非接触式通信模块及读卡器的制作方法

本发明涉及一种非接触式通信模块，其通过电磁感应以非接触方式与非接触式ic卡进行数据的通信。另外，本发明涉及一种具备该非接触式通信模块的读卡器。

背景技术：

目前，已知一种非接触式通信模块，其通过电磁感应以非接触方式与非接触式ic卡进行数据的通信(例如，参照专利文献1)。专利文献1中记载的非接触式通信模块具备用于与ic卡进行数据的通信、或用于向ic卡供给电力的天线线圈。天线线圈形成为圆环状。天线线圈安装于电路基板上。电路基板是玻璃环氧基板等刚性基板。另外，电路基板是具备隔着绝缘层层叠的多个配线层(导体层)的多层基板。

在专利文献1记载的非接触式通信模块中，在电路基板上安装有信号处理电路部。信号处理电路部具备控制电路。在控制电路上，经由滤波电路及匹配电路电连接天线线圈的一端侧，并且，经由接收电路电连接天线线圈的另一端侧。从电路基板的厚度方向观察时，信号处理电路部配置于以圆环状形成的天线线圈的外周侧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-87888号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

在专利文献1记载的非接触式通信模块中，从电路基板的厚度方向观察时，信号处理电路部被配置于天线线圈的外周侧。因此，在专利文献1记载的非接触式通信模块中，当为了提高非接触式通信模块与ic卡之间的通信特性而增大天线线圈的外径时，模块的外形变大。因此，本申请发明人正在研究，在专利文献1记载的非接触式通信模块中，将信号处理电路部配置在天线线圈的内周侧。从电路基板的厚度方向观察时，如果信号处理电路部配置在天线线圈的内周侧，则能够增大天线线圈的外径，同时能够减小模块的外形。

但是，在专利文献1记载的非接触式通信模块中，通过本申请发明人的研究表明，从电路基板的厚度方向观察时，信号处理电路部被配置在天线线圈的内周侧时，从非接触式通信模块产生的不必要的电噪声(发射)的电平变高。

因此，本发明的技术问题在于，提供一种非接触式通信模块，通过电磁感应以非接触方式与非接触式的ic卡进行数据的通信，其中，从安装天线线圈、控制电路及天线电路的电路基板的厚度方向观察时，即使控制电路及天线电路配置在形成环状的天线线圈的内周侧，也能够降低发射能级。另外，本发明的技术问题在于，提供一种具备该非接触式通信模块的读卡器。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述技术问题，本申请发明人进行了各种研究。特别是，本申请发明人着眼于天线电路(连接天线线圈的天线电路)用的接地配线和控制电路(连接天线电路并且用于处理与ic卡之间进行通信的数据的控制电路)用的接地配线，进行了各种研究。其结果是，本申请发明人获得如下见解，通过改善控制电路用的接地配线的结构，并且改善控制电路用的接地配线和天线电路用的接地配线的电连接关系，从电路基板的厚度方向观察时，即使控制电路及天线电路配置在形成环状的天线线圈的内周侧，也能够降低从非接触式通信模块产生的发射能级。

本发明的非接触式通信模块是基于该新的见解的通信模块，通过电磁感应以非接触方式与非接触式ic卡进行数据的通信，其特征在于，具备：天线线圈，所述天线线圈形成环状；天线电路，所述天线电路连接天线线圈；控制电路，所述控制电路连接天线电路，并且，用于处理在与ic卡之间进行通信的数据；以及电路基板，所述电路基板上安装有天线线圈、控制电路和天线电路，电路基板是具备隔着绝缘层层叠的多个配线层的多层基板，从电路基板的厚度方向观察时，控制电路及天线电路配置于天线线圈的内周侧，在多个配线层中的每个配线层上形成有控制电路用的接地配线即第一接地配线，在多个配线层中的至少一个配线层上形成有天线电路用的接地配线即第二接地配线，将形成有第二接地配线的配线层作为第二接地形成层时，在第二接地形成层中，第一接地配线和第二接地配线经由多个连接配线电连接，形成于多个配线层中的每个配线层上的第一接地配线通过多个通孔相互电连接。

在本发明的非接触式通信模块中，在多个配线层中的每个配线层上形成有控制电路用的接地配线即第一接地配线。即，在本发明中，在所有配线层中形成有第一接地配线。另外，在本发明中，在形成有天线电路用的接地配线即第二接地配线的第二接地形成层中，第一接地配线和第二接地配线经由多个连接配线电连接。而且，在本发明中，形成于多个配线层中的每个配线层上的第一接地配线通过多个通孔相互电连接。因此，根据本申请发明人的研究，在本发明中，从电路基板的厚度方向观察时，即使控制电路及天线电路配置在形成环状的天线线圈的内周侧，也能够降低从非接触式通信模块产生的发射的能级。

此外，所谓“能够降低发射的能级(简而言之，能够降低发射)”，具体而言，是指能够降低使非接触通信模块动作时产生的电磁波的谐波分量的能级。特别是，当控制电路及天线电路等配置在形成环状的天线线圈的内周侧时，该谐波分量的能级会变高，由于该谐波分量会对非接触通信模块的天线特性带来影响，因此，需要降低该谐波分量的能级。

在本发明中，理想的是，在从电路基板的厚度方向观察时，控制电路被配置在形成于多个配线层中的每个配线层上的第一接地配线的区域内。根据本申请发明人的研究，当这样构成时，能够有效地降低从非接触式通信模块产生的发射的能级。

在本发明中，理想的是，在从电路基板的厚度方向观察时，形成控制电路的区域和形成于多个配线层中的每个配线层上的第一接地配线的区域大致一致。若第一接地配线的区域过大，受第一接地配线的影响，非接触式通信模块和ic卡之间的通信特性可能降低，但根据本申请发明人的研究，当这样构成时，能够确保非接触式通信模块和ic卡之间的通信特性，并且，有效地降低从非接触式通信模块产生的发射的能级。

在本发明中，理想的是，在形成天线电路的配线层上不形成第二接地配线，除了形成天线电路的配线层之外的其余配线层成为第二接地形成层。根据本申请发明人的研究，当这样构成时，能够有效地降低从非接触式通信模块产生的发射的能级。

在本发明中，例如，在电路基板中，作为所述配线层具备：第一配线层、第二配线层、第三配线层以及第四配线层，其中，第一配线层上形成有天线线圈的屏蔽配线、控制电路、第一接地配线以及第二接地配线，第二配线层上形成有天线线圈、第一接地配线以及第二接地配线，第三配线层上形成有电源电路、电源配线、第一接地配线以及第二接地配线，第四配线层上形成有天线线圈、天线电路、控制电路以及第一接地配线，在电路基板的厚度方向上，依次配置有第一配线层、第二配线层、第三配线层以及第四配线层。

本发明的非接触式通信模块可以用于具备安装非接触式通信模块的本体部的读卡器。在该读卡器中，在本体部形成有供ic卡移动的卡移动路径，非接触式通信模块以将第一配线层配置于卡移动路径侧的方式安装在本体部。在该读卡器中，在从电路基板的厚度方向观察时，即使控制电路及天线电路配置在形成环状的天线线圈的内周侧，也能够降低从非接触式通信模块产生的发射的能级。

(发明效果)

如上所述，在本发明中，从安装有天线线圈、控制电路及天线电路的电路基板的厚度方向观察时，即使控制电路及天线电路配置在形成环状的天线线圈的内周侧，也能够降低从非接触式通信模块产生的发射的能级。

附图说明

图1的(a)是用于说明安装有本发明实施方式的非接触式通信模块的读卡器的概略结构的图，图1的(b)是表示图1的(a)所示的非接触式通信模块的侧视图。

图2是用于说明图1所示的非接触式通信模块的结构的框图。

图3的(a)是用于说明图1的(b)所示的第一配线层的结构的俯视图，图3的(b)是用于说明图1的(b)所示的第二配线层的结构的俯视图。

图4的(a)是用于说明图1的(b)所示的第三配线层的结构的俯视图，图4的(b)是用于说明图1的(b)所示的第四配线层的结构的俯视图。

附图标记说明

1非接触式通信模块

2ic卡

3读卡器

4本体部

5卡移动路径

10电路基板

10c通孔

11第一配线层(配线层、第二接地形成层)

12第二配线层(配线层、第二接地形成层)

13第三配线层(配线层、第二接地形成层)

14第四配线层(配线层)

15、16天线线圈

17天线电路

18控制电路

19电源电路

26屏蔽配线

27电源配线

28第一接地配线

29第二接地配线

30连接配线

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式。

(读卡器的概略结构及非接触式通信模块的结构)

图1的(a)是用于说明安装有本发明实施方式的非接触式通信模块1的读卡器3的概略结构的图，图1的(b)是图1的(a)所示的非接触式通信模块1的侧视图。图2是用于说明图1所示的非接触式通信模块1的结构的框图。图3的(a)是用于说明图1的(b)所示的第一配线层11的结构的俯视图，图3的(b)是用于说明图1的(b)所示的第二配线层12的结构的俯视图。图4的(a)是用于说明图1的(b)所示的第三配线层13的结构的俯视图，图4的(b)是用于说明图1的(b)所示的第四配线层14的结构的俯视图。

本实施方式的非接触式通信模块1是用于通过电磁感应以非接触方式与非接触式ic卡2进行数据的通信的模块。非接触式通信模块1被安装在读卡器3上使用。读卡器3被装设于例如atm(automatedtellermachine：自动柜员机)等规定上位装置上来使用。读卡器3具备安装非接触式通信模块1的本体部4。

在本体部4形成有供ic卡2移动的卡移动路径5。读卡器3具备用于在卡移动路径5上输送ic卡2的驱动辊6及垫辊7。即，读卡器3是卡输送式的读卡器。此外，读卡器3也可以是不具备ic卡2的输送机构的手动式读卡器。

非接触式通信模块1具备电路基板10。电路基板10是玻璃环氧基板等刚性基板，形成为大致长方形的平板状。另外，电路基板10是具备隔着绝缘层被层叠的多个配线层(导体层)11～14的多层基板。本实施方式的电路基板10中，作为配线层11～14，具备第一配线层11、第二配线层12、第三配线层13以及第四配线层14。即，本实施方式的电路基板10具备四个配线层11～14。第一配线层11、第二配线层12、第三配线层13以及第四配线层14在电路基板10的厚度方向上从电路基板10的一表面10a朝向另一表面10b依次配置。

电路基板10被配置为在卡移动路径5中输送的ic卡2的厚度方向与电路基板10的厚度方向一致。另外，电路基板10配置于在卡移动路径5中输送的ic卡2的厚度方向上的卡移动路径5的一侧。电路基板10被配置为电路基板10的一表面10a朝向卡移动路径5侧。即，电路基板10以第一配线层11朝向卡移动路径5侧的方式配置，非接触式通信模块1以将第一配线层11配置于卡移动路径5侧的方式安装于本体部4。

在电路基板10上安装有：与ic卡2进行数据通信、或用于向ic卡2供给电力的天线线圈15、16；连接天线线圈15、16的天线电路17；连接天线电路17并且用于处理在与ic卡2之间进行通信的数据的控制电路18；以及电源电路19。天线线圈15、16形成为环状。具体而言，天线线圈15、16形成为大致长方形的环状。

控制电路18具备集成电路(ic)22(参照图4的(b))。天线电路17具备滤波电路(低通滤波器)23、匹配电路24以及接收电路25。在控制电路18上，经由滤波电路23及匹配电路24连接有天线线圈15、16的一端一侧，经由接收电路25连接有天线线圈15、16的另一端侧。在从电路基板10的厚度方向观察时，天线电路17及控制电路18被配置于天线线圈15、16的内周侧。另外，在从电路基板10的厚度方向观察时，电源电路19及后述的电源配线27也配置于天线线圈15、16的内周侧。

天线线圈15形成于第二配线层12上。天线线圈16形成于第四配线层14上。天线电路17形成于第四配线层14上。在第一配线层11上形成有天线线圈15、16的屏蔽配线(屏蔽图案)26。屏蔽配线26形成为与天线线圈15、16相同形状的大致长方形的环状。从第一配线层11侧观察电路基板10时，天线线圈15、16被屏蔽配线26覆盖。此外，在屏蔽配线26的周向上不连接屏蔽配线26的一部分，以使得因电磁感应而在屏蔽配线26上产生的电流不会以环绕屏蔽配线26的方式流动。

控制电路18形成于第一配线层11及第四配线层14。构成控制电路18的一部分的集成电路22安装于第四配线层14。电源电路19形成于第三配线层13。在第三配线层13上形成有电源配线(电源图案)27。此外，在电路基板10的另一表面10b安装有各种电子零件(省略图示)。即，在第四配线层14的与第三配线层13对置的表面的相反侧的表面上安装有各种电子零件。

在第一配线层11、第二配线层12、第三配线层13及第四配线层14上，形成有控制电路18用的接地配线(接地图案)即第一接地配线28。即，在四个配线层11～14中的每个配线层上形成有第一接地配线28。在从电路基板10的厚度方向观察时，第一接地配线28配置于天线线圈15、16的内周侧。

另外，在从电路基板10的厚度方向观察时，控制电路18配置在形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28的区域内。在本实施方式中，从电路基板10的厚度方向观察时，形成控制电路18的区域与形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28的区域大致一致。另外，从电路基板10的厚度方向观察时，电源电路19及电源配线27也配置在形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28的区域内。

在第一配线层11、第二配线层12及第三配线层13上形成有天线电路17用的接地配线(接地图案)即第二接地配线29。即，在形成天线电路17的第四配线层14上不形成第二接地配线29。本实施方式的配线层11～13是形成第二接地配线29的第二接地形成层。即，在本实施方式中，除了形成天线电路17的配线层14之外的其余配线层11～13成为第二接地形成层。

从电路基板10的厚度方向观察时，第二接地配线29配置于天线线圈15、16的内周侧。另外，从电路基板10的厚度方向观察时，天线电路17配置在形成于配线层11～13中的每个配线层上的第二接地配线29的区域内。在本实施方式中，从电路基板10的厚度方向观察时，形成天线电路17的区域与形成于配线层11～13中的每个配线层上的第二接地配线29的区域大致一致。

在配线层11～13中，第一接地配线28与第二接地配线29经由多个连接配线(连接图案)30电连接。因此，在本实施方式中，第一接地配线28和第二接地配线29之间的阻抗降低。另外，从电路基板10的厚度方向观察时，形成于第一配线层11的连接配线30、形成于第二配线层12的连接配线30、形成于第三配线层13的连接配线30配置在大致相同的位置。

形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28通过多个通孔10c(参照图1的(b))相互电连接。因此，在本实施方式中，形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28之间的阻抗降低。通孔10c例如是贯穿电路基板10的贯通通孔。另外，通孔10c例如以约6(mm)间隔在电路基板10上形成有多个。同样，形成于配线层11～13中的每个配线层上的第二接地配线29也通过多个通孔相互电连接。因此，在本实施方式中，形成于配线层11～14中的每个配线层上的第二接地配线28之间的阻抗降低。

(本实施方式的主要效果)

如上所述，在本实施方式中，在四个配线层11～14中的每个配线层上形成有控制电路18用的接地配线即第一接地配线28。另外，在本实施方式中，在形成天线电路17用的接地配线即第二接地配线29的配线层11～13中，第一接地配线28和第二接地配线29经由多个连接配线30电连接。而且，在本实施方式中，形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28通过多个通孔10c相互电连接。因此，根据本申请发明人的研究，在本实施方式中，从电路基板10的厚度方向观察时，即使控制电路18及天线电路17配置在形成环状的天线线圈15、16的内周侧，也能够降低从非接触式通信模块1产生的发射的能级。

特别是，在本实施方式中，从电路基板10的厚度方向观察时，控制电路18被配置在形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28的区域内，因此，根据本申请发明人的研究，能够有效地降低从非接触式通信模块1产生的发射的能级。另外，在本实施方式中，虽然不在形成天线电路17的第四配线层14上形成第二接地配线29，但因为在其余配线层11～13上形成有第二接地配线29，因此，根据本申请发明人的研究，能够有效地降低从非接触式通信模块1产生的发射的能级。

在本实施方式中，从电路基板10的厚度方向观察时，形成控制电路18的区域和形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28的区域大致一致。若第一接地配线28的区域过大，受第一接地配线28的影响，非接触式通信模块1和ic卡2之间的通信特性可能降低，但根据本申请发明人的研究，在从电路基板10的厚度方向观察时，如果形成控制电路18的区域和形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28的区域大致一致，则能够确保非接触式通信模块1和ic卡2之间的通信特性，同时有效地降低从非接触式通信模块1产生的发射的能级。

(其他实施方式)

上述实施方式是本发明的最佳实施方式之一例，但不限于此，可以在不变更本发明的宗旨的范围内进行各种变形实施。

在上述的实施方式中，在从电路基板10的厚度方向观察时，如果形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28的区域覆盖形成控制电路18的区域，则在从电路基板10的厚度方向观察时，形成于配线层11～13中的每个配线层上的第二接地配线29的区域也可以成为与形成天线电路17的区域不一致的必要最小限的区域。

在上述的实施方式中，从电路基板10的厚度方向观察时，形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28的区域也可以比形成控制电路18的区域宽。另外，在上述的实施方式中，在从电路基板10的厚度方向观察时，也可以是形成控制电路18的区域比形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28的区域宽，且控制电路18的一部分从形成于配线层11～14中的每个配线层上的第一接地配线28的区域露出。

在上述的实施方式中，第二接地配线29也可以在第四配线层14上形成。另外，在上述的实施方式中，也可以不在从第一配线层11、第二配线层12及第三配线层13中任意选择的一个或两个配线层上形成第二接地配线29。另外，在上述的实施方式中，电路基板10所具备的配线层的数量可以是两个或三个，也可以是五个以上。

在上述的实施方式中，也可以在第三配线层13上形成有天线线圈15或天线线圈16。另外，在上述的实施方式中，天线线圈15及天线线圈16也可以形成于第二配线层12、第三配线层13或第四配线层14中的任一配线层上。而且，在上述的实施方式中，天线线圈15、16可以形成为圆环状或椭圆环状，也可以形成为大致长方形以外的四边环状或四边环状以外的多边环状。