(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の外部端子に接続される接触用リニア回路と、アンテナに接続される無線用リニア回路と、プログラムが保存されるＲＯＭと、前記接触用リニア回路に入力される各信号の状態及び前記無線用リニア回路で生成される各信号の状態を前記プログラムに基づいて処理し、動作モードの判定を行う制御回路と、前記制御回路が無線モードを認識したとき、前記無線用リニア回路においてデータの授受を可能にし、前記制御回路が接触モードを認識したとき、前記接触用リニア回路においてデータの授受を可能にする切り替え回路とを具備し、前記制御回路は、前記接触用リニア回路に入力される電源電位及びクロック信号、及び、前記無線用リニア回路で生成される電源電位及びクロック信号をモニタし、前記動作モードの判定を行うことを特徴とするコンビカード用ＬＳＩ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接触式ＩＣカードと無線式ＩＣカードを合体させたいわゆるコンビカードに使用されるＬＳＩに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＩＣカードとしては、接触式ＩＣカードと無線式ＩＣカードの二種類が知られている。
【０００３】
図１５は、従来の接触式ＩＣカードの構成の概略を示すものである。
【０００４】
プラスチックカード１０には、コネクト部１１及びＩＣカード用ＭＰＵ１２が搭載されている。コネクト部１１は、外部電極を有しており、この外部電極を外部装置（リーダ／ライタ）１８に直接接触させることによりデータなどのやりとりを行う。一般に、コネクト部１１とＩＣカード用ＭＰＵ１２は、モジュール化され、ＩＣモジュールとなっており、このＩＣモジュールをプラスチックカード１０のエンボス領域に嵌め込むことでＩＣカードが出来上がる。
【０００５】
ＩＣカード用ＭＰＵ１２は、制御部１３、演算部１４、ＲＯＭ１５、ＲＡＭ１６及びＥＥＰＲＯＭ１７を備えている。ＲＯＭ１５には、データ処理用のプログラムが保存されている。また、ＲＡＭ１６は、データの一時記憶用として用いられ、ＥＥＰＲＯＭ１７は、データ保存用として用いられる。
【０００６】
図１６は、従来の無線式ＩＣカードの構成の概略を示すものである。
【０００７】
プラスチックカード２０には、アンテナ２１及びＩＣカード用ＭＰＵ２２が内蔵されている。アンテナ２１は、外部装置（リーダ／ライタ）３０との間でデータなどのやりとりを行うためのものである。ＩＣカード用ＭＰＵ２２は、変復調回路２３、入出力制御回路２４、ＣＰＵ２５、ＲＯＭ２６、ＳＲＡＭ２７、ＥＥＰＲＯＭ２８及びバス２９を備えている。
【０００８】
アンテナ２１において受信された無線信号は、変復調回路２３を経由して入出力制御回路２４に入力される。また、ＲＯＭ２６には、データ処理用のプログラムが保存されている。ＳＲＡＭ２７は、データの一時記憶用として用いられ、ＥＥＰＲＯＭ２８は、データ保存用として用いられる。
【０００９】
ところで、近年では、携帯するカードの枚数を減らすべく、１枚のカードで様々なアプリケーションを処理できるマルチカードが開発されてきている。これに伴い、従来、別々に携帯していた接触式ＩＣカードと無線式ＩＣカードを合体させ、１枚のカードで多くのアプリケーションを処理できるようにしたコンビカードの開発も進められている。
【００１０】
このコンビカードは、例えば、電子マネー（接触式）と定期券（無線式）を組み合わせて用いるようなシステムに有望視されている。
【００１１】
図１７は、従来のコンビカードの第１例を示すものである。
【００１２】
本例は、特開平５−３３３９６６号公報に開示されたＩＣカードに関する。このＩＣカードは、１枚のカード内に接触式と無線式の両方の機能を備え付けている。しかし、このＩＣカードは、バッテリを内蔵しており、かつ、このバッテリの寿命を充電式電池を用いることにより延ばしている。また、この文献には、接触式と無線式をどのように切り替えるかについて何ら開示されていない。
【００１３】
図１８は、従来のコンビカードの第２例を示すものである。
【００１４】
本例は、特許公報第２７５５８０９号に開示されたＩＣカードに関する。この文献は、接触式と無線式の切り替え方式について開示している。この切り替え方式は、接触用ＶＤＤ端子の電位Ｕ２と無線モード時に生成される基準電位Ｕ１をコンパレータ２．１．２で比較し、その比較結果に基づいて接触式と無線式を切り替えるものである。
【００１５】
しかし、この方式では、接触用ＶＤＤ端子の電位Ｕ２と無線モード時に生成される基準電位Ｕ１を比較するため、コンパレータ２．１．２の精度が問題となると共に、コンパレータ２．１．２を含めた切り替え回路が複雑になるという欠点がある。
【００１６】
また、この文献には、コンパレータ２．１．２の比較結果を用いて、接触式と無線式をどのように切り替えるかについて何ら開示されていない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、単純な方式により接触式と無線式を切り替えることができるコンビカード用ＬＳＩを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンビカード用ＬＳＩは、複数の外部端子に接続される接触用リニア回路と、アンテナに接続される無線用リニア回路と、プログラムが保存されるＲＯＭと、前記接触用リニア回路に入力される各信号の状態及び前記無線用リニア回路で生成される各信号の状態を前記プログラムに基づいて処理し、動作モードの判定を行う制御回路と、前記制御回路が無線モードを認識したとき、前記無線用リニア回路においてデータの授受を可能にし、前記制御回路が接触モードを認識したとき、前記接触用リニア回路においてデータの授受を可能にする切り替え回路とを備え、前記制御回路は、前記接触用リニア回路に入力される電源電位及びクロック信号、及び、前記無線用リニア回路で生成される電源電位及びクロック信号をモニタし、前記動作モードの判定を行う。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明のコンビカード用ＬＳＩについて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明が適用されるコンビカードの第１例を示すものである。
【００２６】
プラスチックカード３０には、アンテナ３１、コネクト部３２及びコンビカード用ＬＳＩ部３３が内蔵されている。アンテナ３１は、外部装置（リーダ／ライタ）３８との間でデータのやりとりを行ったり、外部装置３８から電力を取得するためのものである。コネクト部３２は、Ｉ／Ｏ（入出力）、ＣＬＫ（クロック）、ＲＳＴ（リセット）、ＶＤＤ（電源）、ＶＳＳ（接地）の各外部端子（電極）を有しており、これらの外部端子を外部装置（リーダ／ライタ）３９に直接接触させることによりデータのやりとりなどを行う。
【００２７】
コンビカード用ＬＳＩ部３３は、無線用リニア回路３４、接触用リニア回路３５、切り替え回路３６及びロジック／メモリ回路３７から構成されている。無線用リニア回路３４は、無線信号検出回路、電源電位生成回路、無線／接触切り替え信号生成回路などを備えている。接触用リニア回路３５は、レベルシフト回路などを備えている。
【００２８】
切り替え回路３６は、無線用リニア回路３４から出力される無線／接触切り替え信号に基づいて無線モード及び接触モードの切り替えを行う。無線モードのときは、無線用リニア回路３４とロジック／メモリ回路３７の間でデータのやりとりを行い、接触モードのときは、接触用リニア回路３５とロジック／メモリ回路３７の間でデータのやりとりを行う。
【００２９】
ロジック／メモリ回路３７は、各種の信号を処理するためのＣＰＵ及びランダムロジック、各モード（接触、無線）に応じてデータの処理方法がプログラムされているＲＯＭ、データの一時記憶用として用いられるＲＡＭ、データ保存用として用いられるＥＥＰＲＯＭから構成されている。
【００３０】
図２及び図３は、図１のコンビカード用ＬＳＩの構成を詳細に示すものである。
【００３１】
無線用リニア回路３４には、端子ＣＰ，ＣＭが設けられている。この端子ＣＰ，ＣＭには、無線信号（ＡＣ信号）の送受信を行ったり、電力を取得するためのアンテナが接続される。
【００３２】
端子ＣＰには、ディテクタ（検出回路）４１が接続される。このディテクタ４１は、アンテナにより受信した無線信号からデータを検出する機能を有する。また、端子ＣＰには、リミッタ４２、レギュレータ４３及びダイオードＤ１が接続される。リミッタ４２及びレギュレータ４３の経路では、無線信号（ＡＣ信号）に基づいて、無線モードにおける電源電位ＶＣＣが生成される。
【００３３】
なお、ダイオードＤ１は、接触モード時に、外部端子ＶＤＤからレギュレータ４３に電流が逆流しないようにするためのものである。
【００３４】
バンドギャップ回路４４及びバッテリレベルディテクタ４５の経路では、無線信号（ＡＣ信号）から生成された電源電位（ＤＣ電源）のレベルを検出し、この電源電位のレベルが所定の閾値を超えたとき、無線モードであると判断し、無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴを“Ｈ”にする。逆に、電源電位のレベルが所定の閾値に達していないとき、接触モードであると判断し、無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴを“Ｌ”にする。
【００３５】
また、端子ＣＭには、クロック抽出回路４６が接続される。クロック抽出回路４６は、アンテナにより受信された無線信号からクロック信号ＲＦＣＬＫを抽出するためのものである。
【００３６】
無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴは、論理回路（アンド回路）Ａ１，Ａ２に入力される。よって、この信号ＲＦＲＳＴが“Ｈ”のとき、無線モードとなり、ディテクタ４１から出力されるデータは、論理回路Ａ１及び論理回路（オア回路）Ｏ１を経由してロジック／メモリ回路３７に供給される。同様に、信号ＲＦＲＳＴが“Ｈ”のとき、クロック抽出回路４６から出力されるクロック信号ＲＦＣＬＫは、論理回路Ａ２及び論理回路（オア回路）Ｏ３を経由してロジック／メモリ回路３７に供給される。
【００３７】
なお、抵抗Ｒ１及びＭＯＳトランジスタＭ１は、無線モードのときに、データを出力（送信）するために使用される。
【００３８】
一方、接触用リニア回路３５は、外部端子ＶＤＤ，ＶＳＳ，Ｉ／Ｏ，ＣＬＫ，ＲＳＴに接続されている。外部端子ＶＤＤに接続されるダイオードＤ２、ＭＯＳトランジスタＭ２、バンドギャップ回路４７及びバッテリレベルディテクタ４８に関し、バンドギャップ回路４７及びバッテリレベルディテクタ４８の経路では、外部端子ＶＤＤに印加される電源電位のレベルを検出する。即ち、外部端子ＶＤＤに印加される電位が３Ｖのとき、信号ＣＦ１は“Ｈ”となり、５Ｖのとき、信号ＣＦ１は“Ｌ”となる。
【００３９】
無線モードのときは、無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴが“Ｈ”、接触モード（電源３Ｖ）のときは、信号ＣＦ１が“Ｈ”であるため、いずれの場合も、論理回路（ノア回路）ＮＲ１の出力は“Ｌ”となり、ＭＯＳトランジスタＭ２はオン状態となる。接触モード（電源５Ｖ）のときは、無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴ及び信号ＣＦ１が共に“Ｌ”になるため、論理回路ＮＲ１の出力は“Ｈ”となり、ＭＯＳトランジスタＭ２はオフ状態となる。
【００４０】
なお、ダイオードＤ２は、電流の逆流を防止するためのものである。
【００４１】
外部端子ＲＳＴ，Ｉ／Ｏ，ＣＬＫは、それぞれレベルシフタ４９〜５１を経由して論理回路（アンド回路）Ａ３〜Ａ５に接続されている。レベルシフタ４９〜５１では、ＶＤＤ系の信号をＶＣＣ系の信号にレベルシフトする。論理回路Ａ３〜Ａ５には、無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴの反転信号／ＲＦＲＳＴが入力される。
【００４２】
無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴの反転信号／ＲＦＲＳＴが“Ｈ”のときは、接触モードとなり、レベルシフタ４９〜５１の出力信号は、論理回路Ａ３〜Ａ５を経由してロジック／メモリ回路３７に供給される。また、このとき、オシレータ５２は、クロック信号ＯＳＣＣＬＫを出力する。
【００４３】
なお、抵抗Ｒ２及びＭＯＳトランジスタＭ３は、接触モードのときに、データを出力するために使用される。
【００４４】
次に、図２及び図３のコンビカード用ＬＳＩの動作について詳細に説明する。
【００４５】
１．  無線モード時
まず、アンテナから電源用無線電波信号（ＡＣ信号）が入力され、この信号について半波又は全波整流が行われ、電源電位（ＤＣ電源）が生成される。この電源電位を基にして、リミッタ４２、レギュレータ４３及びバンドギャップ回路４４を動作させ、電源電位（内部電源）ＶＣＣを生成する。
【００４６】
バッテリレベルディテクタ４５に電源電位ＶＣＣが供給され、この電源電位ＶＣＣが所定の閾値を超えると、バッテリディテクタ４５から出力される無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴは、“Ｈ”となる。
【００４７】
無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴが“Ｈ”になると、ロジック／メモリ回路３７のＣＰＵは、現在のモードが無線モードであると判断する。
【００４８】
よって、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された無線モード時の処理プログラムに従い、データの処理を行う。
【００４９】
この時、論理回路（アンド回路）Ａ１，Ａ２では、一方の入力信号ＲＦＲＳＴが“Ｈ”となるため、他方の入力信号（データ、クロック信号）がそのまま出力信号として出力される。また、論理回路（アンド回路）Ａ３〜Ａ５では、一方の入力信号／ＲＦＲＳＴが“Ｌ”となるため、これら論理回路Ａ３〜Ａ５の出力信号は、常に“Ｌ”となる。
【００５０】
このため、無線モード時、データは、ディテクタ４１から論理回路Ａ１，Ｏ１を経由してロジック／メモリ回路３７に供給される。また、クロック信号ＲＦＣＬＫは、クロック抽出回路４６から論理回路Ａ２を経由してロジック／メモリ回路３７に供給され、クロック信号ＣＬＫは、クロック抽出回路４６から論理回路Ａ２，Ｏ３を経由してロジック／メモリ回路３７に供給される。
【００５１】
また、ロジック回路ＡＡでは、出力データに応じて信号ＲＦＯＵＴが“Ｈ”又は“Ｌ”となるため、無線用リニア回路３４の出力回路（ＭＯＳトランジスタＭ１）を経由してデータが出力される。一方、ロジック回路ＡＡの出力信号ＣＯＵＴが常に“Ｌ”となるため、接触用リニア回路３５の出力回路（ＭＯＳトランジスタＭ３）は動作しない。
【００５２】
２．  接触モード時
このモードでは、外部端子ＶＤＤ，ＶＳＳ，ＲＳＴ，Ｉ／Ｏ，ＣＬＫから電源電位又は信号（データ含む）が供給され、無線信号は供給されていない。
【００５３】
よって、無線用リニア回路３４では、電源電位（ＤＣ電源）が生成されることはなく、バッテリディテクタ４５から出力される無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴは、“Ｌ”になる。
【００５４】
無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴが“Ｌ”になると、ロジック／メモリ回路３７のＣＰＵは、現在のモードが接触モードであると判断する。
【００５５】
よって、ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶された接触モード時の処理プログラムに従い、データの処理を行う。
【００５６】
この時、外部端子ＶＤＤからは、３Ｖ又は５Ｖの電源電位が供給される。この電源電位により、バンドギャップ回路４７及びバッテリレベルディテクタ４８が動作し、信号ＲＳＴ（２）が“Ｌ”になる。また、電源が３Ｖのときは、信号ＣＦ１が“Ｈ”であるため、論理回路（ノア回路）ＮＲ１の出力は“Ｌ”となり、ＭＯＳトランジスタＭ２はオン状態となる。電源が５Ｖのときは、無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴ及び信号ＣＦ１が共に“Ｌ”になるため、論理回路ＮＲ１の出力は“Ｈ”となり、ＭＯＳトランジスタＭ２はオフ状態となる。
【００５７】
なお、外部端子ＶＤＤから電源電位が供給されているとき、無線用リニア回路３４に電流が流れ込まないようにするため、ダイオードＤ１が設けられる。
【００５８】
また、論理回路（アンド回路）Ａ３〜Ａ５では、一方の入力信号／ＲＦＲＳＴが“Ｈ”となるため、他方の入力信号（リセット信号、データ、クロック信号）がそのまま出力信号として出力される。論理回路（アンド回路）Ａ１，Ａ２では、一方の入力信号ＲＦＲＳＴが“Ｌ”となるため、これら論理回路Ａ１，Ａ２の出力信号は、常に“Ｌ”となる。
【００５９】
このため、接触モード時、データは、端子Ｉ／Ｏからレベルシフタ５０及び論理回路Ａ３，Ｏ１を経由してロジック／メモリ回路３７に供給される。また、クロック信号ＣＬＫは、端子ＣＬＫからレベルシフタ５１及び論理回路Ａ５，Ｏ３を経由してロジック／メモリ回路３７に供給され、リセット信号ＲＳＴは、端子ＲＳＴからレベルシフタ４９及び論理回路Ａ４，Ｏ２を経由してロジック／メモリ回路３７に供給される。
【００６０】
また、無線／接触切り替え信号ＲＦＲＳＴの反転信号／ＲＦＲＳＴが“Ｈ”であるため、オシレータ５２が動作し、このオシレータ５２によりクロック信号ＯＳＣＣＬＫが生成される。
【００６１】
また、ロジック回路ＡＡでは、出力データに応じて信号ＣＯＵＴが“Ｈ”又は“Ｌ”となるため、接触用リニア回路３５の出力回路（ＭＯＳトランジスタＭ３）を経由してデータが出力される。一方、ロジック回路ＡＡの出力信号ＲＦＯＵＴは常に“Ｌ”であるため、無線用リニア回路３４の出力回路（ＭＯＳトランジスタＭ１）は動作しない。
【００６２】
以上、説明したように、本発明のコンビカード用ＬＳＩの第１例によれば、無線用リニア回路において無線信号に基づいて生成される電源電位（ＤＣ電源）の有無により、無線モードと接触モードの切り替えを行っている。
【００６３】
即ち、無線用リニア回路で電源電位が生成されるときは、切り替え信号ＲＦＲＳＴを“Ｈ”にし、これをＣＰＵに与えてＣＰＵに無線モードであることを認識させる。同時に、切り替え回路により、無線用リニア回路からクロック信号やデータが出力されるようにする。一方、無線用リニア回路で電源電位が生成されていないときは、切り替え信号ＲＦＲＳＴを“Ｌ”にし、これをＣＰＵに与えてＣＰＵに接触モードであることを認識させる。同時に、切り替え回路により、接触用リニア回路からクロック信号やデータが出力されるようにする。
【００６４】
これにより、単純な方式により接触式と無線式を切り替えることができるコンビカード用ＬＳＩを提供することができる。
【００６５】
図４は、本発明が適用されるコンビカードの第２例を示すものである。
【００６６】
プラスチックカード３０には、アンテナ３１、コネクト部３２及びコンビカード用ＬＳＩ部３３が内蔵されている。アンテナ３１は、外部装置（リーダ／ライタ）３８との間でデータのやりとりを行ったり、外部装置３８から電力を取得するためのものである。コネクト部３２は、Ｉ／Ｏ（入出力）、ＣＬＫ（クロック）、ＲＳＴ（リセット）、ＶＤＤ（電源）、ＶＳＳ（接地）の各外部端子（電極）を有しており、これらの外部端子を外部装置（リーダ／ライタ）３９に直接接触させることによりデータのやりとりなどを行う。
【００６７】
コンビカード用ＬＳＩ部３３は、無線用リニア回路３４、接触用リニア回路３５、切り替え回路３６，４０及びロジック／メモリ回路３７から構成されている。無線用リニア回路３４は、無線信号検出回路、電源電位生成回路、無線／接触切り替え信号生成回路などを備えている。接触用リニア回路３５は、レベルシフト回路などを備えている。
【００６８】
ロジック／メモリ回路３７は、各種の信号を処理するためのＣＰＵ及びランダムロジック、動作モードを判定するためのプログラムや各動作モード（接触、無線）に応じたデータの処理プログラムが保存されているＲＯＭ、データの一時記憶用として用いられるＲＡＭ、データ保存用として用いられるＥＥＰＲＯＭから構成されている。
【００６９】
切り替え回路３６は、ロジック／メモリ回路３７から出力される無線／接触切り替え信号に基づいて無線モード及び接触モードの切り替えを行う。無線モードのときは、無線用リニア回路３４とロジック／メモリ回路３７の間でデータのやりとりを行い、接触モードのときは、接触用リニア回路３５とロジック／メモリ回路３７の間でデータのやりとりを行う。
【００７０】
切り替え回路４０は、無線モード時に、コネクト部３２のＩ／Ｏ（入出力）、ＣＬＫ（クロック）、ＲＳＴ（リセット）、ＶＤＤ（電源）、ＶＳＳ（接地）の各外部端子（電極）を接地電位に固定するためのものである。
【００７１】
無線モードでは、例えば、コンビカードを、財布や定期入れにしまった状態で無線用リーダ／ライタにかざして使用することが考えれる。この場合、コインなどの導電物により、コンビカードの接触用の外部端子同士（例えば、ＶＤＤ端子とＶＳＳ端子）が短絡し、動作に悪影響を及ぼす可能性がある。この可能性を排除するため、無線モード時には、コネクト部３２の各外部端子（電極）を接地電位に固定する。
【００７２】
本例のコンビカードの特徴点は、動作モードの判定をソフトウェアを用いてロジック／メモリ回路３７内のＣＰＵで行っている点にある。即ち、ロジック／メモリ回路３７内のＣＰＵは、無線用リニア回路３４で生成される電源電位やクロック信号などの各信号の状態及び接触用リニア回路３５に入力される電源電位やクロック信号などの各信号の状態をモニタし、これら各信号の状態を総合的に判断することにより動作モードを判定する。
【００７３】
例えば、無線用リニア回路３４で電源電位が生成され、接触用リニア回路３５に電源電位が入力されていないときは、ロジック／メモリ回路３７内のＣＰＵにより無線モードと判定される。逆に、無線用リニア回路３４で電源電位が生成されておらず 、接触用リニア回路３５に電源電位が入力されているときは、ロジック／メモリ回路３７内のＣＰＵにより接触モードと判定される。
【００７４】
また、例えば、接触用リニア回路３５に電源電位が入力されているが、クロック信号が入力されておらず、無線用リニア回路３４でクロック信号が生成されている場合には、モードの判定が不可能なため、このモード判定動作を一時停止する。無線用リニア回路３４で電源電位が生成され、同時に接触用リニア回路３５に電源電位が入力されている場合や、無線用リニア回路３４でクロック信号が生成され、同時に接触用リニア回路３５にクロック信号が入力されている場合なども、モードの判定が不可能なため、このモード判定動作を一時停止する。
【００７５】
ＣＰＵが動作モードを判定すると、その判定結果は、無線／接触切り替え信号により切り替え回路３６，４０に伝達される。
【００７６】
以上、説明したように、本発明のコンビカード用ＬＳＩの第２例によれば、まず、最初に行われる動作モードの判定を、ソフトウェア（動作モード判定用プログラム）を用いてＣＰＵにより行っている。即ち、ＣＰＵにより、無線用リニア回路で生成される各信号の状態及び接触用リニア回路に入力される各信号の状態を総合的に判断することで、無線モードと接触モードの切り替えを行っている。このように、ＣＰＵにおいて動作モードを判定することにより、容易に、接触式と無線式の切り替えを行うことができる。
【００７７】
ところで、コンビカード又は接触式ＩＣカードは、外部装置とＩＣ（チップ）のインターフェイスとなるコネクト部を有しており、このコネクト部は、複数の外部端子（電極）を有するＩＣモジュールにより構成される。
【００７８】
図５は、ＩＣカードの外観を示すものである。
プラスチックカード１０は、一定の厚さを有し、その表面の一部には、エンボス領域が設けられている。ＩＣモジュール５３には、ＩＣ（チップ）が搭載されている。ＩＣモジュール５３のＩＣが搭載される側の面に対して反対側の面には、外部端子（電極）５４が形成されている。ＩＣモジュール５３は、外部端子５４が剥き出しになるようにしてエンボス領域に嵌め込まれる。
【００７９】
図６は、ＩＣモジュールを示している。また、図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。なお、図６において、外部端子は、省略している。
ＩＣモジュール５３の一面側には、ＩＣ（チップ）５５が搭載されている。ＩＣ５５は、樹脂５６により覆われている。また、ＩＣモジュール５３の他面側には、外部電極５４が形成されている。
【００８０】
図８は、ＩＣモジュールとＩＣ（チップ）の接続技術の一例を示すものである。また、図９は、図８のＩＣのみを取り出して示すものである。
【００８１】
この技術は、ボンディングワイヤ５７により、ＩＣモジュール５３の端子とＩＣ５５のパッドを接続するものである。ＩＣは、Ｉ／Ｏ（入出力）パッド、ＣＬＫ（クロック）パッド、ＲＳＴ（リセット）パッド、ＶＤＤ（電源）パッド、ＶＳＳ（接地）パッドがそれぞれ剥き出しになるようにしてＩＣモジュール５３上に搭載される。
【００８２】
ＩＣモジュール５３には、ＩＣ５５の各パッドに対応して、Ｉ／Ｏ（入出力）端子、ＣＬＫ（クロック）端子、ＲＳＴ（リセット）端子、ＶＤＤ（電源）端子、ＶＳＳ（接地）端子が形成されている。ＩＣモジュール５３の各端子の位置は、ＩＣ５５の各パッドの位置に対応して予め決められている。そして、ＩＣモジュール５３の端子とＩＣ５５のパッドは、ボンディングワイヤ５７により互いに接続される。
【００８３】
ＩＣモジュール５３の一面側に配置されるＩ／Ｏ（入出力）端子、ＣＬＫ（クロック）端子、ＲＳＴ（リセット）端子、ＶＤＤ（電源）端子、ＶＳＳ（接地）端子は、それぞれスルーホールを経由して、ＩＣモジュール５３の他面側に配置される外部端子（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）に電気的に接続される。
【００８４】
図１０は、ＩＣモジュールとＩＣ（チップ）の接続技術の他の例を示すものである。また、図１１は、図１０のＩＣのみを取り出して示すものである。
【００８５】
この技術は、フリップチップボンディングにより、ＩＣモジュール５３の端子とＩＣ５５のバンプを接続するものである。ＩＣは、Ｉ／Ｏ（入出力）バンプ、ＣＬＫ（クロック）バンプ、ＲＳＴ（リセット）バンプ、ＶＤＤ（電源）バンプ、ＶＳＳ（接地）バンプがそれぞれＩＣモジュールとＩＣの間に隠れるようにしてＩＣモジュール５３上に搭載される。
【００８６】
ＩＣモジュール５３には、ＩＣ５５の各バンプに対応して、Ｉ／Ｏ（入出力）端子、ＣＬＫ（クロック）端子、ＲＳＴ（リセット）端子、ＶＤＤ（電源）端子、ＶＳＳ（接地）端子が形成されている。ＩＣモジュール５３の各端子の位置は、ＩＣ５５の各バンプの位置に対応して予め決められている。そして、ＩＣモジュール５３の端子とＩＣ５５のバンプは、圧着技術により互いに接続される。
【００８７】
ＩＣモジュール５３の一面側に配置されるＩ／Ｏ（入出力）端子、ＣＬＫ（クロック）端子、ＲＳＴ（リセット）端子、ＶＤＤ（電源）端子、ＶＳＳ（接地）端子は、それぞれスルーホールを経由して、ＩＣモジュール５３の他面側に配置される外部端子（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）に電気的に接続される。
【００８８】
以上、ＩＣモジュールとＩＣ（チップ）の接続技術を二つ説明したが、これら二つの技術では、ＩＣモジュールに搭載するチップの向きが互いに異なる。即ち、ボンディングワイヤを用いる場合には、各パッドが見えるようにしてＩＣをＩＣモジュールに搭載するが、フリップチップボンディングによる場合には、各パッドが隠れるようにしてＩＣをＩＣモジュールに搭載する。
【００８９】
従って、ＩＣモジュールの構成を変えないとすると、ボンディングワイヤを用いる接続技術を適用する場合のＩＣのパットの配置（レイアウト）は、図９に示すようになるのに対し、フリップチップボンディングによる接続技術を適用する場合のＩＣのパット又はパッド上のバンプの配置（レイアウト）は、図１１に示すようになる。
【００９０】
つまり、図９のレイアウトと図１１のレイアウトを比較すれば明らかなように、これら二つのパッド（又はバンプ）レイアウトは、互いに左右が逆になっている。このため、ＩＣカード用のＩＣを製作するに当たっては、上述の二つの接続技術に対応できるように、パッド（又はバンプ）レイアウトが左右逆のものを、二種類用意しなければならない。
【００９１】
なお、ＩＣモジュールの各端子のレイアウトを変えることにより一種類のパッド（又はバンプ）レイアウトにより上述の二つの接続技術に対応できるようにすることも可能であるが、この場合、ユーザ側における余分な作業が増え、実装工程の複雑化を招く。
【００９２】
以下では、実装工程におけるユーザの負担を増加させることなく、一種類のレイアウトにより上述の二つの接続技術に対応できるようなパッド（又はバンプ）レイアウトを提案する。
【００９３】
図１２は、本発明が適用されたＩＣとＩＣモジュールの端子とをボンディングワイヤにより電気的に接続した例を示している。図１３は、本発明が適用されたＩＣとＩＣモジュールの端子とをフリップチップボンディングにより電気的に接続した例を示している。図１４は、本発明のパッド（又はバンプ）レイアウトを示している。
【００９４】
まず、本発明のパッド（又はバンプ）レイアウトについて説明する（図１４）。
【００９５】
本発明のパッド（又はバンプ）レイアウトの特徴は、ＩＣ（チップ）上に、ワイヤボンディング用の各パッド（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）と、フリップチップボンディング用の各バンプ（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）をそれぞれ配置した点にある。
【００９６】
例えば、ＩＣ（チップ）の主表面を左右の二つの領域に分けた場合に、左側の領域に、Ｉ／Ｏパッド、ＶＳＳパッド、ＣＬＫバンプ、ＲＳＴバンプ、ＶＤＤバンプを配置し、右側の領域に、ＣＬＫパッド、ＲＳＴパッド、ＶＤＤパッド、Ｉ／Ｏバンプ、ＶＳＳバンプを配置する。
【００９７】
これにより、ワイヤボンディング時には、ワイヤボンディング用のＩ／Ｏパッド及びＶＳＳパッドが、ＩＣモジュール５３のＩ／Ｏ端子及びＶＳＳ端子に対応する位置に配置され、同様に、ワイヤボンディング用のＣＬＫパッド、ＲＳＴパッド及びＶＤＤパッドが、ＩＣモジュール５３のＣＬＫ端子、ＲＳＴ端子及びＶＤＤ端子に対応する位置に配置される。
【００９８】
また、フリップチップボンディング時には、圧着用のＩ／Ｏバンプ及びＶＳＳバンプが、ＩＣモジュール５３のＩ／Ｏ端子及びＶＳＳ端子に対応する位置に配置され、同様に、圧着用のＣＬＫバンプ、ＲＳＴバンプ及びＶＤＤバンプが、ＩＣモジュール５３のＣＬＫ端子、ＲＳＴ端子及びＶＤＤ端子に対応する位置に配置される。
【００９９】
このように、本発明のパッド（又はバンプ）レイアウトによれば、ワイヤボンディング及びフリップチップボンディングのいずれの接続技術にも対応でき、チップの設計、製造時におけるメーカの負担や実装工程におけるユーザの負担を軽減できる。
【０１００】
次に、本発明が適用されたＩＣとＩＣモジュールの端子とをボンディングワイヤにより電気的に接続した場合の構成について説明する（図１２）。
【０１０１】
ＩＣは、ワイヤボンディング用の各パッド（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）と、フリップチップボンディング用の各バンプ（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）が、それぞれ剥き出しになるようにしてＩＣモジュール５３上に搭載される。
【０１０２】
ＩＣモジュール５３には、ＩＣ５５の各パッドに対応して、Ｉ／Ｏ（入出力）端子、ＣＬＫ（クロック）端子、ＲＳＴ（リセット）端子、ＶＤＤ（電源）端子、ＶＳＳ（接地）端子が形成されている。ＩＣモジュール５３の各端子の位置は、ＩＣ５５の各パッドの位置に対応して予め決められている。そして、ＩＣモジュール５３の端子とＩＣ５５のパッドは、ボンディングワイヤ５７により互いに接続される。
【０１０３】
次に、本発明が適用されたＩＣとＩＣモジュールの端子とをフリップチップボンディングにより電気的に接続した場合の構成について説明する（図１３）。
【０１０４】
ＩＣは、ワイヤボンディング用の各パッド（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）と、フリップチップボンディング用の各バンプ（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）が、それぞれＩＣモジュールとＩＣの間に隠れるようにしてＩＣモジュール５３上に搭載される。
【０１０５】
ＩＣモジュール５３には、ＩＣ５５の各バンプに対応して、Ｉ／Ｏ（入出力）端子、ＣＬＫ（クロック）端子、ＲＳＴ（リセット）端子、ＶＤＤ（電源）端子、ＶＳＳ（接地）端子が形成されている。ＩＣモジュール５３の各端子の位置は、ＩＣ５５の各バンプの位置に対応して予め決められている。そして、ＩＣモジュール５３の端子とＩＣ５５のバンプは、圧着技術により互いに接続される。
【０１０６】
ここで、ＩＣ５５の各パッドは、フリップチップボンディング時にＩＣモジュール５３の各端子に接触しないような位置に配置されている。
【０１０７】
なお、図１２及び図１３において、ＩＣモジュール５３の一面側に配置されるＩ／Ｏ（入出力）端子、ＣＬＫ（クロック）端子、ＲＳＴ（リセット）端子、ＶＤＤ（電源）端子、ＶＳＳ（接地）端子は、それぞれスルーホールを経由して、ＩＣモジュール５３の他面側に配置される外部端子（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）に電気的に接続される。
【０１０８】
以上、説明したように、本発明のＩＣ（チップ）のパッドレイアウトによれば、予め、ＩＣの主表面上に、ワイヤボンディング用の各パッド（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）と、フリップチップボンディング用の各バンプ（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）をそれぞれ配置している。このため、ワイヤボンディング及びフリップチップボンディングのいずれの接続技術を適用した場合であっても、一種類のパッド（又はバンプ）レイアウトによりＩＣのモジュール化を達成でき、チップの設計、製造時におけるメーカの負担や実装工程におけるユーザの負担を軽減させることができる。
【０１０９】
【発明の効果】
本発明のコンビカード用ＬＳＩの第１例によれば、無線用リニア回路において無線信号に基づいて生成される電源電位（ＤＣ電源）の有無により、無線モードと接触モードの切り替えを行っている。
【０１１０】
即ち、無線用リニア回路で電源電位が生成されるときは、切り替え信号ＲＦＲＳＴを“Ｈ”にし、これをＣＰＵに与えてＣＰＵに無線モードであることを認識させる。同時に、切り替え回路により、無線用リニア回路からクロック信号やデータが出力されるようにする。一方、無線用リニア回路で電源電位が生成されていないときは、切り替え信号ＲＦＲＳＴを“Ｌ”にし、これをＣＰＵに与えてＣＰＵに接触モードであることを認識させる。同時に、切り替え回路により、接触用リニア回路からクロック信号やデータが出力されるようにする。
【０１１１】
これにより、単純な方式により接触式と無線式を切り替えることができるコンビカード用ＬＳＩを提供することができる。
【０１１２】
また、本発明のコンビカード用ＬＳＩの第２例によれば、まず、最初に行われる動作モードの判定を、ソフトウェア（動作モード判定用プログラム）を用いてＣＰＵにより行っている。即ち、ＣＰＵにより、無線用リニア回路で生成される各信号の状態及び接触用リニア回路に入力される各信号の状態を総合的に判断することで、無線モードと接触モードの切り替えを行っている。このように、ＣＰＵにおいて動作モードを判定することにより、容易に、接触式と無線式の切り替えを行うことができる。
【０１１３】
さらに、本発明のＩＣ（チップ）のパッドレイアウトによれば、予め、ＩＣの主表面上に、ワイヤボンディング用の各パッド（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）と、フリップチップボンディング用の各バンプ（Ｉ／Ｏ、ＣＬＫ、ＲＳＴ、ＶＤＤ、ＶＳＳ）をそれぞれ配置している。よって、ワイヤボンディング及びフリップチップボンディングのいずれの接続技術を適用した場合であっても、一種類のパッド（又はバンプ）レイアウトによりＩＣのモジュール化を達成でき、チップの設計、製造時におけるメーカの負担や実装工程におけるユーザの負担を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるコンビカードの第１例を示す図。
【図２】本発明のコンビカード用ＬＳＩの全体構成を示す図。
【図３】本発明のコンビカード用ＬＳＩの主要部を示す図。
【図４】本発明が適用されるコンビカードの第２例を示す図。
【図５】ＩＣカードの外観を示す図。
【図６】ＩＣモジュールを示す図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図。
【図８】ワイヤボンディングによる接続技術を示す図。
【図９】図８のＩＣのパッドレイアウトを示す図。
【図１０】フリップチップボンディングによる接続技術を示す図。
【図１１】図１０のＩＣのバンプレイアウトを示す図。
【図１２】本発明のＩＣを用いたワイヤボンディングによる接続技術を示す図。
【図１３】本発明のＩＣを用いたフリップチップボンディングによる接続技術を示す図。
【図１４】図１２及び図１３のＩＣのバンプレイアウトを示す図。
【図１５】従来の接触式ＩＣカードの構成の概略を示す図。
【図１６】従来の無線式ＩＣカードの構成の概略を示す図。
【図１７】従来のコンビカードの構成例を示す図。
【図１８】従来のコンビカードの構成例を示す図。
【符号の説明】
３０                          ：プラスチックカード、
３１                          ：アンテナ、
３２                          ：コネクト部、
３３                          ：コンビカード用ＬＳＩ、
３４                          ：無線用リニア回路、
３５                          ：接触用リニア回路、
３６，４０                    ：切り替え回路、
３７                          ：ロジック／メモリ回路、
３８，３９                    ：外部装置（リーダ，ライタ）、
４１                          ：ディテクタ、
４２                          ：リミッタ、
４３                          ：レギュレータ、
４４，４７                    ：バンドギャップ回路、
４５，４８                    ：バッテリレベルディテクタ、
４６                          ：クロック抽出回路、
４９〜５１                    ：レベルシフタ、
５２                          ：オシレータ、
５３                          ：ＩＣモジュール、
５４                          ：外部端子（電極）、
５５                          ：ＩＣ（チップ）、
５６                          ：樹脂、
５７                          ：ボンディングワイヤ、
Ａ１〜Ａ５                    ：論理回路（アンド回路）、
Ｏ１〜Ｏ３                    ：論理回路（オア回路）、
ＮＲ１                        ：論理回路（ノア回路）、
Ｉ１                          ：インバータ、
Ｄ１〜Ｄ３                    ：ダイオード、
Ｒ１、Ｒ２                    ：抵抗、
Ｍ１〜Ｍ３                    ：ＭＯＳトランジスタ。
【図１】
0004295851.tif 000002
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0004295851.tif 000016
【図１６】
0004295851.tif 000017
【図１７】
0004295851.tif 000018
【図１８】
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