JPH10211782A - 非接触データキャリア及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、中間基材の穴部に内部部品の封止体を
セットして非接触データキャリアを製造する場合、内部
部品の封止体の外形と中間基材の凹部の内形との厳しい
整合性が要求される。両者の寸法・形状に差があると、
中間基材穴部への内部部品封止体の嵌め込み作業性が悪
化したり、また熱プレスによる外装部形成後も両者間の
隙間が残り、製品強度が低下するという課題があった。 【解決手段】 内部部品封止体３と中間基材４の穴部４
ａに互いに適合するテーパ６、７を設け、これらのテー
パ６、７によって、中間基材４の穴部４ａ内の定位置に
内部部品封止体３を誘導しつつ嵌め込むようにしたこと
で、中間基材４の穴部４ａへの内部部品封止体３の嵌め
込み作業が容易になるとともに、両者間の隙間を最小に
抑えることが可能となる。よって、外観に優れ、機械的
強度の高い薄型の非接触データキャリアが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣチップ及びア
ンテナを主な内部部品として持ち、非接触で外部装置と
の間で情報の交信を行う非接触データキャリアとその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】データキャリアシステムは、非接触デー
タキャリアと呼ばれる応答器とホスト側に接続される質
問器とで構成され、これら応答器と質問器の間で、磁
気、誘導電磁界、マイクロ波（電波）等の伝送媒体を介
して非接触で情報の交信を行うものである。

【０００３】このデータキャリアシステムは、応答器を
様々な個体に取り付け、その個体に関する情報を質問器
により遠隔的に読み取ってホストに提供し、個体に関す
る情報処理を実現する。また、このデータキャリアシス
テムの応答器は、ＩＤカードやクレジットカードといっ
たカード分野への利用も可能であり、情報の読取りを非
接触で行うことが可能なため、従来の磁気ストライプを
用いたものに比較して耐久性に優れる、読取エラー頻度
が低減する、などの多くの利点を持つ。

【０００４】データキャリアシステムの情報伝送方式に
は電磁結合方式、電磁誘導方式、マイクロ波方式、光通
信方式等がある。これらの方式の中で、電磁結合方式、
電磁誘導方式、マイクロ波方式によるものは、質問器か
らの伝送信号のエネルギーを応答器の駆動電力として用
いることができる。このため、電池を駆動源とする場合
のように、電池の寿命が近づいてきたことによる応答能
力の劣化や使用限界に至る心配がないという利点を有し
ている。

【０００５】図８にデータキャリアシステムの一般的な
全体構成を示す。質問器１０は、質問器１０の全体制御
を行う主制御部１１と、ホスト装置とのデータの入出力
を制御するインターフェース部１２と、非接触データキ
ャリア２０より受信したタグ情報等を蓄積する読み出し
／書き込み可能なＲＡＭ等の記憶部１３と、送信情報を
パラレル信号からシリアル信号に変換し、且つ応答器２
０からの受信信号をシリアル信号からパラレル信号に変
換する信号変換部１４と、送信信号を例えばＡＳＫ（Am
plitude Shift Keying）方式、ＦＳＫ（Frequency Shif
t Keying）方式等で伝送用の信号に変調する変調部１５
と、受信信号を復調する復調部１６と、送信アンテナ１
７と、受信アンテナ１８とを備えて構成される。

【０００６】非接触データキャリアである応答器２０
は、この応答器２０の全体制御を行う主制御部２１と、
タグ情報を蓄積するＥＥＰＲＯＭ等の電源バックアップ
不要な記憶部２２と、送信情報をパラレル信号からシリ
アル信号に変換し、且つ質問器１０からの受信信号をシ
リアル信号からパラレル信号に変換する信号変換部２３
と、送信信号をＡＳＫ方式、ＦＳＫ方式等で伝送用の信
号に変調する変調部２４と、受信信号を復調する復調部
２５と、送信アンテナ２６と、受信アンテナ２７とを備
えて構成される。

【０００７】このデータキャリアシステムの基本的な交
信手順について説明すると、質問器１０は、まず応答器
２０に対するタグ情報読取りのための質問信号を発信す
る。応答器２０は該質問信号の受信可能な範囲に入ると
これを受信して、記憶部２２に記憶されているタグ情報
を応答信号として発信する。この応答信号を質問器１０
が受信、解読して、タグ識別情報としてホスト装置に送
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】かかる応答器である非
接触データキャリアは、その内部部品として送受信用の
アンテナと回路基板を持つ。アンテナとしては価格や生
産性の面などから銅製のコイルが多用され、回路基板と
しては例えばエポキシ基板の表面に銅製の回路パターン
と端子部を形成したものにＩＣチップをはんだ付けした
ものが用いられることが一般である。これらの内部部品
は、これを外部環境や曲げ等の力から保護するために樹
脂製の外装部によって覆われている。

【０００９】しかしながら、非接触データキャリアは、
通常のＩＣパッケージが持つリードフレームのように、
成形金型内の定位置に部品を浮上せしめた状態で保持し
ておくための部分が無いことから、一度の成形で外装樹
脂を得ることが困難である。そこで従来より、非接触デ
ータキャリアの製造においては、内部部品が入る凹部を
設けた熱可塑性の中間基材の凹部に内部部品を入れた
後、凹部に液状の熱硬化性の樹脂を注いで凹部を埋める
と共に内部部品を封止し、外装用樹脂で蓋をした後、熱
プレスで一体化するか、或いは、予め内部部品を熱硬化
性樹脂で所定の形状に封止したものを、それを嵌め込む
穴もしくは凹部を設け中間基材にセットしてから上下の
外装用樹脂板で挟んで熱プレスで一体化していた。

【００１０】しかしながら、前者の方法は、中間基材の
凹部に注ぐ樹脂量の制御が難しく、プレス時のはみ出し
もあり、大量生産には適していない。また、後者の方法
は、量産性には優れるが、内部部品の封止体外形と中間
基材の凹部内形との厳しい整合性が要求される。例え
ば、内部部品封止体及び中間基材凹部の平面形状が円形
の場合、中間基材凹部の径が内部部品封止体のそれより
小さすぎると、嵌め込み易くはなるが、両者を一体化す
る熱プレス工程で凹部のギャップが埋まらず、外嵌が悪
化するとともに、強度も低下してしまう。逆に、外観、
強度を上げるために両者の径をぎりぎりまで等しくする
と嵌め込みの作業性が著しく悪化する。

【００１１】本発明はこのような課題を解決するための
もので、外観に優れ、機械的強度の高い非接触データキ
ャリアの提供を目的としている。

【００１２】また、本発明は薄型化が容易な非接触デー
タキャリアとその製造方法の提供を目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の非接触データキャリアは、アンテナを含む
内部部品の封止体と、この内部部品封止体を嵌め込む凹
部または穴部を設けた中間基材と、この中間基材の少な
くとも内部部品封止体の露出面を覆うように設けられた
外装部とを有する非接触データキャリアにおいて、内部
部品封止体と中間基材の凹部または穴部に、相互の位置
決め用のテーパを設けたことを特徴とするものである。

【００１４】また、本発明の非接触データキャリアの製
造方法は、アンテナを含む内部部品の封止体と、この内
部部品封止体を嵌め込む凹部または穴部を設けた中間基
材と、この中間基材の少なくとも内部部品封止体の露出
面を覆うように設けられた外装部とを有する非接触デー
タキャリアの製造方法において、内部部品封止体と中間
基材の凹部または穴部にテーパを各々設け、これらのテ
ーパによって中間基材の凹部または穴部内に内部部品封
止体を誘導しつつ嵌め込むことを特徴とするものであ
る。

【００１５】本発明によれば、内部部品封止体と中間基
材の凹部または穴部に互いに適合するテーパを設け、こ
れらのテーパによって中間基材の凹部または穴部内の定
位置に内部部品封止体を誘導しつつ嵌め込むようにした
ことで、中間基材の凹部または穴部への内部部品封止体
の嵌め込み作業が容易になるとともに、両者間の隙間を
最小に抑えることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。

【００１７】図１は本発明に係る非接触データキャリア
の構成を示す平面図、図２はその断面図である。

【００１８】これらの図に示すように、この非接触デー
タキャリアは、回路基板１及び送受信用アンテナ２から
なる内部部品を樹脂により封止し、この内部部品封止体
３を中間基材４の穴部４ａに嵌め込み、さらにこの中間
基材４を上下から一対の外装用樹脂板５により挟み込ん
で構成されたものである。

【００１９】図３に中間基材４の穴部４ａに内部部品封
止体３を嵌め込む際の様子を示す。ここで、内部部品封
止体３及び中間基材４の穴部４ａの各周面には、互いに
適合するテーパ６、７がすり鉢状に各々設けられてい
る。これらのテーパ６、７によって内部部品封止体３は
中間基材４の穴部４ａ内の定位置に導かれ、嵌め込まれ
るようになっている。内部部品封止体３及び中間基材４
の穴部４ａの平面形状は円若しくは矩形のいずれであっ
てもよく、円形の場合は全周囲にテーパが、矩形の場合
は対向する１組の側面にだけテーパを設けることが好ま
しい。

【００２０】回路基板１としては、例えばエポキシ基板
の表面に銅製の回路パターンと端子部を形成し、これに
ＩＣチップをはんだ付けしたものが用いられる。ＩＣチ
ップは、図８に示した応答器２０の構成において送受信
アンテナ２６、２７を除く各機能回路部を内蔵したもの
である。送受信アンテナ２としては例えば銅製のコイル
が用いられている。

【００２１】内部部品封止用の樹脂としては、エポキシ
樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹
脂、塩化ビニール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。

【００２２】中間基材、外装用の樹脂としては、塩化ビ
ニール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、アクリ
ロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂、ポリス
チレン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。

【００２３】内部部品１、２を上記樹脂により封止する
方法としては、容器内に液状樹脂を注入して加熱硬化さ
せる方法、或いは、樹脂シートの間に内部部品を配置
し、熱プレスによって上記各樹脂シート間に内部部品を
埋め込む方法等がある。

【００２４】内部部品封止体３をセットした中間基材４
を上下から外装用樹脂板５で挟み込む方法としては、樹
脂シートの間に内部部品封止体３をセットした中間基材
４を配置し、熱プレスによって各樹脂シートと中間基材
４とを一体化する方法等が挙げられる。

【００２５】熱プレスによって中間基材４と外装用樹脂
板５は完全に圧着・一体化されるので、熱プレスは中間
基材４と外装用樹脂板５とを接合する方法として最適な
方法と言える。熱プレス以外の接合方法として接着層、
接着剤を用いて接合する方法、超音波溶着、高周波溶着
等により界面を溶かして接合する方法等が適用可であ
る。 内部部品封止体３と中間基材４の穴部４ａにテー
パ６、７を形成する方法としては、図４に示すように、
テーパ状の打ち抜き刃８を用いて樹脂９を打ち抜く方法
が挙げられる。この場合、図５に示すように、刃部にい
くつかのスリット１０を設けた打ち抜き刃１１を用いて
よい。図６に示すように、このスリット付き打ち抜き刃
１１を樹脂１２に押しつけると、その圧力で各スリット
１０間が開き、樹脂切断面に目的角度のテーパをつける
ことができる。さらに、中間基材４にテーパ形状の凹部
４ａを設ける方法として、テーパ部を持つエンドミルで
切断加工を行う方法がある。

【００２６】かくして本実施形態においては、内部部品
封止体３と中間基材４の穴部４ａに互いに適合するテー
パ６、７を設け、これらのテーパ６、７によって中間基
材４の穴部４ａ内の定位置に内部部品封止体３を誘導し
つつ嵌め込むようにしたことで、中間基材４の穴部４ａ
への内部部品封止体３のセット作業が容易になるととも
に、嵌め込み完了後の両者の隙間を最小に抑えることが
可能となる。よって、外観に優れ、機械的強度の高い薄
型の非接触データキャリアが得られる。

【００２７】なお、本実施形態では、中間基材４にテー
パ状の穴部４ａを設け、この穴部４ａに内部部品封止体
３を嵌め込むようにしたが、図７に示すように、中間基
材４にすり鉢状の非貫通凹部４ｂを設け、この凹部４ｂ
に内部部品封止体３を嵌め込むようにしてもよい。

【００２８】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。

【００２９】まず、ＩＣチップを実装した平面寸法６ｍ
ｍ×６ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの回路基板と、直径３５ｍ
ｍ、厚さ０．４ｍｍのループ状に巻かれたアンテナとを
電気的に接合して薄型非接触データキャリアの内部部品
を作製した。

【００３０】次に、この内部部品を成形用の容器に入
れ、そこに液状エポキシ樹脂を液深０．５ｍｍまで注
ぎ、加熱硬化せしめた後、直径４０ｍｍで二か所にスリ
ット（切り込み）を設けた円形の刃で打ち抜きを行っ
た。これにより上面直径４０ｍｍ、下面直径４０．３ｍ
ｍで、周面にテーパを均等に切った内部部品封止体を得
た。

【００３１】次に、厚さ０．５ｍｍの塩化ビニール樹脂
シートを上記円形刃で同様に打ち抜き、内部部品封止体
と同形状の穴部を持つ中間基材を作製した。

【００３２】この後、中間基材の穴部に内部部品封止体
を嵌め込み、その上下に厚さ０．１３ｍｍの白色塩化ビ
ニールシートをひき、熱プレスを用い１４０℃で加熱し
ながら圧力をかけ、両者を接合した後、カード形状に打
ち抜き、厚さ０．７６ｍｍの薄型非接触データキャリア
を完成させた。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内部部品封止体と中間基材の凹部または穴部に互いに適
合するテーパを設け、これらのテーパによって中間基材
の凹部または穴部内の定位置に内部部品封止体を誘導し
つつ嵌め込むようにしたことで、中間基材の凹部または
穴部への内部部品封止体のセット作業が容易になるとと
もに、両者間の隙間を最小に抑えることができる。よっ
て、外観に優れ、機械的強度の高い薄型の非接触データ
キャリアが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である非接触データキャリ
アの構成を示す平面図

【図２】図１の非接触データキャリアの構成を示す断面
図

【図３】図１の中間基材の穴部への内部部品封止体の嵌
め込み構造を示す断面図

【図４】テーパを有する内部部品封止体及び中間基材穴
部の形成方法を説明するための図

【図５】テーパを有する内部部品封止体及び中間基材穴
部を形成する際に用いられる打ち抜き刃の例を示す斜視
図

【図６】図５のスリット付き打ち抜き刃を用いたテーパ
形成方法を説明するための図

【図７】他の実施形態の非接触データキャリアの構成を
示す断面図

【図８】データキャリアシステムの一般的な全体構成を
示すブロック図

【符号の説明】

１………回路基板 ２………送受信用アンテナ ３………内部部品封止体 ４………中間基材 ４ａ……穴部 ４ｂ……凹部 ５………外装用樹脂板 ６、７…テーパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アンテナを含む内部部品の封止体と、こ
   の内部部品封止体を嵌め込む凹部または穴部を設けた中
   間基材と、この中間基材の少なくとも前記内部部品封止
   体の露出面を覆うように設けられた外装部とを有する非
   接触データキャリアにおいて、 前記内部部品封止体と前記中間基材の凹部または穴部
   に、相互の位置決め用のテーパを設けたことを特徴とす
   る非接触データキャリア。
2. 【請求項２】 アンテナを含む内部部品の封止体と、こ
   の内部部品封止体を嵌め込む凹部または穴部を設けた中
   間基材と、この中間基材の少なくとも前記内部部品封止
   体の露出面を覆うように設けられた外装部とを有する非
   接触データキャリアの製造方法において、 前記内部部品封止体と前記中間基材の凹部または穴部に
   テーパを各々設け、これらのテーパによって前記中間基
   材の凹部または穴部内に前記内部部品封止体を誘導しつ
   つ嵌め込むことを特徴とする非接触データキャリアの製
   造方法。