JP2001357369A - Ｉｃカード等搭載用のｉｃチップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高出力の電磁波を送信するリードライト装置
によってＩＣカード等をリード・ライトする場合に、Ｉ
Ｃチップの発熱を防止する。 【解決手段】 本発明のＩＣカード等搭載用のＩＣチッ
プ６は、ＩＣカード１等に設けられた電力受信用のアン
テナ５に接続されるものであって該アンテナ５と共に共
振回路１２を構成するものにおいて、ＩＣチップ６の温
度を検出する検出回路１６を備え、この検出回路１６に
よりＩＣチップ６の温度が設定温度よりも高くなったこ
とが検出されたときに共振回路１２の共振周波数を変え
るように制御したものである。この構成の場合、ＩＣチ
ップ６の温度が設定温度よりも高くなると、アンテナ５
の受信効率が低下して受信電力が小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触式のＩＣカ
ードやＩＤタグ等に搭載するのに好適するＩＣチップに
関する。

【０００２】

【従来の技術】非接触式のＩＣカードは、リードライト
装置から送信された電磁波を受信することにより、動作
用の電力を生成するように構成されている。この構成の
場合、ＩＣカードには、電力受信用のアンテナと、ＩＣ
チップとが搭載されており、上記アンテナで受信した受
信信号（受信電力）によってＩＣチップが動作するよう
に構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の場合、
ＩＣカードの電力受信用のアンテナは例えばコイルで構
成されている。そして、アンテナの受信電力を十分大き
くするために、即ち、アンテナの受信効率を高くするた
めに、効率の良いコイルを上記アンテナとして使用して
いる。ここで、高出力の電磁波を送信するリードライト
装置によって、ＩＣカードをリード・ライトする場合、
ＩＣカードのアンテナの受信電力が大きくなって、ＩＣ
チップが発熱することがあり、最悪の場合、ＩＣチップ
が破壊することもあった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、高出力の電磁波
を送信するリードライト装置によってＩＣカード等をリ
ード・ライトする場合に、ＩＣチップの発熱を防止する
ことができるＩＣカード等搭載用のＩＣチップを提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、ＩＣチップの温度を検出する検出手段を備え、この
検出手段によりＩＣチップの温度が高くなったことが検
出されたときに共振回路の共振周波数を変える周波数変
更手段を備えたので、ＩＣチップの温度が高くなると、
アンテナの受信効率が低下する。これにより、高出力の
電磁波を送信するリードライト装置によってＩＣカード
等をリード・ライトする場合において、ＩＣチップの温
度が高くなると、アンテナの受信効率が低下して受信電
力が小さくなるから、ＩＣチップの発熱を防止すること
ができる。

【０００６】請求項２の発明においては、共振回路の共
振周波数を調整するためのものであってアンテナの一端
が接続された一方の端子に一端が接続されたコンデンサ
を備えると共に、このコンデンサの他端とアンテナの他
端が接続された他方の端子との間に接続された切替スイ
ッチを備えた。この構成の場合、切替スイッチをオンま
たはオフすることにより、共振回路の共振周波数を容易
に切り替えることが可能である。

【０００７】請求項３の発明によれば、検出手段は、Ｉ
Ｃチップの温度を検知する温度検知素子を備えるように
構成されているので、ＩＣチップの温度を直接的に検知
することができる。

【０００８】請求項４の発明によれば、検出手段は、Ｉ
Ｃチップの内部の電圧を検知する電圧検知手段を備える
ように構成されているので、ＩＣチップの温度を間接的
に検知することができる。

【０００９】請求項５の発明によれば、検出手段は、ア
ンテナの両端の電圧を検知する電圧検知手段を備えるよ
うに構成されているので、ＩＣチップの温度を間接的に
検知することができる。

【００１０】請求項６の発明では、前記共振回路の共振
周波数を、通常時は、前記ＩＣカード等に対してリード
・ライトするリードライト装置側の共振周波数に一致さ
せるように構成している場合、前記周波数変更手段は、
前記ＩＣチップの温度が高くなったことが検出されたと
きに前記共振回路の共振周波数を通常時よりも低くする
ように制御することが好ましい。

【００１１】請求項７の発明では、前記共振回路の共振
周波数を、通常時は、前記ＩＣカード等に対してリード
・ライトするリードライト装置側の共振周波数よりも少
し高くするように構成している場合、前記周波数変更手
段は、前記ＩＣチップの温度が高くなったことが検出さ
れたときに前記共振回路の共振周波数を通常時よりも高
くするように制御することが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を非接触式のＩＣカ
ードに適用した第１の実施例について、図１ないし図３
を参照しながら説明する。まず、図２は、本実施例のＩ
Ｃカード１の断面構造を概略的に示す図である。この図
２に示すように、ＩＣカード１は、ＩＣカード１の図２
中下面側の外装を構成する基板２と、ＩＣカード１の図
２中上面側の外装を構成するカバー部材３と、基板２と
カバー部材３を接着する接着剤層４とから構成されてい
る。

【００１３】基板２及びカバー部材３は、フィルム状の
絶縁部材である例えばプラスチック板で構成されてい
る。ここで、基板２の実装面（図２中上面）には、コイ
ル状の導体パターンからなるアンテナ５及びＩＣチップ
（電子部品）６等が設けられている。上記アンテナ５
は、導電性ペースト（例えば銀ペースト）をスクリーン
印刷することにより形成されている。上記ＩＣチップ６
は、基板２上にフリップチップ実装やワイヤボンディン
グ、半田付け等により実装されている。

【００１４】また、接着剤層４は、例えば熱溶融性を有
するプラスチックシート７（図３参照）により構成され
ている。このような構成のＩＣカード１を製造するに際
しては、まず、基板２にアンテナ５を印刷により形成し
た後、基板２にＩＣチップ６を実装する（図３参照）。
そして、このような基板２と、上記プラスチックシート
７と、カバー部材３とを積層したものを熱プレス装置に
より熱圧着すると、中間のプラスチックシート７が溶融
して流動性をおびるようになり、基板２とカバー部材３
との間に十分に充填されるようになり、両者が強固に接
着される構成となっている。

【００１５】このように接着されたＩＣカード１は、そ
の厚み寸法が例えば０．７６ｍｍ以下となるように構成
されている。尚、上記構成のＩＣカード１を製造する具
体的且つ詳細な方法は、例えば特開平１０−２１１７８
４号公報に記載されており、この公報記載の方法を使用
しても良い。

【００１６】尚、上記した構成のＩＣカード１の場合、
アンテナ５を介してＩＣカードリードライト装置（図示
しない）から電源が供給されると共に、ＩＣカードリー
ドライト装置との間でデータ信号が送受信されるように
構成されている。

【００１７】さて、上記ＩＣチップ６の電気的構成につ
いて、図１に従って説明する。図１に示すように、ＩＣ
チップ６には、上記アンテナ５の両端に接続された２個
の端子８、９が設けられている。これら２個の端子８、
９間には、コンデンサ１０と切替スイッチ１１とから構
成された直列回路が接続されている。この場合、上記コ
ンデンサ１０と上記切替スイッチ１１と上記アンテナ５
とから、共振回路１２が構成されている。

【００１８】また、一方の端子８には、整流用のダイオ
ード１３のアノードが接続されており、このダイオード
１３のカソードには導体パターン１４が接続されてい
る。そして、他方の端子９には、導体パターン１５が接
続されている。更に、これら２つの導体パターン１４、
１５間には、検知回路１６と制御回路１７とメモリ１８
とが並列に接続されている。

【００１９】上記検知回路１６は、ＩＣチップ６の温度
を直接的に検知する温度検知素子（図示しない）を備え
て構成されており、ＩＣチップ６の温度が設定温度より
も高くなったことを検出したときに例えばハイレベルの
温度検知信号Ｓを出力するように構成されている。この
検知回路１６が、本発明の検出手段を構成している。上
記メモリ１８は、例えばＲＯＭやＲＡＭやフラッシュメ
モリ等で構成されており、ここに、制御プログラムや各
種のデータが記憶されていると共に、種々のデータを記
憶させる（書き込む）ことが可能になっている。

【００２０】また、制御回路１７は、ＩＣカード１の動
作全体を制御する機能を有しており、メモリ１８内に記
憶された制御プログラムや各種のデータ等を読出すと共
に、メモリ１８内にデータを書き込むことが可能なよう
に構成されている。そして、制御回路１７は、上記検知
回路１６から出力された温度検知信号Ｓを受けるように
構成されている。更に、制御回路１７は、共振回路１２
の切替スイッチ１１をオンまたはオフするように構成さ
れている。

【００２１】この構成の場合、共振回路１２の共振周波
数ｆは、次の式で定義される。

【００２２】

【数１】

【００２３】ここで、上記共振周波数ｆの式において、
Ｌはアンテナ５のコイルのインダクタンス、Ｃはコンデ
ンサ１０の静電容量である。そして、切替スイッチ１１
がオンされると、静電容量Ｃが増えるため、共振周波数
ｆが低くなり、反対に、切替スイッチ１１がオフされる
と、静電容量Ｃが減るため、共振周波数ｆが高くなる。
従って、切替スイッチ１１のオン・オフに応じて、共振
回路１２の共振周波数が変わる構成となっている。この
構成の場合、制御回路１７が、本発明の周波数変更手段
を構成している。

【００２４】次に、上記構成の作用、即ち、ＩＣカード
１の共振回路１２の共振周波数が変更されるときの動作
について説明する。ここで、ＩＣカード１の使われ方と
して次の２つの使用モードがある。まず、第１の使用モ
ードは、ＩＣカード１の共振回路１２の共振周波数と、
ＩＣカードリードライト装置側のアンテナの共振回路の
共振周波数とを一致させるように設定しておいて、ＩＣ
カード１を使用するモードである。この第１の使用モー
ドは、ＩＣカード１を重ねないで１枚ずつ使用する場合
に適している。

【００２５】これに対して、第２の使用モードは、ＩＣ
カード１の共振回路１２の共振周波数を、ＩＣカードリ
ードライト装置側の共振回路の共振周波数よりも多少高
く設定しておいて、ＩＣカード１を使用するモードであ
る。この第２の使用モードは、ＩＣカード１を複数枚重
ねて使用する場合に適している。この場合、ＩＣカード
１を複数枚重ねると、各ＩＣカード１の共振回路１２の
共振周波数が多少低下する現象が発生する。このような
場合に、各ＩＣカード１を第２の使用モードで使用する
と、ＩＣカード１を複数枚重ねたときに、各ＩＣカード
１の共振回路１２の共振周波数が多少低下してＩＣカー
ドリードライト装置側の共振回路の共振周波数にほぼ等
しくなり、通信効率が高くなるのである。

【００２６】さて、ＩＣカード１を上記第１の使用モー
ドで使用するときには、ＩＣカード１の重なりがあった
ときに、各ＩＣカード１の共振回路１２の共振周波数
が、リードライト装置側の共振周波数よりも低くなるこ
とから、検知回路１６から温度検出信号Ｓが出力された
ときに（即ち、ＩＣチップ１が発熱したとき、または、
ＩＣチップ１内の電源電圧が高くなったとき）、共振周
波数を低くするように制御することが好ましい。そし
て、このように制御するためには、通常は、切替スイッ
チ１１をオフしておき、検知回路１６から温度検出信号
Ｓが出力されたときに切替スイッチ１１をオンするよう
に制御すれば良い。

【００２７】これに対して、ＩＣカード１を第２の使用
モードで使用するときには、ＩＣカード１が１枚になっ
たときに、そのＩＣカード１の共振回路１２の共振周波
数が、リードライト装置側の共振周波数よりも高くなる
ことから、検知回路１６から温度検出信号Ｓが出力され
たときに（即ち、ＩＣチップ１が発熱したとき、また
は、ＩＣチップ１内の電源電圧が高くなったとき）、共
振周波数を高くするように制御することが好ましい。そ
して、このように制御するためには、通常は、切替スイ
ッチ１１をオンしておき、検知回路１６から温度検出信
号Ｓが出力されたときに切替スイッチ１１をオフするよ
うに制御すれば良い。

【００２８】そして、本実施例においては、上述した２
つの制御方法のうちのどちらでも実行できるように、メ
モリ１８内の制御プログラムが作成されている。この場
合、上記２つの制御方法のいずれを実行するかの指定
は、外部から、例えばＩＣリードライト装置によってＩ
Ｃカード１に指定する（即ち、ＩＣチップ６のメモリ１
８に書き込む）ように構成されている。従って、ＩＣチ
ップ６の制御回路１７は、上記メモリ１８に書き込まれ
た指定に応じて上記２つの制御方法のいずれかを実行す
るように構成されている。

【００２９】このような構成の本実施例によれば、ＩＣ
チップ６の温度を検出する検出回路１６を備え、この検
出回路１６によりＩＣチップ６の温度が高くなったこと
が検出されたときに共振回路１２の共振周波数を変える
ように制御したので、ＩＣチップ６の温度が設定温度よ
りも高くなると、アンテナ５の受信効率が低下する。こ
れによって、高出力の電磁波を送信するリードライト装
置によってＩＣカード１をリード・ライトする場合にお
いて、ＩＣチップ６の温度が設定温度よりも高くなる
と、アンテナ５の受信効率が低下して受信電力が小さく
なることから、ＩＣチップ６の発熱を防止することがで
きる。この結果、ＩＣチップ６の破壊を防止することが
できる。

【００３０】尚、上記実施例では、検知回路１６が温度
検知素子を備える構成としたが、これに限られるもので
はなく、検知回路がＩＣチップ６の内部の電圧を検知す
る電圧検知手段を備える構成としても良いし、また、検
知回路がアンテナ５の両端の電圧を検知する電圧検知手
段を備える構成としても良い。この場合、ＩＣチップ６
の内部の電圧や、アンテナ５の両端の電圧を検知するこ
とにより、ＩＣチップ６の温度を間接的に検知する構成
となる。

【００３１】図４は本発明の第２の実施例を示すもので
ある。尚、図１と同一の構成には、同一の符号を付して
いる。この第２の実施例では、ＩＣチップ６ａの中に、
熱による容量変化特性を有するコンデンサ２１と、熱伝
導部２２とを設け、制御回路１７の熱がコンデンサ２１
に伝わるように構成されている。また、コンデンサ２１
の両端子は、アンテナ５が接続される端子８、９にそれ
ぞれ接続されており、コンデンサ２１とアンテナ５とか
ら共振回路１２ａが形成されている。

【００３２】この第２の実施例の動作を以下説明する。
ＩＣチップ６ａの受信電力が大きくなると、内部の電源
電圧が上昇し、その結果、制御回路１７が発熱する。す
ると、その熱が熱伝導部２２を介してコンデンサ２１に
伝わる。コンデンサ２１は、熱による容量変化特性を有
するため、その静電容量が変化して共振回路１２ａの共
振周波数が変化する。

【００３３】ここで、熱による容量変化特性を有するコ
ンデンサ２１は、ＩＣチップの温度を検出する検出手段
と、この検出手段により前記ＩＣチップの温度が高くな
ったときに共振回路の共振周波数を変える周波数変更手
段とを兼ね備える。

【００３４】尚、上記第２の実施例では、コンデンサ２
１に伝わる熱を、制御回路１７からの熱としたが、これ
に限られるものではなく、他の内部回路からの発熱を検
知するように構成しても良い。

【００３５】図５は本発明の第３の実施例を示すもので
ある。尚、図１と同一の構成には、同一の符号を付して
いる。この第３の実施例では、ＩＣチップ６ｂの中に、
コンデンサ３１と、電圧による容量変化特性を有するコ
ンデンサ３２とを設け、電圧供給抵抗３３により、内部
の電源電圧がコンデンサ３２に供給されるように構成さ
れている。また、コンデンサ３１とコンデンサ３２のそ
れぞれの一方の端子が互いに接続されると共に、それぞ
れの他方の端子は、アンテナ５が接続される端子８、９
にそれぞれ接続されており、コンデンサ３１、３２とア
ンテナ５とから共振回路１２ｂが形成されている。

【００３６】この第３の実施例の動作を以下説明する。
ＩＣチップ６ｂの受信電力が大きくなると、内部の電源
電圧が上昇し、その結果、制御回路１７が発熱する。こ
のとき、内部の電源電圧が電圧供給抵抗３３を介してコ
ンデンサ３２に印加される。コンデンサ３２は、電圧に
よる容量変化特性を有するため、その静電容量が変化し
て共振回路１２ｂの共振周波数が変化する。

【００３７】この構成の場合、電圧による容量変化特性
を有するコンデンサ３２は、ＩＣチップの温度を検出す
る検出手段と、この検出手段によりＩＣチップの温度が
高くなったときに共振回路の共振周波数を変える周波数
変更手段とを兼ね備える。

【００３８】また、上記各実施例においては、本発明を
非接触式のＩＣカード１に適用したが、これに限られる
ものではなく、例えば非接触式のＩＤタグ（ＲＦタグ）
に適用しても良いし、更に、他の非接触式のデータキャ
リヤに適用しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すアンテナ及びＩＣ
チップの電気回路図

【図２】ＩＣカードの概略縦断面図

【図３】ＩＣカードの分解斜視図

【図４】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図５】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【符号の説明】

１はＩＣカード、２は基板、５はアンテナ、６、６ａ、
６ｂはＩＣチップ、８は端子、９は端子、１０はコンデ
ンサ、１１は切替スイッチ、１２、１２ａ、１２ｂは共
振回路、１３はダイオード、１６は検知回路（検出手
段）、１７は制御回路（周波数変更手段）、１８はメモ
リ、２１はコンデンサ（検出手段、周波数変更手段）、
２２は熱伝導部、３１はコンデンサ、３２はコンデンサ
（検出手段、周波数変更手段）を示す。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＩＣカード等に設けられた電力受信用の
   アンテナに接続されるものであって該アンテナと共に共
   振回路を構成するＩＣカード等搭載用のＩＣチップにお
   いて、 前記ＩＣチップの温度を検出する検出手段と、 この検出手段により前記ＩＣチップの温度が高くなった
   ことが検出されたときに前記共振回路の共振周波数を変
   える周波数変更手段とを備えたことを特徴とするＩＣカ
   ード等搭載用のＩＣチップ。
2. 【請求項２】 前記共振回路の共振周波数を調整するた
   めのものであって前記アンテナの一端が接続された一方
   の端子に一端が接続されたコンデンサと、このコンデン
   サの他端と前記アンテナの他端が接続された他方の端子
   との間に接続された切替スイッチとを備えたことを特徴
   とする請求項１記載のＩＣカード等搭載用のＩＣチッ
   プ。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、前記ＩＣチップの温度
   を検知する温度検知素子を備えて構成されていることを
   特徴とする請求項１または２記載のＩＣカード等搭載用
   のＩＣチップ。
4. 【請求項４】 前記検出手段は、前記ＩＣチップの内部
   の電圧を検知する電圧検知手段を備えて構成されている
   ことを特徴とする請求項１または２記載のＩＣカード等
   搭載用のＩＣチップ。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、前記アンテナの両端の
   電圧を検知する電圧検知手段を備えて構成されているこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のＩＣカード等搭
   載用のＩＣチップ。
6. 【請求項６】 前記共振回路の共振周波数を、通常時
   は、前記ＩＣカード等に対してリード・ライトするリー
   ドライト装置側の共振周波数に一致させるように構成し
   ている場合には、前記周波数変更手段は、前記ＩＣチッ
   プの温度が高くなったことが検出されたときに前記共振
   回路の共振周波数を通常時よりも低くするように制御す
   ることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載
   のＩＣカード等搭載用のＩＣチップ。
7. 【請求項７】 前記共振回路の共振周波数を、通常時
   は、前記ＩＣカード等に対してリード・ライトするリー
   ドライト装置側の共振周波数よりも少し高くするように
   構成している場合には、前記周波数変更手段は、前記Ｉ
   Ｃチップの温度が高くなったことが検出されたときに前
   記共振回路の共振周波数を通常時よりも高くするように
   制御することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
   に記載のＩＣカード等搭載用のＩＣチップ。