(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非接触ＩＣカードのカード基体内を経路に沿って導線が周回するようにして形成された単一の非接触ＩＣカード用アンテナであって、当該経路が非接触ＩＣカードの文字エンボス領域全体を内含してその外側を周回するようにされた大きな第１の経路と、該第１の経路の内側を周回し文字エンボス領域のエンボス行の間隙をとおるように形成された小さな複数の経路が組み合わされた構成からなることを特徴とする非接触ＩＣカード用アンテナ。
【請求項２】
経路が２の略矩形状の経路からなり、第２の経路が外側の第１の経路の内周を周回し、当該第２の経路の一部が文字エンボス領域の通常は使用されない域をとおって周回するようにされていることを特徴とする請求項１記載の非接触ＩＣカード用アンテナ。
【請求項３】
導線が被覆導線または印刷配線またはエッチング法で形成した導線であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の非接触ＩＣカード用アンテナ。
【請求項４】
非接触ＩＣカードのカード基体内を経路に沿って導線が周回するようにして形成された単一の非接触ＩＣカード用アンテナの当該経路が非接触ＩＣカードの文字エンボス領域全体を内包してその外側を周回するようにされた大きな第１の経路と、当該第１の経路の内側を周回し文字エンボス領域のエンボス行の間隙をとおるようにされた小さな複数の経路が組み合わされた構成からなることを特徴とする非接触ＩＣカード。
【請求項５】
経路が２の略矩形状の経路からなり、第２の経路が外側の第１の経路の内周を周回し、当該第２の経路の一部が文字エンボス領域の通常は使用されない域をとおって周回するようにされていることを特徴とする請求項４記載の非接触ＩＣカード。
【請求項６】
導線が被覆導線または印刷配線またはエッチング法で形成した導線であることを特徴とする請求項４または請求項５記載の非接触ＩＣカード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触ＩＣカード技術に関する。特にカード基体の少なくとも一方の面に磁気記録部やエンボス加工記録部などの情報記録部が設けられ、またカード基体の内部にＩＣモジュールと通信用アンテナが内蔵された、非接触でデータ送受信可能な非接触ＩＣカード用のアンテナと当該アンテナを使用した非接触ＩＣカードに関するものである。
【０００２】
【従来技術】
カード表面に磁気ストライプ、エンボス加工及び非接触ＩＣモジュールをインプラントする場合、非接触交信のためのアンテナを配置できるスペースが限定され、単一形状のアンテナでは、非接触ＩＣカードに要求されるＲ／Ｗ（リーダーライタ）とのデータ通信距離を確保できないという問題がある。
例えば、図３は、通常の磁気カード表面を示すものであるが、ＪＩＳ規格等により磁気ストライプ１２位置およびエンボス加工領域１４が定められている。加えてクレジットカードの場合は、カード裏面に署名領域１３を設けることが必要となる。
【０００３】
このようなカードに非接触ＩＣカードに必須なコイル状アンテナを埋め込む場合、アンテナを磁気ストライプの下に配置すると磁気ストライプの磁気特性が変化するため、磁気ストライプの下にアンテナを配置することは望ましくない。
一方、エンボス加工領域にアンテナを配置すると、エンボス加工時にアンテナが断線し非接触ＩＣカードとして動作しないことになるので、エンボス加工部にアンテナを配置することも望ましくない。
【０００４】
磁気ストライプ１２からなる磁気記録部を設ける位置は、カードの用途によって予め規格で定められていて、例えば、クレジットカードにおける共通の規格としては、磁気ストライプをカードの上辺から９．０ｍｍの位置を磁気ストライプの中央位置として定め、また、磁気ストライプの幅を６．３ｍｍとして設けることが定められている。
一方、エンボス加工領域１４は、カード基材の横方向に３〜４列のエンボス加工文字を形成することができるように規格で定められ、各エンボス加工文字の形成位置もそれぞれ定められている。例えば、エンボス加工文字の最下部の位置をカード基材１１の底辺から２．４８９ｍｍ離して形成し、エンボス加工領域１４の一字目の文字または数字の形成位置は、カード基材の左端から１０．１８５ｍｍに１字目の数字の中央部が位置するように形成することを定めている。
【０００５】
図４は、制限領域を避ける場合のアンテナ形成領域を示す図、図５はアンテナ形成領域にアンテナを形成したカードを示す図である。上記制限領域を避けてコイル状アンテナの配置可能な領域を表示すと、図４の点状のハッチングを施した部分となり、アンテナを配置できる領域がかなり狭いことが分かる。このようなハッチング部にアンテナ２０を設計すると、図５のアンテナデザインとなり狭く捲線数も少なく十分な通信距離が得られない。
【０００６】
図６は、実際のエンボス加工の状況を示す図、図７は、エンボス間隙部にアンテナを形成した例を示す図である。実際のカードは、エンボス加工領域のすべてにエンボスが施されるわけではない。例えば代表的なクレジットカードは、第１行目にカード番号、第２行目にカード有効期限、第３行目に入会日、第４行目に氏名がエンボス加工文字１５で加工され、第１行目と第２行目との間には、図６のように約５ｍｍ程の間隙部１６が得られる。
図７は、この間隙部１６を利用して単一形状の線路からなるアンテナ２０を配置した非接触ＩＣカードである。ＩＣチップ２１は署名領域等に埋設される。
この場合、アンテナ寸法を短辺約２５ｍｍ、長辺約８０ｍｍに設計してＲ／Ｗとの最大通信距離は約８．５ｃｍが得られる。しかし、この通信距離でも実用上十分でない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は上記のように、カード表面に磁気記録部やエンボス加工記録部などの情報記録部が設けられ、またカード基材の内部にＩＣチップと通信用アンテナコイルが内臓された非接触ＩＣカードにおいて、Ｒ／Ｗとの間のより長い通信距離、具体的には１０ｃｍ以上の通信距離を確保すべく検討してなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、非接触ＩＣカードのカード基体内を経路に沿って導線が周回するようにして形成された単一の非接触ＩＣカード用アンテナであって、当該経路が非接触ＩＣカードの文字エンボス領域全体を内含してその外側を周回するようにされた大きな第１の経路と、該第１の経路の内側を周回し文字エンボス領域のエンボス行の間隙をとおるように形成された小さな複数の経路が組み合わされた構成からなることを特徴とする非接触ＩＣカード用アンテナ、にある。かかる非接触ＩＣカード用アンテナであるため狭いカード面で十分な通信距離を確保することができる。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、非接触ＩＣカードのカード基体内を経路に沿って導線が周回するようにして形成された単一の非接触ＩＣカード用アンテナの当該経路が非接触ＩＣカードの文字エンボス領域全体を内包してその外側を周回するようにされた大きな第１の経路と、当該第１の経路の内側を周回し文字エンボス領域のエンボス行の間隙をとおるようにされた小さな複数の経路が組み合わされた構成からなることを特徴とする非接触ＩＣカード、にある。かかるＩＣカードあるため狭いカード面で十分な通信距離を確保することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の非接触ＩＣカードについて、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の非接触ＩＣカードの一例を示す透視平面図である。
本発明の非接触ＩＣカード１０は、アンテナ２０が一定の経路に沿って導線が周回するように形成されているが、当該経路が形または大きさが異なる２以上の経路の組み合わせからなっていることに特徴がある。図１の場合では、略矩形状の内側の経路２０１と同じく略矩形状の外側の経路２０２の組み合わせから構成されている。ＩＣチップ２１のバンプ２１１に接続するアンテナは最初に内側の経路２０１を周回した後、外側の経路２０２を周回して最後にバンプ２１２に接続している。
【００１１】
このようにアンテナ経路を形成するのは、前述のように磁気ストライプ１２や署名領域１３、エンボス加工領域１４を有するような多機能なカードではアンテナを形成する領域が極めて限定されるため、その経路を分散してアンテナ導線の集中によるカードの凹凸化を防止することと巻き線数を確保する必要からである。図１の例では、経路２０１は、署名領域１３と磁気ストライプ１２の間をとおりエンボス領域１４の前記した通常は使用されない隙間をとおって周回しており、経路２０２は、署名領域１３と磁気ストライプ１２の間およびカードの下端側辺をとおって周回するようにされている。
【００１２】
経路の形状は図１のように略矩形状のものに限らず、円形や楕円形のもの、円形と矩形状のものの組み合わせ等であっても良いが、実際にはアンテナを形成できる領域が限定されるので自由なアンテナ設計は困難となる。
アンテナ導線が被覆導線の場合は、通常０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの径ものが使用され、印刷配線やエッチングして形成した導線の場合は、０．１ｍｍ〜  ０．１５ｍｍの線幅に形成される。捲線回数は多いほどアンテナ効率を高くすることができるが、アンテナを配置できるスペースの制約上、ターン数は制限される。
【００１３】
図２は、非接触ＩＣカードの断面を示す図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面を図示するもので、カードの厚み方向の縮尺は拡大して図示されている。
カード基体は各種の構成とすることができるが多用される構成の一例を示している。多重構造のカード基体１１の中央には厚さ０．３ｍｍの塩化ビニル樹脂等の白色のセンターコアシート１１１が設けられ、前記白色センターコアシート１１１の表裏両面に、それぞれ厚さ０．２ｍｍの塩化ビニル樹脂等の白色コアシート１１２，１１３が前記白色センターコアシート１１１を挟んで接着されている。また、前記各々の白色コアシート１１２，１１３の表出面には、それぞれ厚さ０．０２ｍｍのオーバーシート１１４，１１５が積層されている。
上記において、樹脂基材には塩化ビニール樹脂の他、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド等の樹脂基材が使用できるが、塩化ビニール樹脂以外の場合は自己接着性がないので、接着剤を使用した熱プレスが必要になる。
【００１４】
図中、１２は磁気ストライプ、２１はＩＣチップ、２１１，２１２はＩＣチップのバンプ、２０はアンテナであって導線の断面が見えている。１７はサインパネルであって筆記可能にされたパネルが転写され筆記による署名がなされる。
また、１４はエンボス加工領域であって、カードの表面をダイで押さえた状態でカード裏面から凸状の活字体を押圧してカード表面に突出したエンボス加工文字１５が形成される。
【００１５】
このような非接触ＩＣカードの製造は、センターコアシート１１１に通信用アンテナを形成した後、アンテナの両端部である接続端子２０１，２０２上にＩＣチップのバンプ２１１，２１２が位置するようにして配置してから両者間を導電性接着剤または異方導電性フィルム等を用いて加圧接続してＩＣチップを装着する。
【００１６】
図１の例の非接触ＩＣカードでは、コンデンサパターンが形成されていないが、コンデンサはＩＣチップに内蔵することができ、当該コンデンサの静電容量ＣとアンテナコイルのインダクタンスＬとによりＬＣ共振回路が形成されている。一般に共振周波数１３．５６ＭＨｚに対応するものが良く使用される。
このようなアンテナは、熱溶融性の被覆樹脂層を有する導線をキャピラリーに通して加熱しながら導線をカード基材に圧着して接着させる方法や、導電性金属箔層を有するカード基材を印刷レジストやフォトレジストでパターン形成してエッチングする方法や、導電性インキを用いた印刷配線の技術で形成することができる。アンテナとＩＣチップを覆う全面にはコアシートやオーバーシートが積層されるのが通常である。
【００１７】
【実施例】
（実施例）
厚み３００μｍの塩化ビニールからなるカード基材（センターコアシート）に、絶縁層で被覆したワイヤ導線（被覆銅線０．１０ｍｍ径）を用いてアンテナコイルを形成した。被覆導線のカード基材への固定は、被覆銅線を先端に加熱部を有するキャピラリー中を通して絶縁層を溶かしながら導線をカード基材に圧着してキャピラリーを経路に沿って動かすことにより導線をカード基材に接着して固定させる方法を行った。
【００１８】
アンテナの第１の経路を、図１の２０１の経路のように、その大きさを短辺約２５ｍｍ、長辺約８０ｍｍの矩形状とし、第２の経路を図１の２０２の経路のように、その大きさを短辺約３５ｍｍ、長辺約８０ｍｍの矩形状とした。
導線の線間幅を約０．２ｍｍとして、第１の経路に沿って３ターンの導線を周回させ、同様に第２の経路に沿って２ターンの導線を周回させてアンテナの最後の端部をＩＣチップ接続端部とした。すなわち、接続端部２０１から出発する導線は一筆書きの要領で第１の経路の内側の経路を描いた後、３周して第２の経路に移る。第２の経路を２周して接続端部２０２に至って終了する。この際、図中のジャンピング部２０３では先に描いた導線を跨ぐことになるが導線は絶縁層で被覆されているため短絡を生じることはない。
【００１９】
このようにして形成されたアンテナの接続端子上にＩＣチップを導電性接着剤を使用したフェイスダウン状態で装着した後、その表裏にコアシート（０．２ｍｍ）を積層し、さらに上下面に透明オーバーシート（０．０２ｍｍ）を被せ、さらに磁気テープの転写をしてから熱プレスしてカード基体を完成した。その後、エンボシングを行ってＩＣカードを完成した。
【００２０】
完成した非接触ＩＣカードは、Ｒ／Ｗとの最大通信距離において、１０ｃｍの通信距離を確保することができ、図７の実施形態に比べて、約１．５ｃｍ通信距離を伸ばすことができた。また、磁気ストライフプの書込み読込みやエンボス加工領域へのエンボス加工の際にも支障を生じることはなかった。
【００２１】
【発明の効果】
上述のように、本発明の非接触ＩＣカード用アンテナはカードの磁気記録やエンボス加工記録に支障のない領域に通信用アンテナが形成されるように、複数の組み合わされた経路に沿ってアンテナを形成しているので、カードの磁気記録やエンボス加工記録機能を損なうことなく、かつ非接触ＩＣカードとして十分な通信距離を確保することができる。
また、本発明の非接触ＩＣカードはこのようなアンテナを利用しているので、非接触ＩＣカードとして十分な機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の非接触ＩＣカードの一例を示す平面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】  通常の磁気カード表面を示す図である。
【図４】  制限領域を避ける場合のアンテナ形成領域を示す図。
【図５】  アンテナ形成領域にアンテナを形成したカードを示す。
【図６】  実際のエンボス加工の状況を示す図である。
【図７】  エンボス間隙部にアンテナを形成した例を示す。
【符号の説明】
１０    本発明の非接触ＩＣカード
１１    カード基体
１２    磁気ストライプ
１３    署名領域
１４    エンボス加工領域
１５    エンボス加工文字
１６    間隙部
１７    サインパネル
２０    アンテナ
２１    ＩＣチップ
【図１】
0004531183.tif 000002
【図２】
0004531183.tif 000003
【図３】
0004531183.tif 000004
【図４】
0004531183.tif 000005
【図５】
0004531183.tif 000006
【図６】
0004531183.tif 000007
【図７】
0004531183.tif 000008