JP2006053816A

JP2006053816A - コイン型情報記録媒体

Info

Publication number: JP2006053816A
Application number: JP2004235894A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Murakawa; 智彦村川
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2006-02-23

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内に埋め込まれた樹脂成形体２及びアンテナ基板３ａと、樹脂成形体２及びアンテナ基板３ａの間に挟み込まれた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及びアンテナ基板３ａ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及びアンテナ基板３ａ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ＩＣチップ及びアンテナ基板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、ＩＣチップと、アンテナ基板と、前記金属リングの内部空間内に埋め込まれる樹脂成形体とからなり、前記ＩＣチップが前記アンテナ基板と前記樹脂成形体との間に挟み込まれ、かつ前記アンテナ基板と前記樹脂成形体とが前記金属リングに備えられた位置決め手段により厚み方向及び径方向に関して位置決めされてい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チップ及びアンテナ基板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、樹脂成形体及びアンテナ基板は、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、ＩＣチップ及びアンテナ基板を樹脂封止する場合に比べて金属リングと樹脂部と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及びアンテナ基板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ＩＣチップ及びアンテナ基板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、樹脂成形体及びアンテナ基板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。

アンテナ基板は樹脂成形体と接着等によって一体化されるので、突片に樹脂成形体の回り止め部を形成すると、アンテナ基板が樹脂成形体を介して突片に回り止めされる。よって、かかる構成によると、金属リングに対するアンテナ基板の回転方向の位置ずれが防止され、コイン型情報記録媒体の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チップとしてアンテナ一体型ＩＣチップが備えられ、前記アンテナ基板には前記アンテナ一体型ＩＣチップに形成された非接触通信用アンテナ及びリーダライタに備えられた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が形成されているという構成にした。

ＩＣチップとして非接触通信用アンテナが一体に形成されたアンテナ一体型ＩＣチップを用いると、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。さらに、アンテナ一体型ＩＣチップは非接触通信用アンテナの巻回直径や巻回数がＩＣチップのサイズによって制限されるのでリーダライタとの間の通信距離を大きくすることができないが、ブースタアンテナを備えることによってＩＣチップに一体形成された非接触通信用アンテナ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、コイン型情報記録媒体と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ＩＣチップとしてアンテナ別体型ＩＣチップが備えられ、前記アンテナ基板には両端が前記ＩＣチップの入出力端子に接続され、リーダライタに備えられた非接触通信用アンテナと電磁結合する非接触通信用アンテナが形成されているという構成にした。

この場合にも、ブースタアンテナを用いた場合と同様に、コイン型情報記録媒体側の非接触通信用アンテナを大型化できるので、コイン型情報記録媒体と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。

本発明のコイン型情報記録媒体は、ＩＣチップをアンテナ基板と樹脂成形体との間に挟み込み、かつ金属リングに対するアンテナ基板及び樹脂成形体の取付位置を金属リングに備えられた位置決め手段によって規制するので、金属リングの厚み方向及び径方向に関してＩＣチップ及びアンテナ基板を所定の位置に高精度に設定することができ、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、樹脂成形体及びアンテナ基板は、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、ＩＣチップ及びアンテナ基板を樹脂封止する場合に比べて金属リングと樹脂部と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とＩＣチップとブースタアンテナとシールの分解図、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２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内に埋め込まれた樹脂成形体２と、ブースタアンテナ３と、樹脂成形体２とブースタアンテナ３との間に挟み込まれたアンテナ一体型のＩＣチップ４と、ブースタアンテナ３の表面を覆うシール５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突片６が樹脂成形体２及びブースタアンテナ３の位置決め手段として突出されている。この突片６は、金属リング１よりも薄肉に形成されており、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いる。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形成されており、中央開口１ａ内の上半部に密に収まるように構成されている。即ち、樹脂成形体２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の上面から突片６の下面までの距離に相当する厚みに形成されていて、内面外周部には、金属リング１の突片６を嵌合するための段部７が形成されている。また、この樹脂成形体２の中心部には、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８が形成されている。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６を遮蔽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。

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９を介して渦巻き状のコイル１０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１０の両端とを絶縁層９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１０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の内面中央部に凹設されたチップ収納部８に位置決めして埋設し、さらに樹脂成形体２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１０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。

ブースタアンテナ３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）１０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って、図１乃至図３に示すように、ＩＣチップ４よりも大型のアンテナ基板３ａの表面に渦巻き状のコイル３ｂを形成してなる。コイル３ｂは、その巻回中心がアンテナ基板３ａ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。アンテナ基板３ａは、例えばポリイミド樹脂シートなどによって形成され、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る。また、コイル３ｂは、例えばアンテナ基板３ａ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１０の形成面をブースタアンテナ３側にして設定することもできるし、コイル１０の形成面をブースタアンテナ３と反対側にして設定することもできる。このブースタアンテナ３は、ＩＣチップ４がチップ収納部８内に埋設された樹脂成形体２の内面に接着等により接合される。

シール５は、アンテナ基板３ａを隠蔽するものであって、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、アンテナ基板３ａの表面に接着される。なお、アンテナ基板３ａがコイン型情報記録媒体の美観を損なうものでない場合には、このシール５を省略することもできる。

かように、本例のコイン型情報記録媒体は、樹脂成形体２及びアンテナ基板３ａの外径を金属リング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及びアンテナ基板３ａ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及びブースタアンテナ（コイル）３ｂの設定位置を高精度に規制することができる。また、樹脂成形体２の内面外周部に突片６を嵌合するための段部７を形成すると共に樹脂成形体２の内面にアンテナ基板３ａを接合するので、樹脂成形体２及びアンテナ基板３ａを金属リング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６が樹脂成形体２及びアンテナ基板３ａ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及びブースタアンテナ（コイル）３ｂの設定位置を高精度に規制することができる。

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及び図６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断面図、図６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チップと非接触通信用アンテナとシールの分解図である。

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、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１実施形態例におけるブースタアンテナ３と同様に、ＩＣチップ２１よりも大型のアンテナ基板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、その巻回中心がアンテナ基板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。アンテナ基板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、例えばアンテナ基板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、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。

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、非接触通信用アンテナ２２として、アンテナ基板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と同様に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。

次に、本発明に係るコイン型情報記録媒体の第３例を図７及び図８に基づいて説明する。図７は第３実施形態例に係るコイン型情報記録媒体の平面図、図８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の内面図である。

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、金属リング１と樹脂成形体２との間に回り止め手段を形成したことを特徴とする。即ち、本例のコイン型情報記録媒体においては、金属リング１の内周部より突設された突片６の内周端が図７に示すように凸部６ａと凹部６ｂとが交互に連接する波形に形成されている。また、樹脂成形体２の内面外周部に形成された段部７には図８に示すように突片６の凸部６ａが嵌合される凹部７ａと突片６の凹部６ｂ内に嵌合される凸部７ｂとが交互に形成されている。

したがって、本例のコイン型情報記録媒体は、樹脂成形体２を金属リング１の中央開口１ａ内にはめ込むと、突片６の凸部６ａ及び凹部６ｂと樹脂成形体２の凹部７ａ及び凸部７ｂとが相互に嵌合され、金属リング１に対する樹脂成形体２の回転が防止される。また、アンテナ基板３ａは樹脂成形体２と接着等によって一体化されるので、金属リング１に対するアンテナ基板３ａの回転も防止される。よって、金属リング１に対するアンテナ基板３ａの回転方向の位置ずれが防止され、コイン型情報記録媒体の通信特性のばらつきをより低減することができる。

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１０，２２及びブースタアンテナ３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とＩＣチップとブースタアンテナとシールの分解図である。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チップと非接触通信用アンテナとシールの分解図である。第３実施形態例に係るコイン型情報記録媒体の平面図である。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の内面図である。

符号の説明

１金属リング
１ａ中央開口
２樹脂成形体
３ブースタアンテナ
３ａアンテナ基板
３ｂブースタコイル
４アンテナ一体型のＩＣチップ
５シール
６突片（位置決め手段）
７段部
８チップ収納部
１０非接触通信用アンテナ
２１ＩＣチップ
２２非接触通信用アンテナ
２２ａアンテナ基板
２２ｂアンテナコイル

Claims

金属リングと、ＩＣチップと、アンテナ基板と、前記金属リングの内部空間内に埋め込まれる樹脂成形体とからなり、前記ＩＣチップが前記アンテナ基板と前記樹脂成形体との間に挟み込まれ、かつ前記アンテナ基板と前記樹脂成形体とが前記金属リングに備えられた位置決め手段により厚み方向及び径方向に関して位置決めされている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チップとしてアンテナ一体型ＩＣチップが備えられ、前記アンテナ基板には前記アンテナ一体型ＩＣチップに形成された非接触通信用アンテナ及びリーダライタに備えられた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が形成されている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ＩＣチップとしてアンテナ別体型ＩＣチップが備えられ、前記アンテナ基板には両端が前記ＩＣチップの入出力端子に接続され、リーダライタに備えられた非接触通信用アンテナと電磁結合する非接触通信用アンテナが形成されている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。