JP2006048498A

JP2006048498A - コイン型情報記録媒体

Info

Publication number: JP2006048498A
Application number: JP2004230796A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Murakawa; 智彦村川
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2004-08-06
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】通信特性のばらつきが小さく、美観が良好で、耐久性に優れたコイン型情報記録媒体を提供する。
【解決手段】所要の外径及び厚さを有する金属リング１と、当該金属リング１の中央開口１ａ内に埋め込まれた２つの樹脂成形体２，３と、樹脂成形体２，３の間に挟み込まれたアンテナ一体型のＩＣチップ４とからコイン型情報記録媒体を構成する。金属リング１の中央開口１ａ内には、樹脂成形体２，３の位置決め手段として、金属リング１の内周面より起立された薄肉の突片５を突出する。樹脂成形体２，３は、所定の面を対向にして同心に組み合わせたとき、金属リング１の中央開口１ａ内に密に収まるように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、アミューズメント施設の代用貨幣（トークン）や電子ロック装置の解錠キーそれに物品管理用のタグなどとして使用されるコイン型情報記録媒体に係り、特に、外観構成部材として金属リングを用いたコイン型情報記録媒体における非接触通信用アンテナ及びＩＣチップの保持手段に関する。

従来より、アミューズメント施設の代用貨幣や電子ロック装置の解錠キーなどとして、金属リングの中央開口内に非接触通信式のＩＣ回路を樹脂封止したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この金属リングを備えたコイン型情報記録媒体は、外観構成部材が樹脂材料や金属粉末を混入した樹脂材料にて形成されたコイン型情報記録媒体に比べて重量が大きいので、コイン型情報記録媒体を使用する機器内での重量不足による動作不良を回避することができる。
特開２００１−１４８０４７号公報

しかしながら、従来の金属リングを備えたコイン型情報記録媒体は、金属リングの中央開口内に非接触通信式のＩＣ回路を樹脂封止する構成であるので、金属リングの厚み方向及び径方向に関してＩＣ回路の非接触通信用アンテナを精度良く配置することが困難で、リーダライタに備えられた非接触通信用アンテナにコイン型情報記録媒体を所定の配列で対向させても各コイン型情報記録媒体ごとの通信特性のばらつきが大きいという問題がある。

なお、樹脂封止時にＩＣ回路を何らかの支持部材で支持すれば、金属リングの厚み方向及び径方向に関してＩＣ回路の非接触通信用アンテナをある程度精度良く配置することができるが、このように支持部材を用いると、製品であるコイン型情報記録媒体の樹脂封止部に支持部材或いは支持部材の痕跡が残るので、コイン型情報記録媒体の美観が損なわれたり、ＩＣ回路の防水性が不十分になってコイン型情報記録媒体の耐久性が損なわれるという問題を生じる。

本発明は、かかる従来技術の不備を解決するためになされたものであり、その目的は、通信特性のばらつきが小さく、美観が良好で、耐久性に優れたコイン型情報記録媒体を提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、コイン型情報記録媒体を、金属リングと、入出力端子に非接触通信用アンテナが接続されたＩＣチップを少なくとも含む搭載部品と、前記搭載部品を挟み込み、前記金属リングの内部空間内に埋め込まれる２つの樹脂成形体とからなり、前記金属リングに、前記金属リングの厚み方向及び径方向に関して前記２つの樹脂成形体の設定位置を規制するための位置決め手段を備えるという構成にした。

かかる構成によると、金属リングの厚み方向及び径方向に関してＩＣチップの入出力端子に接続された非接触通信用アンテナを所定の位置に高精度に設定することができるので、各コイン型情報記録媒体の通信特性のばらつきを小さくすることができる。また、樹脂成形体は、金属リングの中央開口の形状及び寸法に応じて高精度に製造することができるので、非接触通信用アンテナ及びＩＣチップを樹脂封止する場合に比べて金属リングと樹脂部の一体感を高めることができ、製品であるコイン型情報記録媒体の美観を良好なものにできると共に、防水性の向上による耐久性の改善を図ることができる。

また、本発明は、前記構成のコイン型情報記録媒体において、前記位置決め手段として、前記金属リングよりも薄肉の突片を前記金属リングの内周面から内向きに突出するという構成にした。

かかる構成によると、金属リングの内周面及び突片に樹脂成形体の一部を突き当てるだけで金属リングの厚み方向及び径方向に関して非接触通信用アンテナを所定の位置に高精度に設定することができるので、コイン型情報記録媒体の組立を容易化することができる。また、樹脂成形体を埋め込んだ後は突片を目視できない状態にすることができるので、コイン型情報記録媒体の美観を高めることができる。

また、本発明は、前記構成のコイン型情報記録媒体において、前記突片に、前記金属リングに対する前記２つの樹脂成形体の回転を規制するための回り止め部を形成するという構成にした。

かかる構成によると、金属リングに対する非接触通信用アンテナの回転方向の位置ずれを防止することができるので、通信特性のばらつきをより低減することができる。

また、本発明は、前記構成のコイン型情報記録媒体において、前記ＩＣチップとして、回路形成面上に絶縁層を介して前記非接触通信用アンテナが一体形成されたものを用いるという構成にした。

かかる構成によると、ＩＣチップの製造段階でＩＣチップと非接触通信用アンテナとを一体に形成することができるので、ＩＣチップと非接触通信用アンテナとの接続工程が不要で、コイン型情報記録媒体の組立を容易化することができる。また、コイン型情報記録媒体に外力が作用した場合にも、ＩＣチップと非接触通信用アンテナとの接続部が断線しにくいので、コイン型情報記録媒体の耐久性を高めることができる。

また、本発明は、前記構成のコイン型情報記録媒体において、前記非接触通信用アンテナとして、絶縁基板上に形成され、両端部が前記ＩＣチップの入出力端子に接続されたものを用いるという構成にした。

かかる構成によると、ＩＣチップの回路形成面に非接触通信用アンテナを一体形成する場合に比べて非接触通信用アンテナを大型化できるので、リーダライタとの間の通信距離の拡大及び通信特性の改善を図ることができる。

また、本発明は、前記構成のコイン型情報記録媒体において、前記搭載部品として、前記非接触通信用アンテナ及びリーダライタに備えられた他の非接触通信用アンテナと電磁結合するブースタアンテナを備えるという構成にした。

かかる構成によると、リーダライタに備えられた非接触通信用アンテナとの間の電磁結合を強化することができるので、リーダライタとの間の通信距離の拡大及び通信特性の改善を図ることができる。

また、本発明は、前記構成のコイン型情報記録媒体において、前記２つの樹脂成形体が超音波融着により一体化されているという構成にした。

かかる構成によると、２つの樹脂成形体を接着する場合に比べて金属リングと２つの樹脂形成体との接合を短時間に行うことができ、コイン型情報記録媒体の低コスト化を図ることができる。

本発明のコイン型情報記録媒体は、金属リングと搭載部品を挟み込む２つの樹脂成形体を備えると共に、金属リングに樹脂成形体の位置決め手段を設けるので、金属リングの厚み方向及び径方向に関してＩＣチップの入出力端子に接続された非接触通信用アンテナを所定の位置に高精度に設定することができる。よって、各コイン型情報記録媒体の通信特性のばらつきを小さくすることができ、当該コイン型情報記録媒体を使用するシステムの信頼性を高めることができる。また、高精度に製造可能な樹脂成形体によって搭載部品を挟み込み、かつこの樹脂成形体を金属リングの中央開口内に埋め込むので、非接触通信用アンテナ及びＩＣチップを樹脂封止する場合に比べて金属リングと樹脂部の一体感を高めることができ、製品であるコイン型情報記録媒体の美観を良好なものにできると共に、防水性の向上による耐久性の改善を図ることができる。

まず、本発明に係るコイン型情報記録媒体の第１例を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は第１実施形態例に係るコイン型情報記録媒体の平面図、図２は図１のＡ−Ａ′断面図、図３は第１実施形態例に係るコイン型情報記録媒体に適用される樹脂成形体の内面図、図４は第１実施形態例に係るコイン型情報記録媒体に搭載されるＩＣチップの斜視図である。

図１に示すように、本例のコイン型情報記録媒体は、所要の外径及び厚さを有する金属リング１と、当該金属リング１の中央開口１ａ内に埋め込まれた２つの樹脂成形体２，３と、樹脂成形体２，３の間に挟み込まれたアンテナ一体型のＩＣチップ４とから構成されている。

金属リング１は、例えば真鍮、ステンレス、鉄、ニッケル、鉛、タングステン、アルミニウムなどの金属材料又はこれらの金属材料群から選択される少なくとも１種類の金属材料を含む合金材料をもって、５円硬貨乃至５００円硬貨程度のサイズ及び重量に形成される。金属リング１の中央開口１ａ内には、図１及び図２に示すように、金属リング１の内周面より起立された薄肉の突片５が樹脂成形体２，３の位置決め手段として突出されている。この突片５は、金属リング１の厚み方向の中央部より内向きに突出されており、その内周端は凸部５ａと凹部５ｂとが交互に連接された波形になっている。これら凸部５ａ及び凹部５ｂは、樹脂成形体２，３の回り止め手段として機能する。なお、本実施形態例においては、金属リング１の外形及び中央開口１ａが円形に形成されているが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、多角形などの任意の形状に形成することができる。

樹脂成形体２，３は、例えばアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）、ポリフェニレンサルファイト樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂などをもって同形同大に形成されており、所定の面を対向にして同心に組み合わせたとき、金属リング１の中央開口１ａ内に密に収まるように構成されている。即ち、各樹脂成形体２，３は、外径が金属リング１の内周面の直径と略等しく形成されており、かつ厚みが金属リング１の厚みの２分の１に形成されている。そして、その内面外周部には、金属リング１の突片５を嵌合するための段部６が形成されており、当該段部６には、図３に示すように、突片５の凸部５ａが嵌合される凹部６ａと突片５の凹部５ｂ内に嵌合される凸部６ｂとが交互に形成されている。また、各樹脂成形体２，３の内面中央部には、アンテナ一体型のＩＣチップ４を位置決めして埋設するためのチップ収納部７が凹設されている。かように、本例のコイン型情報記録媒体は、樹脂成形体２，３を金属リング１の中央開口１ａ内に密に収まるように構成したので、金属リングと樹脂部の一体感を高めることができ、美観を良好なものにできると共に、防水性の向上による耐久性の改善を図ることができる。なお、樹脂成形体２，３を不透明な樹脂材料をもって構成すれば、金属リング１の中央開口１ａ内に埋め込んだとき、金属リング１に形成された突片５を目視されないようにすることができるので、製品であるコイン型情報記録媒体の美観をさらに良好なものにすることができる。

本例の樹脂成形体２，３は、外径を金属リング１の内周面の直径と略等しくしたので、金属リング１の中央開口１ａ内に埋め込んだとき、金属リング１の内周面が樹脂成形体２，３の位置決め手段として機能し、金属リング１の径方向に関するＩＣチップ４の設定位置を高精度に規制することができる。また、内面外周部に突片５を嵌合するための段部６を形成したので、金属リング１の中央開口１ａ内に埋め込んだとき、金属リング１の突片５が樹脂成形体２，３の位置決め手段として機能し、金属リング１の厚み方向に関するＩＣチップ４の設定位置を高精度に規制することができる。さらに、段部６の外周に所要の凹部６ａと凸部６ｂとを形成したので、突片５に形成された凸部５ａと凹部５ｂとが樹脂成形体２，３の回り止め手段として機能し、金属リング１の周方向に関するＩＣチップ４の設定位置を高精度に規制することができる。

アンテナ一体型のＩＣチップ４は、図４に示すように、所要のプロセスを経て作製されたＩＣチップ４の回路形成面上にポリイミド樹脂層などの絶縁層８を介して渦巻き状のコイル９を非接触通信用アンテナとして形成し、ＩＣチップ４の入出力端子４ａとコイル９の両端とを絶縁層８に開設されたスルーホールを介して接続してなる。なお、コイル９の形成は、ＩＣチップ４の元になるウエハ段階で再配線技術を応用することにより行われ、ＩＣチップ４の中心Ｏ１とコイル９の巻回中心Ｏ２とは、厳密に合致される。したがって、アンテナ一体型のＩＣチップ４を樹脂成形体２，３の内面中央部に凹設されたチップ収納部７に位置決めして埋設し、さらに樹脂成形体２，３を金属リング１の中央開口１ａ内にはめ込んだとき、非接触通信用アンテナであるコイル９の巻回中心が金属リング１の中心に厳密に配置される。かように、本例のコイン型情報記録媒体は、アンテナ一体型のＩＣチップ４を搭載したので、ＩＣチップと非接触通信用アンテナとを別体に形成した場合のようにＩＣチップと非接触通信用アンテナとの接続工程が不要で、コイン型情報記録媒体の組立を容易化することができる。また、コイン型情報記録媒体に外力が作用した場合にも、ＩＣチップと非接触通信用アンテナとの接続部が断線しにくいので、コイン型情報記録媒体の耐久性を高めることができる。

樹脂成形体２，３は、金属リング１の中央開口１ａ内にはめ込んだ後、超音波融着によって一体化される。したがって、接着により樹脂成形体２，３を接合する場合に比べて金属リング１と樹脂形成体２，３との接合を短時間に効率よく行うことができ、コイン型情報記録媒体の低コスト化を図ることができる。

次に、本発明に係るコイン型情報記録媒体の第２例を図５乃至図７に基づいて説明する。図５は第２実施形態例に係るコイン型情報記録媒体の平面図、図６は図５のＢ−Ｂ′断面図、図７は第２実施形態例に係るコイン型情報記録媒体に適用される樹脂成形体とＩＣチップとブースタアンテナの分解図である。

本例のコイン型情報記録媒体は、これらの図から明らかなように、樹脂形成体２，３内にアンテナ一体型のＩＣチップ４とブースタアンテナ１１とを搭載したことを特徴とする。ブースタアンテナ１１は、ＩＣチップ４に一体形成された非接触通信用アンテナ（コイル）９とリーダライタに備えられた図示しない非接触通信用アンテナとの電磁結合を強化するためのアンテナ装置である。

本例のブースタアンテナ１１は、図５乃至図７に示すように、ＩＣチップ４よりも大型の絶縁基板１１ａの表面に渦巻き状のコイル１１ｂを形成してなる。コイル１１ｂは、その巻回中心が絶縁基板１１ａの中心と厳密に合致され、ＩＣチップ４の平面積よりも大きな面積にわたって形成される。絶縁基板１１ａとしては、例えばポリイミド樹脂シートなどが用いられる。また、コイル１１ｂは、例えば絶縁基板１１ａの表面に均一な厚さに形成された銅箔をエッチングすることなどによって形成される。ＩＣチップ４は、コイル９の形成面をブースタアンテナ１１側にして設定することもできるし、コイル９の形成面をブースタアンテナ１１と反対側にして設定することもできる。

本例の樹脂形成体２，３は、第１実施形態例の場合とは異なり、図６及び図７に示すように、互いに異なる形状に形成される。即ち、一方の樹脂形成体２には、金属リング１の突片５を嵌合するための段部６とアンテナ一体型のＩＣチップ４を位置決めして埋設するためのチップ収納部７とブースタアンテナ１１を位置決めして埋設するためのブースタ収納部１２とが形成され、他方の樹脂形成体３は、平板状に形成される。なお、チップ収納部７とブースタ収納部１２とは、同心に形成される。

その他の部分については、第１実施形態例に係るコイン型情報記録媒体と同じであるので、対応する部分に同一の符号を表示して説明を省略する。

本例のコイン型情報記録媒体は、ブースタアンテナ１１を備えたので、ＩＣチップ４に一体形成された非接触通信用アンテナ（コイル）９とリーダライタに備えられた図示しない非接触通信用アンテナとの電磁結合を強化することができ、リーダライタとの間の通信距離の拡大及び通信特性の改善を図ることができる。

次に、本発明に係るコイン型情報記録媒体の第３例を図８及び図９に基づいて説明する。図８は第３実施形態例に係るコイン型情報記録媒体の断面図、図９は第３実施形態例に係るコイン型情報記録媒体に適用される樹脂成形体とＩＣチップと非接触通信用アンテナの分解図である。

本例のコイン型情報記録媒体は、これらの図から明らかなように、樹脂形成体２，３内に非接触通信用アンテナを備えないＩＣチップ２１と、当該ＩＣチップ２１の入出力端子に両端部が接続された非接触通信用アンテナ２２とを搭載したことを特徴とする。

本例の非接触通信用アンテナ２２は、第２実施形態例におけるブースタアンテナ１１と同様に、ＩＣチップ２１よりも大型の絶縁基板２２ａの表面に渦巻き状のコイル２２ｂを形成してなる。コイル２２ｂは、その巻回中心が絶縁基板２２ａの中心と厳密に合致され、ＩＣチップ２１の平面積よりも大きな面積にわたって形成される。絶縁基板２２ａとしては、例えばポリイミド樹脂シートなどが用いられる。また、コイル２２ｂは、例えば絶縁基板２２ａの表面に均一な厚さに形成された銅箔をエッチングすることなどによって形成される。ＩＣチップ２１は、入出力端子の形成面をコイル２２ｂ側に向けて非接触通信用アンテナ２２に実装される。ＩＣチップ２１の入出力端子とコイル２２ｂとは、はんだ等の導電性接合材を介して電気的に接続される。

本例の樹脂形成体２には、金属リング１の突片５を嵌合するための段部６とＩＣチップ２１を位置決めして埋設するためのチップ収納部７と非接触通信用アンテナ２２を位置決めして埋設するためのアンテナ収納部２３とが形成される。なお、チップ収納部７とアンテナ収納部２３とは、同心に形成される。

その他の部分については、第２実施形態例に係るコイン型情報記録媒体と同じであるので、対応する部分に同一の符号を表示して説明を省略する。

本例のコイン型情報記録媒体は、非接触通信用アンテナ２２として、絶縁基板２２ａ上に形成され、両端部がＩＣチップ２１の入出力端子に接続されたＩＣチップ２１よりも大型のコイル２２ｂを用いるので、第１実施形態例に係るコイン型情報記録媒体に比べてリーダライタとの間の通信距離を拡大することができ、かつリーダライタとの間の通信特性の改善を図ることができる。

なお、前記各実施形態例においては、非接触通信用アンテナ９，２２及びブースタアンテナ１１としてコイルを用いたが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、例えばダイポールアンテナやループアンテナなど、平面状に形成可能な任意のアンテナ装置を用いることができる。

第１実施形態例に係るコイン型情報記録媒体の平面図である。図１のＡ−Ａ′断面図である。第１実施形態例に係るコイン型情報記録媒体に適用される樹脂成形体の内面図である。第１実施形態例に係るコイン型情報記録媒体に搭載されるＩＣチップの斜視図である。第２実施形態例に係るコイン型情報記録媒体の平面図である。図５のＢ−Ｂ′断面図である。第２実施形態例に係るコイン型情報記録媒体に適用される樹脂成形体とＩＣチップとブースタアンテナの分解図である。第３実施形態例に係るコイン型情報記録媒体の断面図である。第３実施形態例に係るコイン型情報記録媒体に適用される樹脂成形体とＩＣチップと非接触通信用アンテナの分解図である。

符号の説明

１金属リング
１ａ中央開口
２，３樹脂成形体
４アンテナ一体型のＩＣチップ
５突片（位置決め手段）
５ａ凸部（回り止め部）
５ｂ凹部（回り止め部）
６段部
６ａ凹部
６ｂ凸部
７チップ収納部
９コイル（非接触通信用アンテナ）
１１ブースタアンテナ
１２ブースタ収納部
２１ＩＣチップ
２２非接触通信用アンテナ

Claims

金属リングと、入出力端子に非接触通信用アンテナが接続されたＩＣチップを少なくとも含む搭載部品と、前記搭載部品を挟み込み、前記金属リングの内部空間内に埋め込まれる２つの樹脂成形体とからなり、前記金属リングに、前記金属リングの厚み方向及び径方向に関して前記２つの樹脂成形体の設定位置を規制するための位置決め手段を備えたことを特徴とするコイン型情報記録媒体。
前記位置決め手段として、前記金属リングよりも薄肉の突片を前記金属リングの内周面から内向きに突出したことを特徴とする請求項１に記載のコイン型情報記録媒体。
前記突片に、前記金属リングに対する前記２つの樹脂成形体の回転を規制するための回り止め部を形成したことを特徴とする請求項２に記載のコイン型情報記録媒体。
前記ＩＣチップとして、回路形成面上に絶縁層を介して前記非接触通信用アンテナが一体形成されたものを用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコイン型情報記録媒体。
前記非接触通信用アンテナとして、絶縁基板上に形成され、両端部が前記ＩＣチップの入出力端子に接続されたものを用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のコイン型情報記録媒体。
前記搭載部品として、前記非接触通信用アンテナ及びリーダライタに備えられた他の非接触通信用アンテナと電磁結合するブースタアンテナを備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のコイン型情報記録媒体。
前記２つの樹脂成形体が超音波融着により一体化されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のコイン型情報記録媒体。