(57)【要約】【課題】非接触型ＩＣカードの券面上には、該ＩＣカードのメモリに記録された情報を表示する手段がないという状況に鑑みてなされたもので、リーダーライタとの通信時に、記録内容をカードユーザーに告知する手段を備えた非接触型ＩＣカードを提である。【解決手段】少なくともアンテナ回路２とＩＣチップ４を備えるインレットを外装用プラスチック基材で狭持した非接触ＩＣカードであって、前記プラスチック基材もしくはインレット１を振動させる振動用モータ８を備えたことを特徴とする非接触ＩＣカードである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともアンテナ回路と半導体素子を備えるインレットをプラスチック基材で狭持した非接触ＩＣカードであって、前記プラスチック基材もしくはインレットを振動させる振動機構を備えたことを特徴とする非接触型ＩＣカード。
【請求項２】
前記振動機構の振動源が圧電素子もしくはバイブレーション用モータであって、電源がアンテナ回路による非接触給電であることを特徴とする請求項１に記載の非接触型ＩＣカード。
【請求項３】
前記振動機構の振動源が圧電素子もしくはバイブレーション用モータであって、電源が内蔵された電池であることを特徴とする請求項１に記載の非接触型ＩＣカード。
【請求項４】
キャパシタを内蔵することを特徴とする請求項２に記載の非接触型ＩＣカード。
【請求項５】
前記半導体素子がセキュアＩＣチップ及びマイコンであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の非接触型ＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触型ＩＣカードに係わり、特にはカード自体を振動させる機能を備える非接触型ＩＣカードに関する。
【背景技術】
【０００２】
中央演算処理装置や半導体メモリ等のＩＣチップを内蔵するＩＣカードは、従来の磁気カードに比べて、高度な暗号化による高いセキュリティ性を有し、記憶できるデータ容量が大きいことから、磁気カードに代わって普及し、広く利用されている。
【０００３】
ＩＣカードは、接触型と非接触型の２種類に大別され、接触型ＩＣカードには合成樹脂などを基材とするカード本体に、ＩＣチップが内蔵され表面に露出した接触用端子を有する小型のモジュール基板が嵌め込まれている。読み書き装置のカードスロットにＩＣカードを挿入し、ＩＣカード（モジュール基板）の接触端子と読み書き装置側の接触端子を接触させてデータの授受を行う。接触型ＩＣカードは、大量のデータ交換や決済業務等交信の安全性が求められる用途である、キャッシュカードやクレジットカード等で利用されている。
【０００４】
一方、非接触型ＩＣカードは、カード本体にＩＣチップと通信用アンテナが内蔵されており、ＩＣカードのアンテナと読み書き装置のアンテナ間で無線にてデータの送受信を行うため、カードを抜き差しする手間がなく操作が簡便なことから、鉄道・バス等のゲート管理、電子マネーカード、ポイントカード等清算・決済処理が必要なカードとして使用されている。
【０００５】
非接触ＩＣカードは、非常に便利なものであるが、ＩＣチップ内の情報を券面上に表示する手段が存在せず、残高やポイントは視認できない。通常は、通信時にリーダーライタ側に備わる表示装置に残高あるいはポイントが一定時間表示されるだけである。したがって、改札など連続して大量の人が通過する場所では、リーダーライタ表示部に表示されたカード情報を見る余裕がないとか、前の人の情報からの切り替わりが遅く自分の情報なのか他人の情報なのかよくわからないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１‐２９１６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述のように非接触型ＩＣカードの券面上に、該ＩＣカードのメモリに記録された情報を表示する手段がないという状況に鑑みてなされたもので、リーダーライタとの通信時に、カードユーザーにメモリに記録された情報を告知する手段を備えた非接触型ＩＣカードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、少なくともアンテナ回路と半導体素子を備えるインレットをプラスチック基材で狭持した非接触ＩＣカードであって、前記プラスチック基材もしくはインレットを振動させる振動機構を備えたことを特徴とする非接触型ＩＣカードとしたものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、前記振動機構の振動源が圧電素子もしくはバイブレーション用モータであって、電源がアンテナ回路による非接触給電であることを特徴とする請求項１に記載の非接触型ＩＣカードとしたものである。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、前記振動機構の振動源が圧電素子もしくはバイブレーション用モータであって、電源が内蔵された電池であることを特徴とする請求項１に記載の非接触型ＩＣカードとしたものである。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、キャパシタを内蔵することを特徴とする請求項２に記載の非接触型ＩＣカードとしたものである。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、前記半導体素子がセキュアＩＣチップ及びマイコンであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の非接触型ＩＣカードとしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ＩＣカード内の特定の情報を、カードユーザーに、リーダーライタ側から情報表示あるいは発信音等主に視覚と聴覚を通じて伝達するのではなく、リーダーライタにＩＣカードをかざす手にＩＣカード自体の振動が伝達するようにしたものである。
したがって、リーダーライタとの通信が、騒音の大きい場所、表示情報が視認しくい場所でなされても確実にカードユーザーに注意喚起・情報伝達ができる。
あるいは静寂が要求される場所では発信音を周囲に放射せずにすむという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】非接触ＩＣカードにおける振動機構の構成の一例（非接触給電）を説明する概念図である。
【図２】非接触ＩＣカードにおける振動機構の構成の別の一例（内蔵電池）を説明する概念図である。
【図３】超音波モータの構成を模式的に説明する（ａ）上面視の図である、（ｂ）断面視の図である。
【図４】インレット上の電子部品配置の一例を示した図である。
【図５】振動機構の立ち上げプロセスを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る非接触ＩＣカードについて図面を用いて具体的に説明する。
【００１６】
非接触型ＩＣカードは、電子部品が実装されたインレット基材の表裏を意匠性のある外装用プラスチック基材で加熱ラミネートし、厚みが概ね０．８ｍｍ程度の名刺サイズに整形したものである。
【００１７】
インレット上の電子部品配置の一例を図４に示した。インレット１は、少なくとも通信用のアンテコイル２とデータ記録用のセキュアＩＣチップ４（以下、単にＩＣチップと記す。）を備えている。非接触型ＩＣカード（以下、単にＩＣカードとも記す。）は、ＩＣチップ４を駆動する電力を、リーダーライタから電波が届く範囲であればアンテナコイル２内を貫通する交流磁場によって誘起される電流から得ている。本発明に係るＩＣカードも基本的に同じ構成であるが、インレット１は、インレット１自体もしくはプラスチック基材（図示せず。）を振動させる振動機構１５とその制御機構１４を備えている。
【００１８】
振動機構１５としては、それ自体が振動する振動源と振動源に電力を供給する電源が必要であり、これらをインレットに備えている。振動源としては薄型の圧電素子もしくはバ
イブレーション用モータを使用することができる。圧電素子の上下運動は上下運動として利用できるし、カム機構により水平運動に変換できることも周知である。駆動用電源には、前記アンテナコイル２から非接触形式でリーダーライタから得る場合と振動機構１１もしくは制御機構１４部に内蔵した薄型電池を使用できる。
【００１９】
圧電素子は、チタン酸ジルコン酸鉛に第三成分を添加した３成分系であり、仮焼成後粉砕した粉末を焼結して所定の形状に整形したセラミックスを製造し、銀の焼付けや金やニッケルの蒸着で電極を形成してから分極処理を行って製造する。圧電素子を用いた超音波モータ１０の構成を図３に示した。ＳＵＳ板１２を２枚の板状圧電素子１１で挟んだタイプで、上下の圧電素子１１に区画した正負電極を交互に積層し交流電圧を加えると圧電素子の縦方向の屈曲振動により、中間のＳＵＳ板１１の先端に水平方向の楕円運動を誘起することができる。
【００２０】
そこでロータ１３を図３のようにＳＵＳ板１２と接触するように配置しておくと摩擦接触でロータ１３に回転運動が誘導できる。ロータ１３形状を楕円にして、中心を固定しておけばロータ１３外周が側壁（インレット１もしくは外装基板）に周期的に接触するようにできる。あるいは圧電素子の電極をプラスチック基材に貼り付けても構わないし、接触しないで重めのロータ１３が回転するだけでも構わない。いずれにしてもＩＣカードが振動して手がその振動を感じることができる。超音波モータ１０のサイズは、縦横が数ミリ程度で厚みが０．４〜０．６ｍｍ程度である。
【００２１】
駆動用電源としては、この他に薄型の有機ラジカル電池を実装するか太陽電池を外装用のプラスチック基材に外付けすることができる。
尚、図４では、電子部品は、インレット１の一方の面上に搭載するように描かれているが、厚みのあるＩＣチップ４、振動機構（圧電素子、モータ、電池、いずれも図示せず。）、制御機構（マイコン、受動部品（キャパシタ、ダイオード））等は、インレット基材１の所定の位置に開口部を設け、開口部内に収容するのが好ましい。
【００２２】
バイブレーション用モータは、圧電素子に比べる厚みが厚く２，３ｍｍの厚みである。したがって、通常の規格化されたＩＣカードの振動源には使えないが、異形状の非接触型ＩＣカードに使用するこができる。異形状な非接触型ＩＣカードの例としては、厚みが厚い特殊なＩＣカードあるいはキーホルダータイプやリストバンドタイプのＩＣカード（ＲＦＩＤ）が挙げられる。
バイブレーション用モータとしては、シコー株式会社製（ＣＯＷＲＹのφ２．８ｍｍ）、レキシンジャパン製（ＬＥ１０Ｅ０ｗｏ挙げることができる。
【００２３】
無線通信用のアンテナコイル２と半導体素子（セキュアＩＣチップ４及びマイコン）及び振動機構、制御機構を構成する回路の一例を図１、図２に示した。図１は、振動用モータを駆動する電力をリ−ダーライタから非接触でアンテナ回路を通じて受電する場合である。この場合には、起電力は交流になるので整流回路３を用いて直流にしてキャパシタ７に電力を蓄えることができる。図２は、アンテナコイル２の起電力を用いずに薄型電池９を内蔵し、これを電源とする場合である。電池９から圧電素子を駆動するにはインバータ回路を経て交流に変換する必要がある。
【００２４】
前記回路の動作は、リーダーライタとＩＣカードが通信して、通信が終了した時点で内蔵のマイコンにより、セキュアＩＣ内の残高、ポイントなどの情報を読み取ることから始まる。その流れを図５に示した。マイコンは、その情報が規定の振動条件を満たしているかどうかを判断し、振動が必要と判断すれば電源スイッチを所定時間オンにして振動用モータを駆動する。振動用モータが振動すればこれにつながるか接触するプラスチック基材もしくはインレットが振動する。
振動の可否については、インレット上のマイコン側で判断するのではなく、リーダーライタ側が判断してセキュアＩＣ内にフラグを立てることで行い、マイコンがそのフラグを読むとることでも可能である。
【００２５】
振動させるかどうかの判断基準は、ＩＣカードの機能によるが、乗車用のＩＣカード（スイカ）であれば、規定の残高を下回った場合に、カードを振動させればユーザに残高不足が近いという注意を喚起できる。あるいは自動的に補填するという情報を伝達できる。
【００２６】
また、ある店舗で商品を購入し、例えば１０００ポイント以上を獲得した場合に振動を与えることにすれば、達成感を与え購買意欲の向上を図ることができる。
あるいは、リーダーライタ側の音で、処理完了を伝えると何らかの不都合がある場合に、音の代わりに振動により伝達できる。
【００２７】
非接触型ＩＣカードの製造方法について簡単に説明する。
【００２８】
インレット１は、可とう性のある樹脂基材の一方の面に、通信用のアンテナコイル２、配線用回路、及びセキュアＩＣ４、マイコン５、振動用モータ８、電池９、さらにはキャパシタ７、整流用ダイオード等の受動部品を備えている。セキュアＩＣ４、マイコン５、振動用モータ８、電池９等厚みのある部品、特に振動用モータ８については所定の位置に設けた開口部に収容する必要がある。これらを結ぶ配線がやむを得ず交差する場合には、インレット１を貫通する導電性スルーホールを介して他方の面にジャンプ用回路を形成して接続する。樹脂基材としては、ＦＲ−４、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮに代表される樹脂などの非導電性材料から板状に構成されたものを使用する。
【００２９】
アンテナコイル２及び接続用の配線パターンについては、インレットの表面に導電性ペーストを用いてスクリーン印刷するか、銅箔付き積層板を用いて定法のフォトリソ法を適用して前記導電性パターンを形成する。導電性スルーホールは、インレット１表裏の配線同士を接続しているが、スルーホールは、インレット１を直接ドリリングするか、銅箔付き積層板を使用するのであれば、レーザ（ＣＯ２、ＵＶ、エキシマ）により樹脂層を、下層の銅箔が露出すまでアブレーションして形成できる。
【００３０】
スルーホールは、導電性ペーストを使って裏側からスクリーン印刷により充填するか、銅箔を電極として電解めっき法により充填できる。スルーホールめっきは、先ず所定の前処理、すなわち脱脂、鋭敏化および活性化処理をしてから、硫酸銅を含む所定の電解銅めっき液を用いることにより、銅めっき層を形成する。電解めっきを採用する場合には、スルーホールを銅で充填すると同時に銅箔が得られるので、スルーホール電極とつながる裏面側の配線パターンが、セミアディティブ法やサブトラクティブ法を適用して同時形成ができる。
【００３１】
ＩＣチップとのはんだ接続に供される配線パターン部分については金めっき等所定の表面処理を施すことができる。表面処理は、Ａｕ／Ｎｉ、Ａｕ／Ｐｄ／Ｎｉ等から適宜選択できる。めっき前処理をしてから、スルファミンニッケルめっき槽で、電解ニッケルめっきを電流密度２Ａ／ｄｍ２ で２分間程度施してから、ニッケルめっき層の上にパラジウムめっき層を、更にその上に金めっき層を形成する。ニッケルめっき層は、厚さが約１．０μｍ、パラジウムめっき層は０．１０μｍ、金めっき層は０．０５μｍ程度が好ましい。その後、接続部分上には、はんだ層を印刷するかはんだボールを搭載する。
【００３２】
接続部分とＩＣチップ、マイコン等の端子を位置合わせしてから、所定温度のリフロー炉を通して端子同士をフリップチップ接続する。フリップチップ接続された電極部分は外力に弱いので、ＩＣチップ裏面と樹脂基材１にできる５０μｍ程度の隙間にはアンダーフ
ィル樹脂を充填できる。アンダーフィリングの方法としては、熱硬化性の封止樹脂をディスペンサから充填するＣＵＦ（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  ＵｎｄｅｒＦｉｌｌ；キャピラリーアンダーフィル）工法が適用できる。
【００３３】
上記のようにして、振動用モータと制御用マイコンを備えたインレット１が得られる。インレット１を表裏から狭持する外装用プラスチック基材としては、厚さが０．２０ｍｍ程度の平板形状の上質紙やプラスチック樹脂などであって、少なくとも表層が非導電性物質からなるＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ等が好ましい。加熱ラミネートしてから所定の形状に型抜きすれば非接触型ＩＣカードが製造できる。
【符号の説明】
【００３４】
１、インレット（基材）
２、アンテナコイル
３、整流回路（ダイオードブリッジ）
４、（セキュア）ＩＣチップ
５、マイコン
６、スイッチ
７、キャパシタ
８、振動用モータ
９、電池
１０、超音波モ−タ
１１、圧電素子
１２、ＳＵＳ板
１３、ロータ
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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