▶ コンポーズキュア，リミティド ライアビリティ カンパニーの特許一覧
特許7007500ブースタアンテナを有するデュアルインタフェース金属スマートカード
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-11
(45)【発行日】2022-01-24
(54)【発明の名称】ブースタアンテナを有するデュアルインタフェース金属スマートカード
(51)【国際特許分類】
G06K 19/077 20060101AFI20220117BHJP
H01Q 1/52 20060101ALI20220117BHJP
【ＦＩ】
G06K19/077 248
G06K19/077 144
G06K19/077 196
G06K19/077 296
G06K19/077 216
G06K19/077 188
G06K19/077 244
H01Q1/52
【請求項の数】
27
(21)【出願番号】P 2020563599
(86)(22)【出願日】2019-01-08
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-06-17
(86)【国際出願番号】 US2019012685
(87)【国際公開番号】W WO2019136436
(87)【国際公開日】2019-07-11
【審査請求日】2021-04-21
(31)【優先権主張番号】15/976,612
(32)【優先日】2018-05-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】516351810
【氏名又は名称】コンポセキュア，リミティド ライアビリティ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(72)【発明者】
【氏名】アダム ロー
(72)【発明者】
【氏名】ジョン ハーズロウ
(72)【発明者】
【氏名】ルイス ダシルバ
(72)【発明者】
【氏名】ブライアン ネスター
【審査官】松尾 真人
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１７－５２４１７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１５－５１３７１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／１１３７６５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００９－１５７６６６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｋ １９／００－１９／１８
Ｈ０１Ｑ １／００－１／１０
Ｈ０１Ｑ １／２７－１／５２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
カード長さ、カード幅及びカード厚さを有するカードであって、互いに平行に延在する上面及び底面を有する金属層と、
（ａ）前記金属層の前記上面から前記底面に延在する、又は、（ｂ）前記金属層の前記上面の第１の切り抜き領域と、前記金属層の前記底面から延在し、前記第１の切り抜き領域の下に垂直に延在し、前記第１の切り抜き領域に対して概ね対称的に延在する第２の切り抜き領域とによって画定される開口部と、
深さＤ１と、第１の領域と、第１の周辺部とを有する、前記開口部又は前記第１の切り抜き領域内に配置された集積回路（ＩＣ）モジュールであって、金属層の上面に沿って配置され、非接触動作を可能にするためにＲＦ送信を使用して通信するように構成された接点を有するＩＣモジュールと、
前記開口部又は前記第２の切り抜き領域内に配置された非ＲＦ妨害材料を含むプラグであって、前記プラグは、前記第１の領域及び前記第１の周辺部とそれぞれ等しいか又はそれより大きい第２の領域及び第２の周辺部を有する、プラグと、
前記金属層の下に配置されたフェライト層と、
前記プラグの垂直孔であって、前記フェライト層を貫通して延在し、それぞれ前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりも小さい第３の領域及び第３の周辺部を有する垂直孔と、
前記ＩＣモジュールとのＲＦ伝達を向上させるために前記フェライト層に取り付けられるとともに前記ＩＣモジュールに物理的に接続されたブースタアンテナと、を有する、カード。
【請求項2】
前記第１の切り抜き領域は、前記第１の切り抜き領域内に配置された前記ＩＣモジュールのぴったりフィットを容易にするために、Ｄ１、前記第１の領域及び前記第１の周辺部と名目上等しいがそれより僅かに大きい寸法を有し、前記第２の切り抜き領域は、前記プラグが前記第２の切り抜き領域内に配置される状態で、前記上面から距離Ｄ１まで垂直に延びる前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりもそれぞれ大きい第２の領域及び第２の周辺部を有する、請求項１に記載のカード。
【請求項3】
前記金属層は、Ｄ１より大きい厚さＤを有し、前記金属層の開口部は、前記プラグの上に取り付けられた前記ＩＣモジュールが配置される前記金属層の全厚さにわたって延在し、前記ＩＣモジュール及び前記プラグは、前記金属層の上端と底面との間に延在する、請求項１に記載のカード。
【請求項4】
前記第２の領域及び前記第２の周辺部はそれぞれ、前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりも大きく、前記プラグは、前記金属層に取り付けられ、前記金属層内の前記開口部を充填し、前記プラグは、前記ＩＣモジュールをぴったりと適合させて収容するために、前記上面の下のＤ１と名目上等しいが僅かに大きい深さだけ延在する、前記第１の領域及び前記第１の周辺部とそれぞれ名目上等しいがそれより僅かに大きい領域及び周辺部を有するプラグ第１の切り抜き領域と、前記金属層の前記底面まで延在する前記プラグ第１の切り抜き領域の下のプラグ第２の切り抜き領域と、を有する、請求項３に記載のカード。
【請求項5】
前記金属層の上面及び前記プラグの任意の露出部分の上に配置されたマスキング層をさらに含む、請求項４に記載のカード。
【請求項6】
請求項１に記載のカードを製造する方法であって、前記金属層を選択するステップと、
前記金属層の前記底面から始まる前記金属層の前記第２の切り抜き領域を切り抜くステップと、
前記第２の切り抜き領域内にプラグをしっかりと取り付け、前記プラグは、前記第２の切り抜き領域内に嵌合して充填するように設計されるステップと、
前記第２の切り抜き領域の上にある前記金属層の前記上面における前記第１の切り抜き領域を切り抜き、前記第１の切り抜き領域は、前記第２の切り抜き領域に対して対称に配置されるステップと、
前記ＩＣモジュールの接点が前記金属層の上面と同一の水平面に沿って配置された状態で、前記第１の切り抜き領域に前記ＩＣモジュールを挿入し、しっかり取り付けるステップと、
前記フェライト層を前記金属層の底面に取り付けるステップと、
前記ブースタアンテナの層を前記フェライト層に取り付けるステップと、
前記ブースタアンテナを前記ＩＣモジュールに物理的に接続するステップと、
前記プラグ及び前記フェライト層に垂直孔を形成するステップと、
を含む、方法。
【請求項7】
前記フェライト層を前記金属層の底面に取り付けるステップ及び前記ブースタアンテナの層を前記フェライト層に取り付けるステップは、前記金属層、前記フェライト層及び前記ブースタアンテナの層を積層するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項8】
請求項４に記載のカードを製造する方法であって、前記金属層を選択するステップと、
前記開口部を形成するステップと、
前記開口部内にプラグをしっかりと取り付けるステップと、前記ＩＣモジュールを前記プラグ第１の切り抜き領域内に挿入し、しっかりと取り付けるステップと、
前記フェライト層を前記金属層の底面に取り付けるステップと、
前記ブースタアンテナの層を前記フェライト層に取り付けるステップと、
前記プラグ及び前記フェライト層に前記垂直孔を形成するステップと、
を含む、方法。
【請求項9】
前記金属層の上面及び前記プラグの任意の露出部分の上に形成されたマスキング層を形成することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記フェライト層を前記金属層の底面に取り付けるステップ及び前記ブースタアンテナの層を前記フェライト層に取り付けるステップは、前記金属層、前記フェライト層及び前記ブースタアンテナの層を積層するステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項11】
デュアルインタフェース機能を有する金属スマートカードであって、互いに平行に延在する上面及び底面を有し、前記上面が水平面を画定する厚さＤの金属層と、
カードリーダと物理的に接触するように構成された接点を有する上部領域を有する集積回路（ＩＣ）モジュールであって、カードリーダと非接触無線周波数（ＲＦ）通信するようにも構成され、第１の周辺部と、第１の領域と、厚さＤ１とを有し、Ｄ１はＤ未満であるＩＣモジュールと、
第１の周辺部及び第１の領域にそれぞれ等しいか又はそれより大きい第２の周辺部及び第２の領域を有する非ＲＦ妨害材料のプラグと、
前記金属層の全厚に延在する前記金属層の開口部であって、前記ＩＣモジュールが、前記開口部に配置された前記プラグに取り付けられ、前記ＩＣモジュール及び前記プラグが、前記金属層の上面と底面との間で垂直方向に延在し、前記ＩＣモジュールの接点が、前記金属層の上面と同じ水平面に沿って配置され、前記金属層の開口部が、取り付けられた前記ＩＣモジュールを有する前記プラグを収容するための前記上面の真下にある第１の切り抜き領域と、前記金属層の前記底面まで延在する前記第１の切り抜き領域の直下にある第２の切り抜き領域とを有し、前記第１の切り抜き領域が、Ｄ１と名目上等しいがそれより僅かに大きい深さのための前記第１の領域及び前記第１の周辺部と名目上等しいがそれより僅かに大きい横寸法を有し、前記第２の切り抜き領域が、前記第１の切り抜き領域の下のカードの残りの深さのための第２の領域及び第２の周辺部を有し、前記ＩＣモジュールが、前記第１の切り抜き領域の開口部に嵌合するとともに充填し、前記プラグが、前記第２の切り抜き領域に嵌合するとともに充填し、第２の領域及び第２の周辺部がそれぞれ、第１の領域及び第１の周辺部よりも大きい、開口部と、
前記金属層の上面及びプラグの任意の露出部分の上に配置されたマスキング層と、
前記金属層の下に配置されたフェライト層と、
前記プラグに形成され、前記フェライト層を貫通する縦穴であって、前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりもそれぞれ小さい第３の領域及び第３の周辺部を有する縦穴と、
前記ＩＣモジュールとのＲＦ伝達を向上させるために前記フェライト層に取り付けられるとともに前記ＩＣモジュールに物理的に接続されたブースタアンテナと、
を有する、カード。
【請求項12】
互いに平行に延在する上面及び底面を有する金属層と、前記金属層の前記上面の第１の切り抜き領域であって、第１の深さと、第１の周辺部と、第１の領域とを有する、第１の切り抜き領域と、
第１の切り抜き領域内にぴったりと固定された集積回路（ＩＣ）モジュールであって、前記金属層の上面に沿って配置され、非接触動作を可能にするＲＦ伝達を使用して通信するように構成された接点を有する、ＩＣモジュールと、
前記金属層の前記底面から、前記上面からの第１の深さまで延在する第２の切り抜き領域であって、前記第２の切り抜き領域は前記第１の切り抜き領域の下方に垂直に延在し、前記第１の切り抜き領域に対してほぼ対称的に延在し、前記第２の切り抜き領域は第１の領域及び前記第１の周辺部よりも大きい第２の領域及び第２の周辺部を有する、第２の切り抜き領域と、
前記第２の切り抜き領域内にぴったりと固定されたＲＦ非妨害材料で形成されたプラグと、
前記金属層の下に配置されたフェライト層と、
前記プラグに形成され、前記フェライト層を貫通する縦穴であって、前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりもそれぞれ小さい第３の領域及び第３の周辺部を有する縦穴と、
前記ＩＣモジュールとのＲＦ伝達を向上させるために前記フェライト層に取り付けられるとともに前記ＩＣモジュールに物理的に接続されたブースタアンテナと、
を有する、カード。
【請求項13】
互いに平行に延在する上面及び底面と、前記上面と前記底面との間に延在する厚さとを有する金属層と、前記金属層の下に配置されたフェライト層と、
ＩＣモジュールとのＲＦ伝達を強化するためにフェライト層の下に配置されたブースタアンテナと、
前記ブースタアンテナの層まで延在する前記金属層及び前記フェライト層の開口部と、
第１の領域と、第１の周辺部と、金属層の厚さよりも小さい第１の深さとを有する集積回路（ＩＣ）モジュールであって、開口部内に配置され、金属層の上面に沿って配置され、非接触動作を可能にするためにＲＦ送信を使用して通信するように構成された接点を有するＩＣモジュールと、
開口部を通って延在する、ブースタアンテナとＩＣモジュールとの間の物理的電気接続と、
を有する、カード。
【請求項14】
前記金属層の開口部に非導電性ライナーをさらに含む、請求項１３に記載のカード。
【請求項15】
前記非導電性ライナーは非導電性材料のプラグを含み、前記プラグは、前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりもそれぞれ大きい第２の領域及び第２の周辺部を有する、請求項１４に記載のカード。
【請求項16】
前記プラグは、前記金属層の全厚さにわたって延在する深さについて、前記第２の領域及び前記第２の周辺部を有し、さらに、前記第１の領域と、前記第１の周辺部と、前記ＩＣモジュールを受け入れるための前記第１の深さと名目上等しいがそれより僅かに大きい前記プラグ内の第１の切り抜き領域を含み、前記プラグは、前記第１の切り抜き領域から前記プラグの残りの深さにわたって延在し、前記フェライト層の開口部に接続する貫通孔をさらに有し、前記プラグの前記貫通孔及び前記フェライト層の開口部は、前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりもそれぞれ小さい第３の領域及び第３の周辺部を有する、請求項１５に記載のカード。
【請求項17】
前記開口部は、前記ＩＣモジュールをぴったりと嵌合させるように、前記第１の領域、前記第１の周辺部及び前記第１の深さと名目上等しいがそれより僅かに大きい第１の切り抜き領域を有する階段状開口部であり、第２の切り抜き領域は、前記金属層の全厚未満の距離にわたり前記金属層の底面から延在する深さのために、第２の領域及び第２の周辺部を有し、前記プラグは前記第２の切り抜き領域にのみ配置され、前記プラグは、前記フェライト層の開口部に接続する貫通孔を有し、前記プラグの前記貫通孔及び前記フェライト層の開口部は、前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりもそれぞれ小さい第３の領域及び第３の周辺部を有する、請求項１５に記載のカード。
【請求項18】
前記開口部は、前記第１の領域及び前記第２の領域と名目上等しいがそれより僅かに大きい領域及び周辺部を有し、前記ブースタアンテナと前記ＩＣモジュールとの間の物理的電気接続は、前記ブースタアンテナと前記ＩＣモジュールとの間に配置された接続部を備える、請求項１５に記載のカード。
【請求項19】
前記ブースタアンテナは、第１の接続ノード及び第２の接続ノードを有し、前記ＩＣモジュールは、第３の接続ノード及び第４の接続ノードを有し、前記接続部は、前記接続部の第１の表面上の第１の嵌合接続ノード及び第２の嵌合接続ノードと、前記接続部の第２の表面上の第３の嵌合接続ノード及び第４の嵌合接続ノードと、前記第１の接続ノード及び前記第３の接続ノードを接続する第１の導電トレースと、前記第２の接続ノード及び前記第４の接続ノードを接続する第２の導電トレースとを有する、請求項１８に記載のカード。
【請求項20】
請求項１３に記載のカードを製造する方法であって、前記金属層を選択するステップと、
前記金属層の下に前記フェライト層を取り付けるステップと、
前記ブースタアンテナの層を前記フェライト層の下に取り付けるステップと、
前記フェライト層を貫通して前記ブースタアンテナに延びる前記金属層に開口部を形成するステップと、
前記ＩＣモジュールの接点が前記金属層の上面と同じ水平面に沿って配置されるとともに前記ＩＣモジュールが前記ブースタアンテナの層に物理的に接続された状態で、前記開口部に前記ＩＣモジュールを挿入し、しっかり取り付けるステップと、を含む、方法。
【請求項21】
先ず、前記金属層に前記開口部を形成し、前記金属層の前記開口部の少なくとも一部にプラグを配置し、前記プラグの少なくとも一部が前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりもそれぞれ大きい第２の領域及び第２の周辺部を有し、前記プラグの貫通孔及び前記フェライト層の前記開口部を形成し、前記プラグの前記貫通孔及び前記フェライト層の前記開口部が、前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりもそれぞれ小さい第３の領域及び第３の周辺部を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
先ず、前記金属層の全厚未満のために前記金属層に前記開口部の底部を形成し、前記底部が、前記第２の領域及び第２の周辺部を有し、前記プラグを前記金属層の前記底部に配置し、次に、前記プラグに貫通孔を形成し、前記フェライト層に前記開口部を形成し、前記プラグの前記貫通孔及び前記フェライト層の前記開口部は、前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりもそれぞれ小さい第３の周辺部を有する、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
先ず、前記金属層、前記金属層の下の前記フェライト層及び前記ブースタアンテナの層を一緒に積層し、次いで、前記フェライト層を通って前記ブースタアンテナまで延びる前記金属層に前記開口部を形成するステップを含み、前記開口部は、前記第１の領域及び前記第１の周辺部とそれぞれ名目上等しいがそれより僅かに大きい領域及び周辺部を有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項24】
前記開口部に前記ＩＣモジュールを挿入し、しっかり取り付けるステップの前に、前記開口部に非導電性ライナーを配置するステップと、前記ＩＣモジュールを前記ブースタアンテナの層に接続するするステップと、をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記ブースタアンテナの層は、複数の接続ノードを有し、前記ＩＣモジュールは、複数の接続ノードを有し、前記開口部に前記ＩＣモジュールを挿入する前に、前記開口部にコネクタを配置するステップをさらに含み、前記コネクタは、前記ブースタアンテナの接続ノード及び前記ＩＣモジュールの接続ノードに接続するための嵌合ノードを有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項26】
前記金属層の上面及び前記プラグの任意の露出部分の上に配置されたマスキング層をさらに含む、請求項１６に記載のカード。
【請求項27】
前記非導電性ライナーは、非導電性材料のプラグを含み、前記プラグは、前記第１の領域及び前記第１の周辺部よりもそれぞれ大きい第２の領域及び第２の周辺部を有し、前記金属層の上面及び前記プラグの任意の露出部分の上に形成されたマスキング層を形成することを含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は２０１８年５月１０日に出願された米国特許出願第１５/９７６，６１２号、および２０１８年１月８日に出願された米国特許出願第１５/７４２，８１３号の利益を主張し、これらの両方は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は２０１８年５月１０日に出願された米国特許出願第１５/９７６，６１２号、および２０１８年１月８日に出願された米国特許出願第１５/７４２，８１３号の利益を主張し、これらの両方は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
スマートカードは非常に望ましく、広く使用されており、例えば、大量輸送および高速道路料金などの納付およびチケット発行の用途、地域、国、および国際レベルでの個人識別および権利付与スキーム、市民カード、運転免許証、患者カードスキーム、および国際旅行のセキュリティを強化するためのバイオメトリックパスポートなどである。
【0003】
スマートカードは、直接的な物理的接触および/または遠隔非接触無線周波数インタフェースを用いてカードリーダに接続または結合する集積回路（ＩＣ）チップなどの埋め込み電子回路を含むカードである。一般に、本明細書では（１）接点、（２）非接触、および（３）デュアルインタフェースと呼ばれるスマートカードには３つのカテゴリがある。
【0004】
「接点」スマートカードは導電性接点プレートに接続されたＩＣチップを含み、その上には、カードの上面に概ね位置する多数の物理的接点パッド（典型的には金メッキ）が実装されている。接触スマートカードは、接触型スマートカードリーダに挿入され、物理的接触パッドを介して指令、データ、およびカード状態を送信する。
【0005】
「非接触」スマートカードはＩＣチップおよびカードアンテナを含み、スマートカードのＩＣチップとカードリーダのアンテナとの間でＲＦ信号を結合するように構成される。これは、カードとカードリーダとの間の直接的な電気的接触なしに、カードとカードリーダとの間の無線（例えば、ＲＦ）通信を可能にする。非接触スマートカードは、リーダに近接していることのみを必要とする。リーダとスマートカードの両方はアンテナを有し、２つは非接触リンクを介して無線周波数（ＲＦ）を使用して通信する。また、ほとんどの非接触型カードは、カードリーダが発する電磁信号から内部チップに対する電力を引き出す。動作範囲は、１インチ未満から数インチまで変動し得る。
【0006】
「デュアルインタフェース」スマートカードは典型的には単一のＩＣチップ（ただし、２つを有することもできる）を有し、接触インタフェースと非接触インタフェースの両方を含む。デュアルインタフェースカードにより、接触および/または非接触インタフェースを用いてＩＣチップにアクセスすることが可能である。
【0007】
また、１つ以上の金属層を有するカードを製造することが非常に望ましく、ファッショナブルになっている。金属層は、カードの外観および美的価値を高める望ましい重量および装飾パターンおよび/または反射面を提供する。これは、ハイエンド顧客による使用に特に望ましい。したがって、金属層を有する二重インタフェース（接点および非接触）スマートカードを製造することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、相反する要件のために、金属層を有するデュアルインタフェース（「非接触」及び「接触」）スマートカードの製造において、いくつかの問題が生じる。例として、デュアルインタフェーススマートカードを構成するために、ＩＣチップに関連するコンタクトパッドは、コンタクトカードリーダと接触するようにカードの外部表面（上部または下端、通常は上部）に沿って配置され、ＩＣチップは一般に、上面の近くに配置される。しかしながら、カード内の任意の金属層はカードとリーダとの間の無線周波数（ＲＦ）通信信号と干渉し（例えば、減衰し）、これは、非接触スマートカードを役に立たなくすることがある。したがって、金属層を有するデュアル・インタフェース・スマートカードは、理想的にはＩＣチップに関するＲＦ干渉を最小化する。課題を複雑にするのは、デュアルインタフェース金属スマートカードが高度に洗練された外観を有することが望まれることである。これらのカードのプレステージおよび美的側面のために、コンタクトパッドは、望ましくはカード表面との美的に好ましいインタフェースを有する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様は、カード長さ、カード幅、およびカード厚さを有するカードである。カードは、互いに平行に延在する上面および底面を有する金属層を備える。前記金属層の開口部は（ａ）上面から下端まで延在するか、または（ｂ）金属層の上面の第１の領域切り抜き領域と、金属層の下端から延在し、第１の切り抜き領域の下に垂直に延在し、第１の切り抜き領域に対してほぼ対称に延在する第２の切り抜き領域とによって画定される。深さＤ１、第１の領域、および第１の周囲を有する集積回路（ＩＣ）モジュールが、開口部または第１の切り抜き領域内に配置される。ＩＣ部は金属層の上面に沿って配置された接点を有し、非接触動作を可能にするためにＲＦ送信を使用して伝達するように構成される。非ＲＦ妨害材料で形成されたプラグは開口部または第２の切り抜き領域内に配置され、プラグは第１の領域および第１の周囲とそれぞれ等しいかまたはそれより大きい第２の領域および第２の周囲を有する。フェライト層が金属層の下方に配置され、プラグ内の垂直孔であって、フェライト層を貫通して延在する垂直孔は、それぞれ、第１の領域および第１の周囲よりも小さい第３の領域および第３の周囲を有する。フェライト層にブースタアンテナを取り付け、ＩＣ部でＲＦ伝達を増強する。
【0010】
第１のカットアウト領域は第１のカットアウト領域内に配置されたＩＣ部のぴったりフィットを容易にするために、公称ではＤ１、第１の領域、及び第１の周囲と等しいがわずかに大きい寸法を有していてもよい。第２の切断領域は、プラグが第２の切断領域内に配置される状態で、上面から距離Ｄ１まで垂直に延びる第１の領域および第１の周囲よりも大きい第２の領域および第２の周囲をそれぞれ有することができる。金属層はＤ１よりも大きい厚さＤを有していてもよく、金属層の開口は金属層の上端と底面との間に延在するプラグ上に取り付けられたＩＣ部が位置する金属層の全厚にわたって延在していてもよい。
【0011】
金属層内の開口の第２の領域および第２の周辺はそれぞれ、第１の領域および第１の周辺よりも大きくてもよく、プラグは金属層に取り付けられ、金属層内の開口を充填してもよい。プラグは、それぞれ第１の領域および第１の周辺部に名目上等しいがわずかに大きい領域および周辺部を有する第１の切り抜き領域を有する可能性がある。プラグはＩＣ部をぴったりと適合させて収容するために、上面の下のＤ１に名目上等しいがわずかに大きい深さにわたって延在することができる。プラグは、金属層の底面まで延在する第１の領域の下の第２の領域を有することができる。マスキング層は、上部金属表面およびプラグの任意の露出部分の上に配置されてもよい。
【0012】
ブースタアンテナはＩＣ部に誘導結合するように構成されてもよいし、ＩＣ部に物理的に接続されてもよい。
【0013】
本明細書に記載されるようなカードの一実施形態を作製する方法は、金属層を選択するステップと、金属層の底面から開始して金属層内の第２の切り抜き領域を切り抜くステップと、第２の切り抜き領域内にプラグをしっかりと取り付けるステップとを含むことができる。プラグは第２の切り抜き領域に嵌合し、これを充填するように設計される。第１の切り抜き領域は、前記第２の切り抜き領域の上にある金属層の前記上面において切り抜かれ、第２の切り抜き領域に対して対称に配置される。ＩＣ部は金属層の上面と同じ水平面に沿って配置されたＩＣ部の接点と共に、第１の切り抜き領域内に挿入され、しっかりと取り付けられる。フェライト層は金属層の底面に、ブースタアンテナ層はフェライト層に取り付けられている。次いで、プラグおよびフェライト層に垂直孔が形成される。本方法は、金属層、フェライト層、およびブースタアンテナ層を積層するステップをさらに含んでもよい。この方法は、ブースタアンテナをＩＣ部に物理的に接続するステップを更に含むことができる。
【0014】
本明細書に記載されるカードを別の実施形態にする方法は金属層を選択し、開口部を形成し、開口部内にプラグをしっかりと取り付け、プラグ第１カットアウト領域内にＩＣモジュールを挿入し、固定するステップを含んでもよい。金属層の底面にフェライト層を、フェライト層にブースタアンテナ層を取り付け、プラグとフェライト層に縦穴を形成した。この方法は、上部金属表面およびプラグの任意の露出部分の上にマスキング層を形成するステップをさらに含むことができる。この方法は、金属層、フェライト層、およびブースタアンテナ層を積層するステップを含むことができる。
【0015】
本発明の別の態様は上面と、互いに平行に延びる底面とを有する厚さＤの金属層を含み、前記上面が水平面を規定する、二重インタフェース能力を有する金属スマートカードを含む。カードは、カードリーダと物理的に接触するように構成された接点を有する上部領域を有する集積回路（ＩＣ）モジュールを含む。また、ＩＣモジュールはカードリーダとの非接触無線周波数（ＲＦ）通信のために構成され、第１の周辺部、第１の領域、および厚さＤ１を有し、ここで、Ｄ１は、Ｄ未満である。非ＲＦ妨害材料のプラグは、第１の領域および第１の周辺部とそれぞれ等しいかそれより大きい第２の領域および第２の周辺部を有する。金属層の開口は、金属層の全厚に対して延在する。ＩＣモジュールは、開口部に配置されたプラグに取り付けられ、ＩＣモジュールおよびプラグが金属層の上面と底面との間で垂直方向に延在し、ＩＣモジュールの接点が金属層の上面と同じ水平面に沿って配置される。金属層内の開口部は、ＩＣモジュールを収容するための上面でかつそのすぐ下にある第１のリージョンと、金属層の底面まで延在する第１のリージョンの下にある第２のリージョンとを有する。第１のリージョンの開口部は、Ｄ１に名目上等しいがそれよりわずかに大きい深さに対して、第１の領域および第１の周辺部に名目上等しいがそれよりわずかに大きい横方向寸法を有する。第２のリージョンは、第１のリージョンの下のカードの残りの厚さの深さのための第２の領域および第２の周辺部を有する。ＩＣモジュールは第１のリージョンの開口部に嵌合し、これを充填し、プラグは第２のリージョンの開口部に嵌合し、これを充填する。第２の領域および第２の周辺部は、それぞれ、第１の領域および第１の周辺部よりも大きい。マスキング層が、上部金属表面およびプラグの任意の露出部分の上に配置される。金属層の下方にはフェライト層が配置されている。プラグの垂直穴がフェライト層を貫通して広がっている。垂直孔は、第１の領域および第１の周辺部よりもそれぞれ小さい第３の領域および第３の周辺部を有する。フェライト層にブースタアンテナを取り付け、ＩＣ部でＲＦ伝達を増強する。ブースタアンテナはＩＣ部に誘導結合するように構成されてもよいし、ＩＣ部に物理的に接続されてもよい。
【0016】
本発明のさらに別の態様は、互いに平行に延在する上面および底面を有する金属層を含むカードを含む。金属層の上面に切り出された第１の領域は、第１の深さと、第１の周囲と、第１の領域とを有する。集積回路（ＩＣ）モジュールは、前記第１の切り抜き領域内にぴったりと固定される。ＩＣ部は金属層の上面に沿って配置された接点を有し、非接触動作を可能にするためにＲＦ送信を使用して伝達するように構成される。第２の切り抜き領域は金属層の底面から、上面からの第１の深さまで延在する。第２の切り抜き領域は第１の切り抜き領域の下に垂直に延び、第１の切り抜き領域に対してほぼ対称に延びる。第２の切り抜き領域は、第１の領域および第２の周辺部よりも大きい第２の領域および第２の周辺部を有する。非ＲＦ妨害材料を含むプラグは、第２の切り抜き領域内にぴったりと固定される。金属層の下方にはフェライト層が配置されている。プラグの垂直孔はフェライト層を貫通し、第１の領域および第１の周辺部よりもそれぞれ小さい第３の領域および第３の周辺部を有する。フェライト層にブースタアンテナを取り付け、ＩＣ部でＲＦ伝達を増強する。ブースタアンテナはＩＣ部に誘導結合するように構成されてもよいし、ＩＣ部に物理的に接続されてもよい。
【0017】
本発明のさらに別の態様は、互いに平行に延在する上面および底面と、上面と底面との間に延在する厚さとを有する金属層を備えるカードを含む。金属層の下方にはフェライト層が配置されている。ＩＣ部とのＲＦ伝達を増強するために、フェライト層の下方にブースタアンテナが配置される。金属層およびフェライト層の開口部は、ブースタアンテナ層まで延びている。第１の領域と、第１の周囲と、金属層の厚さ未満である第１の深さとを有する集積回路（ＩＣ）モジュールが開口部内に配置され、金属層の上面に沿って配置された接点を有し、ＲＦ伝達を使用して通信するように構成されて、非接触動作を可能にする。ブースタアンテナとＩＣモジュールとの間の物理的な電気的接続は、開口部を通って延びている。カードは、金属層の開口部内に非導電性ライナーを有することができる。非導電性ライナーは非導電性材料のプラグを備えることができ、プラグは、第１の領域及び第１の周囲よりもそれぞれ大きい第２の領域及び第２の周囲を有する。プラグは金属層の全厚に対して延びる深さに対して第２の領域および第２の周囲を有し、さらに、第１の領域、第１の周囲、およびカットアウト領域内でＩＣ部を受け入れるための第１の深さと名目上等しいがそれよりわずかに大きいカットアウト領域をプラグ内に含むことができる。プラグはプラグの残りの深さのために切り抜き領域から延び、フェライト層の開口部に接続する貫通孔を更に有することができる。プラグ内の貫通孔およびフェライト層内の開口は、それぞれ、第１の領域および第１の周囲よりも小さい第３の領域および第３の周囲を有する。
【0018】
開口はＩＣモジュールをその中にぴったりと嵌合させるために、第１の領域、第１の周辺部、および第１の深さに名目上等しいがわずかに大きい第１の領域を有する階段状の開口であってもよい。第２の領域は金属層の底面から金属層の全厚未満の距離にわたり延在する深さのために、第２の領域および第２の周辺部を有する。このプラグは、第２の領域にのみ配置され、フェライト層の開口部に接続する貫通孔を有している。プラグ内の貫通孔およびフェライト層内の開口は、それぞれ、第１の領域および第１の周囲よりも小さい第３の領域および第３の周囲を有する。
【0019】
開口は名目上第１の領域および第２の領域に等しいが、わずかに大きい領域および周囲を有してもよく、ブースタアンテナとＩＣ部との間の物理的電気接続はブースタアンテナとＩＣ部との間に配置された接続部を備えてもよい。ブースタアンテナは第１および第２の接続ノードを有してもよく、ＩＣ部は第３および第４の接続ノードを有する可能性がある。接続モジュールはその第１の表面上に嵌合する第１および第２の接続ノードを有し、その第２の表面上に第３および第４の接続ノードを有することができる。第１の導電性トレースは第１および第３のノードを接続し、第２の導電性トレースは、第２および第４のノードを接続する。
【0020】
本発明のさらに別の態様は、上述のカード実施形態を作製する方法であって、前記方法は前記金属層を選択するステップと、前記金属層の下に前記フェライト層を取り付ける
ステップと、前記フェライト層の下に前記ブースタアンテナ層を取り付けるステップと、前記フェライト層を通って前記ブースタアンテナに延びる前記金属層に前記開口部を形成するステップと、前記ＩＣモジュールの接点が前記金属層の上面と同じ水平面に沿って配置されるとともに前記ＩＣモジュールが前記ブースタアンテナの層に物理的に接続された状態で、前記開口部に前記ＩＣモジュールを挿入し、確実に取り付けるステップと、を含む方法である。
ステップと、前記フェライト層の下に前記ブースタアンテナ層を取り付けるステップと、前記フェライト層を通って前記ブースタアンテナに延びる前記金属層に前記開口部を形成するステップと、前記ＩＣモジュールの接点が前記金属層の上面と同じ水平面に沿って配置されるとともに前記ＩＣモジュールが前記ブースタアンテナの層に物理的に接続された状態で、前記開口部に前記ＩＣモジュールを挿入し、確実に取り付けるステップと、を含む方法である。
【0021】
この方法はまず、金属層に開口を形成し、金属層の開口の少なくとも一部にプラグを配置し、プラグの少なくとも一部はそれぞれ第１の領域および第１の周辺部よりも大きい第２の領域および第２の周辺部を有し、プラグのスルーホールおよびフェライト層の開口を生成し、プラグのスルーホールおよびフェライト層の開口は、それぞれ第１の領域および第１の周辺部よりも小さい第３の領域および第３の周辺部を有することを含むことができる。本方法はまず、金属層の全厚未満のために金属層内に開口部の下端を形成し、下端が第２の領域および第２の周辺部を有し、プラグを金属層の下端に配置し、次に、プラグ内にスルーホールを、フェライト層内に開口部を形成し、プラグ内のスルーホールおよびフェライト層内の開口部は、それぞれ第１の領域および第１の周辺部未満の第３の周辺部を有することを含むことができる。本方法は第１に、金属層、金属層の下のフェライト層、およびブースタアンテナ層を一緒に積層し、次いで、フェライト層を通ってブースタアンテナまで延びる金属層に開口部を形成するステップを含んでもよく、開口部は、第１の領域および第１の周囲とそれぞれ、公称値で等しいがわずかに大きい面積および周囲を有する。
【0022】
この方法はＩＣモジュールを開口部内に挿入し、かつ確実に取り付ける前に、開口部内にライナーを配置するステップと、ＩＣモジュールをブースタアンテナ層に接続するステップとを含むことができる。ブースタアンテナ層は複数の接続ノードを有してもよく、ＩＣ部は複数の接続ノードを有してもよく、本方法は開口内にＩＣ部を挿入する前に、開口内にコネクタを配置するステップをさらに含み、コネクタはブースタアンテナ接続ノードおよびＩＣ部接続ノードに接続するための嵌合ノードを有する。
【0023】
本発明は現在好ましいが、それにもかかわらず、本発明による例示的な実施形態の以下の詳細な説明からより完全に理解され、添付の図面を参照すると、添付の図面は縮尺通りに描かれていないが、同様の参照符号は同様の成分を示す。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明を実施する、金属層３０を有するスマートカード１０の簡略化された等角図である。
【図1A】本発明を具現化するスマートカードを作製する際に使用することを意図した非接触及び接触動作が可能な集積回路（ＩＣ）モジュールの高度に単純化され、理想化された等角図である。
【図2-1】本発明を具体化するカードを形成するための様々な処理ステップ（ステップ１からステップ７Ａまたは７Ｂ）の断面図を含む。
【図2-2】本発明を具体化するカードを形成するための様々な処理ステップ（ステップ１からステップ７Ａまたは７Ｂ）の断面図を含む。
【図4】本発明の別の態様によるカードを形成するための様々な処理ステップ（ステップ１からステップ５Ａまたは５Ｂ）の断面図を含む。
【図7】本発明の別の態様によるカードを形成するための様々な処理ステップ（ＳＴＥＰ１～ＳＴＥＰ３）の断面図を含む。
【発明を実施するための形態】
【0025】
図１Ａに示すような複数の接点を有する集積回路（ＩＣ）部７は図１に示すように、ＩＣ部の上面及びその接点がカードの上面とほぼ同一平面上にあるカード１０内に実装され、その上に実装されることになる。例として、カードの長さ、幅および深さは、それぞれ、約３．３７インチ×２．１２５インチ×０．０３インチであり得ることが示される。説明の目的および後続する議論のために、図１Ａに示されるように、ＩＣ部は、深さＤ１、長さＬ１および幅Ｗ１を有すると仮定する。ＩＣ部７などの部は例えば、ＩｎｆｉｎｅｏｎまたはＮＸＰから市販されている。これらのモジュールの幾つかの横方向寸法は、０．００５インチから０．０２５インチを超える範囲の深さで、約０．０５２インチ×０．４７インチであった。これらの寸法は純粋に例示的なものであり、本発明を実施するために使用されるＩＣ部は、サイズがより大きくても小さくてもよい。
【0026】
図１Ｂに示すように、ＩＣモジュール７は、内部マイクロプロセッサチップ７ａと、チップアンテナ７ｂと、接触パッド７ｃとを含む。パッド７ｃは、接触型スマートカードに使用される従来の多接点パッドであってもよく、スマートカードが挿入されると、接触カードリーダ（図示せず）の接点と係合するように配置される。エポキシブロブ７ｄは、ＩＣモジュールの下端をカプセル化する。エポキシブロブは、ＩＣ部が下にある表面に容易に（例えば接着によって）取り付けられることを可能にする。本発明は、チップを部に添付するためのいかなる特定の方法にも限定されず、その添付は例えば、代わりにフリップチップ接続であってもよい。
【0027】
上述したように、本発明の一態様は、デュアルインタフェース機能を有するスマートメタルカードの製造に関する。好ましくは、カードはまた、（ａ）ＩＣ部およびその接触、および/または（ｂ）上面上に意図的に形成された任意の設計またはテクスチャを除いて、任意のバンプまたは窪みがない上面を有する。カードはたとえ二重インタフェース能力（すなわち、接触および非接触能力）を有していても、高度に審美的で、滑らかで、視覚的に心地よい外観を有するように作ることができる。ＩＣモジュールの接点は、カードの外面に沿って配置される。典型的にはコンタクトはカードの上面に沿って配置されるが、コンタクトはカードの底面に沿って配置されてもよい。金属層の切り抜き（開口部）がＩＣモジュールの下にあり、その周囲を取り囲んでいる。理想的には、金属層のこれらの切り抜き（開口部）がカードの滑らかで美的な外観（例えば、上端）に影響を及ぼすことなく形成される。
【0028】
本発明によるカードを形成する方法は、図２に示す構造および処理ステップを含む。
【0029】
ステップ１－金属層３０は、（図２のステップ１に示すように）カード１０の最上層として機能するように選択される。金属層３０は、上面（前面）表面３０１および下端（背面）表面３０２を有し;前面および背面が互いに略平行である。金属層３０の厚さ（Ｄ）は、０．０１インチ未満から０．０２インチを超える範囲とすることができる。一実施形態では、金属層３０はステンレス鋼を含み、その厚さは０．０１５５インチである。金属層３０は例として限定されるものではないが、鉄、タンタル、アルミニウム、真鍮、銅、又はこれらの合金若しくは化合物を含む。
【0030】
ステップ２－ポケット３２が層３０の下側に沿って形成される。これは、（図２のステップ２に示すように）金属層３０の底面から出発して形成されたリバースポケットと呼ぶことができる。ポケット３２はミリング、キャスティング、３Ｄ印刷、レーザー切断、ウォータージェット電気放電（ＥＤＭ）を含むが、これらに限定されないあらゆる公知の方法で形成することができる。ポケット３２は上面３０１の下の距離（または厚さ）Ｄ１を終端する上面３２１を有し、ここで、Ｄ１は、典型的にはＩＣ部７の深さに等しい（またはほぼ等しい）。次いで、ポケット３２の深さ（厚さ）Ｄ２は、（Ｄ-Ｄ１）インチに等しい。Ｄ２は一般に、金属層３０の深さＤからカードを形成するために使用されるＩＣモジュールの厚さＤ１を引いた深さＤに等しく設定されるのであろう。ポケット３２は、規則的または不規則な形状、直方体、または水平面における平面投影が角、長方形、または円形であってもよい円筒であってもよい。ポケット３２の横方向寸法［長さ（１２）および幅（Ｗ２）］はそれぞれ、以下でさらに論じるように、ＩＣモジュールの横方向寸法［長さＬ１および幅Ｗ１］と等しいか、またはそれよりも大きくすることができる。実施形態ではＬ２およびＷ２がそれぞれ、Ｌ１およびＷ１よりも大きいように示されているが、これは必須条件ではない。
【0031】
ステップ３－ＲＦ伝達を実質的に妨害しない任意の材料（例えば、任意の非金属材料、またはタングステンまたはその複合材料などの材料）のプラグ３４が、フライス加工されたポケット３２の寸法に一致するように形成または成形され、フライス加工された（切り抜かれた）領域を充填するためにポケットに挿入される（図２のステップ３に示されるように）。後述するように、プラグはＩＣ部を金属層から電気的に絶縁および絶縁し、また、ＩＣ部を物理的に固定するように機能する。ポケット３２の内部および/またはプラグ３４の外部は適切な接着剤（例えば、アクリルまたはアクリル変性ポリエチレン、シアノアクリレート、シリコーンエラストマー、エポキシなど）で被覆され、したがって、プラグ３４は、カードの形成における金属層の処理全体を通してポケットの壁にしっかりと接着する。プラグ３４は、ＰＥＴ、ＰＶＣ、または他の重合体などの熱可塑性材料、または硬化性樹脂もしくはエポキシ樹脂、セラミック、またはタングステンなど、高周波（ＲＦ）伝達を著しく妨げない任意の材料から作製されてもよい。
【0032】
ステップ４－図２のステップ４に示すように、接着層４２を使用して、フェライト層４４を層３０の裏面３０２に取り付ける。フェライト層４４は金属層３０の下方に配置され、シールド（反射体）として作用し、金属層３０がスマートカードへの、及びスマートカードからの高周波放射と干渉するのを防止/低減する。フェライト層４４は、アンテナ４７を介して送信又は受信を可能にするための金属層３０「短絡」効力を減少させる。当業者は、異なる方法でフェライト材料を形成またはレイアウトすることも可能であることを理解するのであろう。
【0033】
また、接着層４６はブースタアンテナ４７を含む及び/又はその上に取り付けられるプラスチック（例えば、ＰＶＣ）層４８を取り付けるために使用される。層４８はＰＶＣ又はポリエステルで作ることができ、０．００１～０．０１５インチの厚さとすることができる。ブースタアンテナ４７の巻線は、直径が８０ミクロン未満から１２０ミクロンを超える範囲であってもよく、導線をプラスチック層と接触させる前に導線を超音波溶接または加熱することによって、または任意の他の適切なプロセスによって、層４８に固定されてもよい。署名パネル及び磁気ストライプを含む層５２は、積層の前又は後に層４８に取り付けることができる。層４２、４４、４６、４８（およびおそらく５２）は、サブアセンブリ４０として形成され、金属層３０の下端３０２に取り付けられてもよい。
【0034】
ステップ５－層３０、４２、４４、４６および４８を含むアセンブリを積層して（図２のステップ５に示すように）、カードアセンブリ５０を形成する。
【0035】
次いで、ステップ６-穴（または開口部）３６が金属３０を通して、上面から深さＤ１まで（例えば、ミリングによって）形成され、同時に、図２のステップ６に示すように、次いで、プラグ３４内に、（例えば、プラグ３４のセンターのまわりをドリル加工することによって）、そして下にある層４２、４４および４６を通して、層４８まで、穴３６２が形成される。金属層３０に形成された穴３６の横方向の寸法は、ＩＣモジュール７の寸法Ｌ１及びＷ１に対応するように設計されているので、穴（開口部）３６にＩＣモジュールを挿入することができる。プラグ３４に形成された穴３６２の横方向寸法はＬ３及びＷ３であり、ここで、Ｌ３及びＷ３は、Ｌ１及びＷ１よりも小さい。このように形成されると、プラグレッジ３４１ａはＩＣモジュールの支持を提供し、ＩＣモジュールを、上部カード表面の下のＤ１の設計高さに維持する。
【0036】
ステップ７－ＩＣモジュールは次に、開口部３６の側面及びプラグ３４の頂部３４１ａにぴったりと挿入され、取り付けられる。すなわち、ＩＣ部は、きついクリアランスで挿入され、所定の位置に接着されてもよい。穴３６の下に形成されたより小さい穴（開口部）３６２は、モジュール７の後部（下端）端部を収容する。穴３６２はフェライト層４４を通って垂直下方に延び、（ａ）ステップ７Ａに示されるように、アンテナ４７とチップアンテナ７ｂとの間のＲＦ結合を使用する実施形態については、ＲＦ信号がアンテナ４７とチップアンテナ７ｂとの間を通過できるように、または（ｂ）ステップ７Ｂに示されるように、アンテナ４７とチップアンテナとの間の物理的接続５００を可能にするように、十分に広く作られる。
【0037】
物理的接続を有する実施形態では接続が限定はしないが、アンテナ巻線の導線とモジュールの対応する導線との間の連続導線、または図７および図８に示され、本明細書で後でより詳細に説明されるように、ノードとモジュール上の接続点との間の距離にわたるように構成されたコネクタと嵌合するアンテナ層上の接続点を含む、当技術分野で知られている形態とすることができる。物理的接続の場合、チップとアンテナ層との間に非ＲＦ妨害材料を有することはそれほど有益ではないかもしれないが、特に、チャネルを裏打ちする非金属材料を有することは依然として有利であるかもしれない。そのような材料は、必要に応じて、非絶縁コネクタ５００の使用を可能にする。モジュールとアンテナの間に電気的接続を形成する方法は複数ある。アンテナは導線（例えば、銅または別の金属）または平面アンテナを含んでもよい。典型的な平面アンテナは、典型的にはロール・ツー・ロール方式で、エッチングまたは印刷されてもよい。部への直接接続は、異方性（ＡＣＦ）テープ、導電性接着剤、ハンダ付またはハンダ付バンプ法を介して形成することができる。
【0038】
カードの動作に関して、ブースタアンテナ４７は関連するカードリーダ（図示せず）によって生成された無線周波数エネルギーを捕捉し、カードリーダと通信するように設計される。設計によって、部アンテナ７ｂはアンテナ４７と誘導結合するのに十分に近く（誘導結合実施形態では）、それによって、アンテナ４７からチップ７ａに信号を提供し、一方、チップはアンテナ４７から電気的に絶縁されたままである。動作中、フェライト層４４は金属層３０を遮蔽し、高周波放射がカード１０に入射して放出されることを可能にする。動作中、フェライト層４４は金属層３０を遮蔽し、高周波放射がカード１０に入射して放出されることを可能にする。ブースタアンテナ４７は関連するカード・リーダ（図示せず）によって生成された無線周波数エネルギーを捕捉し、カードリーダと通信するように設計されている。
【0039】
図２のステップ７Ａに示すように、図１Ｂに示すように、チップ７ａと、チップアンテナ７ｂと、一組の接点７ｃとが穴３６内に位置決めされたＩＣ部７とを含む。ＩＣ部７は、所定の位置に接着され、例示的なカードの形成を完了する。
【0040】
最後に形成されたカードの外観を理解するために、最初に図３Ａ（これは本質的に図２のステップ６の写しである）および図３Ｂを参照する。図３Ｂは、金属およびプラグに形成された開口部（３６および３６２）を示す、形成されているカードの上面図である。金属層３０の穴３６はエッジ３６１を有し、プラグの穴３６２および下にある層４２、４４、４６はエッジ３４５/３６７を有することに注意されたい。領域３４１ｂの下のプラグ３４の部分およびプラグの外側端３４３は見えない。従って、外側端３４３は鎖線で示されている。
【0041】
結果として得られる図３Ｃはカード１０の上面図であり、カードの上端に取り付けられ、挿入されたモジュール７を示す。プラグ３４は金属層の下にあるので見えない。従って、図２に示すプロセスステップに従って形成されたカード１０の上面は、完全に滑らかな破損していない金属表面（ＩＣモジュールの接触パッドを除く）を表示する。下にあるプラグは、上にある金属領域によって覆われている（隠されている）。重要なことに、所望の美しい物理的外観を有するカードは、無線（非接触）カードとして、または接触カードとして機能することができる。
【0042】
チップと、公称寸法Ｌ１、Ｗ１を有するチップを受け入れるための開口部との両方について本明細書に記載されるように、チップは商業的に許容される許容範囲（例えば、０．０００５～０．００２インチ）だけ、Ｌ１、Ｗ１よりもわずかに小さく、および/または開口部はＬ１、Ｗ１よりもわずかに大きく、その結果、チップは商業的に許容される許容範囲でホール内にぴったりと適合することを理解されたい。しかしながら、好ましくはチップと開口部の側面との間のギャップが主として美的目的のために、「ぴったりとした」嵌合を提供するために最小化される（接点と金属本体の開口部の側面との間の短絡を防止するのに十分であるが、実質的にそれ以上ではない）。したがって、ＩＣモジュールを受け入れるための開口部を指す用語「名目上等しいがそれより僅かに大きい」は、本明細書の説明から当業者によって理解されるように、より多くなく、この商業的に許容される許容範囲のみを含む開口部を指す。当技術分野で公知の他の設計とは異なり、チップと開口部の側面との間の意図的に大きなギャップは、適切なＲＦ機能性を提供するために必要とされない。
【0043】
種々の穴/開口部および構成部品の寸法公差は好ましくはプラテン積層上で全ての部品がカードの外観に空域またはシンクがない状態で融合するように、十分に近接している。
【0044】
図に示すように、金属層３０は、その上面に形成された切り欠き３６を有する。切欠き３６の厚さ/深さＤ１はＩＣ部７の深さと実質的に等しく（すなわち、名目上等しいがそれよりわずかに大きい）される。穴/開口部３６はモジュール７を受け入れるように寸法決めされた金属層３０を通して機械加工され、これは、結合によるように、その中に固定される。モジュール７は、マイクロプロセッサチップ７ａ（内部）、チップアンテナ７ｂおよびコンタクトパッド７ｃを含む。パッド７ｃは接触型スマートカードに使用される従来の接触パッドであり、スマートカードがカードリーダに挿入されたときにカードリーダの接触子と係合するように配置される。
【0045】
設計により、図２に描かれた実施形態では、プラグ３４が部７よりも実質的に広い。好ましくは、プラグ３４が部７の両側を越えて少なくとも０．０４横方向に延びている。これにより、基板３０内の金属がカードとチップとの間の通信を妨害することが防止される。しかしながら、プラグは部７よりも幅広である必要はない（すなわち、プラグの横方向寸法Ｌ２、Ｗ２は、部Ｌ１、Ｗ１の横方向寸法よりも大きい必要はない）。
【0046】
モジュール７は、金属層３０内に垂直に配置され、上部金属表面に沿って接触パッド７ｃを提供して、デュアルインタフェースの接触機能を実現する。更に、部７よりも領域を大きくした（必ずしもそうではないが）プラグ３４上の位置決め部７は、部アンテナ７ｂとブースタアンテナ４７との間の無線通信における干渉を減少させることを可能にする。
【0047】
あるいは、本発明を具体化するカードが図４、図４Ａ、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図６に示すように形成されてもよい。これらのカードは、その厚さが金属層の厚さに等しいプラグが形成されるという点で、先に議論したものとは異なる。すなわち、窪んだポケットは存在しない。
【0048】
図４に示すように、本発明のこの態様に従って形成されたカードは、以下の処理ステップおよび構造を含むことができる。
【0049】
ステップ１－金属層３０が選択され（図４のステップ１に示すように）、これはカード１０の最上層として機能するように意図されている。金属層３０は、上面（前面）３０１および下端（背面）３０２と、０．０１インチ未満から０．０２インチを超える範囲の厚さ（Ｄ）とを有する。金属層３０は、上述した金属層３０と同じ特性及び性質を有することができる。
【0050】
ステップ２－深さＤの穴４２０を金属層３０に形成する（図４のステップ１に示すように）。穴の横方向の寸法は、Ｌ２およびＷ２である（図５Ａおよび５Ｂを参照）。穴４２０は任意の公知の方法（例えば、鋳造またはフライス削り）で形成されてもよい。穴４２０は、規則的または不規則な固形立方体であってもよく、または水平面における平面投影が角、長方形、円形、または不規則な形状であってもよい円筒であってもよい。図４に示される実施形態では、穴４２０の横方向寸法［長さ（Ｌ２）および幅（Ｗ２）］が後述するように、ＩＣモジュールの横方向寸法［長さＬ１および幅Ｗ１］よりもそれぞれ大きい。一般に、Ｌ２はＬ１よりも大きい（少なくとも０．０４インチ、Ｗ２はＷ１よりも大きい（少なくとも０．０４インチ）。しかしながら、上述のように、Ｌ２はＬ１に等しくされてもよく、Ｗ２はＷ１に等しくされてもよい。Ｌ１およびＷ１よりもそれぞれＬ２およびＷ２を大きくする利点は金属層とＩＣ部との間により大きな分離を提供し、したがってＲＦの送受信を強化することである。
【0051】
ＲＦ伝達を妨害しないプラグ３４のような任意の材料のプラグ４３４が、切り出された領域を満たすために穴４２０の寸法に適合するように形成または成形される。プラグ４３４は、ＩＣ部を保護するために処理され、機能する。穴４２０の内壁および/またはプラグ４３４の外壁は適切な接着剤で被覆され、その結果、プラグ４３４はカードの形成における金属層の処理の全体を通して、穴の壁にしっかりと接着する。プラグ４３４は、ＰＥＴ、ＰＶＣ、または他の重合体などの任意の熱可塑性材料、またはエポキシ樹脂およびセラミックなどの任意の材料から作製されてもよい。
【0052】
ステップ３－接着剤層４２を使用して、フェライト層４４を層３０の裏面３０２に取り付ける。接着層４６はブースタアンテナ４７を含む及び/又はその上に取り付けられるプラスチック（例えば、ＰＶＣ）層４８をフェライト層に取り付けるために使用される。層４２、４４、４６、４８およびブースタアンテナ４７は、図２に示す対応する数の構成要素と同様に形成され、同じまたは同様の機能を果たす。層３０、４２、４４、４６および４８を含むアセンブリは、積層されてカードアセンブリ３５０を形成する。
【0053】
ステップ４－次いで、プラグ４３４を通してＴ字型の穴/開口４３６が形成される。穴４３６はフライス削り、ドリル削り、および/または任意の他の適切な手段によって形成される。Ｔ字型の穴４３６の上端部４３６ａはＩＣモジュールを収容するために、横方向および深さ方向の寸法を有するように形成される。ＩＣモジュール７の寸法がＬ１×Ｗ１×Ｄ１である場合、４３６ａの上端部はＩＣモジュールが穴４３６ａ内にぴったりと挿入され、所定の位置に接着されることを可能にするために、Ｄ１によってＷ１だけ約Ｌ１となるように形成されるのであろう。プラグ４３４内に形成された孔４３６の下端４３６ｂは（プラグ４３４の中心を中心として垂直に下方にドリル加工することによって）、図４のＳＴＥＰ ４に示されるように、下層４２、４４および４６を貫通し、層４８まで延在する。プラグ４３４内に形成された穴４３６ｂの横方向寸法は（ａ）図４のＳＴＥＰ ５Ａに描かれているような誘導結合実施形態においてＲＦ通信が確実に行われることを可能にするために、ブースタアンテナ４７とＩＣチップ部７との間を十分なＲＦ信号が通過することを可能にするために、および（ｂ）図４のＳＴＥＰ ５Ｂに描かれているように、アンテナ部とＩＣ部との間の物理的接続５００を可能にするために、十分な大きさに作られている。物理的接続は図２のステップ７Ｂに示す実施形態に関して説明したように、任意の形態をとることができる。プラグ４３４に形成された穴４３６ｂの横方向寸法はＬ３およびＷ３として示され、ここで、Ｌ３およびＷ３はＬ１およびＷ１より小さい。Ｌ３およびＷ３をそれぞれＬ１およびＷ１より小さくすると、棚４３８が形成され、ＩＣ部を支持し、ＩＣ部をカード上端３０１の下の設計高さＤ１に保つことに留意されたい。ＩＣモジュール７は、レッジ４３８およびプラグ４３４の上端部内壁にぴったりと挿入され、取り付けられる（接着される）。
【0054】
ステップ５Ａ又は５Ｂ-チップ７ａとチップアンテナ７ｂと、一組の接点７ｃとを含むＩＣ部７は、穴４３６ａ内に配置され、所定の位置に接着される。物理的接続は、図４のステップ５Ｂに示される実施形態において、ブースタアンテナ４７とチップアンテナ７ｂとの間に延在する。
【0055】
図５Ａ（図４のステップ５Ａと混同しない）は図４のステップ４に対応する拡大断面図であり、図５Ｂは、金属およびプラグに形成された穴を示すカードの上面図である。図５Ｃはカードの上面図であり、カードの上端に取り付けられて挿入されたモジュール７を示す。スマートメタルカード１０は、無線（非接触）カードまたはコンタクトカードとして機能することができる。なお、図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃに示すように、孔部４３６ａは内側端４４０を有する。プラグは外側端４４２を有する。図５Ｂ及び図５Ｃから明らかなように、ＩＣモジュール７は、開口部４３６ａ及び４３６ｂを覆うことになる。その結果、部７と金属層３０との間のＩＣ部の外周の周りに延びるエッジ４４０と４４２との間に空間/領域４５０が存在する。空間/領域４５０は、（必要なモジュール接触パッドを除いて）連続的な金属層を損なうので、美的な観点から異議を唱えることができる。しかしながら、空間領域４５０は、ＲＦ伝達を強化し得ることが理解されるべきである。図６に示すように、スペース/領域４５０の存在、およびスペース４５０に関連する任意の窪みまたは隆起は、マスキング層４７０を追加することによってマスキングすることができる。マスキング層４７０は当技術分野で知られているようなＰＶＣ層などの任意の非金属層、またはポリエステル複合体もしくはポリカーボネートなどの他のポリマー、または非常に薄いセラミック層を含むことができるが、これらに限定されない。マスキング層を有する前記の構成は、多くの場合に許容可能であり得る。しかしながら、このような解決策が依然として受け入れられないか、または実現可能でない場合には、この解決策が図２に示すプロセスステップに従ってカードを作成することに戻ることである。
【0056】
したがって、図４に示すプロセスに従って形成されたスマートカードの課題は、プラグの一部が見られることである。プラグの部分はカードの連続的な外観を損ない、および/または表面上の隆起として、または窪みとしてもよい。これは、マスキング（隠蔽）層４７０が層３０上に形成される場合であっても同様である。
【0057】
図２を参照して教示され論じられたように、基板３０内に凹部ポケット３２を形成し、カードの上端から見えないプラグ３４で凹部を充填することによって、金属表面（ＩＣモジュールを除く）内の間隔および任意の不連続性を回避する。したがって、以前のおよび他のデュアルインタフェーススマート金属カードとは対照的に、プラグ３４は、表面上の隆起として、または窪みとして現れない。カードを外部から見ると、それは見えない。このように、図２のプロセスは、金属層３０に貫通孔４２０が形成され、プラグ４３４が孔４２０を充填する、図４のプロセスと異なる。
【0058】
上述した全ての実施形態において、プラグはＩＣ部を周囲の金属層から分離し、ＩＣ部をカード内に位置し、固定する。誘導結合設計では、プラグはまた、ブースタアンテナとＩＣ部との間のＲＦ透過率を高める。物理的に接続された設計では、プラグは動作上の利点を提供することもできる。プラグのための開口部およびカード内でのその位置決めは、カードの外部を平坦かつ視覚的に快適に維持するように設計される。
【0059】
しかしながら、アンテナモジュールとＩＣアンテナとの間に物理的接続を有する実施形態は、プラグを含まなくてもよい。図７に示すように、本発明のこの態様に従って形成されたカードは、以下の処理ステップおよび構造を含むことができる。
【0060】
ステップ１－金属層３０が選択され、これはカード１０の最上層として機能するように意図されている。金属層３０は、上面（前面）３０１および下端（背面）３０２と、０．０１インチ未満から０．０２インチを超える範囲の厚さ（Ｄ）とを有する。金属層３０は、上述した金属層３０と同じ特性及び性質を有することができる。図７のステップ１に示すように、接着層４２を用いて、層３０の裏面３０２にフェライト層４４を付着させる。接着層４６はブースタアンテナ４７を含む及び/又はその上に取り付けられるプラスチック（例えば、ＰＶＣ）層４８をフェライト層に取り付けるために使用される。層４２、４４、４６、４８およびブースタアンテナ４７は、図２に示す対応する数の構成要素と同様に形成され、同じまたは同様の機能を果たす。層３０、４２、４４、４６および４８を含むアセンブリは、次に積層されてカードアセンブリ７５０を形成する。署名パネル及び磁気ストライプを含む層５２は、積層の前又は後に層４８に取り付けることができる。層４２、４４、４６、４８（およびおそらく５２）は、サブアセンブリとして形成され、金属層３０の下端３０２に取り付けられてもよい。
【0061】
ステップ２－金属層３０及び層４２、４４、４６を貫通して層４８まで孔７２０を形成する。層４８で停止するように示されているが、いくつかの実施形態ではホールは層４８を貫通してもよい（これは本明細書に記載され図示された他の実施形態にも当てはまる）。穴の横方向寸法はＩＣモジュールの横方向寸法（例:Ｌ１およびＷ１）と公称等しいが、それよりわずかに大きい。穴７２０は任意の公知の様式（例えば、フライス削り、ドリル削り、および/または任意の他の適切な手段）で形成され得る。穴７２０は、規則的または不規則な固形立方体であってもよく、または水平面における平面投影が角、長方形、円形、または不規則な形状であってもよい円筒であってもよい。穴はまた、比較的広い部分が上面に面し、比較的狭い部分がカードの底面に面した階段形状（断面Ｔ字形状）を有していてもよく、これにより、挿入されたときのチップは、比較的狭い部分から比較的広い部分への移行部に形成されたカード本体内の金属棚上に載置される。図７に示される実施形態では穴４２０の横方向寸法［公称長（Ｌ１）および幅（Ｗ１）］が本明細書で論じられるように、ＩＣモジュールの横方向寸法［公称長さＬ１および幅Ｗ１も］よりわずかに大きく、この場合、穴とモジュール寸法の間の差は商業的に許容可能な許容差に適合する。
【0062】
ステップ３－物理的接続７００は、図７のステップ３に描かれているように、アンテナ部とＩＣ部との間に設けられる。物理的接続は、図２のステップ７に描かれている実施形態に関して説明したように、任意の形態をとることができる。ただし、穴７２０は非導電性プラグによって裏打ちされていないので、穴の壁に対する短絡を回避するために、物理的接続は絶縁されてもよい。図７のステップ２のＡＬＴ Ａに示される一実施形態では、ライナー７６０が配線接続を行う前に、穴の側面に、例えば被覆または環状プラグが穴に挿入された状態で配置されてもよい。ライナー７２０は、ブースタアンテナへのＩＣモジュールの挿入深さの下の穴全体を覆うのに十分な長さを有していてもよく、又は穴の金属部分のみを覆っていてもよい。別の実施形態では、金属本体の穴の部分内に配置される物理的接続７００ｂの少なくとも一部が絶縁ワイヤ（例えば、非導電性被膜で被覆された導電ワイヤ）であってもよい。図７のステップ３に示される別の実施形態ではブースタアンテナ層４８が接続セグメント７００ａを介してアンテナに接続するための接続点７０２ａを有し、ＩＣ部は対応する接続点７０４ａを有する。図８に示すように、モジュラコネクタ７１０はアンテナ層及びＩＣチップ内の対応する接続点と嵌合するために、それぞれ嵌合接続点７０２ｂ及び７０４ｂを有し、接続点７０２ｂ及び７０４ｂをコネクタ内で接続する導電性接続セグメント７００ｂを有する。コネクタ７１０の横方向の寸法は穴７２０内にぴったりと挿入できるように、ＩＣモジュールと本質的に同じ商業的耐性内で、名目上Ｌ１およびＷ１でもある。コネクタはまた、Ｌ３およびＷ３の寸法がそれぞれＬ１およびＷ１未満の挿入部を有してもよく、その結果、ＩＣモジュールを支持し、それを上部カード表面３０１の下方のＤ１の設計された高さに維持するレッジ７３８が形成される。同様に、図７のステップ２のＡＬＴ Ａに示す実施形態では、ライナー７６０が同等の棚部を提供するようなサイズにすることができる。ＩＣモジュール７は、レッジ７３８およびコネクタ７１０内の差し込み部の上端部内壁にぴったりと挿入され、取り付けられる（接着される）ことができる。この実施形態に関連して描かれているが、物理的接続を行うために本明細書に描かれている他の実施形態のいずれにも同様のコネクタ構造を使用することができ、コネクタの周辺部および横方向領域はコネクタが挿入される穴のそれぞれの周辺部および横方向領域に一致することを理解されたい。図７のステップ３に描かれた実施形態では、コネクタの本体が好ましくはトレース７００ｂの間、及び/又はトレースとカードの金属部分内の穴７２０の壁との間の任意の電気的接続を回避するように、非導電性材料を含む。
【0063】
図７のＳＴＥＰ ３に示すように、チップ７ａとチップアンテナ７ｂと一組の接点７ｃとを含むＩＣ部７は、穴４３６内に位置決めされる。物理的接続部７００a, bは、ブースタアンテナ４７とチップアンテナ７ｂとの間に延びている。
【0064】
本明細書では様々な場所における寸法Ｌ３、Ｗ３に対する寸法Ｌ２、Ｗ２に対する寸法Ｌ１、Ｗ１に関して説明したが、本発明は上述したように、矩形の実施形態に限定されない。従って、別の寸法よりも大きな寸法を有する１つの要素に関して議論する場合、非矩形の実施形態では比較的大きな寸法を有する構造を参照することは比較的大きな周囲が比較的半径方向外側に位置する比較的大きな面積を有する構造を指すことが理解されるべきであり、これは実施例において参照される矩形の実施形態にも本質的に当てはまる。
【0065】
本発明は特定の実施形態を参照して本明細書に例示され、説明されるが、本発明は示される詳細に限定されることを意図されない。むしろ、本発明から逸脱することなく、特許請求の範囲の均等物の範囲および範囲内で、様々な改変を詳細に行うことができる。
【図1】
【図1A】
【図1B】
【図2-1】
【図2-2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8】