(57)【要約】【課題】非接触通信式情報担体に搭載する際のＩＣチップの取扱性を良好なものにすることができ、非接触通信式情報担体の生産性を高めることができるコアピースを提供する。【解決手段】アンテナコイル３が形成されたＩＣチップ１をコアピース本体５の凹部６内に挿入し、コアピース本体５の凹部開口端に形成したかしめ部９によりＩＣチップの外周を係止する。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＣチップの回路形成面上に形成された絶縁層と、当該絶縁層に形成されたスルー・ホールと、前記絶縁層上に形成されるとともに前記スルー・ホールを通して前記回路形成面に形成された回路と電気的に接続されたアンテナコイルとが形成されたＩＣチップをコアピース本体の凹部内に挿入し、前記コアピース本体の凹部開口端に形成したかしめ部によりＩＣチップの外周を係止したことを特徴とする非接触通信式情報担体用コアピース。
【請求項２】
請求項１に記載のコアピースにおいて、前記かしめ部を形成するためのかしめ代に切欠部が設けられていることを特徴とする非接触通信式情報担体用コアピース。
【請求項３】
請求項１に記載のコアピースにおいて、前記かしめ部を形成するためのかしめ代に部分的に薄肉部が設けられていることを特徴とする非接触通信式情報担体用コアピース。
【請求項４】
請求項１に記載のコアピースにおいて、前記アンテナコイルがコアピース本体の底部と対向するようにＩＣチップが凹部内に配置されていることを特徴とする非接触通信式情報担体用コアピース。
【請求項５】
請求項１に記載のコアピースにおいて、前記コアピース本体が透明材料で構成されていることを特徴とする非接触通信式情報担体用コアピース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触通信用アンテナが一体形成されたＩＣチップの取扱性を良好なものにし、非接触通信式情報担体の生産性を高めるためのコアピースに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば部品や製品の在庫管理などのために、アンテナコイルを一体に形成したＩＣチップを部品や製品に装着したり、あるいは入退室の管理や定期券等のアプリケーションに利用するために、アンテナコイルを一体に形成したＩＣチップをカード本体に埋設した個人識別カードが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところがアンテナコイルを一体に形成したＩＣチップは硬く、ＩＣチップどうしが接触するとコイル形成面が傷つき易いため、前記ＩＣチップの袋詰めやパーツフィーダーによる供給ができず、高価なマテリアルハンドリングに依らざるを得ない。
【０００４】
またアンテナコイルを一体に形成したＩＣチップは極めて薄く（厚さが０．２ｍｍ〜０．６ｍｍ程度）、脆性が高いのでコイル形成面側（またはその裏面側）に対する応力による割れや欠けなどが起こり易く、２次加工が困難である。
【０００５】
さらに樹脂を利用したチップのインサート成形は可能であるが、アンテナコイルを一体に形成したＩＣチップとモールド樹脂との物理的特性の違いが大きいため、成形性が悪く、多数個取りが難しく、コスト高になるなどの欠点を有している。
【０００６】
また、インサート成形した場合、埋没した樹脂による熱膨張や使用時に生ずる応力歪がＩＣチップに直接影響を与え、最悪の場合ＩＣチップの回路破壊を生じるといった欠点を有している。
【０００７】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、非接触通信用アンテナが一体形成されたＩＣチップの非接触通信式情報担体に搭載する際の取扱性ならびに生産性を良好にするための非接触通信式情報担体用コアピースを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成するため、非接触通信式情報担体用コアピースを、ＩＣチップの回路形成面上に形成された絶縁層と、当該絶縁層に形成されたスルー・ホールと、前記絶縁層上に形成されるとともに前記スルー・ホールを通して前記回路形成面に形成された回路と電気的に接続されたアンテナコイルとが形成されたＩＣチップをコアピース本体の凹部内に挿入し、前記コアピース本体の凹部開口端に形成したかしめ部によりＩＣチップの外周を係止するという構成にした。
【０００９】
また、本発明は、前記構成のコアピースにおいて、前記かしめ部を形成するためのかしめ代に切欠部が設けられているという構成にした。
【００１０】
また、本発明は、前記構成のコアピースにおいて、前記かしめ部を形成するためのかしめ代に部分的に薄肉部が設けられているという構成にした。
【００１１】
また、本発明は、前記構成のコアピースにおいて、前記アンテナコイルがコアピース本体の底部と対向するようにＩＣチップが凹部内に配置されているという構成にした。
【００１２】
また、本発明は、前記構成のコアピースにおいて、前記コアピース本体が透明材料で構成されているという構成にした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は第１実施形態に係る非接触通信式情報担体用コアピースの平面図、図２は図１Ａ−Ａ線上の断面図、図３はそのコアピースに用いるＩＣチップの拡大斜視図、図４はそのＩＣチップの拡大平面図、図５と図６はそのＩＣチップをコアピース本体に装着する工程を説明するための平面図と断面図である。
【００１４】
図３と図４に示すように、正方形をしたＩＣチップ１の回路形成側の表面にポリイミド樹脂などからなる絶縁層２を介して矩形スパイラル状のアンテナコイル３が一体に形成されている。アンテナコイル３は電気鋳造メッキ法やフォトレジスト法などにより形成することができ、両端が絶縁層２に形成したスルーホールを通してＩＣチップ１の入出力端子４、４に接続される。このアンテナコイル３を一体形成したＩＣチップ１の一辺の長さは２ｍｍ〜４ｍｍ程度、厚さは０．２ｍｍ〜０．６ｍｍ程度である。
【００１５】
このＩＣチップ１は図１と図２に示すように、コアピース本体５に担持される。コアピース本体５は熱可塑性プラスチック等のエンジニアリングプラスチックで成形され、図５と図６に示すように中央に円形の凹部６を有し、凹部６の開口部周辺に突起状のかしめ代７が一体に形成されている。図５に示すように凹部６の内径ＤはＩＣチップ１の対角線の長さＬと略等しく設計され、ＩＣチップ１を凹部６内に挿入することにより、ＩＣチップ１の中心とコアピース本体５の中心が一致するように、すなわちコアピース本体５内でＩＣチップ１が位置決めされるようになっている。
【００１６】
図６に示すようにＩＣチップ１はアンテナコイル３側を下にして凹部６内に挿入され、コアピース本体５の上側から超音波溶着ホーン８を押し付けてかしめ代７を内側に加熱軟化してかしめ、図１と図２に示すようにＩＣチップ１の４つの角部１ａ〜１ｄを係止するかしめ部９を形成して、ＩＣチップ１が凹部６内に挿入・担持される（スェージング工法）。
【００１７】
この例ではＩＣチップ１はアンテナコイル３側を下にして凹部６内に挿入し、アンテナコイル３を凹部６の底部１２で保護した形になっているが、アンテナコイル３側を上にしてＩＣチップ１を凹部６内に挿入しても、アンテナコイル３の表面はかしめ部９の厚さ分だけコアピース本体５の上面より内側に下がっているから、袋詰やパーツフィーダで供給するときにアンテナコイル３が傷つくことなく、保護効果はある。コアピース本体５を透明または半透明なプラスチックで成形すれば、ＩＣチップ１の装着の有無などの確認ができて便利である。
【００１８】
図７はＩＣチップ１の他の担持例を示す図で、この例では接着剤１０によりＩＣチップ１が凹部６内に挿入・担持されている。この場合もＩＣチップ１はアンテナコイル３側を下にして凹部６内に挿入される。
【００１９】
このようにＩＣチップ１をコアピース本体５の凹部６内で担持することにより、アンテナコイル３が保護されるとともに、取り扱い易い大きさにできるから、これをコアピース１１として量産し、本来ＩＣチップ１を装着すべき部材にそれぞれ取り付けることができる。特にＩＣチップ１の取扱い時や対象製品と嵌合した後の応力等によるチップ欠けが生じやすいＩＣチップ角部１ａ〜１ｄをコアピースにより保護することが可能となる。
【００２０】
図８ないし図１０は電子マネー取引などに使用するトークン１３にコアピース１１を装着する例を示す図で、図８はコアピース１１を装着する前の状態を示す平面図、図９は装着後の平面図、図１０は図９Ｂ−Ｂ線上の拡大断面図である。図８に示すようにプラスチックの成形体からなる平面形状が円形のトークン１３の中央にコアピース１１と同形をした嵌入凹部１４が形成され、それにコアピース１１が嵌入して固定される。
【００２１】
その際に図１０に示すようにコアピース本体５の底部１２が表側になるように、すなわちアンテナコイル３ができるだけ表に近づくように装着され、底部１２の表面がトークン１３の表面から突出しないように固定される。このようにしてトークン１３にコアピース１１を装着することにより、電子マネー取引に必要な例えば暗証番号や取引履歴などの各種情報が記憶されるＩＣチップ１が利用可能となる。
【００２２】
コアピース１１とトークン１３の連結は接着剤を用いてもよいし、コアピース本体５およびトークン１３に嵌合部（連結部）となる凹凸を設けてもよい。
【００２３】
コアピース１１の材料としてポリカーボネート等のエンジニアニングプラスチックや更に耐熱性を必要とする用途にはＰＰＳ（ポリサルファン）やＰＥＩ（ポリエーテルイミロ）等のスーパーエンジニアニングプラスチックが好ましく、トークン１３の材料としてＡＢＳ等が好ましい。
【００２４】
コアピース１１の材料とコアピース１１が嵌合されるトークン１３等の情報担体の材料として嵌合性や応力緩和を考慮した場合、トークン１３等の情報担体の材料硬さと比較してコアピース１１の材料を硬いものを選択する。
【００２５】
コアピース１１と情報担体の材料を同種またはコアピース材料を軟らかい材料を選択した場合、トークン１３等の情報担体の凹部へコアピース１１を嵌合する時や、嵌合後の使用時において応力発生した場合に、コアピース１１本体に応力が加わり、ＩＣチップ角部１ａ〜１ｄのチップ割れが生ずるが、本実施形態のように、情報担体の材料硬さと比較してコアピース１１の材料を硬いものを選択することによりＩＣチップに加わる応力が緩和されチップ割れやＩＣチップの回路破壊を回避することが可能となる。
【００２６】
前記の硬さとは、ロックウェル硬さ、デュロメータ硬さ、バコール硬さなどの押込み硬さであり、特にＪＩＳ規格　Ｋ７２１５で試験方法が定められている試験荷重負荷時のくぼみ深さから求められる硬さであるデュロメータ硬さであることが好ましい。
【００２７】
図１１ないし図１６は、本発明の第２実施形態を説明するための図で、図１１はＩＣチップの平面図、図１２は図１１Ｃ部の拡大図、図１３はコアピース本体の平面図、図１４はコアピース本体の一部を切断した正面図、図１５はコアピースの平面図、図１６はコアピースの一部を切断した正面図である。
【００２８】
ＩＣチップ１の容量やバージョンなどで、ＩＣチップ１の外形が小さくなることがある。一方、コアピース本体５の外形は、それを取り付ける情報担体との関係で小さくできない場合がある。本実施形態はそのような場合に好適な例である。
【００２９】
この実施形態で用いるＩＣチップ１は一辺の長さが２．３ｍｍの正方形をしており、回路形成面側の表面にポリイミド樹脂などからなる絶縁層（図示せず）を介してスパイラル状のアンテナコイル３が一体に形成されている。アンテナコイル３はＩＣチップ１の外形に沿って矩形に形成され、本実施形態の場合、コイル幅は約１４μｍ、コイル間の隙間は約４μｍで、ターン数は約４７ターンである。アンテナコイル３の両端は、前記絶縁層に形成されたスルーホールを通して入出力端子４、４に接続されている。図１１に示すように、ＩＣチップ１の中心Ｏ１と、矩形スパイラル状のアンテナコイル３の巻回中心Ｏ２が一致するようにアンテナコイル３がＩＣチップ１上に形成されている。
【００３０】
コアピース本体５は円板状をしており前述のようにポリカーボネート樹脂やエポキシ樹脂などの熱可塑性樹脂で成形され、図１３と図１４に示すように中央位置に円形の凹部６を有し、凹部６の開口部周辺に突起状のかしめ代７が一体に形成されている。かしめ代７の周方向に１つまたは複数個のＶ字形あるいはＵ字形の切欠部２１が形成されている。
【００３１】
図１３に示す凹部６の直径Ｄは図１１に示すＩＣチップ１の対角線の長さＬと略等しく設計され、ＩＣチップ１を凹部６内に挿入することにより、アンテナコイル３の巻回中心Ｏ２とコアピース本体５の中心Ｏ３が一致するように、すなわちコアピース本体５内でアンテナコイル３（ＩＣチップ１）が中心に位置決めされるようになっている。
【００３２】
ＩＣチップ１はアンテナコイル３側を下にして図１６に示すように凹部６内に挿入され、コアピース本体５の上側から超音波溶着ホーンを押し付けてかしめ代７を内側に加熱軟化してかしめ、図１５と図１６に示すようにＩＣチップ１の４つの角部１ａ〜１ｄを係止するかしめ部９を形成して、ＩＣチップ１が凹部６内で固定される。
【００３３】
前述のように切欠部２１を設けることにより、かしめ代７を内側に加熱軟化してかしめる際、しわなどを生じることなく、図１６に示すように内側に長く延びたかしめ部９が形成され、外形の小さいＩＣチップ１でもコアピース本体５内に確実に固定できる。またＩＣチップ１はアンテナコイル３側を下にして凹部６内に設置することにより、アンテナコイル３を凹部６の底部１２で保護できる。
【００３４】
図１４や図１６に示すように、コアピース本体５の外周に環状リブ２２が１条または複数条形成されている。このコアピース本体５（コアチップ１１）を図８に示すようにトークン１３の嵌入凹部１４に圧入するとき、前記環状リブ２２の存在により、コアピース本体５が嵌入凹部１４内に強嵌合され、コアピース本体５とトークン１３の連結強度を高めることができる。本実施形態では周方向に沿って連続した環状のリブ２２を設けたが、周方向に沿って断続的にリブを設けても同様の効果がある。
【００３５】
前述のようにＩＣチップ１をコアピース本体５に嵌合して構成したコアチップ１１は図８や図９に示すように円板状のトークン１３の嵌入凹部１４に圧入されて、本実施形態に係る非接触通信式情報担体となる。トークン１３の中央位置には嵌入凹部１４が形成されているから、結局、ＩＣチップ１の向きは任意であるがトークン１３の中心Ｏ４とＩＣチップ１の中心Ｏ２が一致することになる（図８、図９参照）。
【００３６】
図１７は本発明に係る非接触通信式情報担体３１とリーダライタ３２とホストコンピュータ４４との間におけるデータ伝送システムを示すブロック図である。情報担体３１はアンテナコイル３、電源生成回路３３、メモリ３４、コントロール回路３５などから構成されている。リーダライタ３２は情報担体３１側のアンテナコイル３と対応するアンテナコイル３６、トランシーバ／レシーバ３７、コントローラ３８などを備えている。各部の関係は図に示すような関係になっている。
【００３７】
図１８は情報担体３１のアンテナコイル３とリーダライタ３２のアンテナコイル３６の対応関係を示す図である。アンテナコイル３６は、アンテナコイル３の外形と略同じ程度の下面を有する円柱状のフェライトコア３９の周面に巻回されている。そしてアンテナコイル３の平面に対してフェライトコア３９の軸方向が垂直に配置され、フェライトコア３９の下面がアンテナコイル３に近接する。
【００３８】
リーダライタ３２に装着されるトークン１３は、ガイド手段（図示せず）によりトークン１３の中心（アンテナコイル３の中心）がフェライトコア３９の下面の中心と一致するように位置決めされるから、トークン１３（アンテナコイル３）がその平面上においてどのような向きになっても、アンテナコイル３とアンテナコイル３６の間で電磁気的に結合され、データの授受がなされる。
【００３９】
図１９は、本発明の第３実施形態を示す図である。この例は、例えばＤＮＡチップ、試験菅、検査片などの各種検査対象物４１を収納するケース４２の内側に円形の嵌入凹部１４が形成され、アンテナコイル３がケース４２の外側を向くように（図示せず）コアピース１１が嵌入凹部１４に嵌着されている。コアピース１１のメモリには前記検査対象物４１に関する各種データなどが記憶され、ケース４２の壁部を介してコアピース１１側のアンテナコイル３とリーダライタ側のアンテナコイル３６の間でデータの授受がなされる。従って本実施形態ではケース４２自体が非接触通信式情報担体となる。
【００４０】
図２０は、本発明の第４実施形態を示す図である。本実施形態は、カード４３内にコアピース１１を埋設した例を示している。カード４３は同じ形状の２枚のカード半体をコアピース１１を介して貼り合わせることにより構成されている。コアピース１１は、カード４３の対向する２つの長辺４３ａ，４３ｂの中間位置でかつリーダライタへの挿入方向Ｘ寄りの所に設置されている。
【００４１】
図２１は、本発明の第５実施形態を示す図である。本実施形態で前記第４実施形態と相違する点は、コアピース１１が、カード４３の対向する２つの短辺４３ｃ，４３ｄの中間位置でかつリーダライタへの挿入方向Ｘ寄りの所に設置されている点である。
【００４２】
図２２は、本発明の第６実施形態を示す図である。本実施形態で前記第４実施形態と相違する点は、コアピース１１がカード４３の中央位置に設置されている点である。
【００４３】
コアピース１１とカード４３の一体化は、カードを２枚の張り合わせ形状でなく、射出成形法などによりコアピース嵌入凹部を含む一体成形し、後に嵌合凹部にコアピースを嵌合してもよい。
【００４４】
前記実施形態ではコアピース本体にかしめ部を形成し、それによりＩＣチップを凹部内に担持したが、かしめ部を形成しないで、ＩＣチップを凹部内に単に嵌合して担持することも可能である。
【００４５】
本発明に係る非接触通信式情報担体は前記実施形態に記載したトークン、カード、ＤＮＡチップ・試験菅・検査片などの各種検査対象物を収納するケースに限られることなく、各種の産業分野に適用可能である。
【００４６】
例えば、ＰＣカード規格やコンパクトフラッシュ（登録商標）規格等の電子カードのコネクタ部・フレーム部・ケース部、ペン型ポインティングデバイスの先端部、ＬＡＮケーブルや光ケーブルの接合コネクタ部、自動車等のキー、光ディスク・磁気ディスク・テープ媒体のケースや媒体自身等、今まで適用不可能な小さい領域への埋め込みによる適用を実現することが可能となる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の非接触通信式情報担体用コアピースは、アンテナコイルが形成されたＩＣチップをコアピース本体に形成された凹部内に挿入して担持するので、コイル形成面の保護ができると共に取り扱いやすい大きさにすることができ、袋詰めやパーツフィーダによる供給が可能になる。また、コアピース本体の凹部開口端に形成したかしめ部によりＩＣチップの外周を係止したので、ＩＣチップに無理な応力がかからず、ＩＣチップの割れや欠けを防止できる。
【００４８】
また、本発明の非接触通信式情報担体用コアピースは、かしめ部を形成するためのかしめ代に切欠部を設けたので、しわのないかしめ部を形成でき、コアピース本体の凹部に対してＩＣチップの形状が小さくなってもＩＣチップを確実に固定できる。
【００４９】
また、本発明の非接触通信式情報担体用コアピースは、かしめ部を形成するためのかしめ代に部分的に薄肉部を設けたので、しわのないかしめ部を形成でき、コアピース本体の凹部に対してＩＣチップの形状が小さくなってもＩＣチップを確実に固定できる。
【００５０】
また、本発明の非接触通信式情報担体用コアピースは、アンテナコイルがコアピース本体の底部と対向するようにＩＣチップをコアピース本体の凹部内に配置したので、コイル形成面の保護を確実に行うことができる。
【００５１】
また、本発明の非接触通信式情報担体用コアピースは、コアピース本体を透明材料で構成したので、ＩＣチップの装着状態を外から確認することができて便利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る非接触通信式情報担体用コアピースの平面図である。
【図２】図１Ａ−Ａ線上の断面図である。
【図３】そのコアピースに用いるアンテナコイルを一体形成したＩＣチップの拡大斜視図である。
【図４】そのＩＣチップの拡大平面図である。
【図５】そのＩＣチップをコアピース本体に装着する工程を説明するための平面図である。
【図６】そのＩＣチップをコアピース本体に装着する工程を説明するための断面図である。
【図７】非接触通信式情報担体用コアピースの変形例を示す断面図である。
【図８】コアピースをトークンに装着する前の状態を示す平面図である。
【図９】コアピースをトークンに装着した後の状態を示す平面図である。
【図１０】図９Ｂ−Ｂ線上の拡大断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態例に係る非接触通信式情報担体用ＩＣチップの平面図である。
【図１２】図１１Ｃ部の拡大図である。
【図１３】その非接触通信式情報担体に用いるコアピース本体の平面図である。
【図１４】そのコアピース本体の一部を切断した正面図である。
【図１５】コアピースの平面図である。
【図１６】コアピースの一部を切断した正面図である。
【図１７】非接触通信式情報担体とリーダライタとホストコンピュータとのデータ伝送システムを示すブロック図である。
【図１８】情報担体側のアンテナコイルとリーダライタ側のアンテナコイルとの対応関係を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第３実施形態例に係るケース（非接触通信式情報担体）の断面図である。
【図２０】本発明の第４実施形態例に係るカード（非接触通信式情報担体）の平面図である。
【図２１】本発明の第５実施形態例に係るカード（非接触通信式情報担体）の平面図である。
【図２２】本発明の第６実施形態例に係るカード（非接触通信式情報担体）の平面図である。
【符号の説明】
１　ＩＣチップ
１ａ〜１ｄ　ＩＣチップの角部
３　アンテナコイル
５　コアピース本体
６　凹部
７　かしめ代
８　超音波溶着ホーン
９　かしめ部
１０　接着剤
１１　コアピース
１２　底部
１３　トークン
１４　嵌入凹部
３１　非接触通信式情報担体
４２　ケース
４３　カード
Ｄ　コアピス本体の凹部の直径
Ｌ　ＩＣチップの対角線の長さ
Ｏ１　ＩＣチップの中心
Ｏ２　アンテナコイルの巻回中心
Ｏ３　コアピス本体の中心
Ｏ４：トークンの中心
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2004005709.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2004005709.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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