積層体構造物
【課題】
比較的高い耐衝撃性を有する積層体構造物を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明に係る積層体構造物は、第１基板２Ａと、該第１基板２Ａに対して当接するように重畳して配置された第２基板２Ｂとを有する積層体２と、該積層体２の側面を取り囲み、積層体の両主面の少なくとも外周領域まで延在された外枠体２０とを備え、前記第１基板２Ａと前記第２基板２Ｂは、前記積層体２の前記両主面の前記外周領域に位置し、前記第１基板２Ａ及び前記第２基板２Ｂを貫通する貫通孔７Ａ、７Ｂを有し、前記外枠体２０は、前記積層体２よりも弾性率が低い材料により形成され、且つ、その一部が前記貫通孔７Ａ、７Ｂに充填されていることを特徴とする。
比較的高い耐衝撃性を有する積層体構造物を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明に係る積層体構造物は、第１基板２Ａと、該第１基板２Ａに対して当接するように重畳して配置された第２基板２Ｂとを有する積層体２と、該積層体２の側面を取り囲み、積層体の両主面の少なくとも外周領域まで延在された外枠体２０とを備え、前記第１基板２Ａと前記第２基板２Ｂは、前記積層体２の前記両主面の前記外周領域に位置し、前記第１基板２Ａ及び前記第２基板２Ｂを貫通する貫通孔７Ａ、７Ｂを有し、前記外枠体２０は、前記積層体２よりも弾性率が低い材料により形成され、且つ、その一部が前記貫通孔７Ａ、７Ｂに充填されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基板から成る積層体を有した積層体構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の基板を積層して成る積層体を備えた積層体構造物が種々の分野で用いられている。
【０００３】
例えば、アミューズメントの分野では、複数の基板として円形状のセラミック基板を用いて積層体構造物を形成することにより、該積層体構造物を遊戯用コインとして用いることが検討されている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
電波による個体識別（ＲＦＩＤ）技術の分野では、複数の基板として樹脂基板を用いて、樹脂基板の間にＩＣタグを内蔵した積層体構造物を形成することにより、該積層体構造物を非接触ＩＣカードであるＩＤカードやクレジットカード、乗車カード、電子マネー等として用いている。
【０００５】
上述した遊戯用コインやＩＤカードは、ユーザーが使用する際に頻繁に大きな外力が印加される傾向にある。例えば、遊戯用コインの場合、遊戯機にコインを投入すると遊戯機内でコインが落下し、コインに対して大きな物理的衝撃が加わる。また、ＩＤカードの場合、ユーザーが読み取り機にＩＤカードをかざす際に、ユーザーが読み取り機に対してＩＤカードを強く押し当てて、ＩＤカードに対して大きな圧力が加わることがある。
【０００６】
しかしながら、従来の積層体構造物においては、外部からの衝撃を吸収するような工夫は殆ど施されておらず、積層体に印加された外力によって、積層体自体に欠けが生じたり、内部に保持されたＩＣタグが破損したりするという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１６３７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、比較的高い耐衝撃性を有する積層体構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る積層体構造物は、第１基板と、該第１基板に対して当接するように重畳して配置された第２基板とを有する積層体と、該積層体の側面を取り囲み、積層体の両主面の少なくとも外周領域まで延在された外枠体とを備え、前記第１基板と前記第２基板は、前記積層体の前記両主面の前記外周領域に位置し、前記第１基板及び前記第２基板を貫通する貫通孔を有し、前記外枠体は、前記積層体よりも弾性率が低い材料により形成され、且つ、その一部が前記貫通孔に充填されていることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記第１基板に設けられる前記貫通孔と、前記第２基板に設けられる前記貫通孔とは、互いに連通しており、前記第１基板の貫通孔に充填された前記外枠体と、前記第２基板の貫通孔に充填された外枠体とが互いに接続していることが好ましい。
【００１１】
また、前記第１基板は、前記第２基板との当接面に複数の凸部を、前記第２基板は、前記第１基板との当接面に複数の凹部をそれぞれ有しており、該凸部と該凹部は、前記第１基板と前記第２基板の当接面で嵌合されていることが好ましい。
【００１２】
更に、前記第１基板は、前記第２基板との当接面に凸部及び凹部を、前記第２基板は、前記第１基板との当接面に凸部及び凹部をそれぞれ有しており、該凸部と該凹部は、前記第１基板と前記第２基板の当接面で嵌合されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記第１基板と前記第２基板が、互いに略同一形状の線対称体であって、前記第１及び第２基板の前記凸部と前記凹部は各々の基板の線対称軸上に配設されていることが好ましい。
【００１４】
更に、前記貫通孔は、前記第１及び第２基板に対して、それぞれ複数個ずつ設けられ、該各基板における複数の貫通孔は、各々の基板の前記凸部と前記凹部を結ぶ線分に垂直で、且つ各々の基板中心を通る、該基板に平行な軸に対して線対称となるような位置関係に配置されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記貫通孔は、前記凸部に対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第１の貫通孔群と、前記凹部に対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第２の貫通孔群とに分類され、前記第１及び第２の貫通孔群における貫通孔の配列密度は、前記凸部及び前記凹部の近傍の領域の方が、前記凸部と前記凹部の離間した領域よりも高いことが好ましい。
【００１６】
更に、前記積層体と前記外枠体との接続領域に位置する前記積層体の前記両主面に、それぞれ段差を有することが好ましい。
【００１７】
また、前記第１基板と前記第２基板がセラミックから成ることが好ましい。
【００１８】
更に、前記積層体の重量分布と前記外枠体の重量分布を合算して得られる全体の重量分布のばらつきを低減するバランス部材を別途積層体又は外枠体に設けることが好ましい。
【００１９】
また、前記積層体の内部に保持されるＩＣタグを更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、積層体構造物が積層体と外枠体とを備え、外枠体は積層体の側面を取り囲み、積層体の両主面の少なくとも外周領域まで延在し、更に積層体よりも弾性率が低い材料としたことから、積層体構造物に印加される衝撃が外枠体によって良好に吸収され、積層体に伝わる衝撃を緩和することができ、積層体構造物の欠けや破損が良好に防止される。
【００２１】
しかも、積層体は基板を貫通する貫通孔を有し、外枠体の一部がこの積層体の貫通孔に充填されることから、外枠体に横方向に力が印加された場合でも、貫通孔に充填された外枠体の一部が止め具の役割をすることにより、外枠体が積層体より剥離することを良好に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は本発明の積層体構造物の第１の実施形態であるコイン１０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ０−Ａ１線における断面図であり、（ｃ）は（ｂ）に示すコイン１０の断面分解図である。
【図２】図２は線対称な形状に形成された基板に配設される凸部、凹部及び貫通孔の配置を説明する図である。
【図３】図３はコイン１０に含まれるＩＣタグ３０について説明する図であり、（ａ）はＩＣタグ３０の平面図であり、（ｂ）はＩＣタグ３０の断面図である。
【図４】図４はコイン１０に含まれるＩＣタグ３０の他の実施形態である。
【図５】図５はコイン１０の製造方法を説明する図である。
【図６】（ａ）は本発明の積層体構造物の第２の実施形態であるコイン５０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ０−Ｄ１線における断面図である。
【図７】図7は本発明の積層体構造物の第２の実施形態であるコイン５０の貫通孔の配置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の積層体構造物について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
第１の実施形態（以下、本実施形態という）に係る積層体構造物として図１に示す遊戯用コインを例に説明する。
【００２５】
同図に示すコイン１０は、積層体２と、積層体２の外周を被覆する外枠体２０と、積層体２に内蔵されるＩＣタグ３０とを備えている。
【００２６】
コイン１０は、アミューズメント施設等で使用される貨幣代用のチップとして機能するとともに、ＩＣタグ３０を内部に保持するＩＣタグ保持体としての機能も有しており、ＩＣタグ３０にコインが使用されるアミューズメント施設の情報や、コインの種類、コインの使用履歴等の種々の情報を記憶させることによって、種々の用途に応じた適切なコインの管理や情報収集を行うことができる。
【００２７】
積層体２は、一方主面１２ａに開口４Ａを有する第1の基板２Ａと、一方主面８ａに開口４Ｂを有する第2の基板２Ｂとを有しており、該開口４Ａと該開口４ＢとでＩＣチップ１８を収容するための空間１９を形成するように第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの一方主面同士を重畳させて構成されている。
【００２８】
また、積層体２を構成する第１及び第２の基板２Ａ，２Ｂは、図２に示すように、互いに略同一形状で、且つ対称軸Ｂ０−B１について線対称な形状に形成されており、各々の外周部、具体的には開口４Ａ、開口４Ｂよりも外側の領域に、凸部３Ａ，３Ｂと、凸部３Ａ，３Ｂに対応して設けられる凹部５Ａ，５Ｂと、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂを厚み方向に貫通する複数の貫通孔７Ａ、７Ｂを有している。
【００２９】
凸部３Ａ及び凹部５Ａは、第１の基板２Ａの一方主面１２ａの外周部に、凸部３Ｂ及び凹部５Ｂは、第２の基板２Ｂの一方主面８ａの外周部に、それぞれ設けられており、各々の基板２Ａ，２Ｂの第１対称軸Ｂ０−Ｂ１上に配設されている。そして、凸部３Ａが凹部５Ｂに、凸部３Ｂが凹部５Ａにそれぞれ嵌合されることにより、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂ同士は固定される。それ故、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの相対位置関係を安定させることが可能となり、例え一方主面１２ａ及び一方主面８ａの面方向の捻れの外力が加わった場合でも、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの位置ずれは比較的起こりにくくなる。
【００３０】
一方、複数の貫通孔７Ａ、７Ｂは、例えば、円柱状等、種々の形状に形成されており、各基板に複数個（本実施形態においては、１２個）ずつ設けられ、第１の基板２Ａに設けられる貫通孔７Ａと、第２の基板２Ｂに設けられる貫通孔７Ｂとが互いに連通するように配置されている。
【００３１】
また、本実施形態における貫通孔７Ａ、７Ｂは、各基板２Ａ、２Ｂ内で凸部３Ａ及び凹部５Ａを結ぶ線分並びに凸部３Ｂ及び凹部５Ｂを結ぶ線分に対して垂直で、且つ基板２Ａ、２Ｂの中心を通る、基板２Ａ、２Ｂに平行な軸を第２対称軸Ｃ０−Ｃ１と仮定した場合に、該第２対称軸Ｃ０−Ｃ１に対して線対称となる位置関係に配置されている。しかも、上述したように、凸部３Ａ及び凹部５Ａや凸部３Ｂ及び凹部５Ｂは、第１対称軸Ｂ０−B１に対して線対称となる位置関係に配置されている。従って、略同一のデザインを有する基板を第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂとして使用したとしても、互いの凸部と凹部、互いの貫通孔同士が、それぞれ同じ位置に配置されることとなり、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの生産性を向上させることができる。なお、厳密にいえば、開口４Ａ、４Ｂのパターンも第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂ同士で略同一デザインであることが望ましいが、かかる開口４Ａ、４Ｂは、凸部、凹部及び貫通孔に比して十分な大きさを備えており、許容されるずれ量が大きいことから、後述するＩＣチップを収容する空間１９を形成できる程度に開口４Ａ、４Ｂが重複していれば開口４Ａ、４Ｂの形状や位置は互いに異なっていても構わない。
【００３２】
本実施形態における第1の基板２Ａ及び第2の基板２Ｂは、セラミック焼結体から成り、例えばアルミナ、ジルコニア、アルミナ／ジルコニア複合体等から成る。アルミナ、ジルコニア、アルミナ／ジルコニア複合体は、セラミック焼結体の中でも耐衝撃性が比較的高く、コイン１０の積層体を構成する材質として好ましい。
【００３３】
そして、上述した積層体２には外枠体２０が取着されている。
【００３４】
外枠体２０は、コイン１０に印加された衝撃を吸収するためのものであり、積層体２よりも弾性率の低い材料により形成されている。例えば、本実施形態のように積層体２がセラミック材料で形成されている場合、外枠体２０はＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（Acrylonitrile Butadiene Styrene））共重合樹脂（Copolymer Resin）等の樹脂材料で構成されている。なお、材料の弾性率は、セラミック材料や金属材料の場合、超音波パルス法、樹脂材料の場合にはＤＭＡ法によって測定される。
【００３５】
また、外枠体２０は比較的積層体２に衝撃が印加され易い積層体の側面と両主面の外周領域を覆うとともに積層体２の中央領域を露出させるように積層体２に取着されている。このため、コイン１０を落下させたり遊戯機に投入する等してコイン１０に物理的衝撃が印加された場合でも、コイン１０にかかる衝撃は外枠体２０によって良好に吸収され、コインが割れたり、コイン端部が欠けたりすることが少ないだけでなく、積層体２ひいては積層体２に収容されるＩＣチップ１８に伝わる物理的衝撃は比較的小さい。
【００３６】
更に、外枠体２０は、その一部が第１及び第２基板２Ａ、２Ｂに設けられた貫通孔７Ａ、７Ｂに充填されるように延在されており、貫通孔７Ａ内の延在部と貫通孔７Ｂ内の延在部とが互いに接続されている。よって、一方主面１２ｂ側に位置する外枠体２０と一方主面８ｂ側に位置する外枠体２０との接合強度を比較的高くすることができる。従って、外枠体２０に対して積層体２に平行な外力や、積層体２から引き剥がすような外力が印加されたとしても、貫通孔７Ａ、７Ｂに充填された外枠体２０の一部が止め具の役割をし、外枠体２０を良好に積層体２に取着させることができる。その結果、コイン１０の表面、すなわち、積層体２の中央領域から外枠体２０の表面にかけ図柄や文字が施されている場合に、その図柄や文字の位置ずれが抑制され、図柄や文字の視認性やコインの美観を高く維持することが可能となる。
【００３７】
一方、積層体２に内蔵されたＩＣタグ３０は、図３に示すように基体１６と基体１６に実装されたＩＣチップ１８と基体１６に形成されたアンテナ１４を備えており、第１の基板２Ａと第２の基板２Ｂによって挟持されている。
【００３８】
基体１６は、ＩＣチップ１８やアンテナ１４を支持するためのものであり、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate））等の樹脂材料により形成されている。この基体１６は、第１の基板２Ａと第２の基板２Ｂによって直接挟持される挟持領域と、空間１９内に配置される非挟持領域とを有している。本実施形態においては、挟持領域にアンテナ１４が、非挟持領域にＩＣチップ１８がそれぞれ配置されている。
【００３９】
また、基体１６に形成されるアンテナ１４は、外部からの電波信号を受信したり、あるいは外部へ電波信号を送信したりする機能を有しており、ＩＣチップ１８に接続されている。
【００４０】
かかるアンテナ１４は、例えば、銅、金、銀、アルミニウム、パラジウム等を主成分とする金属材料により形成された電気配線から成り、該電気配線は、基体１６の外周領域を所定の間隔を空けて渦巻状に配設されている。
【００４１】
ところで、アンテナの方式は、一般的に、外部の送受信器のアンテナコイルと磁束結合させてエネルギーや信号を送受信する電磁誘導方式や、外部の送受信器のアンテナと電波のやり取りを行いエネルギーや信号を送受信したりする電波方式等に分類され、本実施形態のアンテナ１４は、電磁誘導方式を採用している。しかも、アンテナ１４は、上述のように、セラミックから成る第1及び第２の基板２Ａ、２Ｂに挟持されている。その結果、セラミックが有する高い誘電率によって電波が良好に透過されることとなり、例えば外部の電波送受信器からの電波を良好に受信できるとともに、外部の電波送受信器に対して電波を良好に送信することができる。
【００４２】
また、アンテナ１４の方式として電波方式を採用した場合は、アンテナ１４が誘電率の高いセラミックの第1及び第２の基板２Ａ、２Ｂに挟持されていることにより、波長短縮の効果によりアンテナ１４は電気配線を短くできるなどの小型化が可能となる。
【００４３】
一方、アンテナ１４に接続されているＩＣチップ１８は、シリコンなどから成る半導体基板上にＥＥＰＲＯＭなどのメモリと、該メモリに対して情報の読み書きを行う集積回路と、アンテナ１４を介して送受信される電波を電気信号に変換したり、電気信号を電波に変換したりする変調器とを有している。前記メモリは、上述したような、コインが使用されるアミューズメント施設の情報や、コインの種類、コインの使用履歴等の種々の情報が格納されており、該格納された情報はアンテナより変調機を介して受信した外部からの信号に基づいて集積回路を駆動することにより適宜更新されたり、変調機及びアンテナ１４を介して電波として外部に送信されたりする。
【００４４】
また、ＩＣチップ１８は、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂのそれぞれの開口４Ａ、４Ｂが対向して形成された空間１９に配置されており、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂには直接接合も接触もされていない。従って、例えばコイン１０を落下させたり遊戯機に投入したりして、コイン１０ひいては積層体２に物理的衝撃が加わった場合でも、該衝撃のエネルギーは空間１９内の基体１６が振動するエネルギー等として吸収されることから、基体１６を介してＩＣチップ１８に到達する物理的衝撃は比較的小さい。
【００４５】
なお、ＩＣチップ１８は、アンテナ１４の電気配線に半田バンプやボンディングワイヤー、導電性樹脂等の接合材を介して接続させることにより、基体１６上に実装される。
【００４６】
また、電波の送受信感度を比較的高くするためには、ＩＣチップ１８は図４に示すようにシート状の基体１６の中心を避け、中心から離れた位置に配置することが好ましい。具体的にはアンテナ配線１４に近く、つまり第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂに形成された開口４Ａ、４Ｂとで形成される空間１９の外周領域に開口４Ａ、４Ｂの壁面に接触しないように配置する。このような構成とすることで、アンテナ配線１４によって形成される電磁波が比較的集中する領域（基体１６の中心）から離れた位置にＩＣチップ１８を配置することで、ＩＣチップ１８による電磁波の減衰を抑制し、電波の送受信感度は比較的高くできるからである。
【００４７】
次に、上述したコイン１０の製造方法について一例を説明する。
【００４８】
（１）まず、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂを準備する。
【００４９】
第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂは、例えば、従来周知の一軸プレス成形によって製作される。具体的には、所望する第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの形状に対応した形状を有する超硬製のプレス用金型に、セラミック原料とバインダーなどを混合、粉砕、造粒したセラミック粉末を充填し、常温で加圧することにより所望の形状をしたプレス成形体を製作する。該プレス成形体を１４００〜１７００℃で１〜１０時間焼成することにより第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂは得られる。
【００５０】
一軸プレス成形法により得られる第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂは、プレス用金型へのセラミック粉体の充填度合いや、焼成時の温度分布を制御することによりセラミック焼成時の収縮を制御することができ、図２のように基板をある一軸Ｂ０−Ｂ１線に対して比較的高精度な線対称の形状にすることができる。また、プレス用金型へのセラミック粉体の充填度合いや、焼成時の温度分布の制御が困難な場合は、セラミック焼成時の収縮を予め考慮したプレス用金型の形状とすることで焼成後に比較的高精度な線対称や真円などの所望の形状の基板を得ることができる。
【００５１】
なお、一軸プレス成形の場合には、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの端部にはバリが発生し易いため、あらかじめ端部にはＣ面を取る設計としておくことが好ましい。また、焼結後の第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂは、必要に応じてバレル研磨を行い焼結体端部のバリを除去してもよい。
【００５２】
（２）次に、ＩＣタグを準備する。
【００５３】
ＩＣタグ３０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate））製の樹脂シートを用意し、該樹脂シートに例えば、従来周知技術であるフォトリソ法により銅から成る導体配線を形成してアンテナ１４とするとともに、該導体配線に対して従来周知の半導体製造技術を用いて製作されたＩＣチップ１８を導電性のエポキシ接着剤によって接合することにより、製作される。
【００５４】
（３）第１の基板、第２の基板及びＩＣタグを用いて積層体を組み立てる。
【００５５】
第１の基板２Ａと第２の基板２Ｂの間にＩＣタグ３０を介在させ、各基板２Ａ、２Ｂが有する前記凸部と前記凹部を互いに嵌合させることにより、ＩＣタグ３０が基板２Ａ、２Ｂによって挟持される。このとき、第１の基板２Ａの一方主面１２ａの外周部に設けられた凸部３Ａ並びに凹部５Ａ、及び一方主面８ａの外周部に設けられた凸部３Ｂ並びに凹部５Ｂは、図５（ａ）に示すようにそれぞれ凸部３Ａと凹部５Ｂ、又凹部５Ａと凸部３Ｂが嵌合するように組み立てられる。このように本実施形態では凹凸嵌合を利用して組み立てを行うため、組み立て時の位置合わせが比較的容易に行える。
【００５６】
なお、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの外周部、具体的には開口４Ａ、開口４Ｂよりも外側の領域で各々の基板の対向する領域にエポキシ樹脂等の耐熱性接着剤を塗布してＩＣタグを接合しても良く、この場合、凸部、凹部は必ずしも必要ない。
【００５７】
また、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂは、上述したように、略同一形状で、且つ線対称な形状に形成されており、更に各基板に設けられた凸部３Ａ並びに凹部５Ａは及び凸部３Ｂ並びに凹部５Ｂは、各々の基板の第１対称軸Ｂ０−Ｂ１上に配設され、更に、貫通孔７Ａ、７Ｂについても、各基板に複数個ずつ設けられ、第２対称軸Ｃ０−Ｃ１に対して線対称となる位置関係に配置されている。従って、第１の基板２Ａと第２の基板２Ｂとを位置合わせすることが容易となり、例えば、貫通孔７Ａ及び貫通孔７Ｂは、図５（ｂ）に示すように略同じ位置に配置されるように精度良く連通している。
【００５８】
（４）外枠体を形成し、コイン１０を完成させる。
【００５９】
外枠体２０は、従来周知技術の射出成形法により形成される。外枠体２０は、得られた積層体２を射出成形機の金型内に配置して積層体２の外周領域を露出させ、該外周領域にＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（Acrylonitrile Butadiene Styrene））共重合樹脂の溶融樹脂を注入することにより、外周領域に位置する積層体２の両面及び側面並びに図５（ｃ）に示すように連通した貫通孔７Ａ及び貫通孔７Ｂ内に溶液樹脂が被着され、これを硬化させることで製作される。
【００６０】
ここで、貫通孔７Ａ，７Ｂは、図５（ｂ）のように、略同じ位置に配置されるように精度良く連通しているため、ＡＢＳ樹脂を射出成形する際に、貫通孔７Ａ、７ＢにＡＢＳ樹脂のボイド等が多量に発生することなく良好に充填される。それ故、積層体２と外枠体２０の接合強度を高くすることができ、外枠体２０が積層体２に対して良好に取着され、積層体２が外枠体２０に対して回転する等の問題の発生を低減することが可能となる。
【００６１】
なお、外枠体２０と積層体２の露出部分に印刷法や溶射法等により図柄や文字等を装飾しても良いし、該装飾を射出成形工程で同時に行っても良い。
【００６２】
以上の工程を経てコイン１０が完成する。
【００６３】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の積層体構造物の第２の実施形態を説明する図であり、図１とは異なる形態のコイン５０の概略図である。図６において、図１と同様の構成については、図１と同じ符号で示し、詳細な説明を省略する。
【００６４】
第２実施形態コイン５０が第１実施形態と異なる点は、第２実施形態に係るコイン５０が、一方主面１２ａ及び一方主面８ａに開口は設けられておらず、一方主面１２ａ及び一方主面８ａは略平面状となっている点、並びに、外枠体２０は積層体２の全体を覆うように一括成形されている。このような構成とすることで、外観や手触り感は古くから使用されている遊戯用樹脂コインと同様でありながら、比較的耐衝撃性良くＩＣタグ３０を積層体２の内部に保持し、かつセラミックを積層体２に使用することで重量感があり、遊戯用コインとしての高級感を出すことが可能となる。
【００６５】
また、積層体２と外枠体２０との接合強度を上げるためには、図６（ｂ）に示すように、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの外枠体２０との接続領域に位置する他方主面１２ｂ及び他方主面８ｂに少なくとも１つの段差を設けることが有効である。段差の形状的アンカー効果により基板と外枠体との接合強度が改善される。
【００６６】
なお、基板と外枠体との接合強度を改善するためには、上述のように単純な段差を設ける以外に、他方主面１２ｂ及び他方主面８ｂの表面に多数の錘状突起を成形したり、又は加工したりすることも有効である。
【００６７】
更に、第１の実施形態との相違点としては、貫通孔の配列及び配列密度である。本実施形態における複数の貫通孔は、図７に示すように、凸部３Ａ、３Ｂに対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第１の貫通孔群９Ａと、凹部５Ａ、５Ｂに対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第２の貫通孔群９Ｂとに分類され、該第１及び第２の貫通孔群９Ａ、９Ｂにおける貫通孔の配列密度は凸部３Ａ、３Ｂ及び凹部５Ａ、５Ｂの近傍の領域のほうが、凸部３Ａ、３Ｂ及び凹部５Ａ、５Ｂの離間した領域よりも高くなっている。
【００６８】
上述のように一軸プレス成形法により成形されており、線対称の形状で、且つ線対称軸Ｅ０−Ｅ１に向かう方向に収縮している基板の場合には、凸部３Ａと凹部５Ａ、凸部３Ｂと凹部５Ｂを線対称軸上に配設し、凸部３Ａ、３Ｂと凹部５Ａ、５Ｂに近い場所により多くの貫通孔を配置することで基板の重量バランスを取ることが可能となる。
【００６９】
また、コイン１０では、コインとしての重量バランスを取るために、積層体２の重量分布と外枠体２０の重量分布を合算して得られる全体の重量分布のばらつきを低減するバランス部材を別途積層体２又は外枠体２０に設けることも有効である。
【００７０】
本発明は上述した第１及び第２の実施形態に示したものだけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良や変更することができることは言うまでもない。
【００７１】
例えば、本実施形態においては、積層体２を構成する基板２Ａ、２Ｂをセラミックにより形成したが、金属や熱可塑性樹脂によって形成しても良い。ただし、金属により基板２Ａ，２Ｂを形成する場合であって、上述の実施形態と同様に、第１及び第２の基板によってアンテナを挟持する場合、金属とアンテナとが接触することを防ぐため、第１及び第２の基板のうち、アンテナに近接する一方の基板の一方主面に絶縁層を形成したり、あるいは、アンテナを絶縁性の保護膜で被覆する等してアンテナと基板とを絶縁する必要がある。
【００７２】
また、上述の実施形態においては、第１及び第２の基板を互いに略同一形状であって、線対称の形状としたが、異なる形状であってもよいし、非線対称の形状であっても構わない。
【００７３】
また、本実施形態においては、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの各々に凸部及び凹部の双方を設けるようにしたが、いずれか一方を凸部のみ、他方を凹部のみ設けるようにしても良いし、凸部、凹部の数も問わない。
【００７４】
更に、上述の実施形態においては、貫通孔７Ａ、７Ｂは略同じ位置に配置されるように連通しているが、貫通孔同士が多少位置ずれした形で異なった位置に配置されて連通していても良いし、貫通孔同士が互いに連通していなくても良い。
【００７５】
更に、本実施形態においては、ＩＣタグ３０を積層体２に内蔵するようにしたが、ＩＣタグ３０は無くても良い。
【００７６】
また、本実施形態では遊技用コインを一例として説明したが、例えば本発明の積層体構造物は、物品の配送ルートでの移動を管理する荷札や、物品の流通過程での履歴管理用タグ、センサーを様々な場所に取り付けることで意味のあるデータを得ようとするセンサーネットワークでのセンサー収容部品など、用途は特に限定されない。
【符号の説明】
【００７７】
２ 積層体
２Ａ 第１の基板
２Ｂ 第２の基板
３Ａ 凸部（第１の基板）
３Ｂ 凸部（第２の基板）
４Ａ 開口（第１の基板）
４Ｂ 開口（第２の基板）
５Ａ 凹部（第１の基板）
５Ｂ 凹部（第２の基板）
７Ａ 貫通孔（第１の基板）
７Ｂ 貫通孔（第２の基板）
８ａ 第１の基板の一方主面、
１２ａ 第２の基板の一方主面
８ｂ 第１の基板の他方主面、
１２ｂ 第２の基板の他方主面
９Ａ 貫通孔群（第１の基板）
９Ｂ 貫通孔群（第２の基板）
１０、５０ コイン
１４ アンテナ
１６ 基体
１８ ＩＣチップ
１９ 空間
２０ 外枠体
３０ ＩＣタグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の基板から成る積層体を有した積層体構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の基板を積層して成る積層体を備えた積層体構造物が種々の分野で用いられている。
【０００３】
例えば、アミューズメントの分野では、複数の基板として円形状のセラミック基板を用いて積層体構造物を形成することにより、該積層体構造物を遊戯用コインとして用いることが検討されている（下記特許文献１参照）。
【０００４】
電波による個体識別（ＲＦＩＤ）技術の分野では、複数の基板として樹脂基板を用いて、樹脂基板の間にＩＣタグを内蔵した積層体構造物を形成することにより、該積層体構造物を非接触ＩＣカードであるＩＤカードやクレジットカード、乗車カード、電子マネー等として用いている。
【０００５】
上述した遊戯用コインやＩＤカードは、ユーザーが使用する際に頻繁に大きな外力が印加される傾向にある。例えば、遊戯用コインの場合、遊戯機にコインを投入すると遊戯機内でコインが落下し、コインに対して大きな物理的衝撃が加わる。また、ＩＤカードの場合、ユーザーが読み取り機にＩＤカードをかざす際に、ユーザーが読み取り機に対してＩＤカードを強く押し当てて、ＩＤカードに対して大きな圧力が加わることがある。
【０００６】
しかしながら、従来の積層体構造物においては、外部からの衝撃を吸収するような工夫は殆ど施されておらず、積層体に印加された外力によって、積層体自体に欠けが生じたり、内部に保持されたＩＣタグが破損したりするという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１６３７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、比較的高い耐衝撃性を有する積層体構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る積層体構造物は、第１基板と、該第１基板に対して当接するように重畳して配置された第２基板とを有する積層体と、該積層体の側面を取り囲み、積層体の両主面の少なくとも外周領域まで延在された外枠体とを備え、前記第１基板と前記第２基板は、前記積層体の前記両主面の前記外周領域に位置し、前記第１基板及び前記第２基板を貫通する貫通孔を有し、前記外枠体は、前記積層体よりも弾性率が低い材料により形成され、且つ、その一部が前記貫通孔に充填されていることを特徴とする。
【００１０】
なお、前記第１基板に設けられる前記貫通孔と、前記第２基板に設けられる前記貫通孔とは、互いに連通しており、前記第１基板の貫通孔に充填された前記外枠体と、前記第２基板の貫通孔に充填された外枠体とが互いに接続していることが好ましい。
【００１１】
また、前記第１基板は、前記第２基板との当接面に複数の凸部を、前記第２基板は、前記第１基板との当接面に複数の凹部をそれぞれ有しており、該凸部と該凹部は、前記第１基板と前記第２基板の当接面で嵌合されていることが好ましい。
【００１２】
更に、前記第１基板は、前記第２基板との当接面に凸部及び凹部を、前記第２基板は、前記第１基板との当接面に凸部及び凹部をそれぞれ有しており、該凸部と該凹部は、前記第１基板と前記第２基板の当接面で嵌合されていることが好ましい。
【００１３】
また、前記第１基板と前記第２基板が、互いに略同一形状の線対称体であって、前記第１及び第２基板の前記凸部と前記凹部は各々の基板の線対称軸上に配設されていることが好ましい。
【００１４】
更に、前記貫通孔は、前記第１及び第２基板に対して、それぞれ複数個ずつ設けられ、該各基板における複数の貫通孔は、各々の基板の前記凸部と前記凹部を結ぶ線分に垂直で、且つ各々の基板中心を通る、該基板に平行な軸に対して線対称となるような位置関係に配置されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記貫通孔は、前記凸部に対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第１の貫通孔群と、前記凹部に対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第２の貫通孔群とに分類され、前記第１及び第２の貫通孔群における貫通孔の配列密度は、前記凸部及び前記凹部の近傍の領域の方が、前記凸部と前記凹部の離間した領域よりも高いことが好ましい。
【００１６】
更に、前記積層体と前記外枠体との接続領域に位置する前記積層体の前記両主面に、それぞれ段差を有することが好ましい。
【００１７】
また、前記第１基板と前記第２基板がセラミックから成ることが好ましい。
【００１８】
更に、前記積層体の重量分布と前記外枠体の重量分布を合算して得られる全体の重量分布のばらつきを低減するバランス部材を別途積層体又は外枠体に設けることが好ましい。
【００１９】
また、前記積層体の内部に保持されるＩＣタグを更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、積層体構造物が積層体と外枠体とを備え、外枠体は積層体の側面を取り囲み、積層体の両主面の少なくとも外周領域まで延在し、更に積層体よりも弾性率が低い材料としたことから、積層体構造物に印加される衝撃が外枠体によって良好に吸収され、積層体に伝わる衝撃を緩和することができ、積層体構造物の欠けや破損が良好に防止される。
【００２１】
しかも、積層体は基板を貫通する貫通孔を有し、外枠体の一部がこの積層体の貫通孔に充填されることから、外枠体に横方向に力が印加された場合でも、貫通孔に充填された外枠体の一部が止め具の役割をすることにより、外枠体が積層体より剥離することを良好に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は本発明の積層体構造物の第１の実施形態であるコイン１０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ０−Ａ１線における断面図であり、（ｃ）は（ｂ）に示すコイン１０の断面分解図である。
【図２】図２は線対称な形状に形成された基板に配設される凸部、凹部及び貫通孔の配置を説明する図である。
【図３】図３はコイン１０に含まれるＩＣタグ３０について説明する図であり、（ａ）はＩＣタグ３０の平面図であり、（ｂ）はＩＣタグ３０の断面図である。
【図４】図４はコイン１０に含まれるＩＣタグ３０の他の実施形態である。
【図５】図５はコイン１０の製造方法を説明する図である。
【図６】（ａ）は本発明の積層体構造物の第２の実施形態であるコイン５０の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ０−Ｄ１線における断面図である。
【図７】図7は本発明の積層体構造物の第２の実施形態であるコイン５０の貫通孔の配置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の積層体構造物について、図面を参照しつつ説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
第１の実施形態（以下、本実施形態という）に係る積層体構造物として図１に示す遊戯用コインを例に説明する。
【００２５】
同図に示すコイン１０は、積層体２と、積層体２の外周を被覆する外枠体２０と、積層体２に内蔵されるＩＣタグ３０とを備えている。
【００２６】
コイン１０は、アミューズメント施設等で使用される貨幣代用のチップとして機能するとともに、ＩＣタグ３０を内部に保持するＩＣタグ保持体としての機能も有しており、ＩＣタグ３０にコインが使用されるアミューズメント施設の情報や、コインの種類、コインの使用履歴等の種々の情報を記憶させることによって、種々の用途に応じた適切なコインの管理や情報収集を行うことができる。
【００２７】
積層体２は、一方主面１２ａに開口４Ａを有する第1の基板２Ａと、一方主面８ａに開口４Ｂを有する第2の基板２Ｂとを有しており、該開口４Ａと該開口４ＢとでＩＣチップ１８を収容するための空間１９を形成するように第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの一方主面同士を重畳させて構成されている。
【００２８】
また、積層体２を構成する第１及び第２の基板２Ａ，２Ｂは、図２に示すように、互いに略同一形状で、且つ対称軸Ｂ０−B１について線対称な形状に形成されており、各々の外周部、具体的には開口４Ａ、開口４Ｂよりも外側の領域に、凸部３Ａ，３Ｂと、凸部３Ａ，３Ｂに対応して設けられる凹部５Ａ，５Ｂと、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂを厚み方向に貫通する複数の貫通孔７Ａ、７Ｂを有している。
【００２９】
凸部３Ａ及び凹部５Ａは、第１の基板２Ａの一方主面１２ａの外周部に、凸部３Ｂ及び凹部５Ｂは、第２の基板２Ｂの一方主面８ａの外周部に、それぞれ設けられており、各々の基板２Ａ，２Ｂの第１対称軸Ｂ０−Ｂ１上に配設されている。そして、凸部３Ａが凹部５Ｂに、凸部３Ｂが凹部５Ａにそれぞれ嵌合されることにより、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂ同士は固定される。それ故、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの相対位置関係を安定させることが可能となり、例え一方主面１２ａ及び一方主面８ａの面方向の捻れの外力が加わった場合でも、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの位置ずれは比較的起こりにくくなる。
【００３０】
一方、複数の貫通孔７Ａ、７Ｂは、例えば、円柱状等、種々の形状に形成されており、各基板に複数個（本実施形態においては、１２個）ずつ設けられ、第１の基板２Ａに設けられる貫通孔７Ａと、第２の基板２Ｂに設けられる貫通孔７Ｂとが互いに連通するように配置されている。
【００３１】
また、本実施形態における貫通孔７Ａ、７Ｂは、各基板２Ａ、２Ｂ内で凸部３Ａ及び凹部５Ａを結ぶ線分並びに凸部３Ｂ及び凹部５Ｂを結ぶ線分に対して垂直で、且つ基板２Ａ、２Ｂの中心を通る、基板２Ａ、２Ｂに平行な軸を第２対称軸Ｃ０−Ｃ１と仮定した場合に、該第２対称軸Ｃ０−Ｃ１に対して線対称となる位置関係に配置されている。しかも、上述したように、凸部３Ａ及び凹部５Ａや凸部３Ｂ及び凹部５Ｂは、第１対称軸Ｂ０−B１に対して線対称となる位置関係に配置されている。従って、略同一のデザインを有する基板を第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂとして使用したとしても、互いの凸部と凹部、互いの貫通孔同士が、それぞれ同じ位置に配置されることとなり、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの生産性を向上させることができる。なお、厳密にいえば、開口４Ａ、４Ｂのパターンも第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂ同士で略同一デザインであることが望ましいが、かかる開口４Ａ、４Ｂは、凸部、凹部及び貫通孔に比して十分な大きさを備えており、許容されるずれ量が大きいことから、後述するＩＣチップを収容する空間１９を形成できる程度に開口４Ａ、４Ｂが重複していれば開口４Ａ、４Ｂの形状や位置は互いに異なっていても構わない。
【００３２】
本実施形態における第1の基板２Ａ及び第2の基板２Ｂは、セラミック焼結体から成り、例えばアルミナ、ジルコニア、アルミナ／ジルコニア複合体等から成る。アルミナ、ジルコニア、アルミナ／ジルコニア複合体は、セラミック焼結体の中でも耐衝撃性が比較的高く、コイン１０の積層体を構成する材質として好ましい。
【００３３】
そして、上述した積層体２には外枠体２０が取着されている。
【００３４】
外枠体２０は、コイン１０に印加された衝撃を吸収するためのものであり、積層体２よりも弾性率の低い材料により形成されている。例えば、本実施形態のように積層体２がセラミック材料で形成されている場合、外枠体２０はＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（Acrylonitrile Butadiene Styrene））共重合樹脂（Copolymer Resin）等の樹脂材料で構成されている。なお、材料の弾性率は、セラミック材料や金属材料の場合、超音波パルス法、樹脂材料の場合にはＤＭＡ法によって測定される。
【００３５】
また、外枠体２０は比較的積層体２に衝撃が印加され易い積層体の側面と両主面の外周領域を覆うとともに積層体２の中央領域を露出させるように積層体２に取着されている。このため、コイン１０を落下させたり遊戯機に投入する等してコイン１０に物理的衝撃が印加された場合でも、コイン１０にかかる衝撃は外枠体２０によって良好に吸収され、コインが割れたり、コイン端部が欠けたりすることが少ないだけでなく、積層体２ひいては積層体２に収容されるＩＣチップ１８に伝わる物理的衝撃は比較的小さい。
【００３６】
更に、外枠体２０は、その一部が第１及び第２基板２Ａ、２Ｂに設けられた貫通孔７Ａ、７Ｂに充填されるように延在されており、貫通孔７Ａ内の延在部と貫通孔７Ｂ内の延在部とが互いに接続されている。よって、一方主面１２ｂ側に位置する外枠体２０と一方主面８ｂ側に位置する外枠体２０との接合強度を比較的高くすることができる。従って、外枠体２０に対して積層体２に平行な外力や、積層体２から引き剥がすような外力が印加されたとしても、貫通孔７Ａ、７Ｂに充填された外枠体２０の一部が止め具の役割をし、外枠体２０を良好に積層体２に取着させることができる。その結果、コイン１０の表面、すなわち、積層体２の中央領域から外枠体２０の表面にかけ図柄や文字が施されている場合に、その図柄や文字の位置ずれが抑制され、図柄や文字の視認性やコインの美観を高く維持することが可能となる。
【００３７】
一方、積層体２に内蔵されたＩＣタグ３０は、図３に示すように基体１６と基体１６に実装されたＩＣチップ１８と基体１６に形成されたアンテナ１４を備えており、第１の基板２Ａと第２の基板２Ｂによって挟持されている。
【００３８】
基体１６は、ＩＣチップ１８やアンテナ１４を支持するためのものであり、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate））等の樹脂材料により形成されている。この基体１６は、第１の基板２Ａと第２の基板２Ｂによって直接挟持される挟持領域と、空間１９内に配置される非挟持領域とを有している。本実施形態においては、挟持領域にアンテナ１４が、非挟持領域にＩＣチップ１８がそれぞれ配置されている。
【００３９】
また、基体１６に形成されるアンテナ１４は、外部からの電波信号を受信したり、あるいは外部へ電波信号を送信したりする機能を有しており、ＩＣチップ１８に接続されている。
【００４０】
かかるアンテナ１４は、例えば、銅、金、銀、アルミニウム、パラジウム等を主成分とする金属材料により形成された電気配線から成り、該電気配線は、基体１６の外周領域を所定の間隔を空けて渦巻状に配設されている。
【００４１】
ところで、アンテナの方式は、一般的に、外部の送受信器のアンテナコイルと磁束結合させてエネルギーや信号を送受信する電磁誘導方式や、外部の送受信器のアンテナと電波のやり取りを行いエネルギーや信号を送受信したりする電波方式等に分類され、本実施形態のアンテナ１４は、電磁誘導方式を採用している。しかも、アンテナ１４は、上述のように、セラミックから成る第1及び第２の基板２Ａ、２Ｂに挟持されている。その結果、セラミックが有する高い誘電率によって電波が良好に透過されることとなり、例えば外部の電波送受信器からの電波を良好に受信できるとともに、外部の電波送受信器に対して電波を良好に送信することができる。
【００４２】
また、アンテナ１４の方式として電波方式を採用した場合は、アンテナ１４が誘電率の高いセラミックの第1及び第２の基板２Ａ、２Ｂに挟持されていることにより、波長短縮の効果によりアンテナ１４は電気配線を短くできるなどの小型化が可能となる。
【００４３】
一方、アンテナ１４に接続されているＩＣチップ１８は、シリコンなどから成る半導体基板上にＥＥＰＲＯＭなどのメモリと、該メモリに対して情報の読み書きを行う集積回路と、アンテナ１４を介して送受信される電波を電気信号に変換したり、電気信号を電波に変換したりする変調器とを有している。前記メモリは、上述したような、コインが使用されるアミューズメント施設の情報や、コインの種類、コインの使用履歴等の種々の情報が格納されており、該格納された情報はアンテナより変調機を介して受信した外部からの信号に基づいて集積回路を駆動することにより適宜更新されたり、変調機及びアンテナ１４を介して電波として外部に送信されたりする。
【００４４】
また、ＩＣチップ１８は、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂのそれぞれの開口４Ａ、４Ｂが対向して形成された空間１９に配置されており、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂには直接接合も接触もされていない。従って、例えばコイン１０を落下させたり遊戯機に投入したりして、コイン１０ひいては積層体２に物理的衝撃が加わった場合でも、該衝撃のエネルギーは空間１９内の基体１６が振動するエネルギー等として吸収されることから、基体１６を介してＩＣチップ１８に到達する物理的衝撃は比較的小さい。
【００４５】
なお、ＩＣチップ１８は、アンテナ１４の電気配線に半田バンプやボンディングワイヤー、導電性樹脂等の接合材を介して接続させることにより、基体１６上に実装される。
【００４６】
また、電波の送受信感度を比較的高くするためには、ＩＣチップ１８は図４に示すようにシート状の基体１６の中心を避け、中心から離れた位置に配置することが好ましい。具体的にはアンテナ配線１４に近く、つまり第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂに形成された開口４Ａ、４Ｂとで形成される空間１９の外周領域に開口４Ａ、４Ｂの壁面に接触しないように配置する。このような構成とすることで、アンテナ配線１４によって形成される電磁波が比較的集中する領域（基体１６の中心）から離れた位置にＩＣチップ１８を配置することで、ＩＣチップ１８による電磁波の減衰を抑制し、電波の送受信感度は比較的高くできるからである。
【００４７】
次に、上述したコイン１０の製造方法について一例を説明する。
【００４８】
（１）まず、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂを準備する。
【００４９】
第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂは、例えば、従来周知の一軸プレス成形によって製作される。具体的には、所望する第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの形状に対応した形状を有する超硬製のプレス用金型に、セラミック原料とバインダーなどを混合、粉砕、造粒したセラミック粉末を充填し、常温で加圧することにより所望の形状をしたプレス成形体を製作する。該プレス成形体を１４００〜１７００℃で１〜１０時間焼成することにより第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂは得られる。
【００５０】
一軸プレス成形法により得られる第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂは、プレス用金型へのセラミック粉体の充填度合いや、焼成時の温度分布を制御することによりセラミック焼成時の収縮を制御することができ、図２のように基板をある一軸Ｂ０−Ｂ１線に対して比較的高精度な線対称の形状にすることができる。また、プレス用金型へのセラミック粉体の充填度合いや、焼成時の温度分布の制御が困難な場合は、セラミック焼成時の収縮を予め考慮したプレス用金型の形状とすることで焼成後に比較的高精度な線対称や真円などの所望の形状の基板を得ることができる。
【００５１】
なお、一軸プレス成形の場合には、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの端部にはバリが発生し易いため、あらかじめ端部にはＣ面を取る設計としておくことが好ましい。また、焼結後の第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂは、必要に応じてバレル研磨を行い焼結体端部のバリを除去してもよい。
【００５２】
（２）次に、ＩＣタグを準備する。
【００５３】
ＩＣタグ３０は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate））製の樹脂シートを用意し、該樹脂シートに例えば、従来周知技術であるフォトリソ法により銅から成る導体配線を形成してアンテナ１４とするとともに、該導体配線に対して従来周知の半導体製造技術を用いて製作されたＩＣチップ１８を導電性のエポキシ接着剤によって接合することにより、製作される。
【００５４】
（３）第１の基板、第２の基板及びＩＣタグを用いて積層体を組み立てる。
【００５５】
第１の基板２Ａと第２の基板２Ｂの間にＩＣタグ３０を介在させ、各基板２Ａ、２Ｂが有する前記凸部と前記凹部を互いに嵌合させることにより、ＩＣタグ３０が基板２Ａ、２Ｂによって挟持される。このとき、第１の基板２Ａの一方主面１２ａの外周部に設けられた凸部３Ａ並びに凹部５Ａ、及び一方主面８ａの外周部に設けられた凸部３Ｂ並びに凹部５Ｂは、図５（ａ）に示すようにそれぞれ凸部３Ａと凹部５Ｂ、又凹部５Ａと凸部３Ｂが嵌合するように組み立てられる。このように本実施形態では凹凸嵌合を利用して組み立てを行うため、組み立て時の位置合わせが比較的容易に行える。
【００５６】
なお、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの外周部、具体的には開口４Ａ、開口４Ｂよりも外側の領域で各々の基板の対向する領域にエポキシ樹脂等の耐熱性接着剤を塗布してＩＣタグを接合しても良く、この場合、凸部、凹部は必ずしも必要ない。
【００５７】
また、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂは、上述したように、略同一形状で、且つ線対称な形状に形成されており、更に各基板に設けられた凸部３Ａ並びに凹部５Ａは及び凸部３Ｂ並びに凹部５Ｂは、各々の基板の第１対称軸Ｂ０−Ｂ１上に配設され、更に、貫通孔７Ａ、７Ｂについても、各基板に複数個ずつ設けられ、第２対称軸Ｃ０−Ｃ１に対して線対称となる位置関係に配置されている。従って、第１の基板２Ａと第２の基板２Ｂとを位置合わせすることが容易となり、例えば、貫通孔７Ａ及び貫通孔７Ｂは、図５（ｂ）に示すように略同じ位置に配置されるように精度良く連通している。
【００５８】
（４）外枠体を形成し、コイン１０を完成させる。
【００５９】
外枠体２０は、従来周知技術の射出成形法により形成される。外枠体２０は、得られた積層体２を射出成形機の金型内に配置して積層体２の外周領域を露出させ、該外周領域にＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（Acrylonitrile Butadiene Styrene））共重合樹脂の溶融樹脂を注入することにより、外周領域に位置する積層体２の両面及び側面並びに図５（ｃ）に示すように連通した貫通孔７Ａ及び貫通孔７Ｂ内に溶液樹脂が被着され、これを硬化させることで製作される。
【００６０】
ここで、貫通孔７Ａ，７Ｂは、図５（ｂ）のように、略同じ位置に配置されるように精度良く連通しているため、ＡＢＳ樹脂を射出成形する際に、貫通孔７Ａ、７ＢにＡＢＳ樹脂のボイド等が多量に発生することなく良好に充填される。それ故、積層体２と外枠体２０の接合強度を高くすることができ、外枠体２０が積層体２に対して良好に取着され、積層体２が外枠体２０に対して回転する等の問題の発生を低減することが可能となる。
【００６１】
なお、外枠体２０と積層体２の露出部分に印刷法や溶射法等により図柄や文字等を装飾しても良いし、該装飾を射出成形工程で同時に行っても良い。
【００６２】
以上の工程を経てコイン１０が完成する。
【００６３】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の積層体構造物の第２の実施形態を説明する図であり、図１とは異なる形態のコイン５０の概略図である。図６において、図１と同様の構成については、図１と同じ符号で示し、詳細な説明を省略する。
【００６４】
第２実施形態コイン５０が第１実施形態と異なる点は、第２実施形態に係るコイン５０が、一方主面１２ａ及び一方主面８ａに開口は設けられておらず、一方主面１２ａ及び一方主面８ａは略平面状となっている点、並びに、外枠体２０は積層体２の全体を覆うように一括成形されている。このような構成とすることで、外観や手触り感は古くから使用されている遊戯用樹脂コインと同様でありながら、比較的耐衝撃性良くＩＣタグ３０を積層体２の内部に保持し、かつセラミックを積層体２に使用することで重量感があり、遊戯用コインとしての高級感を出すことが可能となる。
【００６５】
また、積層体２と外枠体２０との接合強度を上げるためには、図６（ｂ）に示すように、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの外枠体２０との接続領域に位置する他方主面１２ｂ及び他方主面８ｂに少なくとも１つの段差を設けることが有効である。段差の形状的アンカー効果により基板と外枠体との接合強度が改善される。
【００６６】
なお、基板と外枠体との接合強度を改善するためには、上述のように単純な段差を設ける以外に、他方主面１２ｂ及び他方主面８ｂの表面に多数の錘状突起を成形したり、又は加工したりすることも有効である。
【００６７】
更に、第１の実施形態との相違点としては、貫通孔の配列及び配列密度である。本実施形態における複数の貫通孔は、図７に示すように、凸部３Ａ、３Ｂに対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第１の貫通孔群９Ａと、凹部５Ａ、５Ｂに対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第２の貫通孔群９Ｂとに分類され、該第１及び第２の貫通孔群９Ａ、９Ｂにおける貫通孔の配列密度は凸部３Ａ、３Ｂ及び凹部５Ａ、５Ｂの近傍の領域のほうが、凸部３Ａ、３Ｂ及び凹部５Ａ、５Ｂの離間した領域よりも高くなっている。
【００６８】
上述のように一軸プレス成形法により成形されており、線対称の形状で、且つ線対称軸Ｅ０−Ｅ１に向かう方向に収縮している基板の場合には、凸部３Ａと凹部５Ａ、凸部３Ｂと凹部５Ｂを線対称軸上に配設し、凸部３Ａ、３Ｂと凹部５Ａ、５Ｂに近い場所により多くの貫通孔を配置することで基板の重量バランスを取ることが可能となる。
【００６９】
また、コイン１０では、コインとしての重量バランスを取るために、積層体２の重量分布と外枠体２０の重量分布を合算して得られる全体の重量分布のばらつきを低減するバランス部材を別途積層体２又は外枠体２０に設けることも有効である。
【００７０】
本発明は上述した第１及び第２の実施形態に示したものだけに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良や変更することができることは言うまでもない。
【００７１】
例えば、本実施形態においては、積層体２を構成する基板２Ａ、２Ｂをセラミックにより形成したが、金属や熱可塑性樹脂によって形成しても良い。ただし、金属により基板２Ａ，２Ｂを形成する場合であって、上述の実施形態と同様に、第１及び第２の基板によってアンテナを挟持する場合、金属とアンテナとが接触することを防ぐため、第１及び第２の基板のうち、アンテナに近接する一方の基板の一方主面に絶縁層を形成したり、あるいは、アンテナを絶縁性の保護膜で被覆する等してアンテナと基板とを絶縁する必要がある。
【００７２】
また、上述の実施形態においては、第１及び第２の基板を互いに略同一形状であって、線対称の形状としたが、異なる形状であってもよいし、非線対称の形状であっても構わない。
【００７３】
また、本実施形態においては、第１及び第２の基板２Ａ、２Ｂの各々に凸部及び凹部の双方を設けるようにしたが、いずれか一方を凸部のみ、他方を凹部のみ設けるようにしても良いし、凸部、凹部の数も問わない。
【００７４】
更に、上述の実施形態においては、貫通孔７Ａ、７Ｂは略同じ位置に配置されるように連通しているが、貫通孔同士が多少位置ずれした形で異なった位置に配置されて連通していても良いし、貫通孔同士が互いに連通していなくても良い。
【００７５】
更に、本実施形態においては、ＩＣタグ３０を積層体２に内蔵するようにしたが、ＩＣタグ３０は無くても良い。
【００７６】
また、本実施形態では遊技用コインを一例として説明したが、例えば本発明の積層体構造物は、物品の配送ルートでの移動を管理する荷札や、物品の流通過程での履歴管理用タグ、センサーを様々な場所に取り付けることで意味のあるデータを得ようとするセンサーネットワークでのセンサー収容部品など、用途は特に限定されない。
【符号の説明】
【００７７】
２ 積層体
２Ａ 第１の基板
２Ｂ 第２の基板
３Ａ 凸部（第１の基板）
３Ｂ 凸部（第２の基板）
４Ａ 開口（第１の基板）
４Ｂ 開口（第２の基板）
５Ａ 凹部（第１の基板）
５Ｂ 凹部（第２の基板）
７Ａ 貫通孔（第１の基板）
７Ｂ 貫通孔（第２の基板）
８ａ 第１の基板の一方主面、
１２ａ 第２の基板の一方主面
８ｂ 第１の基板の他方主面、
１２ｂ 第２の基板の他方主面
９Ａ 貫通孔群（第１の基板）
９Ｂ 貫通孔群（第２の基板）
１０、５０ コイン
１４ アンテナ
１６ 基体
１８ ＩＣチップ
１９ 空間
２０ 外枠体
３０ ＩＣタグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、該第１基板に対して当接するように重畳して配置された第２基板とを有する積層体と、該積層体の側面を取り囲み、積層体の両主面の少なくとも外周領域まで延在された外枠体とを備え、
前記第１基板と前記第２基板は、前記積層体の前記両主面の前記外周領域に位置し、前記第１基板及び前記第２基板を貫通する貫通孔を有し、
前記外枠体は、前記積層体よりも弾性率が低い材料により形成され、且つ、その一部が前記貫通孔に充填されていることを特徴とする積層体構造物。
【請求項２】
前記第１基板に設けられる前記貫通孔と、前記第２基板に設けられる前記貫通孔とは、互いに連通しており、
前記第１基板の貫通孔に充填された前記外枠体と、前記第２基板の貫通孔に充填された外枠体とが互いに接続していることを特徴とする請求項１に記載の積層体構造物。
【請求項３】
前記第１基板は、前記第２基板との当接面に複数の凸部を、前記第２基板は、前記第１基板との当接面に複数の凹部をそれぞれ有しており、該凸部と該凹部は、前記第１基板と前記第２基板の当接面で嵌合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層体構造物。
【請求項４】
前記第１基板は、前記第２基板との当接面に凸部及び凹部を、前記第２基板は、前記第１基板との当接面に凸部及び凹部をそれぞれ有しており、該凸部と該凹部は、前記第１基板と前記第２基板の当接面で嵌合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層体構造物。
【請求項５】
前記第１基板と前記第２基板が、互いに略同一形状の線対称体であって、前記第１及び第２基板の前記凸部と前記凹部は各々の基板の線対称軸上に配設されていることを特徴とする請求項４に記載の積層体構造物。
【請求項６】
前記貫通孔は、前記第１及び第２基板に対して、それぞれ複数個ずつ設けられ、該各基板における複数の貫通孔は、各々の基板の前記凸部と前記凹部を結ぶ線分に垂直で、且つ各々の基板中心を通る、該基板に平行な軸に対して線対称となるような位置関係に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の積層体構造物。
【請求項７】
前記貫通孔は、前記凸部に対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第１の貫通孔群と、前記凹部に対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第２の貫通孔群とに分類され、前記第１及び第２の貫通孔群における貫通孔の配列密度は、前記凸部及び前記凹部の近傍の領域の方が、前記凸部と前記凹部の離間した領域よりも高いことを特徴とする請求項６に記載の積層体構造物。
【請求項８】
前記積層体と前記外枠体との接続領域に位置する前記積層体の前記両主面に、それぞれ段差を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の積層体構造物。
【請求項９】
前記第１基板と前記第２基板がセラミックから成る、請求項１乃至８のいずれかに記載の積層体構造物。
【請求項１０】
前記積層体の重量分布と前記外枠体の重量分布を合算して得られる全体の重量分布のばらつきを低減するバランス部材を別途積層体又は外枠体に設けることを特徴とする請求項１乃至９に記載の積層体構造物。
【請求項１１】
前記積層体の内部に保持されるＩＣタグを更に備えたことを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載の積層体構造物。
【請求項１】
第１基板と、該第１基板に対して当接するように重畳して配置された第２基板とを有する積層体と、該積層体の側面を取り囲み、積層体の両主面の少なくとも外周領域まで延在された外枠体とを備え、
前記第１基板と前記第２基板は、前記積層体の前記両主面の前記外周領域に位置し、前記第１基板及び前記第２基板を貫通する貫通孔を有し、
前記外枠体は、前記積層体よりも弾性率が低い材料により形成され、且つ、その一部が前記貫通孔に充填されていることを特徴とする積層体構造物。
【請求項２】
前記第１基板に設けられる前記貫通孔と、前記第２基板に設けられる前記貫通孔とは、互いに連通しており、
前記第１基板の貫通孔に充填された前記外枠体と、前記第２基板の貫通孔に充填された外枠体とが互いに接続していることを特徴とする請求項１に記載の積層体構造物。
【請求項３】
前記第１基板は、前記第２基板との当接面に複数の凸部を、前記第２基板は、前記第１基板との当接面に複数の凹部をそれぞれ有しており、該凸部と該凹部は、前記第１基板と前記第２基板の当接面で嵌合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層体構造物。
【請求項４】
前記第１基板は、前記第２基板との当接面に凸部及び凹部を、前記第２基板は、前記第１基板との当接面に凸部及び凹部をそれぞれ有しており、該凸部と該凹部は、前記第１基板と前記第２基板の当接面で嵌合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層体構造物。
【請求項５】
前記第１基板と前記第２基板が、互いに略同一形状の線対称体であって、前記第１及び第２基板の前記凸部と前記凹部は各々の基板の線対称軸上に配設されていることを特徴とする請求項４に記載の積層体構造物。
【請求項６】
前記貫通孔は、前記第１及び第２基板に対して、それぞれ複数個ずつ設けられ、該各基板における複数の貫通孔は、各々の基板の前記凸部と前記凹部を結ぶ線分に垂直で、且つ各々の基板中心を通る、該基板に平行な軸に対して線対称となるような位置関係に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の積層体構造物。
【請求項７】
前記貫通孔は、前記凸部に対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第１の貫通孔群と、前記凹部に対応して設けられ、３個以上の貫通孔から成る第２の貫通孔群とに分類され、前記第１及び第２の貫通孔群における貫通孔の配列密度は、前記凸部及び前記凹部の近傍の領域の方が、前記凸部と前記凹部の離間した領域よりも高いことを特徴とする請求項６に記載の積層体構造物。
【請求項８】
前記積層体と前記外枠体との接続領域に位置する前記積層体の前記両主面に、それぞれ段差を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の積層体構造物。
【請求項９】
前記第１基板と前記第２基板がセラミックから成る、請求項１乃至８のいずれかに記載の積層体構造物。
【請求項１０】
前記積層体の重量分布と前記外枠体の重量分布を合算して得られる全体の重量分布のばらつきを低減するバランス部材を別途積層体又は外枠体に設けることを特徴とする請求項１乃至９に記載の積層体構造物。
【請求項１１】
前記積層体の内部に保持されるＩＣタグを更に備えたことを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれかに記載の積層体構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１７０５９２（Ｐ２０１１−１７０５９２Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３３４３７（Ｐ２０１０−３３４３７）
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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