JP7075729B2 - 非接触情報媒体及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、非接触情報媒体及びその製造方法に関する。
近年、流通、交通、金融、エンターテインメント、アミューズメント等の各種分野において、ＩＣチップ及びアンテナを内蔵した非接触情報媒体が広く利用されている。例えば、従来の非接触情報媒体は、非接触情報媒体の外形をなす本体と、本体内に収納されたＩＣチップと、両端がＩＣチップに接続された一連の導線からなり、閉曲線に沿って設けられた主配索パターンと、各々の径が主配索パターンの径よりも小さい複数の副配索パターンとを含むコイルアンテナとを備え、さらに、上記本体内に設けられ、閉曲線に沿って配置された複数のボビンであって、一連の導線を閉曲線に沿って巻回させることにより主配索パターンを形成させると共に、一連の導線を各々に巻回させることにより副配索パターンを形成させる複数のボビン部を備えた構成にされている（特許文献１等）。これにより、非接触情報媒体は、複数個重ねたままで各々が通信装置と通信可能になっている。
国際公開第２０１３／０９９５４６号
ところで、上記従来の非接触情報媒体は、ボビンにコイルを巻き付ける際に、コイル巻線機を用いるが、この工程においてコイルの巻回不足、巻回不良が生じる可能性があり、完成品の品質が不安定になる可能性がある。
そこで、本発明は、製造時の初期不良を低減し、安定した品質を確保可能な非接触情報媒体及びその製造方法を提供することを目的とする。
本発明の非接触情報媒体は、積層状態で構成される複数の基板と、前記複数の基板のそれぞれに一体的に設けられ、予め導電パターンが形成された導電体と、前記複数の基板の何れか１つに設けられ、前記導電体と接続されるＩＣチップと、を有し、前記導電パターンは、その一部が螺旋状に形成された螺旋パターンを含み、前記螺旋パターンは、前記複数の基板毎に異なる位置に配置される。
上記の構成によれば、導電体は予め螺旋パターンを含んで形成されており、基板に対して一体的に設けられる。これにより、コイルを巻回する工程を省くことができ、製造時に安定した品質を保つことが可能となる。
本発明の非接触情報媒体は、積層状態で構成される複数の基板と、前記複数の基板のそれぞれに一体的に設けられ、予め導電パターンが形成された導電体と、積層方向の最上部に位置する前記基板に設けられたＩＣチップと、を有し、前記導電パターンは、外周端から内周端にかけて螺旋状に形成した複数の螺旋パターンと、前記螺旋パターンの外周端に接続された導通連絡パターンとを含み、前記基板は、前記螺旋パターンの内周端を異なる層の前記基板に導通させる導通孔部を有し、前記螺旋パターンは、前記基板毎に積層方向から見て異なる位置に配置されており、前記導通連絡パターンは、前記導通孔部と前記螺旋パターンの外周端とを導通させる。
上記の構成によれば、導電体は予め螺旋パターン及び導通連絡パターンを含んで形成されており、基板に対して一体的に設けられる。これにより、コイルを巻回する工程を省くことができるため、製造時に安定した品質を保つことが可能となる。
本発明の非接触情報媒体は、前記複数の基板を内部に収容し、前記非接触情報媒体の外形をなす収容体を有してもよい。
上記の構成によれば、収容体により導電体やＩＣチップ、基板を保護することによって、品質を長期に亘って保つことが可能となる。
本発明の前記収容体は、前記複数の基板を樹脂で封止することにより形成される一方、前記ＩＣチップのメモリ領域には、カジノチップの価値データが外部のサーバとの間で送信可能に記憶されるとともに、前記収容体は、前記価値データを示すデザインが、異なる価値データを記憶した他の非接触情報媒体と識別可能にされてもよい。
上記の構成によれば、収容体のデザインにより価値データを識別可能なカジノチップとすることができる。
本発明の非接触情報媒体の製造方法であって、前記複数の基板が折り曲げ部を介して一連に連なり、且つ、この折り曲げ部で折り畳むことで前記積層状態を構成する際に、上下方向に互いに前記螺旋パターンが重ならないように、前記螺旋パターンを含む複数の前記導電パターンがレイアウト形成された長尺状のフレキシブルプリント基板を印刷形成する工程と、前記フレキシブルプリント基板を前記非接触情報媒体の積層状態となるように前記折り曲げ部を介して折り曲げ、前記積層状態での各層を電気的に接続する工程と、前記ＩＣチップを実装する工程と、を有する。
上記の構成によれば、基板を折り曲げ部で折り畳むことによって、積層状態の基板を備えた非接触情報媒体を容易に製造することができる。
本発明は、製造時の初期不良を低減し、安定した品質を確保可能な非接触情報媒体を提供することができる。
非接触情報媒体の構造を示す説明図である。 非接触情報媒体の構造を示す説明図である。 基板積層体の構造を示す説明図である。 非接触情報媒体の製造方法を示す説明図である。
本発明の非接触情報媒体を図面に基づいて説明する。
（非接触情報媒体１：基板積層体１１）
図１及び図２に示すように、非接触情報媒体１は、基板積層体１１と、基板積層体１１を内部に収容し、非接触情報媒体１の外形をなす収容体１２とを有している。
基板積層体１１は、積層状態で構成される複数の基板２ａ～２ｄと、複数の基板２ａ～２ｄのそれぞれに一体的に設けられ、予め導電パターン３が形成された導電体４と、複数の基板２ａ～２ｄの何れか１つに設けられ、導電体４と接続されるＩＣチップ５とを有している。尚、本実施形態においては、４枚の基板２ａ～２ｄを積層した４層構造の基板積層体１１を用いて説明するが、これに限定されるものではない。
導電パターン３は、その一部が螺旋状に形成された螺旋パターン３１ａ～３１ｄを含んでいる。各螺旋パターン３１ａ～３１ｄは、複数の基板２ａ～２ｄ毎に異なる位置に配置されている。これにより、非接触情報媒体１は、螺旋パターン３１ａ～３１ｄを含む導電パターン３を形成する導電体４が基板２ａ～２ｄに対して一体的に設けられるため、コイルを巻回する工程を省くことができることから、製造時に安定した品質を保つことが可能になっている。
より具体的に説明すると、基板積層体１１は、積層状態で構成される４枚等の複数の円盤形状の基板２ａ～２ｄと、これらの基板２ａ～２ｄのそれぞれに一体的に設けられ、予め導電パターン３が形成された導電体４と、積層方向の最上部に位置する基板２ａに設けられたＩＣチップ５とを有している。ＩＣチップ５は、汎用の電子モジュールであり、その機能は特に限定されない。ＩＣチップ５は、例えば、非接触情報媒体１の個体情報（ＩＤ）、額面、所有者、流通履歴等の各種データを記憶可能な記憶部を有しても良い。即ち、ＩＣチップ５の記憶部（メモリ領域）には、カジノチップの価値データ等の各種データが外部のサーバとの間で送信可能に記憶されている。
（非接触情報媒体１：基板積層体１１：螺旋パターン３１ａ～３１ｄ）
導電パターン３は、外周端から内周端にかけて螺旋状に形成した複数の螺旋パターン３１ａ～３１ｄを有している。螺旋パターン３１ａ～３１ｄは、基板２ａ～２ｄ毎に設けられている。具体的には、最上層である第１層の基板２ａには、第１の螺旋パターン３１ａがＩＣチップ５と共に設けられている。第２層の基板２ｂには、第２の螺旋パターン３１ｂが設けられている。第３層の基板２ｃには、第３の螺旋パターン３１ｃが設けられている。最下層である第４層の基板２ｄには、第４の螺旋パターン３１ｄが設けられている。
第１～第４の螺旋パターン３１ａ～３１ｄは、積層方向から見て異なる位置に配置されている。尚、「積層方向から見て異なる位置」は、第１～第４の螺旋パターン３１ａ～３１ｄが積層方向から見て重複していないことが好ましい。第１～第４の螺旋パターン３１ａ～３１ｄは、同一のピッチで配置されていても良いし、異なるピッチで配置されていても良い。
また、第１層から第３層までの各基板２ａ～２ｃは、螺旋パターン３１ａ～３１ｃの内周端を異なる層の基板２ｂ～２ｄに導通させる導通孔部３２ａ～３２ｃを有している。さらに、第１層から第３層までの各基板２ａ～２ｃは、第４層の基板２ｄに設けられた第４の螺旋パターン３１ｄの内周端を第１層（最上層）の基板２ａに導通させる導通孔部３２ｄを有している。
（非接触情報媒体１：基板積層体１１：導通連絡パターン３３ａ～３３ｅ）
導電パターン３は、第１～第４の螺旋パターン３１ａ～３１ｄに加えて、第１～第５の導通連絡パターン３３ａ～３３ｅを有している。第１の導通連絡パターン３３ａ及び第５の導通連絡パターン３３ｅは、第１の基板２ａに設けられている。第１の導通連絡パターン３３ａは、ＩＣチップ５の一方の端子と第１の螺旋パターン３１ａの外周端とを導通している。第５の導通連絡パターン３３ｅは、第４の螺旋パターン３１ｄの導通孔部３２ｄとＩＣチップ５の他方端とを導通している。
また、第２の導通連絡パターン３３ｂは、第２層の基板２ｂに設けられている。第２の導通連絡パターン３３ｂは、第１の螺旋パターン３１ａの導通孔部３２ａと、第２の螺旋パターン３１ｂの導通孔部３２ｂとを導通している。第３の導通連絡パターン３３ｃは、第３層の基板２ｃに設けられている。第３の導通連絡パターン３３ｃは、第２の螺旋パターン３１ｂの導通孔部３２ｂと、第３の螺旋パターン３１ｃの外周端とを導通している。第４の導通連絡パターン３３ｄは、第４層の基板２ｄに設けられている。第４の導通連絡パターン３３ｄは、第３の螺旋パターン３１ｃの導通孔部３２ｃと第４の螺旋パターン３１ｄの外周端とを導通している。
これにより、基板２ａ～２ｄ毎に螺旋パターン３１ａ～３１ｄ及び導通孔部３２ａ～３２ｄ、導通連絡パターン３３ａ～３３ｅを形成する処理と、これらの基板２ａ～２ｄを積層する処理と、ＩＣチップ５を最上層の基板２ａに配置する処理と、各基板２ａ～２ｄの半田を加熱溶融する処理とを実行することによって、基板積層体１１を形成することが可能になっている。基板積層体１１は、基板２ａ～２ｄが積層状態で電気的に接続されることによって、螺旋パターン３１ａ～３１ｄと導通孔部３２ａ～３２ｄと導通連絡パターン３３ａ～３３ｅとが一連の導電経路を形成し、主配索パターンと副配索パターンとを有したループアンテナを備えた構成にされている。
（基板積層体１１の動作）
螺旋パターン３１ａ～３１ｄ及び導通連絡パターン３３ａ～３３ｅは、全体として、基板２ａ～２ｄの周縁に沿った径の円形状の閉曲線をなす主配索パターンを構成している。これにより、螺旋パターン３１ａ～３１ｄを副配索パターンとした場合において、各螺旋パターン３１ａ～３１ｄからなる副配索パターンの径は、主配索パターンの径よりも小さくなる。この結果、基板積層体１１は、閉曲線をなす主配索パターンと、閉曲線に沿って配置され、閉曲線の径よりも径が小さい螺旋パターン３１ａ～３１ｄ（副配索パターン）とを有するループアンテナが内蔵された構成を有することになる。
このような構成を有した非接触情報媒体１は、電磁気的な相互干渉が小さいため、複数の非接触情報媒体１を重ねた状態でも、各非接触情報媒体１と図示しない通信装置との間で通信を行うことが可能である。従って、例えば、複数（例えば１０枚以上）の非接触情報媒体１を積み上げた集積状態や山盛りに重ねた集積状態であっても、各非接触情報媒体１と図示しない通信装置との間で通信が行われることによって、各非接触情報媒体１の個体情報（ＩＤ）等の各種データを監視及び記録することが可能である。また、各非接触情報媒体１の額面の確認及び真贋判定を集積状態のままで行うことが可能であると共に、非接触情報媒体１の位置や枚数を検出して総額を算出することが可能である。この結果、非接触情報媒体１は、例えば、カードゲームやボードゲームのような種々の遊技に使用するコイン（チップ）、交通機関におけるトークン、子ども向けのゲームに使用されるメダル等の用途に好適に用いることができる。
尚、本実施形態においては、ループアンテナの主配索パターンを円形状の閉曲線としたが、複数の副配索パターンを閉曲線に沿って配置可能な形状であれば円形状に限定されない。例えば、主配索パターンを、楕円形状や、四角形状、五角形状、六角形状等の多角形状や、星型形状等の閉曲線としても良い。この場合、ループアンテナのパターンに応じて、螺旋パターン３１ａ～３１ｄの配置や形状を変更すると良い。
（非接触情報媒体１：収容体１２）
収容体１２は、複数の基板２ａ～２ｄを樹脂で封止することにより形成されていると共に、価値データを示すデザインが、異なる価値データを記憶した他の非接触情報媒体１と識別可能にされている。これにより、収容体１２のデザインにより価値データを識別可能なカジノチップとすることができる。
具体的に説明すると、収容体１２は、基板積層体１１を収容可能に形成されており、円形のコイン形状に形成されている。尚、収容体１２は、基板積層体１１を収容可能であれば、楕円形状や四角形状、五角形状、六角形状等の多角形状や、円周の複数箇所が外周側に向かって突出した星型形状等、種々の形状を採用しても良い。また、収容体１２の表面には、価値データを示す模様や数字、色彩が形成されている。
収容体１２は、例えば、ナイロン、ＡＢＳ（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合体）等の硬質樹脂材料に、ガラスや非磁性（又は弱磁性）の金属又は合金等の粉末を混合したものを材料として用いた射出成形法により形成されている。これにより、ループアンテナによる通信を妨げることなく、簡単な構成で、非接触情報媒体１に重量感を付与することができる。
尚、収容体１２は、基板積層体１１の外周側である周縁部の内部に、金属部材を配置した構成にされていてもよい。金属部材の材料は、銅、アルミニウム、真ちゅう等の種々の金属又は合金が、非接触情報媒体１に要求される重量感に応じて選択される。この構成の場合は、収容体１２の周縁部に金属部材を配置するため、基板積層体１１のループアンテナによる通信を妨げることなく、簡単な構成で、非接触情報媒体１に重量感を付与することができる。収容体１２の構成及び製造方法は、国際公開第２０１３／０９９５４６号の構成及び製造方法を適用することができる。
（変形例）
本実施形態における非接触情報媒体１は、基板２ａ～２ｄ毎に一つの螺旋パターン３１ａ～３１ｄが形成された４層構造の基板積層体１１を備えた場合について説明しているが、これに限定されるものではない。即ち、基板積層体１１は、導電パターン３により導電経路を形成し、主配索パターンと副配索パターンとを有したループアンテナを備えた構成にされていればよい。
例えば図３に示すように、基板積層体１１は、第１の螺旋パターン３１ａと第３の螺旋パターン３１ｃとが第１層の基板２ａに設けられ、第２の螺旋パターン３１ｂと第４の螺旋パターン３１ｄとが第２層の基板２ｂに設けられてもよい。この場合は、第１の導通連絡パターン３３ａと第５の導通連絡パターン３３ｅと第３の導通連絡パターン３３ｃとを第１層の基板２ａに設け、第２の導通連絡パターン３３ｂと第４の導通連絡パターン３３ｄとを第２層の基板２ｂに設けることによって、２層構造の基板積層体１１とすることができる。
また、基板積層体１１は、第１～第４の螺旋パターン３１ａ～３１ｄを横切る導電経路の重複領域パターンを有し、重複領域パターンが、横切る第１～第４の螺旋パターン３１ａ～３１ｄの基板２ａ～２ｄとは異なる基板２ａ～２ｄに設けられた構成にされていてもよい。
（非接触情報媒体１：製造方法）
非接触情報媒体１は、長尺状のフレキシブルプリント基板に複数の基板２ａ～２ｄをマトリックス状に配置した状態で形成し、個々に切り取った後に、基板２ａ～２ｄを積層する方法により製造しても良いが、これに限定されるものではない。
例えば、図４に示すように、複数の基板２ａ～２ｄを折り曲げ部２１ａ・２１ｂ・２１ｃで連結した連結基板２１をフレキシブルプリント基板１３に複数配置し、連結基板２１単位で基板２ａ～２ｄを積層する方法により製造してもよい。
具体的には、複数の基板２ａ～２ｄが折り曲げ部２１ａ・２１ｂ・２１ｃを介して一連に連なり、且つ、この折り曲げ部２１ａ・２１ｂ・２１ｃで折り畳むことで積層状態を構成する際に、上下方向に互いに螺旋パターン３１ａ～３１ｄが重ならないように、螺旋パターン３１ａ～３１ｄを含む複数の導電パターン３がレイアウト形成された長尺状のフレキシブルプリント基板１３を印刷形成する工程と、フレキシブルプリント基板１３を非接触情報媒体１（基板積層体１１）の積層状態となるように折り曲げ部２１ａ・２１ｂ・２１ｃを介して折り曲げ、積層状態での各層を電気的に接続する工程と、ＩＣチップ５を実装する工程とを有した製造方法により非接触情報媒体１が製造されてもよい。
この構成によれば、基板２ａ～２ｄを折り曲げ部２１ａ・２１ｂ・２１ｃで折り畳むことによって、積層状態の基板２ａ～２ｄを備えた非接触情報媒体１を容易に製造することができる。即ち、積層される各層にはコイル部分の螺旋パターン３１ａ～３１ｄが形成されるが、この螺旋パターン３１ａ～３１ｄが上下方向で重なると、信号の干渉が生じて周波数が不安定になるという問題がある。ところが、上記構成のように予めフレキシブルプリント基板１３上に螺旋パターン３１ａ～３１ｄを重層した際に重ならないように形成しておけば、折り曲げ部２１ａ・２１ｂ・２１ｃを介して折り重ねるだけで、上下方向で重なるという問題を回避できる。特に、より小型化されるような状態で非接触情報媒体１を製造する場合は、更に、上下で螺旋パターン３１ａ～３１ｄが重ならないようにするために精度の良い製造方法が必要になるが、この構成によれば、位置決めがサイズによって特段困難になるという問題を回避することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、各手段等の具体的構成は、適宜設計変更可能である。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
１ 非接触情報媒体
２ａ～２ｄ 基板
３ 導電パターン
４ 導電体
５ ＩＣチップ
１１ 基板積層体
１２ 収容体
３１ａ～３１ｄ 螺旋パターン
３２ａ～３２ｃ 導通孔部
３３ａ～３３ｅ 導通連絡パターン

Claims (5)

  1. フレキシブルプリント基板からなり、積層状態で構成される複数の基板と、
    前記複数の基板のそれぞれに一体的に設けられ、予め導電パターンが形成された導電体と、
    前記複数の基板の何れか１つに設けられ、前記導電体と接続されるＩＣチップと、を有し、
    前記導電パターンは、その一部が螺旋状に形成された螺旋パターンを含み、
    前記基板は、前記導電パターンを、異なる層の前記基板の前記導電パターンに導通させる導通孔部を有し、
    前記螺旋パターンは、前記複数の基板の積層方向から見て、互いに重複しない位置に配置されることを特徴とする非接触情報媒体。
  2. フレキシブルプリント基板からなり、積層状態で構成される複数の基板と、
    前記複数の基板のそれぞれに一体的に設けられ、予め導電パターンが形成された導電体と、
    積層方向の最上部に位置する前記基板に設けられたＩＣチップと、を有し、
    前記導電パターンは、外周端から内周端にかけて螺旋状に形成した複数の螺旋パターンと、前記螺旋パターンの外周端に接続された導通連絡パターンとを含み、
    前記基板は、前記螺旋パターンの内周端を異なる層の前記基板に導通させる導通孔部を有し、
    前記螺旋パターンは、前記複数の基板の積層方向から見て、互いに重複しない位置に配置されており、
    前記導通連絡パターンは、前記導通孔部と前記螺旋パターンの外周端とを導通させることを特徴とする非接触情報媒体。
  3. フレキシブルプリント基板からなり、積層状態で構成される３層以上の複数の基板と、
    前記複数の基板のそれぞれに一体的に設けられ、予め導電パターンが形成された導電体と、
    積層方向の最上部に位置する前記基板に設けられたＩＣチップと、を有し、
    前記導電パターンは、外周端から内周端にかけて螺旋状に形成した複数の螺旋パターンと、前記螺旋パターンの外周端に接続された導通連絡パターンとを含み、
    前記基板は、前記螺旋パターンの内周端を異なる層の前記基板に導通させる導通孔部を有し、
    前記螺旋パターンは、前記複数の基板の積層方向から見て、互いに重複しない位置に配置されており、
    前記導通連絡パターンは、前記導通孔部と前記螺旋パターンの外周端とを導通させ、
    積層方向の最下部に位置する前記基板に設けられた前記螺旋パターンの内周端と、積層方向の最上部に位置する前記基板に設けられた前記導通連絡パターンとは、積層方向の最下部に位置する前記基板よりも上層にある前記基板それぞれの前記導通孔部を介して導通しており、
    前記複数の基板を内部に収容し、非接触情報媒体の外形をなす収容体を有することを特徴とする非接触情報媒体。
  4. 前記収容体は、前記複数の基板を樹脂で封止することにより形成される一方、前記ＩＣチップのメモリ領域には、カジノチップの価値データが外部のサーバとの間で送信可能に記憶されるとともに、
    前記収容体は、前記価値データを示すデザインが、異なる価値データを記憶した他の非接触情報媒体と識別可能に施してなることを特徴とする請求項３に記載の非接触情報媒体。
  5. 積層状態で構成される複数の基板と、
    前記複数の基板のそれぞれに一体的に設けられ、予め導電パターンが形成された導電体と、
    積層方向の最上部に位置する前記基板に設けられたＩＣチップと、を有し、
    前記導電パターンは、外周端から内周端にかけて螺旋状に形成した複数の螺旋パターンと、前記螺旋パターンの外周端に接続された導通連絡パターンとを含み、
    前記基板は、前記螺旋パターンの内周端を異なる層の前記基板に導通させる導通孔部を有し、
    前記螺旋パターンは、前記複数の基板の積層方向から見て、互いに重複しない位置に配置されており、
    前記導通連絡パターンは、前記導通孔部と前記螺旋パターンの外周端とを導通させる非接触情報媒体の製造方法であって、
    前記複数の基板が折り曲げ部を介して一連に連なり、且つ、この折り曲げ部で折り畳むことで前記積層状態を構成する際に、上下方向に互いに前記螺旋パターンが重ならないように、前記螺旋パターンを含む複数の前記導電パターンがレイアウト形成された長尺状のフレキシブルプリント基板を印刷形成する工程と、
    前記フレキシブルプリント基板を前記非接触情報媒体の積層状態となるように前記折り曲げ部を介して折り曲げ、前記積層状態での各層を電気的に接続する工程と、
    前記ＩＣチップを実装する工程と、を有することを特徴とする非接触情報媒体の製造方法。
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