(57)【要約】  各ＩＣカードに搭載されるコイルの相互干渉による共振周波数の変化を抑制することができると共に、筐体の薄型化が容易な非接触電子装置を提供する。  本発明に係る非接触電子装置（Ｂ１）は、前記基板に配置されたアンテナ用の第１コイル（Ｌ１）と、前記基板に配置され前記第１コイルを利用して外部と非接触インタフェースを行う半導体集積回路装置（Ｂ２）と、前記第１コイルと共に共振回路を構成し、外部からの電磁波が遮蔽された第２コイル（Ｌ２）と、を有する。複数の非接触電子装置を同時に使用する場合であっても、各非接触電子装置が有するコイルの相互干渉による共振周波数の変化を抑制することが可能になり、非接触電子装置の個数に依らず、通信距離を大幅に劣化させることなく安定したデータ通信を実現することが可能になる。
2010013426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に配置されたアンテナ用の第１コイルと、
前記基板に配置され前記第１コイルを利用して外部と非接触インタフェースを行う半導体集積回路装置と、
前記第１コイルと共に共振回路を構成し、外部からの電磁波が遮蔽された第２コイルと、を有する非接触電子装置。
【請求項２】
前記第1コイルは、前記基板の配線層によって形成される渦巻状のコイルである、請求項１記載の非接触電子装置。
【請求項３】
前記第２コイルは前記基板に配置されたチップインダクタである、請求項１記載の非接触電子装置。
【請求項４】
前記第２コイルは、前記基板の配線層によって形成される渦巻状のコイルであり、
前記渦巻状コイルの開口部を覆う箇所に前記基板の他の配線層によって形成された金属パターンを有する、請求項１記載の非接触電子装置。
【請求項５】
前記第２コイルは、前記基板の縦横それぞれの中心線に対して偏倚されて配置される、請求項４記載の非接触電子装置。
【請求項６】
前記第２コイルは、前記半導体集積回路装置が有する配線層によって形成されるコイルである、請求項１記載の非接触電子装置。
【請求項７】
前記第２コイルと前記半導体集積回路装置は樹脂でモールドされたモジュールデバイスである、請求項１記載の非接触電子装置。
【請求項８】
ＩＣカード又はＲＦＩＤモジュールである、請求項１記載の非接触電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リーダ・ライタ装置等との間で情報のやり取りを行う非接触電子装置に関するものであり、主に、複数の非接触電子装置を同時に使用することが可能な無線システムに利用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触電子装置は、非接触電子装置内に半導体集積回路装置及びコイルを搭載し、例えば外部のリーダ・ライタ装置と半導体集積回路装置との間で情報の交換を行い、非接触電子装置が保持しているデータの送信、リーダ・ライタ装置から送信されたデータの保持など様々な機能を実現するものである。非接触電子装置は、代表的にはＩＣカードやＩＣタグが該当し、本書面ではその代表例としてＩＣカードについて説明するものとし、以下、非接触電子装置をＩＣカードとも呼ぶこととする。【０００３】
具体的には、非接触電子装置に搭載された半導体集積回路装置は電源を内蔵しないため、リーダ・ライタ装置から供給された高周波信号をコイルで受信し、高周波信号から内部回路の動作に必要な内部電圧を生成する。更に、高周波信号は搬送波と搬送波に重畳される情報信号から形成され、搬送波に重畳された情報信号を復調し、その情報信号に従った処理を実行し、処理結果を搬送波に重畳することでリーダ・ライタ装置にデータを送信する。【０００４】
このようなリーダ・ライタ装置とＩＣカードのデータ通信を可能にする無線システムは、リーダ・ライタ装置からＩＣカードに保存されているデータの読取りや、ＩＣカードへのデータの書込みを無線で行うことが可能であるため、入退室管理や物流倉庫等における物品管理等に利用される。【０００５】
リーダ・ライタ装置からＩＣカードへのデータ送信、所謂、下り通信では、高周波信号の振幅を変化させる振幅偏移変調方式（ＡＳＫ変調方式）が用いられることが多く、ＩＣカードからリーダ・ライタ装置へのデータ送信、所謂、上り通信では、ＩＣカードに搭載されるコイルの両端子間負荷を変動させる負荷変調方式が用いられることが多い。【０００６】
例えば非特許文献１に記載される下り通信手段は、高周波の交流信号の振幅を部分的に下りデータによって変調する、所謂、振幅偏移変調による情報伝達手段であり、下り通信データは、マンチェスターコードにより符号化される。また、上り通信手段は、ＩＣカードに搭載されるアンテナ用コイルに接続される負荷を部分的に上りデータによって変動させる、所謂、負荷変調方式による情報伝達手段であり、下り通信データと同様にマンチェスターコードによって符号化される。【０００７】
例えば非特許文献２に記載される下り通信手段は、高周波の交流信号の振幅を部分的に下り通信データによって変調する、所謂、振幅偏移変調による情報伝達手段であり、下り通信データはＮＲＺ−Ｌ等により符号化される。また、上り通信手段は、ＩＣカードに搭載されるアンテナ用コイルに接続される負荷を部分的に上りデータによって変動させる、所謂、負荷変調方式による情報伝達手段であり、サブキャリアを用いた二位相偏移変調（ＢＰＳＫ）等によって実現され、下り通信データと同様にＮＲＺ−Ｌ等によって符号化される。【０００８】
ＩＣカードに搭載された半導体集積回路装置は、リーダ・ライタ装置から供給された高周波信号を、ＩＣカードに搭載されたアンテナ用コイルで受信し、アンテナ用コイルの両端に発生した高周波信号を整流及び平滑化し内部回路の動作に必要な内部電圧を形成する。そのため、アンテナ用コイルが形成する共振回路の共振周波数によって、コイルが受信することができる電力は大きく変化し、通信距離等の特性に大きく影響する。【０００９】
例えば、リーダ・ライタ装置が通信可能な範囲に複数のＩＣカードが存在する場合、それぞれのＩＣカードに搭載されるコイルが相互に影響することによって、これらの各ＩＣカードが有するコイルのインダクタンス等が等価的に増加する。これにより、コイルが形成する共振回路の共振周波数が、ＩＣカードを単独で使用した場合に比べて、低い周波数に変化する。その結果、ＩＣカードに供給される電力が減少し、通信距離が大幅に短くなってしまう。特に、ＩＣカード同士が近接するほど相互干渉は大きくなり、共振周波数の変動が大きくなる。【００１０】
このようなＩＣカードを用いたシステムでは、特許文献１や特許文献２に示すように、ＩＣカードに搭載されるコイルの形状を工夫することで、複数のＩＣカードにそれぞれ搭載されるコイル間に発生する相互の影響を軽減し、複数のＩＣカードを同時に使用した場合の特性劣化を抑制するものが知られている。【００１１】
特許文献１には、ＩＣカード内に搭載されるコイルをカードの筐体に対して傾けて配置することで、複数のＩＣカードを如何なる方向に重ねた場合においても共振周波数の大幅な変化を回避し、ＩＣカードを重ねる方向によって差異が生じる通信距離の変動を軽減する技術が開示されている。【００１２】
特許文献２には、ＲＦＩＤタグのコイルが形成された基材を折り返し、軟磁性部材等から成る磁心の一辺を囲むように配置することで、コイルの相互干渉を抑制して、十分な通信距離を確保する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０００−１３７７７７号公報
【特許文献２】特開２００５−３３４６１号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】ＩＳＯ／ＩＥＣ−１８０９２  ２１２ｋｂｐｓ  ａｎｄ  ４２４ｋｂｐｓ
【非特許文献２】ＩＳＯ／ＩＥＣ−１４４４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述のように、複数のＩＣカードを同時に使用する場合、各ＩＣカードに搭載されるコイルの相互干渉によってコイルが形成する共振回路の共振周波数が変化し、通信距離等の特性は大きく変化する。【００１６】
これに対して、特許文献１に開示される技術を適用することで、ＩＣカードを重ねる向きによって生じるコイルの相互干渉の変動幅を抑制することは可能であった。しかし、各ＩＣカード内が有するコイルの相互干渉自体を抑制することはできないため、各ＩＣカードにおいてアンテナ用コイルが形成する共振回路の共振周波数は、搬送波周波数よりも大幅に高い周波数に設定する必要があった。【００１７】
このように、ＩＣカードが有するアンテナ用コイルが形成する共振回路の共振周波数を搬送波周波数よりも大幅に高い周波数に設定し、１つのＩＣカードとリーダ・ライタ装置とでデータ通信を行う場合、アンテナ用コイルが形成する共振回路の共振周波数に近い信号に比べて搬送波周波数に近い信号の減衰量は大きくなる。これにより、リーダ・ライタ装置との間でやり取りされるデータ信号の高調波成分が強調され、搬送波信号に重畳されたデータ信号の振幅変化点などにおいて、オーバーシュートやアンダーシュートが発生する。その結果、データ信号波形が乱れてしまい、リーダ・ライタ装置やＩＣカードでデータの誤受信が発生し、データ通信の安定性が損なわれてしまうという問題があった。【００１８】
また、特許文献２に開示される技術を適用することで、ＩＣカード内に搭載されるコイルの相互干渉を軽減することは可能であった。これにより、アンテナ用コイルが形成する共振回路の共振周波数を搬送波周波数に近付けることはできるものの、コイルが形成された基材を折り返し、軟磁性部材等から成る磁心の一辺を囲む必要があることから、ＩＣカードを薄型化することが困難であった。【００１９】
本発明の目的は、各ＩＣカードに搭載されるコイルの相互干渉による共振周波数の変化を抑制することができると共に、筐体の薄型化が容易な非接触電子装置を提供することにある。【００２０】
本発明の別の目的は、複数のＩＣカードを同時に使用する場合における通信距離の大幅な劣化を防止することができると共に、筐体の薄型化が容易な非接触電子装置を提供することにある。【００２１】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。【００２３】
すなわち、本発明に係る非接触電子装置は、前記基板に配置されたアンテナ用の第１コイルと、前記基板に配置され前記第１コイルを利用して外部と非接触インタフェースを行う半導体集積回路装置と、前記第１コイルと共に共振回路を構成し、外部からの電磁波が遮蔽された第２コイルと、を有する。例えばリーダ・ライタ装置が通信可能な範囲に複数の上記非接触電子装置が存在する場合、それぞれの非接触電子装置に搭載される第２コイルは相互に影響しないから、各非接触電子装置が有するインダクタンス等が等価的に増加しても、第２コイルの影響を除外することができる。これにより、非接触電子装置のコイルが形成する共振回路の共振周波数が、非接触電子装置を単独で使用した場合に比べて、大幅に低い周波数に変化する事態を抑制することができる。前記第２コイルに対しては外部からの電磁波を遮蔽するだけでよく、共振コイルが形成された基材を折り返して軟磁性部材等から成る磁心の一辺を囲むような手段を講ずることを要しない。
【発明の効果】
【００２４】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。【００２５】
すなわち、複数の非接触電子装置を同時に使用する場合であっても、各非接触電子装置が有するコイルの相互干渉による共振周波数の変化を抑制することが可能になり、その結果、アンテナ用コイルが形成する共振回路の共振周波数を搬送波周波数に近づけることが可能になるため、通信距離を大幅に劣化させることなく安定したデータ通信を実現する共に、非接触電子装置の筐体の薄型化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は本発明に係る非接触電子装置の一例であるＩＣカードの基本的な構成を例示するブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は図１で示した本発明に係るＩＣカードとリーダ・ライタ装置の配置例を示す説明図である。
【図３】図３は図１で示した本発明に係るＩＣカードの構造を示す平面図である。
【図４】図４はＩＣカードの第２の例を示す平面図である。
【図５】図５はＩＣカードの第３の例を（Ａ）の平面構成と共に(Ｂ)のＸ−Ｙ断面で示す説明図である。
【図６】図６は図５のＩＣカードを２つ近付けて利用したときの状態を断面構造にて例示する説明図である。
【図７】図７はＩＣカードの第４の例を（Ａ）の平面構成と共に(Ｂ)のＸ−Ｙ断面で示す説明図である。
【図８】図８はＩＣカードの第５の実施の形態を例示する平面図である。
【図９】図９は共振周波数の変動抑制作用を説明するための回路図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。【００２８】
〔１〕本発明に係る非接触電子装置は、基板と、前記基板に配置されたアンテナ用の第１コイル（Ｌ１）と、前記基板に配置され前記第１コイルを利用して外部と非接触インタフェースを行う半導体集積回路装置（Ｂ２）と、前記第１コイルと共に共振回路を構成し、外部からの電磁波が遮蔽された第２コイル（Ｌ２）と、を有する。リーダ・ライタ装置が通信可能な範囲に複数の上記非接触電子装置が存在する場合、それぞれの非接触電子装置に搭載される第２コイルは相互に影響しないから、各非接触電子装置が有するインダクタンス等が等価的に増加しても、第２コイルの影響を除外することができる。これにより、非接触電子装置のコイルが形成する共振回路の共振周波数が、非接触電子装置を単独で使用した場合に比べて、大幅に低い周波数に変化する事態を抑制することができる。前記第２コイルに対しては外部からの電磁波を遮蔽するだけでよく、共振コイルが形成された基材を折り返して軟磁性部材等から成る磁心の一辺を囲むような手段を講ずることを要しない。【００２９】
〔２〕項１の非接触電子装置において、前記第1コイルは、前記基板の配線層によって形成される渦巻状のコイルである。【００３０】
〔３〕項１の非接触電子装置において、第２コイルは前記基板に配置されたチップインダクタである。【００３１】
〔４〕項１の非接触電子装置において、前記第２コイルは、前記基板の配線層によって形成される渦巻状のコイルである。前記渦巻状コイルの開口部を覆う箇所に前記基板の他の配線層によって形成された金属パターンを有する。【００３２】
〔５〕項４の非接触電子装置において、前記第２コイルは、前記基板の縦横それぞれの中心線に対して偏倚されて配置される。これにより、金属パターンを片面にさえ設けておけば、仮に金属パターンの無い面を向かい合せて２枚の非接触電子装置を重ねても第２コイルの位置が自ずとずれるから、相互の電磁的干渉を回避することができる。【００３３】
〔６〕項１の非接触電子装置において、前記第２コイルは、前記半導体集積回路装置が有する配線層によって形成されるコイルである。【００３４】
〔７〕項１の非接触電子装置において、前記第２コイルと前記半導体集積回路装置は樹脂でモールドされたモジュールデバイスである。【００３５】
〔８〕項１の非接触電子装置は、例えばＩＣカード又はＲＦＩＤモジュールとして構成される。【００３６】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、発明を実施するための形態を説明するための全図において、同一の機能を有する要素には同一の符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。【００３７】
《実施の形態１》
図１には本発明に係る非接触電子装置の一例であるＩＣカードの基本的な構成が示される。図１において、Ｂ１はＩＣカード、Ｌ１はＩＣカードＢ１に搭載されるアンテナ用コイル、Ｌ２はＩＣカードＢ１に搭載され外部からの電磁波が遮蔽されたコイル、Ｃ１は共振容量、Ｂ２は半導体集積回路装置である。半導体集積回路装置Ｂ２は、電源回路Ｂ３、内部回路Ｂ４、及び、アンテナ用コイル等が形成する共振回路を接続するためのアンテナ端子ＬＡ及びＬＢを有している。また、図１では、共振容量Ｃ１はＩＣカードＢ１に搭載されているが、半導体集積回路装置Ｂ２に搭載しても良いし、ＩＣカードＢ１と半導体集積回路装置Ｂ２に分割して搭載しても良い。図１において電磁波が遮蔽されたコイルＬ２は、例えばフェライト等によって磁気シールドされたチップインダクタによって構成される。【００３８】
図１において、電源回路Ｂ３は、それぞれ図示を省略する整流回路及び平滑容量から構成される。整流回路は、ＩＣカードB1に備えられたアンテナ用コイルＬ１が受信した交流信号を整流及び平滑し、内部回路Ｂ４の動作電圧として供給される電源電圧ＶＤＤを得る。また、電源電圧ＶＤＤが所定の電圧以上にならないように制御するレギュレータ回路を設けてもよい。内部回路Ｂ４は、受信部Ｂ５、送信部Ｂ６、制御部Ｂ７、及びメモリＢ８から構成される。受信部Ｂ５は、ＩＣカードに備えられるアンテナ用コイルＬ１によって受信された交流信号に重畳されたデータ信号を復調してディジタルの情報信号として制御部Ｂ７に供給する。また、送信部Ｂ６は、制御部Ｂ７から出力されるディジタル信号のデータ信号を受け、アンテナ用コイルＬ１が受信している交流信号を同データ信号によって変調する。【００３９】
本発明は、典型的には外部と入出力端子をＩＣカードの表面に持たない非接触型ＩＣカードに適用される。もちろん、非接触インタフェースと入出力のための端子を持つデュアルタイプＩＣカードに用いてもよい。特に限定はされないが、同図の半導体集積回路装置Ｂ２は、公知の半導体集積回路装置の製造技術によって、単結晶シリコン等のような１個の半導体基板上において形成される。【００４０】
図２に、図１で示した本発明に係るＩＣカードとリーダ・ライタ装置の配置例を示す。ＩＣカードＢ１に搭載されたアンテナ用コイルＢ１はリーダ・ライタ装置Ｂ９からの電磁波を受け、アンテナ端子間に高周波の交流信号を出力する。このとき、交流信号は部分的にデータ信号によって変調される。ＩＣカードＢ１は、リーダ・ライタ装置Ｂ９から出力された高周波の交流信号を利用して上記動作を行うことで、リーダ・ライタ装置Ｂ９とのデータのやり取りを行う。【００４１】
また、リーダ・ライタ装置Ｂ９は、図２で示すように、その通信可能範囲に複数のＩＣカードが存在する場合においても同様の電磁波を出力し、ＩＣカードとデータのやり取りを行うことでＩＣカードの存在数を把握することができ、各ＩＣカードと個別のデータのやり取り等が可能な装置である。【００４２】
図３に、図１で示した本発明に係るＩＣカードの構造を示す。ＩＣカードＢ１は、樹脂モールドされたプリント配線基板Ｂ１０によってカードの形態を成す。外部のリーダ・ライタ装置Ｂ９からの電磁波を受けるアンテナ用コイルＬ１は、プリント配線基板Ｂ１０の配線により形成される渦巻状のコイルによって構成される。半導体集積回路装置Ｂ２はＩＣチップで構成され、プリント配線基板Ｂ１０に実装される。同様に、外部からの電磁波が遮蔽されたコイルＬ２もプリント配線基板Ｂ１０に実装され、半導体集積回路装置Ｂ２を形成するＩＣチップと直列接続された状態でアンテナ用コイルＬ１を形成する渦巻状のコイルに接続される。【００４３】
但し、説明の簡略化のために、図３に共振容量Ｃ１は図示しないが、共振容量Ｃ１は必要に応じてＩＣカードＢ１を形成するプリント基板Ｂ１０または半導体集積回路装置Ｂ２に搭載される。【００４４】
以上の構成から、ＩＣカードＢ１には、アンテナ用コイルＬ１と外部からの電磁波が遮蔽されたコイルＬ２、及び、共振容量Ｃ１から成る共振回路が形成され、その共振周波数はアンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２のインダクタンスの和、及び共振容量Ｃ１から決定される。【００４５】
このとき、アンテナ用コイルＬ１はリーダ・ライタ装置から出力される電磁波を受けるコイルであるため、前述のように他のＩＣカードが有するアンテナ用コイルとの相互干渉によって、そのインダクタンスが変動する。【００４６】
一方、コイルＬ２は外部からの電磁波が遮蔽されるものであることから、他のＩＣカードが有するコイルとの間に発生する相互干渉は最小限に抑制され、相互干渉によるインダクタンスの変動は極めて小さくなる。【００４７】
以上のことから、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２と共振容量Ｃ１が形成する共振回路において、他のＩＣカードが有するアンテナ用コイルとの相互干渉によって発生するアンテナ用コイルＬ１のインダクタンスの変動量は、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２のインダクタンスの和に対して小さい比率に抑制される。つまり、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２と共振容量Ｃ１が形成する共振回路の共振周波数の変動を小さく抑制することが可能になる。【００４８】
図９を参照しながら上記共振周波数の変動抑制作用について更に詳述する。図９のＡは２枚ＩＣカードＢ１の共振回路がリーダ・ライタ装置Ｂ９からの電磁波を受けるときの状態を模式的に示す。図９のＢは比較例として磁気シールドされていないコイルＬ１と容量によって共振回路を構成したときの状態を模式的に示す。ｋを双方の共振回路における共振回路の結合係数とすると、図９のＢにおける共振周波数ｆは、
ｆ＝１／２π√{（１＋ｋ）Ｌ１・Ｃ２}
＝１／２π√{Ｌ１・Ｃ２＋ｋＬ１・Ｃ２}
と表すことができる。このとき、干渉による周波数変動分としてｋＬ１・Ｃ２に着目すると、その変動割合をｆｖとすると、
ｆｖ＝ｋＬ１・Ｃ２／Ｌ１・Ｃ２＝ｋ…（１）
となる。【００４９】
一方、図９のＡにおける共振周波数ｆは、
ｆ＝１／２π√〔{（１＋ｋ）Ｌ１＋Ｌ２〕Ｃ１}
＝１／２π√{(１+ｋ)Ｌ１・Ｃ１＋Ｌ２・Ｃ１}
＝１／２π√{(Ｌ１・Ｃ１+ｋ・Ｌ１・Ｃ１＋Ｌ２・Ｃ１}
となる。このとき、干渉による周波数変動分としてｋＬ１・Ｃ２に着目すると、その変動割合をｆｖとすると、
ｆｖ＝ｋＬ１・Ｃ１／（Ｌ１+Ｌ２）Ｃ１＝ｋ・｛Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）｝…（２）
となる。
式（１）と式（２）より、
ｋ＞ｋ・｛Ｌ１／（Ｌ１＋Ｌ２）｝
であるから、一部のインダクタを磁気遮蔽することにより、共振周波数の変動を小さく抑制することができる。【００５０】
これにより、ＩＣカードＢ１が有する共振回路の共振周波数を搬送波信号の周波数に近付けることができるため、前述のようにデータ信号の高調波が強調されることによるデータ波形の歪みを抑制することが可能になり、リーダ・ライタ装置Ｂ９との通信安定性が向上する。更には、複数のＩＣカードを同時に使用する場合であっても通信距離の劣化を最小限に抑制することが可能になる。その上、上記効果を得るのに、コイルＬ２の電磁波を遮蔽するだけでよく、共振コイルが形成された基材を折り返して軟磁性部材等から成る磁心の一辺を囲むような手段を講ずることを要せず、ＩＣカードＢ１の筐体の薄型化が可能になる。【００５１】
《実施の形態２》
図４はＩＣカードの第２の例が示される。図４に示すＩＣカードＢ１は、樹脂モールドされたプリント配線基板によってカード形態を成し、外部のリーダ・ライタ装置から電磁波を受けるアンテナ用コイルＬ１がプリント配線基板Ｂ１０の配線により形成される渦巻状のコイルによって構成される。また、半導体集積回路装置Ｂ２及び外部からの電磁波が遮蔽されたコイルＬ２はＩＣチップで構成され、半導体集積回路装置Ｂ２とコイルＬ２が直列接続された状態で樹脂モールドされたモジュール部品Ｂ１１がプリント配線基板Ｂ１０に実装され、該アンテナ用コイルＬ１に接続される。【００５２】
但し、説明の簡略化のために、図４に共振容量Ｃ１は図示しないが、共振容量Ｃ１は必要に応じてＩＣカードＢ１を形成するプリント基板Ｂ１０または半導体集積回路装置Ｂ２に搭載される。【００５３】
以上の構成から、ＩＣカードＢ１にはアンテナ用コイルＬ１と外部からの電磁波が遮蔽されたコイルＬ２、及び、共振容量Ｃ１から成る共振回路が形成され、その共振周波数はアンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２のインダクタンスの和、及び共振容量Ｃ１から決定される。【００５４】
ここで、ＩＣカードＢ１が有するアンテナ用コイルＬ１は、リーダ・ライタ装置から出力される電磁波を受け、高周波信号をコイルＬ２を介して半導体集積回路装置Ｂ２に供給する。したがって、複数のＩＣカードＢ１が近接していれば、それぞれのＩＣカードＢ１が有するアンテナ用コイルＬ１は相互に干渉し、各アンテナ用コイルＬ１が形成する共振回路において、それらのインダクタンスが変動したように振舞う。【００５５】
一方、コイルＬ２はＩＣチップで構成されていることから外部からの電磁波は遮蔽されるため、コイルＬ２が電磁波から生成する高周波信号は極めて小さい。また、コイルＬ２にはアンテナ用コイルＬ１が受けた電磁波によって発生する電流が流れるためコイルＬ２から電磁波が発生するが、コイルＬ２はＩＣチップで構成されていることから、外部に漏洩する電磁波は極めて小さい。これにより、コイルＬ２は他のＩＣカードが有するコイルとの相互干渉を抑えることができ、コイルＬ２のインダクタンスの変動は最小限に抑制できる。【００５６】
以上のことから、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２と共振容量Ｃ１が形成する共振回路において、他のＩＣカードが有するアンテナ用コイルとの相互干渉によって発生するアンテナ用コイルＬ１のインダクタンスの変動量は、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２のインダクタンスの和に対して小さい比率に抑制される。つまり、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２と共振容量Ｃ１が形成する共振回路の共振周波数の変動を小さく抑制することが可能になる。【００５７】
これにより、ＩＣカードＢ１が有する共振回路の共振周波数を搬送波信号の周波数に近付けることができるため、データ信号の高調波が強調されることによるデータ波形の歪みを抑制することが可能になり、リーダ・ライタ装置との通信安定性が向上すると共に、複数のＩＣカードを同時に使用する場合であっても通信距離の劣化を最小限に抑制することが可能になる。更には、コイルＬ２は公知のＩＣカードの製造技術によって形成することが可能であり、ＩＣカードの薄型化技術を適用することも可能である。【００５８】
また、コイルＬ２は公知のＩＣカードの製造技術によって形成することが可能であり、ＩＣカードの薄型化技術を適用することが可能である。更に、非接触インタフェースと入出力のための端子とを持つデュアルタイプＩＣカードでは、入出力のための端子を設けるために半導体集積回路装置Ｂ２を樹脂モールドすることが通例であるため、新たに樹脂モールドを行う製造工程を追加する必要はない。【００５９】
《実施の形態３》
図５にはＩＣカードの第３の例が（Ａ）の平面構成と共に(Ｂ)のＸ−Ｙ断面で示される。図５に示すＩＣカードＢ１は、樹脂モールドされたプリント配線基板によってカード形態を成し、外部のリーダ・ライタ装置から電磁波を受けるアンテナ用コイルＬ１がプリント配線基板Ｂ１０の配線により形成される渦巻状のコイルによって構成される。外部からの電磁波が遮蔽されたコイルＬ２はプリント配線基板Ｂ１０の配線により形成される渦巻状コイルＳ１と、渦巻状コイルＳ１を形成する配線層とは異なる配線層によって形成される電磁波遮蔽板Ｓ２とから構成される。また、半導体集積回路装置Ｂ２はＩＣチップで構成され、コイルＬ２と直列接続された状態でアンテナ用コイルＬ１に接続される。【００６０】
但し、説明の簡略化のために、図５に共振容量Ｃ１は図示しないが、共振容量Ｃ１は必要に応じてＩＣカードＢ１を形成するプリント基板Ｂ１０または半導体集積回路装置Ｂ２に搭載される。【００６１】
コイルＬ２を構成する渦巻状コイルＳ１は外部からの電磁波が遮蔽されるため、電磁波を通すための開口部を大きくする必要はなく、配線幅や配線間隔などをアンテナ用コイルＬ１を形成する渦巻状コイルとは独立に設定してもよい。前記電磁波遮蔽版Ｓ２は、特に制限されないが、金や銅等の金属プレーンによって構成される。接触インタフェースを併せて持つデュアルインタフェースタイプＩＣカードの場合には、前記電磁波遮蔽版Ｓ２には、接触インタフェース端子を形成する金メッキパターンを流用してもよい。前記電磁波遮蔽版Ｓ２は、プリント配線基板Ｂ１０の縦横それぞれの中心線から偏倚した位置に配置するのがよい。２枚のＩＣカードＢ１を表裏で合わせるように重ねて用いたとき電磁波遮蔽版Ｓ２の反対面でコイルＬ２が互いに向かい合うのを簡単に回避することができるからである。【００６２】
図６には図５のＩＣカードを２つ近付けて利用したときの状態を断面構造にて例示する。即ち、図５で示した構造から成る２つのＩＣカードＢ１ａ及びＢ１ｂを重ねて、リーダ・ライタ装置Ｂ９に近付けた状態を示すものであり、それぞれのＩＣカードＢ１ａ及びＢ１ｂの断面構造は図５で示したＸ−Ｙにおける断面構造を示している。【００６３】
２つのＩＣカードＢ１ａ及Ｂ１ｂが有する各アンテナ用コイルＬ１は、リーダ・ライタ装置Ｂ９から出力される電磁波Ｐ１を受け、高周波信号を各コイルＬ２を介して各半導体集積回路装置Ｂ２に供給する。このとき、ＩＣカードＢ１ａ及びＢ１ｂが近接していれば、各ＩＣカードが有するアンテナ用コイルＬ１は相互に干渉するため、それぞれのアンテナ用コイルが形成する共振回路において、それらのインダクタンスが変動したように振舞う。【００６４】
一方、各ＩＣカードが有するコイルＬ２は、電磁波遮蔽板Ｓ２によってリーダ・ライタ装置Ｂ９から出力される電磁波Ｐ１が遮られるため、各ＩＣカードが有するコイルＬ２が電磁波から生成する高周波信号は極めて小さい。また、コイルＬ２にはアンテナ用コイルＬ１が受けた電磁波によって発生する電流が流れるためコイルＬ２から電磁波Ｐ２が出力されるが、各ＩＣカードが有するコイルＬ２の間には、ＩＣカードＢ１ｂが有する電磁波遮蔽板Ｓ２によって電磁波が遮られるため、一方のＩＣカードが有するコイルＬ２はもう一方のＩＣカードが有するコイルＬ２から発生された電磁波Ｐ２を受けない。【００６５】
このように、渦巻状コイルＳ１に電磁波遮蔽板Ｓ２を設けることで、各ＩＣカードが有するコイルＬ２の相互干渉を抑制できるため、それらのインダクタンスの変動量は極めて小さく、外部からの電磁波が遮蔽されたコイルとして動作する。また、ＩＣカードを如何なる方向に重ねた場合においても、各ＩＣカードが有する渦巻状コイルＳ１の間に何れかのＩＣカードが有する電磁波遮蔽板Ｓ２が挟まれた状態、または、渦巻状コイルＳ１が十分に離れた状態を維持できるため、コイルＬ２は外部からの電磁波が遮蔽されたコイルとして動作し、コイルＬ２の相互干渉を極めて小さく抑制できる。【００６６】
以上のことから、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２と共振容量Ｃ１が形成する共振回路において、他のＩＣカードが有するアンテナ用コイルとの相互干渉によって発生するアンテナ用コイルＬ１のインダクタンスの変動量は、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２のインダクタンスの和に対して小さい比率に抑制される。つまり、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２と共振容量Ｃ１が形成する共振回路の共振周波数の変動を小さく抑制することが可能になる。【００６７】
これにより、ＩＣカードＢ１が有する共振回路の共振周波数を搬送波信号の周波数に近付けることができるため、前述のようなデータ信号の高調波が強調されることによるデータ波形の歪みを抑制することが可能になり、リーダ・ライタ装置との通信安定性が向上すると共に、複数のＩＣカードを同時に使用する場合であっても通信距離の劣化を最小限に抑制することが可能になる。更には、アンテナ用コイルＬ１及びコイルＬ２は公知のＩＣカードの製造技術によって形成することが可能であり、ＩＣカードの薄型化技術を適用するには好適である。【００６８】
《実施の形態４》
図７にはＩＣカードの第４の例が（Ａ）の平面構成と共に(Ｂ)のＸ−Ｙ断面で示される。図７に示すＩＣカードＢ１は、樹脂モールドされたプリント配線基板によってカード形態を成し、外部のリーダ・ライタ装置から電磁波を受けるアンテナ用コイルＬ１がプリント配線基板Ｂ１０の配線により形成される渦巻状のコイルによって構成される。外部からの電磁波が遮蔽されたコイルＬ２はプリント配線基板Ｂ１０の配線により形成される渦巻状コイルＳ１と、渦巻状コイルＳ１を形成する配線層とは異なる配線層によって形成される電磁波遮蔽板Ｓ２とから構成され、半導体集積回路装置Ｂ２と直列接続された状態でアンテナ用コイルＬ１に接続される。更に、ＩＣカードＢ１の表面において、渦巻状コイルＳ１への電磁波を遮蔽する箇所には電磁波遮蔽板Ｓ３が配置される。【００６９】
但し、説明の簡略化のために、図７に共振容量Ｃ１は図示しないが、共振容量Ｃ１は必要に応じてＩＣカードＢ１を形成するプリント基板Ｂ１０または半導体集積回路装置Ｂ２に搭載される。【００７０】
以上の構成にすることで、電磁波遮蔽板Ｓ２及びＳ３によって渦巻状コイルＳ１と他のＩＣカードが有する渦巻状コイルＳ１との相互干渉を抑制できるため、それらのインダクタンスの変動量は抑制され、外部からの電磁波が遮蔽されたコイルとして動作する。また、図５に示したＩＣカードと同様に、ＩＣカードを如何なる方向に重ねた場合においても、各ＩＣカードが有する渦巻状コイルＬ２の間には電磁波遮蔽板Ｓ２またはＳ３が挟まれた状態、または、渦巻状コイルＳ１が十分に離れた状態を維持できるため、コイルＬ２は外部からの電磁波が遮蔽されたコイルとして動作し、コイルＬ２の相互干渉を極めて小さく抑制できる。特に、図５に比べてプリント基板Ｂ１０に対するコイルＬ２の配置の自由度が増す。【００７１】
これにより、図５で示した構成と同様に、ＩＣカードＢ１が有する共振回路の共振周波数を搬送波信号の周波数に近付けることができるため、前述のようなデータ信号の高調波が強調されることによるデータ波形の歪みを抑制することが可能になり、リーダ・ライタ装置との通信安定性が向上すると共に、複数のＩＣカードを同時に使用する場合であっても通信距離の劣化を最小限に抑制することが可能になる。また、アンテナ用コイルＬ１及びコイルＬ２は通例のＩＣカードの製造技術によって形成することが可能であり、公知のＩＣカードの薄型化技術などを適用することも可能である。【００７２】
更には、コイルＬ２とアンテナ用コイルＬ１や、コイルＬ２と半導体集積回路装置Ｂ２とを接続する接続点においても、リーダ・ライタ装置から出力される電磁波から遮蔽することができ、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２のインダクタンスの変動量をより抑制することが可能になる。【００７３】
《実施の形態５》
図８にはＩＣカードの第５の実施の形態が例示される。図８に示すＩＣカードＢ１は、樹脂モールドされたプリント配線基板によってカードの形態を成し、外部のリーダ・ライタ装置から電磁波を受けるアンテナ用コイルＬ１がプリント配線基板Ｂ１０の配線により形成される渦巻状のコイルによって構成される。また、外部からの電磁波が遮蔽されるコイルＬ２は半導体集積回路装置Ｂ２の一部にその配線層を利用して形成される。半導体集積回路装置Ｂ２に形成されたコイルＬ２の一方が接続する当該半導体集積回路装置Ｂ２の外部端子にコイルＬ１に接続されて、当該半導体集積回路装置Ｂ２がプリント配線基板Ｂ１０に実装される。【００７４】
説明の簡略化のために、図８に共振容量Ｃ１は図示しないが、共振容量Ｃ１は必要に応じてＩＣカードＢ１を形成するプリント基板Ｂ１０または半導体集積回路装置Ｂ２に搭載される。半導体集積回路装置Ｂ２の一部にその配線層を利用して形成されたコイルＬ２は半導体集積回路装置Ｂ２における層間絶縁膜、保護膜若しくはそのパッケージにより自ら電磁波が遮蔽されるものであるとする。【００７５】
以上の構成から、ＩＣカードＢ１にはアンテナ用コイルＬ１と外部からの電磁波が遮蔽されたコイルＬ２、及び、共振容量Ｃ１から成る共振回路が形成され、その共振周波数はアンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２のインダクタンスの和、及び共振容量Ｃ１から決定される。【００７６】
ここで、ＩＣカードＢ１が有するアンテナ用コイルＬ１は、リーダ・ライタ装置から出力される電磁波を受け、高周波信号をコイルＬ２を介して半導体集積回路装置Ｂ２の内部回路に供給する。したがって、複数のＩＣカードＢ１が近接していれば、それぞれのＩＣカードＢ１が有するアンテナ用コイルＬ１は相互に干渉し、各アンテナ用コイルＬ１が形成する共振回路において、それらのインダクタンスが変動したように振舞う。【００７７】
一方、コイルＬ２は半導体集積回路装置Ｂ２内に搭載されていることから外部からの電磁波は遮蔽され、更にコイルＬ２の大きさが小さいことから、コイルＬ２が電磁波から生成する高周波信号は極めて小さい。また、コイルＬ２にはアンテナ用コイルＬ１が受けた電磁波によって発生する電流が流れるためコイルＬ２から電磁波が発生するが、コイルＬ２が半導体集積回路装置Ｂ２内に搭載されており、更にはコイルＬ２の大きさが小さいことから、外部に漏洩する電磁波は極めて小さい。これにより、コイルＬ２は他のＩＣカードが有するコイルとの相互干渉を抑えることができ、コイルＬ２のインダクタンスの変動は最小限に抑制できる。【００７８】
これによっても上記同様の作用効果を得る。特に、コイルＬ２は半導体集積回路装置Ｂ２内に搭載されるため、ＩＣカードの製造工程における複雑な配線を必要とすることなく上記効果を得ることが可能になる。【００７９】
以上、本発明者よりなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、図５では、アンテナ用コイルＬ１とコイルＬ２を形成する渦巻状コイルをそれぞれ異なる配線層で形成した例を示したが、同一の配線層で形成し、電磁波遮蔽板Ｓ２を他の配線層で構成するようにしても同等の効果を得ることが可能であり、更には電磁波遮蔽板Ｓ２に電波吸収体などの電磁波を遮蔽し易い材料を使用しても良い。また、図３以降で示したアンテナ用コイルＬ１やコイルＬ２を形成する渦巻状コイルの巻き数、形状、配線幅や配線間隔などは特に限定されるものではなく、特許文献１に開示される形状を適用することも可能である。また、コイルＬ２における外部からの電磁波の遮蔽の度合いは絶対完全遮蔽に限定されず、当然、適当な許容範囲での遮蔽を意味する。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明は、コイルが受信した交流電圧を整流及び平滑することで内部電圧を形成して動作するＩＣカードやＩＣタグ等に広く利用できるものである。
【符号の説明】
【００８１】
Ｂ１  ＩＣカード
Ｌ１  アンテナ用コイル
Ｌ２  外部からの電磁波が遮蔽されたコイル
Ｃ１  共振容量
Ｂ２  半導体集積回路装置
Ｂ３  電源回路
Ｂ４  内部回路
ＬＡ、ＬＢ  アンテナ端子
Ｂ５  受信部
Ｂ６  送信部
Ｂ７  制御部
Ｂ８  メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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