(57)【要約】  接触型伝達機能と非接触型伝達機能との双方の機能を備えたＩＣチップと、接触型伝達部である外部端子と非接触型伝達部である接続コイルを有するモジュール基材と、を有するＩＣモジュールと、第一の面及び第二の面を有するアンテナ基材と、前記アンテナ基材の第二の面上に設けられた第二面コイルを含み前記ＩＣモジュールの前記接続コイルと電磁結合可能な結合用コイルと、非接触型外部機器との非接触型通信を行うために前記結合用コイルに接続されたアンテナコイルと、を有するアンテナシートと、前記アンテナシートを内部に収容し、前記ＩＣモジュールを収容する凹部を有する板状のカード本体と、を備えるデュアルＩＣカードであって、前記第二面コイルの少なくとも一部は、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記カード本体の凹部が形成されている領域内に配置されている。
2018105650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接触型伝達機能と非接触型伝達機能との双方の機能を備えたＩＣチップと、接触型伝達部である外部端子と非接触型伝達部である接続コイルを有するモジュール基材と、を有するＩＣモジュールと、
第一の面及び第二の面を有するアンテナ基材と、前記アンテナ基材の第二の面上に設けられた第二面コイルを含み前記ＩＣモジュールの前記接続コイルと電磁結合可能な結合用コイルと、非接触型外部機器との非接触型通信を行うために前記結合用コイルに接続されたアンテナコイルと、を有するアンテナシートと、
前記アンテナシートを内部に収容し、前記ＩＣモジュールを収容する凹部を有する板状のカード本体と、
を備えるデュアルＩＣカードであって、
前記第二面コイルの少なくとも一部は、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記カード本体の凹部が形成されている領域内に配置されている、デュアルＩＣカード。
【請求項２】
前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記第二面コイルのうちの、前記凹部が形成されている領域と前記凹部が形成されていない領域との境界にある部分の線幅が、前記第二面コイルの他の部分の線幅よりも太い、
請求項１に記載のデュアルＩＣカード。
【請求項３】
前記凹部は、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記カード本体の長辺に平行な２つの第一辺と前記カード本体の短辺に平行な２つの第二辺とからなる矩形状を有しており、
前記第二面コイルは、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記２つの第二辺のうちの１つ又は両方を跨いでいる、
請求項１又は２に記載のデュアルＩＣカード。
【請求項４】
前記カード本体の凹部は、前記カード本体の表面近傍に形成された第一凹部と、前記第一凹部に連通し前記第一凹部よりも狭い開口幅を有する第二凹部とを有し、
前記第二面コイルの少なくとも一部は、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記第一凹部が形成されている領域の内であって、かつ、前記第二凹部が形成されていない領域に配置されている、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のデュアルＩＣカード。
【請求項５】
前記結合用コイルは、前記アンテナ基材の第一の面に設けられた第一面コイルと、前記第一面コイルと前記第二面コイルとの間を接続する接続部と、をさらに有し、
前記第一面コイルは、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記カード本体の凹部が形成されている領域の外に配置されている、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のデュアルＩＣカード。
【請求項６】
第一の面及び第二の面を有するアンテナ基材と、ＩＣモジュールの接続コイルと電磁結合可能な結合用コイルと、非接触型外部機器との非接触型通信を行うために前記結合用コイルに接続されたアンテナコイルと、を有するアンテナシートであって、
前記結合用コイルは、前記アンテナ基材の第一の面に設けられた第一面コイルと、前記第二の面に設けられた第二面コイルと、前記第一面コイルと前記第二面コイルとの間を接続する接続部を有し、
前記第二面コイルの少なくとも一部は、前記アンテナ基材の厚さ方向に見たときに、前記第一面コイルの内側に配置されている、
アンテナシート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触通信と非接触通信が可能なデュアルＩＣカードおよびそれに用いられるアンテナシートに関する。
本願は、２０１６年１２月６日に、日本に出願された特願２０１６−２３６８３９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
接触通信機能および非接触通信機能を有するＩＣチップを搭載したＩＣモジュールは、用途に応じて通信形態を使い分けることができるため、様々な用途に用いられてきている。一例として、ＩＣモジュールがカード本体に取付けられ、ＩＣモジュールとカード本体との間で電磁的な結合（電磁結合、トランス結合など）により電力供給と通信が可能なデュアルＩＣカードが知られている。【０００３】
デュアルＩＣカードにおいて、例えば、クレジットのような大量のデータ交換や決算情報の交信のような確実性と安全性が求められる用途では接触通信が用いられる。一方で、入退室のゲート管理などのように認証が主たる交信内容であり、交信データ量が少量の用途では非接触通信が用いられる。【０００４】
ＩＣモジュールとカード本体とを電磁的な結合により電気的に接続することで、ＩＣモジュールとカード本体との電気的な接続が不安定になることを抑制することができる。これに対し、ＩＣモジュールとカード本体とをはんだなどの導電性の接続部材で直接接続した場合には、デュアルＩＣカードが曲げられたときに接続部材が破損する可能性がある。【０００５】
このようなＩＣモジュールとカード本体とが電磁的な結合により電気的に接続可能なデュアルＩＣカードとして、例えば特許文献１から２に記載されたものが知られている。
ＩＣモジュールとカード本体とが電磁的な結合により電気的に接続可能なデュアルＩＣカードにおいて、ＩＣモジュールの表面に接触型外部機器との接触通信用の端子（接触端子部）が形成されており、ＩＣモジュールの裏面に非接触通信用の接続コイルが形成されている。【０００６】
カード本体は、シート状の樹脂（基材）にプリントコイルで形成した結合用コイルとアンテナコイル（主コイル）とを持つアンテナシートの表裏に樹脂シートをラミネートしたものである。カード本体の結合用コイルの近傍に形成された凹部に、ＩＣモジュールが配置される。
凹部の近傍の領域では、カード本体の厚さが急激に変化しているため、カード本体を曲げようとする外力が作用すると、凹部の底の外周に応力が集中する。このため、デュアルＩＣカードは、凹部から破損しやすい。
アンテナシートにおいて、平面視にて凹部に重なる領域や凹部の近傍の領域に結合用コイルが配置されている場合、カード本体の破損の問題とは別に、上記応力集中の影響を受けて結合用コイルが断線しやすいという問題がある。【０００７】
特許文献３には、デュアルＩＣカードに外力による曲げ応力が発生しても、結合用コイルの破断による故障を抑制することができるデュアルＩＣカードが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第９９／２６１９５号
【特許文献２】国際公開第９６／３５１９０号
【特許文献３】国際公開第２０１４／２０８４３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３に記載のデュアルＩＣカードでは、上述した結合用コイルの配線の断線を防ぐため、平面視において凹部の外側に結合用コイルが配置されている。
ＩＣモジュールの接続コイルとカード本体の結合用コイルとが近接しているほど両コイルの電磁的な結合が強くなり、非接触通信の性能を高めることができる。この観点においては、平面視において凹部内側にも結合用コイルを配置することが望まれる。
平面視において凹部内側にも結合用コイルが配置された場合においても、結合用コイルの配線の断線を防ぐことは依然として望まれている。【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、非接触通信の性能が高いデュアルＩＣカードの提供を一つの目的とする。また、耐久性が高いデュアルＩＣカード、およびアンテナシートの提供を一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様に係るデュアルＩＣカードは、接触型伝達機能と非接触型伝達機能との双方の機能を備えたＩＣチップと、接触型伝達部である外部端子と非接触型伝達部である接続コイルを有するモジュール基材と、を有するＩＣモジュールと、第一の面及び第二の面を有するアンテナ基材と、前記アンテナ基材の第二の面上に設けられた第二面コイルを含み前記ＩＣモジュールの前記接続コイルと電磁結合可能な結合用コイルと、非接触型外部機器との非接触型通信を行うために前記結合用コイルに接続されたアンテナコイルと、を有するアンテナシートと、前記アンテナシートを内部に収容し、前記ＩＣモジュールを収容する凹部を有する板状のカード本体と、を備えるデュアルＩＣカードであって、前記第二面コイルの少なくとも一部は、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記カード本体の凹部が形成されている領域内に配置されている。【００１２】
前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記第二面コイルのうちの、前記凹部が形成されている領域と前記凹部が形成されていない領域との境界にある部分の線幅が、前記第二面コイルの他の部分の線幅よりも太くてもよい。【００１３】
前記凹部は、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記カード本体の長辺に平行な２つの第一辺と前記カード本体の短辺に平行な２つの第二辺とからなる矩形状を有しており、前記第二面コイルは、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記２つの第二辺のうちの１つ又は両方を跨いでいてもよい。【００１４】
前記カード本体の凹部は、前記カード本体の表面近傍に形成された第一凹部と、前記第一凹部に連通し前記第一凹部よりも狭い開口幅を有する第二凹部とを有し、前記第二面コイルの少なくとも一部は、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記第一凹部が形成されている領域の内であって、かつ、前記第二凹部が形成されていない領域に配置されていてもよい。【００１５】
前記結合用コイルは、前記アンテナ基材の第一の面に設けられた第一面コイルと、前記第一面コイルと前記第二面コイルとの間を接続する接続部と、をさらに有し、前記第一面コイルは、前記カード本体の厚さ方向に見たときに、前記カード本体の凹部が形成されている領域の外に配置されていてもよい。【００１６】
本発明の一態様に係るアンテナシートは、第一の面及び第二の面を有するアンテナ基材と、ＩＣモジュールの接続コイルと電磁結合可能な結合用コイルと、非接触型外部機器との非接触型通信を行うために前記結合用コイルに接続されたアンテナコイルと、を有するアンテナシートであって、前記結合用コイルは、前記アンテナ基材の第一の面に設けられた第一面コイルと、前記第二の面に設けられた第二面コイルと、前記第一面コイルと前記第二面コイルとの間を接続する接続部を有し、前記第二面コイルの少なくとも一部は、前記アンテナ基材の厚さ方向に見たときに、前記第一面コイルの内側に配置されている。
【発明の効果】
【００１７】
上記態様のいくつかによれば、非接触通信の性能が高いデュアルＩＣカード、およびアンテナシートを提供することができる。また、上記態様のいくつかによれば、耐久性が高いデュアルＩＣカード、およびアンテナシートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るデュアルＩＣカードを模式的に示す断面図である。
【図２】同デュアルＩＣカードのアンテナシートを示す平面図である。
【図３】同デュアルＩＣカードのアンテナシートを示す平面図である。
【図４】同デュアルＩＣカードのアンテナシートを示す平面図である。
【図５】同デュアルＩＣカードに曲げを加えて変形させた様子を示す模式図である。
【図６】同デュアルＩＣカードに曲げを加えて変形させた様子を示す模式図である。
【図７】同デュアルＩＣカードにおける各要素間の電気的接続関係を説明するための等価回路図である。
【図８】同デュアルＩＣカードの一実施例の通信特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、一実施形態に係るデュアルＩＣカード１およびアンテナシート１２を、図１〜図４を参照しながら説明する。図１〜図４において、方向ＤはデュアルＩＣカード１（アンテナシート１２）の厚さ方向を示し、方向Ｅ及びＦはそれぞれデュアルＩＣカード１（アンテナシート１２）の短辺及び長辺に平行な方向を示している。
図１および図２に示すように、デュアルＩＣカード１は、アンテナシート１２と、アンテナシート１２を内部に収容し、凹部１１が形成された板状のカード本体１０と、凹部１１に収容されたＩＣモジュール３０とを備えている。
なお、図１はデュアルＩＣカード１を模式的に示す断面図であり、後述するアンテナ１３の巻き数を簡略化して示している。図２は、カード本体１０の内部にあるアンテナシート１２を示している。
【００２０】
アンテナシート１２は、第一の面１２ａ及び第二の面１２ｂを有するアンテナ基材１２Ａと、アンテナ１３とを有している。図２の例において、アンテナシート１２は、アンテナ１３に電気的に接続された容量性素子１４をさらに有している。図２は、アンテナシート１２におけるアンテナ１３および容量性素子１４の配置の一例を示している。
【００２１】
アンテナ基材１２Ａは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの絶縁性および耐久性を有する材料を用いて形成される。
アンテナ基材１２Ａは、図２〜図４に示すように、平面視（図中のＤ方向で視ることをいう）において長辺１２ｅと短辺１２ｃとを含む矩形状を有しており、アンテナ基材１２Ａの厚さは、例えば１５〜５０μｍ（マイクロメートル）である。
アンテナ基材１２Ａの短辺１２ｃの近傍に、アンテナ基材１２Ａの厚さ方向Ｄに貫通する収容孔１２ｇが形成されている。収容孔１２ｇは、厚さ方向Ｄに見たときにアンテナ基材１２Ａの長辺１２ｅと短辺１２ｃに平行な辺からなる矩形状を有している。
【００２２】
アンテナ１３は、後述するＩＣモジュール３０の接続コイル３１と電磁的に結合可能な結合用コイル１８、およびリーダライタ等の図示されない非接触型外部機器との非接触通信を行うために結合用コイル１８に接続された主コイル１９（アンテナコイル）を有している。図２の例において、結合用コイル１８は、収容孔１２ｇが設けられる結合用コイル領域Ｒ１内に配置され、主コイル１９は、結合用コイル領域Ｒ１に隣り合う主コイル領域Ｒ２内に配置されている。アンテナ基材１２Ａの長辺１２ｅと収容孔１２ｇとの間には、エンボスが形成可能なエンボス領域Ｒ３がＩＣカードの規格（Ｘ  ６３０２−１：２００５（ＩＳＯ／ＩＥＣ  ７８１１−１：２００２））に基づいて設定されている。
【００２３】
容量性素子１４は、図１および図２に示すように、アンテナ基材１２Ａの第一の面１２ａ上に設けられた電極板１４ａと、第一の面１２ａと反対側の第二の面１２ｂ上に設けられた電極板１４ｂとを有している。電極板１４ａと電極板１４ｂは、アンテナ基材１２Ａを挟んで対向するように配置されている。
電極板１４ａは、図３に示すように、主コイル１９の最も内側に配された素線１９ａの端部に接続されている。電極板１４ｂは、図４に示すように、第二の面１２ｂに設けられた接続配線２１に接続されている。接続配線２１は、後述する第二面コイル５２の素線５２ｂの第一端に接続されている。容量性素子１４は、結合用コイル１８と主コイル１９との間に直列に接続されている。
アンテナ１３、容量性素子１４および接続配線２１は、例えば、一般的なグラビア印刷によりレジストが塗工された銅箔やアルミニウム箔に対してエッチングを行うことで形成することができる。
【００２４】
カード基材１５は、平面視において矩形状を有している。カード基材１５の材料として、たとえば、非晶質ポリエステルなどのポリエステル系材料、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）などの塩化ビニル系材料、ポリカーボネート系材料、ＰＥＴ−Ｇ（ポリエチレンテレフタレート共重合体）などの絶縁性を有する材料が挙げられる。
【００２５】
カード本体１０は、アンテナシート１２を２つのカード基材１５の間に挟み込み、熱圧によるラミネートあるいは接着等によりアンテナシート１２及びカード基材１５を一体化させ、その後にカード本体１０の形状に打ち抜いて成形される。複数の基材を積層してカード基材１５を形成してもよい。
以降の説明において、アンテナ基材１２Ａの第一の面１２ａに対向するカード本体１０の表面をカード本体表面１０ａ、カード本体表面１０ａの反対側の面をカード本体裏面１０ｂという。
【００２６】
凹部１１は、たとえば、カード基材１５にミリング加工を施すことにより形成できる。凹部１１は、カード本体表面１０ａで開口する第一の収容部２４（第一凹部）と、第一の収容部２４に連通し第一の収容部２４よりも狭い幅の第二の収容部２５（第二凹部）とを有している。第一の収容部２４の開口１１ａは、カード本体表面１０ａに形成されている。第二の収容部２５は、アンテナ基材１２Ａを貫通してアンテナ基材１２Ａの収容孔１２ｇを形成している。
また、凹部１１は、厚さ方向Ｄに見たときにカード基材１５の長辺に平行な２つの辺（第一辺）とカード基材１５の短辺に平行な２つの辺（第二辺）とからなる矩形状を有している。
【００２７】
第一の収容部２４は、図２に示すように、平面視において、短辺１２ｃに平行な第一側面２４ｃと、第一側面２４ｃに対向する第二側面２４ｄと、長辺１２ｅに平行な第３側面２４eと、第３側面２４ｅに対向する第４側面２４ｆとを有する。
【００２８】
結合用コイル１８は、図１および図２に示すように、アンテナ基材１２Ａの第一の面１２ａ（表面）上に設けられた第一面コイル５１と、アンテナ基材１２Ａの第二の面１２ｂ（裏面）上に設けられた第二面コイル５２とを有している。
第一面コイル５１の最も内側に配された素線５１ａの第一端には、図３に示すように、略円形状の第一の端子２０ａが設けられている。第二面コイル５２の最も内側に配された素線５２ｂの第二端には、図４に示すように、略円形状の第二の端子２０ｂが設けられている。なお、第一の端子２０ａ及び第二の端子２０ｂの形状は適宜に変更可能である。
第一の端子２０ａ及び第二の端子２０ｂの径は、これらの間での接続を確実に行うために、図３及び図４に示すように素線５１ａ及び素線５２ｂの幅よりも大きくてもよい。
また、第一の端子２０ａ及び第二の端子２０ｂの一部もしくは全部は、厚さ方向Ｄに見たときに、互いに重なっている。第一の端子２０ａ及び第二の端子２０ｂは、公知のクリンピング加工などにより互いに電気的に接続されて接続部を構成している。
【００２９】
結合用コイル１８は、厚さ方向Ｄに見たときに渦巻状に形成されている。厚さ方向Ｄに見たときに、外側に第一面コイル５１、内側に第二面コイル５２が配置されている。
図１〜４の例において、第一面コイル５１は、厚さ方向Ｄに見たときに、収容孔１２ｇの周りに２回巻回されている。第二面コイル５２は、厚さ方向Ｄに見たときに、収容孔１２ｇ周りに２回巻回されている。
結合用コイル１８をアンテナ基材１２Ａの両面に配置することができる。この場合、結合用コイル１８の巻き数や配置等の設計における自由度を増すことができる。
【００３０】
図１〜４の例において、第一面コイル５１は、アンテナ基材１２Ａの第一の面１２ａに設けられており、厚さ方向Ｄに見たときに、凹部１１の第一の収容部２４の外側に形成されている。また、第一面コイル５１は、厚さ方向Ｄに見たときに、第一の収容部２４の内側に配置されていない。この場合、凹部１１をアンテナ基材１２Ａ近傍まで深く形成することができる。これにより、結合用コイル１８と、ＩＣモジュール３０の接続コイル３１をより近接させて配置できる。
図２及び３の例において、エンボス領域Ｒ３において第一面コイル５１を構成する素線５１ｅの幅は、エンボス領域Ｒ３以外において第一面コイル５１を構成する素線５１ａの幅よりも広い。
【００３１】
第二面コイル５２は、アンテナ基材１２Ａの第二の面１２ｂに設けられており、厚さ方向Ｄに見たときに、凹部１１の第二の収容部２５の外側に形成されている。
また、第二面コイル５２の一部または全部は、凹部１１の第二の収容部２５の外側、かつ、第一の収容部２４の内側に配置されている。
【００３２】
凹部１１の近傍の領域では、カード本体１０の厚さが急激に変化しているため、カード本体１０を曲げようとする外力が作用すると、凹部１１の底の外周に応力が集中する。凹部１１の底の外周近傍に結合用コイル１８が配置されている場合、上記応力集中の影響を受けて結合用コイル１８が断線しやすい。
したがって、結合用コイル１８の断線防止の観点のみにおいては、厚さ方向Ｄに見たときに、凹部１１が形成されている領域と凹部１１が形成されていない領域との境界、すなわち凹部１１の隅Ｐｃ，Ｐｄ、Ｐｅ、Ｐｆを跨がないように第一の収容部２４の外側に結合用コイル１８を配置することが望ましい。
他方で、結合用コイル１８が平面視において第一の収容部２４の内側に配置されている場合、結合用コイル１８をＩＣモジュール３０の接続コイル３１により近接させることができ、これらの間の電磁的な結合をより強くすることができるため、非接触通信の性能を高めることができる。
【００３３】
図１〜４の例では、第二の面１２ｂに設けられる第二面コイル５２の一部または全部は、第一の収容部２４の内側に配置されている。また、第一の面１２ａに設けられる第一面コイル５１の全ては、第一の収容部２４の外側に配置されている。
第二面コイル５２が第一の収容部２４の内側に配置されている場合、結合用コイル１８をＩＣモジュール３０の接続コイル３１により近接させることができる。また、第一面コイル５１の全てが第一の収容部２４の外側に配置されている場合、上記応力集中による結合用コイル１８の断線を抑制することができる。
【００３４】
図１〜４の例において、結合用コイル１８は、第二の面１２ｂにおいて凹部１１の隅Ｐｃ，Ｐｄ、Ｐｅ、Ｐｆのうちの１つ又は２つ以上を跨ぐように配されている。アンテナ基材１２Ａの第二の面１２ｂは、第一の面１２ａに比べて、凹部１１の隅Ｐｃ，Ｐｄ、Ｐｅ、Ｐｆに発生する応力の影響を受けにくい。したがって、第二の面１２ｂにおいて凹部１１の隅Ｐｃ，Ｐｄ、Ｐｅ、Ｐｆのうちの１つ又は２つ以上を跨ぐように結合用コイル１８を配置することにより、結合用コイル１８の断線が発生しにくくなる。
【００３５】
結合用コイル１８のうちの、凹部１１の隅Ｐｃ，Ｐｄ、Ｐｅ、Ｐｆを跨ぐ部分の幅を他の部分の幅よりも太くしてもよい。この場合、結合用コイル１８の断線をより好適に防ぐことができる。また、図５に示すようにカード本体１０を長辺１２ｅが湾曲するように曲げた場合、第一の収容部２４の第一側面２４ｃと底面との境界である隅Ｐｃ、及び第二側面２４ｄと底面との境界である隅Ｐｄに発生する応力は、他の隅に発生する応力よりも小さい。したがって、隅Ｐｃ、及び隅Ｐｄの一方又は両方を跨ぐように結合用コイル１８を配置した場合、結合用コイル１８の断線をより好適に防ぐことができる。
【００３６】
主コイル１９は、図２に示すように、厚さ方向Ｄに見たときに渦巻状に形成されている。図２の例において、主コイル１９は主コイル領域Ｒ２内で２回巻回されている。エンボス領域Ｒ３において主コイル１９を構成する素線１９ｅの幅は、エンボス領域Ｒ３以外において主コイル１９を構成する素線１９ａの幅よりも広い。この場合、エンボス領域Ｒ３にエンボスが形成されるときに素線１９ｅ、５１ｅが断線することを防ぐことができる。
主コイル１９の最も外側に配された素線１９ｅの端部に、第一面コイル５１の最も外側に配された素線５１ｅの端部が接続されている。
素線１９ａ及び５１ａの幅は、たとえば、約０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度であり、素線１９ａ及び５１ａの間隔は、たとえば、約０．１ｍｍ〜１ｍｍであればよい。また、エンボス領域Ｒ３における素線１９ｅ及び５１ｅの幅は約１ｍｍ〜１５ｍｍであり、素線１９ｅ及び５１ｅの幅の間隔は、たとえば、約０．１ｍｍ〜１ｍｍであればよい。
【００３７】
アンテナ基材１２Ａの第一の面１２ａには、図３に示すように、第一面コイル５１と、第一の端子２０ａと、主コイル１９と、電極板１４ａとが配置されている。
一方、アンテナ基材１２Ａの第二の面１２ｂには、図４に示すように、第二面コイル５２と、第二の端子２０ｂと、電極板１４ｂとが配置されている。
【００３８】
ＩＣモジュール３０は、図１に示すように、シート状のモジュール基材３３と、モジュール基材３３の第一の面上に設けられたＩＣチップ３４および接続コイル３１と、モジュール基材３３の第二の面上に設けられた複数の接触端子（接触端子部）３５とを備えている。図１の例において、モジュール基材３３の第一の面はアンテナ基材１２Ａの第一の面１２ａに対向している。
ＩＣモジュール３０は、さらにＩＣ樹脂封止部３６を備えていてもよい。
【００３９】
モジュール基材３３は、平面視で矩形状に形成されている。モジュール基材３３の材料として、たとえば、ガラスエポキシやＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの絶縁材料が挙げられる。モジュール基材３３の厚さは、例えば５０〜２００μｍである。
【００４０】
ＩＣチップ３４には、接触通信機能および非接触通信機能を有する公知のＩＣチップを用いることができる。
ＩＣチップ３４は、ガラスエポキシやＰＥＴに対してダイアタッチ用接着剤により接着され、直径１０〜４０μｍの金あるいは銅などのワイヤによって接続コイル３１および接触端子３５に直接、あるいはそれらに接続されたパターン配線に対して、ガラスエポキシやＰＥＴに開けた穴を介してワイヤボンディングされている。
【００４１】
接続コイル３１は、ＩＣチップ３４と樹脂封止部３６を囲うように螺旋状に形成されている。接続コイル３１は、たとえば、銅箔やアルミニウム箔にエッチングを行うことにより形成できる。接続コイル３１の厚さは、例えば５〜５０μｍである。
接続コイル３１は、カード本体１０の結合用コイル１８との電磁的な結合が可能な非接触通信部を構成する。
【００４２】
複数の接触端子３５は、たとえば、モジュール基材３３の第二の面上に設けた銅箔にエッチングを行うことで、形成できる。銅箔の外部に露出する部分には、厚さ０．５〜３μｍのニッケル層をメッキにより設けてもよく、さらにこのニッケル膜上に厚さ０．０１〜０．３μｍの金層をメッキにより設けてもよい。複数の接触端子３５へのメッキは、接触端子３５に接続されたメッキ配線を用いる電解メッキ、又は、無電解メッキによって行うことができる。
各接触端子３５は、現金自動預け払い機などの接触型外部機器との通信のために用いられる。接触端子３５は、ＩＣチップ３４と不図示のワイヤにより接続されている。
ＩＣチップ３４と接続コイル３１とは不図示のワイヤにより接続されていて、ＩＣチップ３４、接続コイル３１およびワイヤにより、閉回路が構成される。
なお、複数の接触端子３５は厚さ５０〜２００μｍのリードフレームで形成してもよい。接続コイル３１は銅線により形成してもよい。
【００４３】
樹脂封止部３６は、例えば、公知のエポキシ樹脂などで形成することができる。ＩＣモジュール３０が樹脂封止部３６を備える場合、ＩＣチップ３４を保護し、また、ワイヤの断線を防ぐことができる。
【００４４】
ＩＣモジュール３０をカード本体１０の凹部１１に収容し、ホットメルトシート等の接着剤によりＩＣモジュール３０をカード本体１０に接合すると、デュアルＩＣカード１が完成する。
【００４５】
図５は、デュアルＩＣカード１に曲げが加えられてデュアルＩＣカード１が変形した様子を示す模式図である。なお、図５において、カード本体１０以外の部材は省略されている。
【００４６】
デュアルＩＣカード１は、平面視で矩形の薄板状であるため、外力を受けると変形し、これにより生ずるデュアルＩＣカード１の内部応力の大きさや、変形の繰り返し回数によっては、配線が破断するおそれがある。特に、デュアルＩＣカード１には、ＩＣモジュール３０を収容するための凹部１１が形成されているため、カード本体１０の厚さが急変する凹部１１に応力が集中する。
【００４７】
例えば、図５に示すように、デュアルＩＣカード１が、長辺１２ｅが湾曲するように曲げられると、デュアルＩＣカード１の内部に曲げ応力が発生する。この外力による曲げ応力は、デュアルＩＣカード１の中心を通るＯ軸の近傍で最大となり、Ｏ軸から離れるほど減少する。
凹部１１において、第一の収容部２４の第一側面２４ｃと底面との境界である隅Ｐｃ、及び、第二側面２４ｄと底面との境界である隅Ｐｄにより大きな応力が発生する。特に、デュアルＩＣカード１の中心（Ｏ軸）により近い隅Ｐｄに発生する応力がより大きい。
【００４８】
また、図６に示すように、デュアルＩＣカード１が、短辺１２ｃが湾曲するように曲げられた場合も同様に、デュアルＩＣカード１の内部に曲げ応力が発生する。この外力による曲げ応力は、デュアルＩＣカード１の中心を通るＯ軸の近傍で最大となり、Ｏ軸から離れるほど減少する。
凹部１１において、第一の収容部２４の第３側面２４eと底面との境界である隅Ｐe、及び、第４側面２４ｆと底面との境界である隅Ｐｆにより大きな応力が発生する。特に、デュアルＩＣカード１の中心（Ｏ軸）により近い隅Ｐeに発生する応力がより大きい。
【００４９】
したがって、図５及び６の例のように中心軸Ｏに対して隅Ｐｃ及びＰｄが隅Ｐｅ及びＰｆよりも離れるように凹部１１が配されて且つ、平面視において第一の収容部２４の内側に結合用コイル１８を配置する構成において、隅Ｐｃ及び／又は隅Ｐｄを跨ぐように第二面コイル５２が配置される場合、結合用コイル１８の断線をより好適に防ぐことができる。すなわち、上記構成において、デュアルＩＣカード１の長辺１２ｅと平行な隅Ｐｅ及び隅Ｐｆを避け、デュアルＩＣカード１の短辺１２ｃと平行な隅Ｐｃ及び／又は隅Ｐｄを跨ぐように（厚さ方向Ｄに見たときに、カード基材１５の短辺に平行な２つの辺（第二辺）のうちの１つ又は両方を跨ぐように）第二面コイル５２を配置することが結合用コイル１８の断線を防止する観点でより好ましい。
【００５０】
図７は、デュアルＩＣカード１における各要素間の電気的接続関係を説明するための等価回路図である。
リーダライタ（非接触型外部機器）Ｄ１０の送受信回路Ｄ１１で発生した高周波信号により、送受信コイルＤ１２に高周波磁界が誘起される。この高周波磁界は、磁気エネルギーとして空間に放射される。
【００５１】
デュアルＩＣカード１がこの高周波磁界中に位置すると、高周波磁界により、デュアルＩＣカード１のアンテナ１３および容量性素子１４で構成する直列共振回路に電流が流れる。
主コイル１９と容量性素子１４の共振回路で受信した信号は、結合用コイル１８に伝達される。その後、結合用コイル１８と接続コイル３１との電磁結合によってＩＣチップ３４に信号が伝達される。
【００５２】
なお、図示はしないが、デュアルＩＣカード１と現金自動預け払い機などの接触型外部機器との間で電力供給と通信を行う場合には、現金自動預け払い機に設けられた端子をデュアルＩＣカード１の接触端子３５に接触させる。接触通信により、現金自動預け払い機の制御部とＩＣチップ３４との間で電力供給及び通信を行う。
【００５３】
以下に、一実施例に係るデュアルＩＣカード１の通信特性と、従来のデュアルＩＣカード（比較例）の通信特性とを評価した結果を説明する。
本実施例において、デュアルＩＣカード１の結合用コイル１８（第二面コイル５２）は、カード本体１０の厚さ方向に見たときに凹部１１が形成されている領域内に配置されるように、アンテナ基材１２Ａの第二の面１２ｂ上に設けられている。
一方、比較例において、デュアルＩＣカードの結合用コイルは、カード本体の厚さ方向に見たときに凹部が形成されている領域の外に配置されるように、アンテナ基材の第二の面上に設けられている。
本実施例に係るデュアルＩＣカード１及び比較例に係るデュアルＩＣカードは、上述した結合用コイルの配置を除いて同一の構成を有している。図８に、これらデュアルＩＣカードの通信特性の評価を行った結果を示す。
【００５４】
図８において、（ａ）はデュアルＩＣカード１の一実施例の通信特性を示し、（ｂ）は従来のデュアルＩＣカード（比較例）の通信特性を示している。グラフの横軸は周波数を示し、縦軸は結合用コイルへの入力電力に対してＩＣモジュールへ供給された電力の比（ＩＣモジュールへの供給電力比）を示している。
図８から明らかなように、本実施例に係るデュアルＩＣカード１では、比較例に係るデュアルＩＣカードと比較して、周波数による供給電力の変化がより少ないことが分かる。すなわち、本実施例に係るデュアルＩＣカード１は、より広い周波数帯域において、一定以上の電力供給を行うことができる。一方、比較例に係るデュアルＩＣカードでは、ピーク周波数（図８の１５ＭＨｚ近傍）における供給電力と、その他の周波数帯域における供給電力との差がより大きいことが分かる。
したがって、本実施例に係るデュアルＩＣカード１によれば、より広い通信周波数帯域に対応したデュアルＩＣカードを提供できる。
【００５５】
以上説明したデュアルＩＣカード１によれば、結合用コイル１８はアンテナ基材１２Ａの第二の面１２ｂに設けられた第二面コイル５２を有し、第二面コイル５２の少なくとも一部は、カード本体１０の厚さ方向に見たときに、カード本体１０の凹部１１が形成されている領域内に配置されているため、結合用コイル１８とＩＣモジュールの接続コイル３０との電磁結合を効率よく行うことができる。この結果、より広い通信周波数帯域に対応したデュアルＩＣカードを提供できる。ここで、第一面コイル５１を省略してもよい。
【００５６】
また、結合用コイル１８がアンテナ基材１２Ａの第一の面１２ａに設けられた第一面コイル５１をさらに有している場合、結合用コイル１８をアンテナ基材１２Ａの両面に配置することができ、結合用コイル１８の巻き数や配置等の設計における自由度を増すことができる。
また、第一面コイル５１が凹部１１（第一の収容部２４）の外側に配置されている場合、応力集中による第一面コイル５１の断線をより好適に抑制することができる。
さらに、厚さ方向Ｄに見たときに、結合用コイル１８（第二面コイル５２）のうちの、凹部１１の隅を跨ぐ部分の線幅が、他の部分よりも太い場合、結合用コイル１８の断線の発生をより好適に抑制することができる。ここで、第一面コイル５１を省略してもよい。
【００５７】
第二面コイル５２の少なくとも一部が、カード本体１０の厚さ方向に見たときに、第一の収容部２４が形成されている領域の内であって、かつ、第二の収容部２５が形成されていない領域に配置されている場合、結合用コイル１８（第二面コイル５２）とＩＣモジュール３０の接続コイル３１との厚さ方向Ｄにおける距離がより小さくなるため、結合用コイル１８と接続コイル３１との間の電磁的な結合をより強くすることができる。また、厚さ方向Ｄに見たときに、結合用コイル１８（第二面コイル５２）の素線の配置がＩＣモジュール３０の接続コイル３１の素線の配置により近くなるため、結合用コイル１８と接続コイル３１との間で電磁的な結合をより効率的に行うことができる。
さらに、厚さ方向Ｄに見たときに、凹部１１（第一の収容部２４）が形成されている領域の内において結合用コイル１８が第二の面１２ｂ（裏面）に配置されており第一の面１２ａ（表面）に配置されていない場合、ミリング加工等により凹部１１をアンテナ基材１２Ａの第一の面１２ａ（表面）近くまで深く形成できる。第一の面１２ａ（表面）に結合用コイル１８が配置されている場合に比べ、ミリング加工等の加工の公差を広くすることができる。仮に、アンテナ基材１２Ａの第一の面１２ａ（表面）までミリング加工により凹部１１が到達したとしても、第二の面１２ｂ（裏面）の結合用コイル１８が断線していなければ、結合用コイル１８とＩＣモジュール３０の接続コイル３１との間で電磁的な結合が可能であり、非接触通信を行うことができる。
凹部１１がより深く形成されている場合、ＩＣモジュール３０の接続コイル３１と、カード本体１０の結合用コイル１８とを互いにより近接するように配置でき、電磁的な結合をより強くすることができ、非接触通信の性能を高めることができる。
【００５８】
上記で述べた非接触通信の性能の向上により、例えば、結合用コイル１８とＩＣモジュール３０の接続コイル３１との間で電磁的な結合を行う共振周波数を調整するために必要な容量性素子１４の容量調整が容易になる。ＩＣモジュール３０の種類に応じて必要となる容量調整の労力が軽減され、アンテナシート１２の設計の負荷低減に大きな効果がある。また、ＩＣカードの共振周波数公差を広くとれるため製造時の共振周波数管理が容易となるとともに歩留まりが向上するためコストを低減することができる。
【００５９】
以上、本発明の一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。
主コイル１９の一部または全部を第二の面１２ｂに設けてもよい。主コイル１９の巻き数や配置等の設計自由度を増すことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
上記実施形態のいくつかによれば、非接触通信の性能が高いデュアルＩＣカード、およびアンテナシートを提供できる。また、上記実施形態のいくつかによれば、耐久性が高いデュアルＩＣカード、およびアンテナシートを提供できる。
【符号の説明】
【００６１】
１  デュアルＩＣカード
１０  カード本体
１０ａ  カード本体表面
１０ｂ  カード本体裏面
１１  凹部
１１ａ  開口
１２  アンテナシート
１２Ａ  アンテナ基材
１２ａ  第一の面
１２ｂ  第二の面
１２ｃ  短辺
１２ｅ  長辺
１２ｇ  収容孔
１３  アンテナ
１４  容量性素子
１４ａ、１４ｂ  電極板
１５  カード基材
１８  結合用コイル
１９  主コイル（アンテナコイル）
１９ａ、１９ｅ  素線
２０ａ  第一の端子
２０ｂ  第二の端子
２１  接続配線
２４  第一の収容部（第一凹部）
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ  側面
２５  第二の収容部（第二凹部）
３０  ＩＣモジュール
３１  接続コイル
３３  モジュール基材
３４  ＩＣチップ
３５  接触端子（接触端子部）
３６  樹脂封止部
５１  第一面コイル
５１ａ、５１ｅ  素線
５２  第二面コイル
５２ｂ  素線
Ｄ  厚さ方向
Ｄ１０  リーダライタ
Ｐｃ、Ｐｄ、Ｐｅ、Ｐｆ  隅
【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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【国際調査報告】
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