備えていないため、カード本体側の機構と電磁結合により接続することはできない。

【0012】

図２に、本実施形態に係るＩＣモジュール用シート（以下、単に「シート」と称する。）１の平面図を示す。シート１は、絶縁性のフィルム１０と、フィルム１０上に形成されたコイル２０および端子パッド３０とを備えている。

【0013】

本実施形態に係るフィルム１０は、平面視略四角形であり、中央部に穴１０ａを有する。フィルム１０の材質としては各種の合成樹脂を使用でき、後述するＩＣモジュールへの取り付け工程を考慮すると、熱耐性の高いポリイミドやフッ素樹脂が好適な例として挙げられる。
フィルムの厚さには特に制限はなく、例えば１０μｍ～１００μｍ程度とできるが、薄いほうが、シートの取り付けによるＩＣモジュールの寸法変化が少なくなるため、有利である。

【0014】

コイル２０は、フィルム１０の上面にあたる第一面上に導体で形成されており、穴１０ａの周囲を複数周回している。コイル２０は、導体製のワイヤを用いても形成できるが、アルミや銅等の金属層をエッチングして形成する方法が簡便である。本実施形態のコイルは、アルミ層のエッチングにより形成されており、両端部は幅が拡大して略正方形の接続部２０ａとなっている。

【0015】

端子パッド３０は、フィルム１０の下面にあたる第二面上に形成されており、導電性を有する。端子パッドは、コイル２０と同様に、金属層をエッチングすることにより簡便に形成できる。端子パッド３０は、シート１の平面視においては視認できないため、図２では破線で示している。
図２に示されるように、コイル２０の接続部２０ａと端子パッド３０とは、シート１の平面視において重なる位置関係にある。接続部２０ａと端子パッド３０とは、カシメにより間に位置するフィルム１０の一部が押しのけられて接触している。これにより、接続部２０ａと端子パッド３０とは導通している。

【0016】

上述の構成を有する本実施形態のシート１は、物理接合式のＩＣモジュール１００に取り付けることにより、ＩＣモジュール１００を電磁結合可能にすることができる。
以下に、取り付け手順の一例を説明する。この例では、平面視において、ＩＣモジュール１００とシート１とは概ね同形同大であり、ＩＣモジュール１００とシート１とを平面視形状を概ね一致させて重ねた際に、接続パッド１０５と端子パッド３０とが概ね重なる位置関係にある。

【0017】

まず、ＩＣチップ１０２を上側にしてＩＣモジュール１００を置き、図３に示すように、その上に第一面を上側にしてシート１を重ねる。シート１は穴１０ａを有するため、シート１をＩＣモジュール１００に近づけていくと、封止樹脂１０３の上部が穴１０ａを通過し、さらにシート１がＩＣモジュール１００に接近する。

【0018】

シート１とＩＣモジュール１００とが十分接近すると、シート１の第二面側に位置する端子パッド３０とＩＣモジュール１００の接続パッド１０５とが、ほとんど間隔なく対向する。このような位置関係となった端子パッド３０と接続パッド１０５とを電気的に接続すると、ＩＣモジュール１００へのシート１の取り付けが完了する。電気的接続の手段には特に制限はなく、半田や異方性導電膜（ＡＣＦ）、導電性接着剤等を例示できる。

【0019】

図４に、シート１が取り付けられたＩＣモジュール１００の断面図を示す。この断面図は、図３に示すＩ－Ｉ線に沿っている。シート１の第二面１０ｃに設けられた端子パッド３０とＩＣモジュール１００の接続パッド１０５とが電気的に接続されることにより、シート１の第一面１０ｂに設けられたコイル２０とＩＣチップ１０２とが電気的に接続される。これにより、ＩＣモジュール１００は、コイル２０を用いた電磁結合が可能な、本実施形態に係る電磁結合式ＩＣモジュール２となる。

【0020】

以上説明したように、本実施形態に係るシート１は、電磁結合機能を持たない物理接合式ＩＣモジュールに取り付けることにより、簡便に電磁結合機能を付与できる。したがって、電磁結合式ＩＣモジュールの調達が困難であっても、物理接合式ＩＣモジュールを調達できれば、これに電磁結合機能を付与してデュアルＩＣカードの製造に使用することができる。これは、ＩＣチップの需要に対して供給が必ずしも十分とは言えない昨今の世界状況に鑑みると、大きな利点であると言える。

【0021】

シート１のフィルム１０には穴１０ａが設けられているため、物理接合式ＩＣモジュールに取り付ける際に、封止樹脂１０３が穴１０ａを通過することで、シート１と物理接合式ＩＣモジュールとの干渉を軽減あるいは生じさせなくすることができる。その結果、干渉によるシートの撓みが軽減または防止され、端子パッド３０と接続パッド１０５との電気的接続を、簡便かつ確実に行うことができる。

【0022】

通常の電磁結合式ＩＣモジュールでは、電磁結合用のコイルは基板の下面にしか形成できず、かつ封止樹脂を避けて形成する必要がある。このため、通常の電磁結合式ＩＣモジュールではコイルの形成態様に大きな制約が生じるが、シート１においては、穴１０ａの寸法を調節する等により、平面視において封止樹脂と重なる領域にもコイル２０を形成できる。さらに、詳細は後述するが、第一面および第二面の両方にコイルを配置することも可能である。このように、シート１においては、電磁結合用コイルの態様についての自由度が従来の電磁結合式ＩＣモジュールに比べて著しく高くなっているため、カード本体側の機構との電磁結合を最適にするための調整が容易である点でも優れている。

【0023】

電磁結合式ＩＣモジュール２と電磁結合されるカード本体側の機構の一例として、図５にインレイ２００の平面図を示す。インレイ２００は、電磁結合用コイル２０１と、ブースタアンテナ２０２と、インピーダンス調節用のキャパシタンス２０３とが合成樹脂製のシート２０４上に設けられた公知の構成を有する。インレイ２００を外層となる板状の合成樹脂で挟んで熱および圧力をかけたラミネートで一体化すると、カード本体が完成する。
外層の電磁結合用コイルに対応する位置に電磁結合式ＩＣモジュール２と同等の大きさの段付き穴を形成し、接触通信用端子１０４を外側に向けて電磁結合式ＩＣモジュール２を穴にはめ込み固定すると、ＩＣモジュール用シートのコイル２０と電磁結合用コイル２０１とが非接触状態で対向し、電磁結合可能な位置関係となる。これにより、図６に示す、本実施形態に係るデュアルＩＣカード３が完成する。デュアルＩＣカード３は、接触通信用端子１０４による接触通信と、ブースタアンテナ２０２による非接触通信との両方が可能である。
上述した製造過程において、外層に形成する穴は、ラミネートの前後いずれに形成されてもよい。

【0024】

本発明の第二実施形態について、図７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の一部を省略することがある。

【0025】

図７は、本実施形態に係るシート１Ａの平面図である。シート１Ａは、第一実施形態と同様に、フィルム１０の第一面１０ｂ上にコイル２０を有するが、第二面には端子パッドは設けられていない。コイルのうち、ＩＣモジュールと重ね合わせた際に接続パッド１０５と重なる範囲は、接続部２０ａを除き絶縁被覆４０に覆われている。絶縁被覆の材質としては、各種のソルダーレジスト等を例示できる。
シート１Ａにおいて、フィルム１０に形成されている穴１０ａは、第一実施形態よりも小さく、封止樹脂１０３の平面視における直径よりも小さい。穴１０ａの周縁には、複数のスリット４１が形成されている。

【0026】

本実施形態に係るシート１Ａは、第一実施形態とは異なり、フィルム１０の第一面１０ｂを物理接合式ＩＣモジュールに向けて取り付けられる。図８は、本実施形態に係るシート１ＡがＩＣモジュール１００に取り付けられた、本実施形態に係る電磁結合式ＩＣモジュール２Ａの断面図である。

【0027】

ＩＣモジュールの接続パッド１０５は、コイル２０の接続部２０ａと接続されている。その一方、接続部２０ａ以外で接続パッド１０５と対向するコイル２０は絶縁被覆４０で覆われているため、接続パッド１０５との電気的短絡が防止されている。
穴１０ａが封止樹脂１０３の直径よりも小さいため、フィルム１０の一部が封止樹脂１０３に沿うように変形してシート１ＡがＩＣモジュール１００に取り付けられている。穴１０ａの周囲に設けられたスリット４１はこのような変形を容易にし、穴が小さくても取り付ける際の封止樹脂との干渉を好適に軽減する利点があるが、スリット４１を設けることは必須ではなく、必要がなければ省略できる。

【0028】

本実施形態に係るシート１Ａも、第一実施形態と同様に、物理接合式ＩＣモジュールに取り付けることにより、簡便に電磁結合機能を付与できる。
また、端子パッドを介さずにＩＣモジュールと接続されるため、コイルと端子パッドとのカシメ等による接続が不要となり、電気的接続の信頼性を向上できる。
さらに、封止樹脂１０３に乗り上げたフィルムにもコイルを配置することができるため、コイルのレイアウトの自由度がさらに高まり、電磁結合の最適化がさらに容易になる。

【0029】

本実施形態においては、接続パッド１０５と対向する領域よりも広い範囲に絶縁被覆４０が設けられてもよい。例えば、接続部２０ａ以外のすべてのコイル２０が絶縁被覆４０で覆われてもよい。

【0030】

以上、本発明の各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構成の変更、組み合わせなども含まれる。

【0031】

例えば、フィルムに形成される穴の形状は、封止樹脂の平面視形状と異なっていてもよい。両者の平面視形状が完全に同一でなくても、寸法等を適切に設定することで、取り付け時の干渉を低減する効果を十分発揮させることが可能である。ただし、穴の平面視形状および寸法が、封止樹脂全体がその内側に位置できる程度であると、取り付け時の干渉発生を完全に防ぐことができ、好ましい。

【符号の説明】

【0032】

１、１Ａ ＩＣモジュール用シート
２、２Ａ 電磁結合式ＩＣモジュール
３ デュアルＩＣカード
１０ フィルム
１０ａ 穴
１０ｂ 第一面
１０ｃ 第二面
２０ コイル
３０ 端子パッド
１００ 物理接合式ＩＣモジュール
１０２ ＩＣチップ
１０４ 接触通信用端子
１０５ 接続パッド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】