CN106463833A - 线圈天线、无线ic设备、树脂成型体及线圈天线的制造方法 - Google Patents

线圈天线、无线ic设备、树脂成型体及线圈天线的制造方法 Download PDF

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Abstract

具有线圈天线的无线IC设备(101)具备第1基板(1)、第1金属柱(30)、第2金属柱(40)和连接导体(50)。在第1基板(1)的第1主面(PS1)上形成有线状导体图案(第1线状导体图案(10A、10B))。第1金属柱(30)和第2金属柱(40)配置为相对于第1基板(1)的第1主面(PS1)向法线方向延伸，并且各个第1端(30E1、40E1)与第1线状导体图案(10A、10B)连接。连接导体(50)的第1端(50E1)与第1金属柱(30)的第2端(30E2)连接，连接导体(50)的第2端(50E2)与第2金属柱(40)的第2端(40E2)连接。第1线状导体图案(10A)的第2端(10AE2)及第1线状导体图案(10B)的第2端(10BE2)分别为供电端。

Description

线圈天线、无线IC设备、树脂成型体及线圈天线的制造方法
技术领域
本发明涉及一种被用在以RFID(Radio Frequency Identification：射频识别)标签为代表的近距离无线通信装置等中的线圈天线、无线IC设备、具备无线IC设备的树脂成型体及线圈天线的制造方法。
背景技术
HF频带的RFID标签一般为卡片尺寸，但是为了将其用于商品管理等，有时需要占用面积较小的小型RFID标签。作为HF频带的小型RFID标签，已知有专利文献1、2所示形状的RFID标签。这些小型RFID标签是利用了所谓的片材层叠工艺的RFID标签，在多层基板中内置层叠型线圈天线，并将RFIC芯片搭载至多层基板上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2007-102348号公报
专利文献2：国际公开第2011/108340号
发明内容
发明所要解决的技术问题
发明者在开发上述小型RFID标签的过程中，发现专利文献1、2所示的RFID标签存在如下问题。
(a)专利文献1、2所示的RFID标签是将RFIC芯片配置于线圈天线的中心轴上或者该线圈开口内。因此，用于安装RFIC芯片的电极(焊盘图案)与线圈天线的卷绕轴交叉。结果，RFIC芯片安装用电极及RFIC芯片有阻碍线圈天线形成磁场的倾向。另外，若将RFIC芯片配置于线圈开口的外侧，虽然难以阻碍磁场的形成，但是占用面积会增大。
(b)由于RFIC芯片配置于线圈天线的中心轴上或者该线圈开口内，所以RFIC芯片所具备的各种电路会受到磁场的影响，可能引起RFIC芯片的误动作。此外，线圈天线发送接收微弱的磁场时，由RFIC芯片所具备的数字电路部产生的噪音，可能造成线圈天线的性能恶化(灵敏度劣化)。
(c)特别是使用片材层叠工艺制造线圈天线的情况下，必须考虑片材的层叠偏差(层叠位置精度)和层叠体的平坦性，片材层叠数的增加和线圈图案的膜厚的增加有限。因此，可获得的电感值存在限制，特别是难以获得直流电阻(DCR：direct currentresistance)小的线圈天线。另外，虽然可以使线圈卷绕轴朝向片材的面方向形成线圈图案，但是此种情况下，由于上述片材的层叠数有限，因此难以增大线圈开口面积，难以获得直流电阻小的线圈天线。
因此，本发明的目的在于提供一种具有优异电特性的、特别是能够减小直流电阻的线圈天线；RFIC芯片和线圈天线相互干扰较少的无线IC设备；具备无线IC设备的树脂成型体；及线圈天线的制造方法。
解决技术问题所采用的技术方案
(1)本发明的线圈天线，其特征在于，包括：
第1基板，该第1基板具有第1主面及第2主面；
线状导体图案，该线状导体图案形成于所述第1基板的所述第1主面及所述第2主面中的至少一方上；
第1金属柱，该第1金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；
第2金属柱，该第2金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；以及
连接导体，该连接导体中第1端与所述第1金属柱的所述第2端导通，第2端与所述第2金属柱的所述第2端导通，
该线圈天线形成包含所述线状导体图案、所述第1金属柱、所述连接导体及所述第2金属柱的线圈。
根据所述结构，特别是由金属柱构成线圈天线的主要部分，因此能够从实质上消除线圈卷绕轴方向的尺寸限制和线圈开口面积的大小限制，构成具有直流电阻小等优异电特性的线圈天线。
(2)在所述(1)中，优选地，
树脂构件覆盖在所述第1基板的所述第1主面上，到所述第1金属柱及所述第2金属柱的高度为止，所述连接导体形成于所述树脂构件的表面。通过此种结构，线圈天线的牢固性提升。此外，线状导体图案和金属柱(第1金属柱、第2金属柱)的连接部的电连接可靠性提升。并且，仅在树脂构件的表面形成导体图案，能容易地构成所述连接构件。
(3)在所述(2)中，优选地，所述连接导体是在所述树脂构件表面形成图案的线状导体图案。通过此种结构，能容易地将第1金属柱及第2金属柱与连接导体连接。
(4)在所述(1)中，优选地，
具备第2基板，
所述连接导体形成在所述第2基板的表面，
树脂构件将所述第1基板和所述第2基板之间填满。通过此种结构，连接导体的形成变得容易。此外，能容易地使第1金属柱及第2金属柱与连接导体连接。从而，线圈天线的牢固性提升。此外，线状导体图案和金属柱(第1金属柱、第2金属柱)的连接部的电连接可靠性提升。
(5)在所述(2)或(3)中，优选地，
所述第1金属柱及所述第2金属柱露出所述树脂构件的表面。通过此种结构，第1金属柱及第2金属柱在无线IC设备的树脂构件表面露出，因此能够高效地发射磁场。
(6)在所述(1)～(5)的任一项中，优选地，
在所述线圈内侧还具备磁性体(例如铁氧体材料)。通过此种结构，不会使线圈天线尺寸大型化，即可获得电感值较大的线圈天线。
(7)在所述(1)～(6)的任一项中，优选地，
所述线状导体图案包括：第1主面侧导体图案，该第1主面侧导体图案形成于所述第1基板的所述第1主面；和第2线状导体图案，该第2线状导体图案形成于所述第1基板的所述第2主面，
所述第1主面侧导体图案、所述第1金属柱以及所述第2金属柱的数量分别为多个，
所述第2主面侧导体图案相对于多个所述第1主面侧导体图案串联连接，
所述第1主面侧导体图案及所述第2主面侧导体图案在正交X、Y、Z坐标上，沿X轴方向延伸，
所述第1金属柱在所述正交X、Y、Z坐标上，排列在Y轴方向，并且沿Z轴方向延伸。
所述第2金属柱在所述正交X、Y、Z坐标上，排列在Y轴方向，并且沿Z轴方向延伸。
利用所述第1金属柱、所述连接导体、所述第2金属柱、所述第1主面侧导体图案、及所述第2主面侧导体图案构成螺旋状的线圈。
通过所述结构，能够容易地构成小型且匝数相对较多的线圈。
(8)在所述(7)中，优选地，
所述第1主面侧导体图案、所述第1金属柱以及所述第2金属柱的数量分别为三个以上，所述第2主面侧导体图案的数量为两个以上，
多个所述第1金属柱及多个所述第2金属柱分别排列在所述Y轴方向，并且被配置为从所述Z轴方向观察时呈锯齿状。
通过所述结构，在相同匝数下能够减小Y轴方向的尺寸。特别是能够在第1基板上将线圈天线的端部之间连接(桥接)，因此可以不另外使用跳线芯片等连接构件，也难以阻碍连接部(桥接部)的线圈天线磁场的形成。
(9)在所述(8)中，优选地，
所述螺旋状线圈包含内径尺寸不同的多种环，所述螺旋状线圈的两个开口面位置的环是所述多种环中内径尺寸最大的环。通过此种结构，可使磁通相对于螺旋状线圈进出的实际的线圈开口面积增大。
(10)在所述(7)～(9)的任一项中，优选地，
所述第2主面侧导体图案的膜厚比所述第1主面侧导体图案的膜厚要厚。通过此种结构，能容易地使线圈天线低电阻化，获得Q值较高的线圈天线所具有的低损耗天线特性。
(11)在所述(7)～(10)的任一项中，
可以在所述第1主面侧导体的一部分，形成用于与RFIC芯片连接的供电端。该情况下，RFIC芯片安装用电极及RFIC芯片难以阻碍线圈天线磁场的形成，并能够将线圈天线和RFIC芯片的相互干扰抑制在最小限度。
(12)本发明的无线IC设备，其特征在于，包括：线圈天线和RFIC元件，
所述线圈天线具有：
第1基板，该第1基板具有第1主面及第2主面；
线状导体图案，该线圈导体图案形成于所述第1基板的所述第1主面及所述第2主面中的至少一方上；
第1金属柱，该第1金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；
第2金属柱，该第2金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；以及
连接导体，该连接导体中，第1端与所述第1金属柱的所述第2端导通，第2端与所述第2金属柱的所述第2端导通，
该线圈天线形成包含所述线状导体图案、所述第1金属柱、所述连接导体及所述第2金属柱的线圈，
所述RFIC元件与所述线状导体图案的一部分导通。
通过所述结构，RFIC芯片安装用电极、布线电极及RFIC芯片不会对线圈产生的磁场的形成造成较大阻碍，另外能够从实质上消除线圈卷绕轴方向的尺寸限制和线圈开口面积大小限制，能使线圈天线低电阻化，因此能够获得小型但高灵敏度的无线IC设备，或者高灵敏度但小型的无线IC设备。
(13)在所述(12)中，优选地，所述RFIC元件被配置于所述线圈天线的内侧。通过此种结构，RFIC元件的保护功能提升，避免了由于将RFIC元件搭载在线圈天线外部所造成的大型化。
(14)在所述(12)或(13)中，优选地，所述线状导体图案包括：第1主面侧导体图案，该第1主面侧导体图案形成于所述第1基板的所述第1主面；和第2主面侧导体图案，该第2主面侧导体图案形成于所述第1基板的所述第2主面，所述RFIC元件搭载在所述第1基板的所述第1主面上，并与所述第1主面侧导体图案的一部分连接。通过此种结构，RFIC元件不向第1基板的外部露出，RFIC元件的保护功能提升，并且能够避免由于将RFIC元件搭载在外部所造成的大型化。此外，RFIC元件的连接部相对于第1基板的可靠性提升。
(15)在所述(12)～(14)的任一项中，优选地，
还包括电容器，该电容器与所述RFIC元件连接。通过此种结构，能容易地构成用于匹配RFIC元件和线圈天线或设定谐振频率的电路，无需外部电路，能使电路更精简。
(16)在所述(12)～(15)的任一项中，优选地，
所述RFIC除了与所述线圈天线连接的无线信号输入输出端子以外，还包括数字信号端子，该数字信号端子连接外部的数字电路(例如I2C总线端子或控制端子)，
该RFIC与所述数字信号端子导通，与所述外部数字电路连接的端子设置于所述第1基板上。
通过所述结构，将无线IC设备安装在电子机器的电路基板上，由此能够获得与数字电路同时动作的无线IC设备。
(17)本发明的树脂成型体，该树脂成形体嵌入无线IC设备而成，其特征在于，
所述无线IC设备包括：线圈天线和RFIC元件，
所述线圈天线具有：
第1基板，该第1基板具有第1主面及第2主面；
线状导体图案，该线圈导体图案形成于所述第1基板的所述第1主面及所述第2主面中的至少一方上；
第1金属柱，该第1金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；
第2金属柱，该第2金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；以及
连接导体，该连接导体中，第1端与所述第1金属柱的所述第2端导通，第2端与所述第2金属柱的所述第2端导通，
该线圈天线形成包含所述线状导体图案、所述第1金属柱、所述连接导体及所述第2金属柱的线圈，
所述RFIC元件与所述线状导体图案的一部分导通。
通过此种结构，能够实现嵌入小型但高灵敏度的无线IC设备或者高灵敏度但小型的无线IC设备的树脂成型体。
(18)本发明的线圈天线制造方法，其特征在于，包括：
在具有第1主面及第2主面的第1基板的、所述第1主面及所述第2主面中的至少一方上形成线状导体图案的工序；
在所述第1基板的所述第1主面上竖立第1金属柱及第2金属柱，将所述第1金属柱及所述第2金属柱的第1端分别与所述线状导体图案导通的工序；
使树脂构件覆盖在所述第1基板的所述第1主面上，到所述第1金属柱及所述第2金属柱的高度为止的工序；以及
在所述树脂构件的表面上形成连接导体的工序，该连接导体的第1端与所述第1金属柱的第2端导通，其第2端与所述第2金属柱的第2端导通。
根据所述制造方法，能够容易地制造出具有线圈开口面积大、直流电阻小等优异电特性的线圈天线。
发明效果
根据本发明的线圈天线，能够实现具有电阻值小等优异电特性的、特别是能降低直流电阻的线圈天线。此外，能够获得从实质上消除线圈卷绕轴方向的尺寸限制和线圈开口面积大小限制的、具有较高设计自由度的线圈天线。
根据本发明的无线IC设备，能够获得小型但高灵敏度的无线IC设备，或者高灵敏度但小型的无线IC设备，以及具备所述无线IC设备的树脂成型体。
根据本发明的线圈天线制造方法，能够容易地制造出具有线圈开口面积大、直流电阻小等优异电特性的线圈天线。
附图说明
图1是第1实施方式的无线IC设备101的立体图。
图2是第2实施方式的无线IC设备102的立体图。
图3是第3实施方式的无线IC设备103的立体图。
图4A是第1基板1的仰视图(观察第1主面PS1的图)。
图4B是第1基板1的俯视图(观察第2主面PS2的图)。
图5是无线IC设备103的电路图。
图6是依次表示无线IC设备103的制造工序的剖视图。
图7是依次表示与图6所示的制造工序不同的无线IC设备103的制造工序的剖视图。
图8A是无线IC设备103在金属柱30A～30F、40A～40F的中央高度的横向剖视图。
图8B是参考例的无线IC设备在金属柱30A～30F、40A～40F中央高度的横向剖视图。
图9是第4实施方式所述无线IC设备104的立体图。
图10是依次表示无线IC设备104的制造工序的剖视图。
图11是第5实施方式所述无线IC设备105的立体图。
图12是依次表示无线IC设备105制造工序的剖视图。
图13是第6实施方式所述无线IC设备106的立体图。
图14是第7实施方式所述无线IC设备107的立体图。
图15是表示第8实施方式所述无线IC设备108，和该无线IC设备108在电路基板200上的安装状态的立体图。
图16是表示无线IC设备108在电路基板200上的安装状态的剖视图。
图17是依次表示无线IC设备108制造工序的剖视图。
图18是表示第8实施方式的无线IC设备的其他结构例的剖视图。
图19是第9实施方式所述无线IC设备109的立体图。
图20是第10实施方式所述无线IC设备110的立体图。
图21是无线IC设备110的俯视图。
图22是无线IC设备110的电路图。
图23是第11实施方式所述RFID标签内置物品301的立体图。
图24是RFID标签内置物品301的主视图。
图25是第12实施方式所述RFID标签内置物品302的立体图。
图26是RFID标签内置物品302的剖视图。
图27是图26的部分放大图。
图28是增益天线120的立体图。
图29是增益天线120的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图，列举几个具体的例子示出用于实施本发明的多个方式。在各图中，对同一部位标注同一标号。从第2实施方式以后省略与第1实施方式共通的事项的记载，针对不同点进行说明。特别是关于相同结构产生的相同作用效果，不在每个实施方式中依次提及。
《第1实施方式》
图1是第1实施方式所述无线IC设备101的立体图。无线IC设备101包括具有第1主面PS1及第2主面PS2的平板状的第1基板1。第1基板1是平面形状为矩形的平板状印刷布线板，其中具有代表性的是双面通孔基板。在第1基板1的第1主面PS1上形成有第1主面侧导体图案10A、10B。这些第1主面侧导体图案例如通过铜箔的蚀刻等形成图案。
在本实施方式中，该第1主面侧导体图案10A、10B相当于本发明的“线状导体图案”。
此外，无线IC设备101具备第1金属柱30及第2金属柱40。这些金属柱是柱状的金属块。更具体而言，第1金属柱30及第2金属柱40都是例如圆柱状的铜制销。例如，通过以规定长度单位，切断剖面为圆形的铜丝而获得。另外，该剖面形状未必一定是圆形。
第1金属柱30被配置为相对于第1基板1的第1主面PS1向法线方向延伸，并且第1金属柱30的第1端30E1与第1主面侧导体图案10A(线状导体图案)的第1端10AE1连接(导通)。第2金属柱40被配置为相对于第1基板1的第1主面PS1向法线方向延伸，并且第2金属柱40的第1端40E1与第1主面侧导体图案10B(线状导体图案)的第1端10BE1连接(导通)。
此外，无线IC设备101具备连接导体50。连接导体50的第1端50E1与第1金属柱30的第2端30E2连接(导通)，连接导体50的第2端50E2与第2金属柱40的第2端40E2连接(导通)。连接导体50被配置为与第1基板的主面和第1主面侧导体图案大致平行。
第1主面侧导体图案10A的第2端10AE2及第1主面侧导体图案10B的第2端10BE2分别为供电端。在第1基板1的第1主面PS1中，上述供电端(2个供电端)上连接(安装)有将RFIC芯片(裸芯片)封装而成的RFIC元件61。RFIC元件61也可以是裸芯片状的RFIC芯片。此种情况下，RFIC芯片具有金电极端子，通过利用镀金和超声波接合对供电端进行连接。RFIC芯片和供电端(焊盘图案)也可以用电线连接。
第1主面侧导体图案10A、10B在正交X、Y、Z坐标上，沿X轴方向延伸。
第1金属柱30沿Z轴方向延伸。同样，第2金属柱40沿Z轴方向延伸。即，这些金属柱沿同一方向延伸。
连接导体50是形成于某个支承材料的导体图案，在图1中省略了该支承材料的图示。关于该支承材料，在如下所述的各个实施方式中可知。但是，连接导体50也可以是环箍材料或金属柱等，不由支承体支承的金属构件。
由第1主面侧导体图案10A、10B、第1金属柱30、第2金属柱40及连接导体50，构成1匝的线圈天线。
“RFIC元件”可以是RFIC芯片本身，也可以是在设置有匹配电路等的基板上搭载RFIC芯片，从而形成一体化的RFIC封装。此外，“RFID标签”具有RFIC元件和与RFIC元件连接的线圈天线，将其定义为采用电波(电磁波)或磁场，以不接触的方式读写内置存储器的数据的信息介质。即，本实施方式的无线IC设备构成为RFIC标签。
RFIC元件61具备HF频带RFID系统用的例如HF频带的高频无线IC芯片。由上述线圈天线和RFIC元件61自身具有的电容分量构成LC谐振电路。该谐振频率与RFID系统的通信频率实质上相等。通信频带例如为13.56MHz频带。
无线IC设备101例如设置在管理对象的物品上。通过将安装于该物品的无线IC设备101(即RFID标签)靠近读写装置，使无线IC设备101的线圈天线和RFID的读写装置的线圈天线磁场耦合。由此，在RFID标签和读写装置之间进行RFID通信。
根据本实施方式，达到以下效果。
(a)特别是因为在平板状的第1基板1上设置供电端，并且在构成线圈天线的一部分图案上利用金属柱，所以无需在多层基板上形成线圈，也无需进行复杂的布线。因此，能够容易地实现小型、且在线圈开口尺寸的设计自由度方面优异的线圈结构。
(b)RFIC元件61的安装面是与线圈天线的卷绕轴(Y轴)平行的方向，因此RFIC元件61的安装用电极(焊盘图案)难以阻碍线圈天线的磁场形成。此外，线圈天线的磁场对RFIC元件61的不良影响(误动作或不稳定动作等)较小。并且，从RFIC元件61的数字电路部产生的噪声对线圈天线的不良影响(接收灵敏度下降、发送信号绕回到接收电路等)较小。
(c)线圈的一部分由金属柱构成，该金属柱与由导电性糊料烧制而成的烧结金属体、以及由导电性薄膜蚀刻而成的薄膜金属体等导体膜的DCR相比，能够使金属柱自身具有的直流电阻分量充分减小，因此能够获得Q值高、低损耗的线圈天线。
《第2实施方式》
图2是第2实施方式所述无线IC设备102的立体图。与第1实施方式不同，在本实施方式中，在第1基板1上形成有第2主面侧导体图案20。第1主面侧导体图案、第1金属柱以及第2金属柱的数量分别为多个。
无线IC设备102具备第1基板1，该第1基板1具有第1主面PS1及第2主面PS2。在第1基板1的第1主面PS1上形成有第1主面侧导体图案10A、10B、10C、10D。
在本实施方式中，这些第1主面侧导体图案10A、10B、10C、10D及第2主面侧导体图案20相当于本发明的“线状导体图案”。
无线IC设备102具备第1金属柱30A、30B及第2金属柱40A、40B。第1金属柱30A、30B配置为相对于第1基板1的第1主面PS1向法线方向延伸，并且第1金属柱30A、30B的第1端分别与第1主面侧导体图案10A、10C的第1端连接(导通)。第2金属柱40A、40B配置为相对于第1基板1的第1主面PS1向法线方向延伸，并且第2金属柱40A、40B的第1端分别与第1主面侧导体图案10B、10D的第1端连接(导通)。
无线IC设备102具备连接导体50A、50B。连接导体50A、50B的第1端分别与第1金属柱30A、30B的第2端连接(导通)，连接导体50A、50B的第2端分别与第2金属柱40A、40B的第2端连接(导通)。
第1主面侧导体图案10A的第2端及第1主面侧导体图案10D的第2端分别为供电端。在RFIC元件61与上述供电端(2个供电端)连接的状态下，在第1基板1的第1主面PS1上搭载有RFIC元件61。
第2主面侧导体图案20相对于包含供电端的第1主面侧导体图案10A、10D以外的第1主面侧导体图案10B、10C串联连接。第1主面侧导体图案10B、10C与第2主面侧导体图案20分别经由层间连接导体(通孔镀覆)电连接(导通)。
第1主面侧导体图案10A、10B、10C、10D及第2主面侧导体图案20在正交X、Y、Z坐标上，沿X轴方向延伸。此处，“沿X轴方向延伸”的含义不限于第1主面侧导体图案(10A、10B、10C、10D)及第2主面侧导体图案(20)全部平行，也包含第1主面侧导体图案(10A、10B、10C、10D)及第2主面侧导体图案(20)的延伸方向大致朝向X轴方向，即实质上沿X轴方向延伸。
第1金属柱30A、30B排列在Y轴方向，沿Z轴方向延伸。同样，第2金属柱40A、40B排列在Y轴方向，沿Z轴方向延伸。
由第1金属柱30A、30B、第2金属柱40A、40B、连接导体50A、50B、第1主面侧导体图案10A、10B、10C、10D及第2主面侧导体图案20构成两匝螺旋状的线圈天线。
根据本实施方式，特别是由于在平板状第1基板1的第1主面PS1上设置供电端，将第2主面PS2用于形成桥接或跳线用的第2主面侧图案20，因此无需进行复杂的布线。由此，能够容易地实现小型的、且在线圈开口尺寸的设计自由度方面优异的多匝的线圈结构。
《第3实施方式》
图3是第3实施方式所述芯片状无线IC设备103的立体图。与第1、第2实施方式不同，在本实施方式中，第1基板1上不仅安装了RFIC元件61，还安装了贴片电容62、63。此外，在本实施方式中，第1基板1上覆盖有树脂构件70，在该树脂构件70上形成连接导体50A～50F。
图4A是第1基板1的仰视图(观察第1主面PS1的图)，图4B是第1基板1的俯视图(观察第2主面PS2的图)。在第1基板1的第1主面PS1上形成有第1主面侧导体图案10A～10L。第1主面侧导体图案10A、10C、10E、10G、10I、10K各自的一端是第1金属柱30A～30F的连接部11A～11F。此外，第1主面侧导体图案10B、10D、10F、10H、10J、10L各自的一端是第2金属柱40A～40F的连接部12A～12F。在第1基板1的第2主面PS2上形成有第2主面侧导体图案20A～20E。
在本实施方式中，这些第1主面侧导体图案10A～10L及第2主面侧导体图案20A～20E相当于本发明的“线状导体图案”。
第1金属柱30A～30F配置为相对于第1基板1的第1主面PS1向法线方向延伸，并且第1金属柱30A～30F的第1端分别与连接部11A～11F连接(导通)。第2金属柱40A～40F配置为相对于第1基板1的第1主面PS1向法线方向延伸，并且第2金属柱40A～40F的第1端分别与连接部12A～12F连接(导通)。
连接导体50A～50F是形成于树脂构件70表面的线状导体图案。连接导体50A～50F的第1端分别与第1金属柱30A～30F的第2端连接(导通)，连接导体50A～50F的第2端分别与第2金属柱40A～40F的第2端连接(导通)。
由第1金属柱30A～30F、第2金属柱40A～40F、连接导体50A～50F、第1主面侧导体图案10A～10L及第2主面侧导体图案20A～20E构成六匝螺旋状的线圈天线。
图5是无线IC设备103的电路图。上述线圈天线ANT与RFIC元件61连接，在线圈天线ANT上并联连接贴片电容62、63。由线圈天线ANT和贴片电容62、63构成LC谐振电路。选定贴片电容62、63的电容量，使上述LC谐振电路的谐振频率为规定频率(例如13.56MHz)。贴片电容62、63中的一个是粗调用电容，另一个是微调用电容。另外，谐振频率设定用电容有1个即可。
图3所示的各部尺寸例如下文所示。即，该线圈天线是线圈轴方向的长度短于线圈开口直径方向的最大长度的、扁平型的层叠型线圈天线。
A：3mm以上、12mm以下(例如8mm)
B：1mm以上、8mm以下(例如2.3mm)
C：2mm以上、15mm以下(例如5.5mm)
图6是依次表示无线IC设备103制造工序的剖视图。无线IC设备103例如通过以下工序制造。
首先，如图6中的(1)所示，准备第1基板1。具体而言，在第1基板1的第1主面PS1上形成用于安装第1主面侧导体图案10A～10L和RFIC元件的焊盘(供电端子和NC端子)、用于安装贴片电容的焊盘、以及用于将这些焊盘彼此连接的引线图案等，在第1基板1的第2主面PS2上形成第2主面侧导体图案20A～20E等。并且，在第1基板1的厚度方向上，形成连接第1主面侧导体图案10A～10L和第2主面侧导体图案20A～20E的通孔镀覆(参照图4A、图4B)。
第1基板1是例如玻璃环氧树脂基板或树脂基板等印刷布线板，线状导体图案和焊盘是使铜箔形成图案而成。第1基板1可以是在陶瓷基板上形成厚膜图案的基板。
例如，第1主面侧导体图案10A～10L及第2主面侧导体图案20A～20E的剖面尺寸为厚度18μm×宽度100μm。优选地，在进行这些图案形成后，实施铜等的镀覆处理，将总膜厚加厚至例如40～50μm。
接下来，如图6中(2)所示，在第1基板1上经由焊料等导电性接合材料分别安装RFIC元件61、贴片电容62、63、金属柱30A～30F、40A～40F。即，在使用焊料的情况下，在第1基板1第1主面PS1的各个电极上印刷焊料糊料，由贴片机安装各个元器件后，利用回流工艺焊接这些元器件。通过此种结构，使RFIC元件61、贴片电容62、63、金属柱30A～30F、40A～40F在第1基板1上电导通，并且进行结构上的接合。
RFIC元件61是将RFID标签用的RFIC芯片封装而成。贴片电容62、63是例如层叠型陶瓷贴片元器件。金属柱30A～30F、40A～40F分别是铜制柱。此外，这些金属柱是例如直径为0.1mm～0.3mm的圆柱状。虽然金属柱不限定于以铜为主要成分，但是从导电率和加工性上考虑，优选地将铜作为主要成分。
接下来，如图6中的(3)所示，形成与金属柱30A～30F、40A～40F的高度相同的树脂构件70。具体而言，将环氧树脂等涂布至规定高度(金属柱30A～30F、40A～40F的高度以上)，之后通过以平面方式研磨树脂构件70的表面，使金属柱30A～30F、40A～40F的头部露出。
树脂构件70可以通过涂布液状树脂来设置，也可以通过层叠半固化片状树脂来设置。
接下来，如图6中的(4)所示，在树脂构件70的表面形成连接导体50A～50F。具体而言，在树脂构件70的表面中，利用镀覆法等在金属柱30A～30F、40A～40F的头部露出的面上形成铜膜等导体膜，利用光刻抗蚀膜以及蚀刻形成图案。此外，也可以通过对导电性糊料进行丝网印刷形成连接导体50A～50F。
另外，之后优选地，通过镀铜等在第2主面侧导体图案20A～20E及连接导体50A～50F上形成镀覆膜。镀铜膜时，可以在铜等镀覆膜表面再形成镀金膜。由此，第2主面侧导体图案20A～20E及连接导体50A～50F的膜厚增厚，其DCR减小，能减小导体损失。通过此种方式，能够将第2主面侧导体图案20A～20E及连接导体50A～50F的DCR减小至与金属柱30A～30F、40A～40F的DCR同等的水平。即，此阶段的本体上第2主面侧导体图案及连接导体已露出外表面，因此通过将该本体浸渍镀覆液，能够选择性地增加第2主面侧导体图案及连接导体的厚度(与第1主面侧导体图案的厚度相比，能够增加第2主面侧导体图案的厚度)。
之后，根据需要，在第1基板1的外表面(第2主面PS2)及树脂构件70中连接导体50A～50F的形成面上，形成防氧化用的保护用树脂膜(阻焊膜等)。
另外，上述工序是在母基板的状态下直接处理。最后，将母基板分离成各个无线IC设备单位(单片)。
图7是依次表示与图6所示制造工序不同的无线IC设备103的制造工序的剖视图。无线IC设备103例如可以通过以下工序制造而成。
首先，如图7中的(1)所示，准备第1基板1。具体而言，是在第1基板1的第1主面PS1上形成用于安装第1主面侧导体图案10A～10L、连接部11A～11F(线状导体图案的第1端)、连接部12A～12F(线状导体图案的第2端)和RFIC元件的焊盘(供电端子和NC端子)、用于安装贴片电容的焊盘、用于将这些焊盘彼此连接的引线图案等，在第1基板1的第2主面PS2上形成第2主面侧导体图案20A～20E等。另外，在本制造工序中，无需在第1基板1的第1主面PS1上形成有如图4A所示的第1主面侧导体图案10B～10K。
并且，在第1基板1的厚度方向上，形成将连接部11A～11F(线状导体图案的第1端)和第2主面侧导体图案20A～20E连接的通孔镀覆21A等。此外，在第1基板1的厚度方向上，形成将连接部12A～12F(线状导体图案的第2端)和第2主面侧导体图案20A～20E连接的通孔镀覆22A等。使通孔镀覆21A、22A等的开口内径与第1金属柱30A～30F和第2金属柱40A～40F的外径尺寸大致相同。
此外，在第1基板1的第1主面PS1中，用于安装RFIC元件61的焊盘和用于安装金属柱90的焊盘等上由丝网印刷等形成焊料糊料等导电性接合材料81。另外，如下所述，不是必须要在连接部11A～11F(线状导体图案的第1端)、连接部12A～12F(线状导体图案的第2端)和通孔镀覆21A、22A等上形成导电性接合材料81。
接下来，如图7中(2)所示，将RFIC元件61、贴片电容62、63经由焊料等导电性接合材料81分别安装在第1基板1上。分别安装第1金属柱30A～30F及第2金属柱40A～40F。即，第2主面侧导体图案20A～20E不经由如图4A所示的第1主面侧导体图案10C、10E、10G、10I、10K，与第1金属柱30B～30F直接连接。此外，第2主面侧导体图案20A～20E不经由如图4A所示的第1主面侧导体图案10B、10D、10F、10H、10J，与第2金属柱40A～40E直接连接。
另外，第1金属柱30A～30F的第1端插入通孔镀覆21A等，经由焊料等导电性接合材料81安装。而第2金属柱40A～40F的第1端插入通孔镀覆22A等，经由焊料等导电性接合材料81安装。另外，通过将金属柱(第1金属柱30A～30F、第2金属柱40A～40F)的第1端插入通孔镀覆21A、22A等，从而在能固定金属柱的情况下，无需经由焊料等导电性接合材料81安装。
接下来，如图7中的(3)所示，形成高度与金属柱的高度相同的树脂构件70。具体而言，是将环氧树脂等涂布至规定高度(金属柱的高度以上)，之后通过以平面方式研磨(或者切断)树脂构件70的表面，使金属柱的头部露出。另外，也可将环氧树脂等涂布至规定高度(金属柱的高度以下)，之后通过对每个金属柱以平面方式研磨(或者切断)树脂构件70，使金属柱的头部从树脂构件70的表面露出。
接下来，如图7中的(4)所示，在树脂构件70的表面形成连接导体50A～50F。
之后，根据需要，在第1基板1的外表面(第2主面PS2)及树脂构件70中连接导体50A～50F的形成面上，形成防氧化用的保护用树脂膜(阻焊膜等)。
图8A是无线IC设备103在金属柱30A～30F、40A～40F中央高度的横向剖视图。图8B是参考例的无线IC设备在金属柱30A～30F、40A～40F中央高度的横向剖视图。本实施方式的无线IC设备103和参考例的无线IC设备，在金属柱30A～30F、40A～40F的配置上有所不同。
本实施方式的无线IC设备103及参考例的无线IC设备都是多个第1金属柱30A～30F及多个所述第2金属柱40A～40F分别排列在Y轴方向，并且从Z轴方向观察时，被配置为锯齿状。本实施方式的无线IC设备103中，螺旋状线圈包含内径尺寸不同的2种环。如图8A所示，包含第1金属柱30A和第2金属柱40A的环、包含第1金属柱30C和第2金属柱40C的环、包含第1金属柱30D和第2金属柱40D的环以及包含第1金属柱30F和第2金属柱40F的环的各自的开口宽度为Ww。此外，包含第1金属柱30B和第2金属柱40B的环以及包含第1金属柱30E和第2金属柱40E的环的各自的开口宽度为Wn。并且，Wn＜Ww。另一方面，在参考例的无线IC设备中，如图8B所示，所有环的开口宽度都相同为W。
本实施方式的无线IC设备103中，螺旋状线圈天线的2个开口面位置的环(包含第1金属柱30A和第2金属柱40A的环，及包含第1金属柱30F和第2金属柱40F的环)的内径尺寸是在2种环中较大的一种。
换言之，将下文所述的环称作“第1环”,该第1环包含：在多个第1金属柱30A～30F中，处在Y轴方向上的第1端位置的第1金属柱30A；以及在多个第2金属柱40A～40F中，处在Y轴方向上的第1端位置的第2金属柱40A，将下文所述的环称作“第2环”,该第2环包含：在多个第1金属柱30A～30F中，处在Y轴方向上的第2端位置的第1金属柱30F；以及多个第2金属柱40A～40F中，处在Y轴方向上的第2端位置的第2金属柱40F，第1环和第2环的内径尺寸是在2种环中较大的一种。
在图8A、图8B中，虚线是磁通相对于螺旋状的线圈天线进出的磁通的示意图。在参考例中，螺旋状线圈天线的2个开口面位置的环实质上的内径尺寸小于上述环的开口宽度W。此外，磁通容易从相邻的金属柱的间隙处泄漏。根据本实施方式，螺旋状的线圈天线的2个开口面位置的环是在2种环中内径尺寸较大的环，因此磁通相对于线圈天线出入的实质性的线圈开口大于参考例。此外，磁通难以从相邻的金属柱的间隙处泄漏。因此，线圈天线在针对通信对象的天线相对较广的位置关系上能进行磁场耦合。即，形成具有3匝以上的螺旋状的线圈天线的情况下，优选地配置金属柱，使得线圈轴方向两端侧的环面积增大。
另外，上述螺旋状的线圈也可以包含内径尺寸不同的3种以上的多种环。该情况下，线圈天线的2个开口面位置的环内径尺寸是多种环中内径尺寸最大的即可。
根据本实施方式，达到以下效果。
(a)芯片状无线IC设备103将RFIC元件61配置在线圈天线内侧。因此，RFIC元件61的保护功能提升，能够避免由于将RFIC元件61搭载在线圈天线外部所造成的大型化。
(b)该芯片状的无线IC设备103中，RFIC元件61、贴片电容62、63等表面安装贴片元器件、及金属柱30A～30F、40A～40F由树脂构件70保护，因此无线IC设备整体牢固。特别是将该无线IC设备埋设于树脂成型物品中时，相对于射出成型时流动的高温树脂(例如300℃以上的高温树脂)，上述表面安装贴片元器件的焊接部受到保护。即，RFIC元件61被配置在由构成线圈天线的金属柱30A～30F、40A～40F、第1主面侧导体图案10A～10L及第2主面侧导体图案20A～20E等包围的区域，并且被树脂构件70及第1基板1包围。通过此种结构，变得难以对RFIC元件61和供电端子(线状导体图案)之间的连接部和RFIC元件61施加较大热量负荷。因此，即使将无线IC设备103嵌入树脂成型物品(玩具、容器等)中，也能够确保RFIC元件61的动作可靠性，提升RFIC元件61和供电端子之间连接部的可靠性。也就是说，能够实现可内置于树脂成型体内的，即在射出成型时的高温下也能耐受的、高耐热性无线IC设备。此外，即使焊接部在高温下暂时熔融的情况下，树脂构件70和第1基板1因树脂彼此的接合而粘接，安装元器件和金属柱不会脱落或变形，因此冷却后，焊接部的接合状态恢复正常。因此，能够维持线圈天线的电感值。
(c)构成线圈天线的第2主面侧导体图案20A～20E的主要部形成于第1基板1的第2主面PS2侧，因此线圈天线的实际开口直径较大。由此，能够构成具有与贴片状无线IC设备103的尺寸大致相同的尺寸的线圈天线，尽管是小型的贴片状元器件，也能够确保较大的通信距离，此外，针对通信对象的天线能以相对较广的位置关系进行通信。
(d)此外，无线IC设备103是通过形成图案，在树脂构件70的表面形成连接导体50A～50E，因此能容易地将金属柱30A～30F、40A～40F与连接导体50A～50E连接。
(e)多个第1金属柱及多个第2金属柱被配置为至少在线圈轴向端部在排列方向上分别呈锯齿状，由此尽管匝数多(即增加金属柱的根数)，也能够实现小型化。
《第4实施方式》
图9是第4实施方式所述无线IC设备104的立体图。与第1～第3实施方式不同，在本实施方式中具备第2基板2。在该第2基板2上形成连接导体50A、50B、50C。其他基本结构如第3实施方式所示。
在本实施方式中，如图9所示的第1主面侧导体图案10A、10B、10C、10D、10E、10F及第2主面侧导体图案20A、20B相当于本发明的“线状导体图案”。
图10是依次表示无线IC设备104的制造工序的剖视图。无线IC设备104例如通过以下工序制造。
首先，如图10中的(1)所示，制作第1基板1，将RFIC元件61、金属柱30A～30C、40A～40C分别安装在第1基板1上。
此外，在第2基板2上形成连接导体50A～50C，形成阻焊膜3，在连接导体50A、50B、50C的两端形成焊料等导电性接合材料80A、80B等。
接下来，如图10中的(2)所示，在金属柱30A～30C、40A～40C的前端连接(导通)第2基板2的连接导体50A、50B、50C。由此，在金属柱30A～30C、40A～40C上安装第2基板2。
接下来，如图10中的(3)所示，在第1基板1和第2基板2之间填充树脂构件71。此处，在第1基板1和第2基板2之间，射出包含铁氧体粉末等磁性体粉末的树脂材料，并使其固化。
根据本实施方式，达到以下效果。
(a)由于连接导体50A～50C预先在基板上形成图案即可，因此能容易地形成。
(b)能容易地将第1金属柱30A～30C及第2金属柱40A～40C与连接导体连接。
(c)连接导体50A～50C配置在刚性基板(第2基板2)上，因此无线IC设备的牢固性较高。此外，第1主面侧导体图案和金属柱(第1金属柱、第2金属柱)的连接部的电连接可靠性较高。
(d)树脂构件具有磁性，因此能够减小获得规定电感的线圈天线所需的整体尺寸。
(e)第1主面侧导体图案10A～10F、第2主面侧导体图案20A、20B及连接导体50A、50B、50C不埋设在磁性体中，因此磁场在第1基板1的表面及第2基板2的表面上扩展，在这些方向上的通信距离也增大。另外，可以使金属柱30A～30C、40A～40C的侧部从树脂构件71露出。由此，磁场也在露出金属柱30A～30C、40A～40C的树脂构件71表面上扩展，也能够在这些方向上通信。
另外，在本实施方式中，示出了在第2基板2的一个主面(图9中第2基板2上侧的面)上形成连接导体50A～50C的例子，但是不限定于此结构。也可在第2基板2的另一个主面(图9中第2基板2下侧的面)形成连接导体50A～50C。该情况下，连接导体50A～50C的第1端经由层间连接导体(通孔导体)等，分别与第1金属柱30A～30C的第2端连接(导通)，连接导体50A～50C的第2端经由层间连接导体(通孔导体)等，分别与第2金属柱40A～40C的第2端连接(导通)。此外，根据图7所示的制作方法，可以使连接导体50A～50C的第1端分别与第1金属柱30A～30C的第2端直接连接，连接导体50A～50C的第2端分别与第2金属柱40A～40C的第2端直接连接。
《第5实施方式》
图11是第5实施方式所述无线IC设备105的立体图。与第1～第4实施方式不同，本实施方式的第1金属柱及第2金属柱在无线IC设备105的外表面露出。此外，本实施方式的无线IC设备105不具备第2基板。其他基本结构如第4实施方式所示。
如图11所示，第1金属柱30A～30C及第2金属柱40A～40C是在正交X、Y、Z坐标上，沿Z轴方向延伸的半圆柱状导体，如下所述，是在高度方向上切断圆柱状的金属柱。
第1金属柱30A～30C的结构是，将其配置为呈半圆柱剖面的侧面与无线IC设备105的一个侧面(图11中的左侧面)平行，并从无线IC设备105的一个侧面露出。第1金属柱30A～30C的第1端与第1主面侧导体10A、10C、10E连接(导通)，第1金属柱30A～30C的第2端与连接导体50A～50C连接(导通)。第2金属柱40A～40C的结构是，将其配置为呈半圆柱剖面的侧面与无线IC设备105的另一侧面(图11中的右侧面)平行，并从无线IC设备105的另一侧面露出。第2金属柱40A～40C的第1端与第1主面侧导体10B、10D、10F连接(导通)，第2金属柱40A～40C的第2端与连接导体50A～50C连接(导通)。如图11及图12所示，在本实施方式中，第1金属柱30A～30C及第2金属柱40A～40C构成为在无线IC设备105的树脂构件72表面露出。
此外，在本实施方式中，由第1主面侧导体图案10A～10F、第2主面侧导体图案20A、20B、第1金属柱30A～30B、第2金属柱40A～40B及连接导体50A～50C构成线圈天线。构成线圈天线的第2主面侧导体图案20A、20B、第1金属柱30A～30C、第2金属柱40A～40C及连接导体50A～50C在无线IC设备105的外表面露出。因此，本实施方式的无线IC设备105构成为：构成线圈天线的导体大部分在无线IC设备105的外表面露出。
图12是依次表示无线IC设备105的制造工序的剖视图。无线IC设备105例如通过以下工序制造。
首先，如图12中的(1)所示，制作第1基板1，形成阻焊膜3，在用于安装RFIC元件61的焊盘和用于安装金属柱90的焊盘等上，形成焊料糊料等导电性接合材料81。
接下来，如图12中(2)所示，将RFIC元件61、金属柱90等分别安装在第1基板1上。
再如图12中的(3)所示，形成与金属柱90的高度相同的树脂构件72，并在树脂构件72的表面形成连接导体55。
具体而言，将包含铁氧体粉末或铁镍合金粉末等磁性体粉末的树脂材料涂布至规定高度(金属柱90的高度以上)，之后通过以平面方式研磨树脂构件72的表面，使金属柱90的头部露出。此外，树脂构件72可以通过涂布液状树脂来设置，也可以层叠半固化片状树脂来设置。
接下来，如图12中的(4)所示，使无线IC设备分离为单片。上述工序是在母基板的状态下直接处理。因此，最后要将母基板沿图12中的(3)所示分离线CL进行分离。通过沿分离线DL进行分离，金属柱90被分割为第1金属柱30A～30C、第2金属柱40A～40C。
根据本实施方式，第1金属柱30A～30C及第2金属柱40A～40C在无线IC设备105的树脂构件72表面露出，因此能够高效地发射磁场。此外，无线IC设备105中，线圈天线的大部分在无线IC设备105的外表面露出，因此能够更高效地发射磁场。
另外，根据需要，可以对无线IC设备105进行滚镀处理或无电解镍金镀覆处理。通过这些处理，在金属柱90的分割面和连接导体50A、第2主面侧导体图案20A等的表面形成镀覆膜，因此膜厚变厚，其DCR变小，能够减小导体损耗。此外，无线IC设备105的耐环境性提升。
《第6实施方式》
图13是第6实施方式所述无线IC设备106的立体图。与第1～第5实施方式不同，本实施方式的无线IC设备106不具有在正交X、Y、Z坐标上，沿X轴方向延伸的第1主面侧导体图案。此外，本实施方式的无线IC设备106不具备第2基板。其他基本结构如第4实施方式所示。
在第1基板1的第1主面上形成有连接电极17A、17B、18A、18B、18C、19A、19B、19C。连接电极17A、17B是用于安装RFIC元件的焊盘(供电端子)。此外，连接电极18A、18B、18C是用于安装第1金属柱30A～30C的焊盘，连接电极19A、19B、19C是用于安装第2金属柱40A～40C的焊盘。在第1基板1的第2主面上形成有第2主面侧导体图案20A、20B、20C、20D。
在本实施方式中，该第2主面侧导体图案20A、20B、20C、20D相当于本发明的“线状导体图案”。
连接电极17A经由形成于第1基板1的层间连接导体(通孔导体)与第2主面侧导体图案20A的第2端连接(导通)。连接电极17B经由形成于第1基板1的层间连接导体(通孔导体)与第2主面侧导体图案20D的第2端连接(导通)。
第2主面侧导体图案20A的第1端经由层间连接导体(通孔导体)与连接电极18A连接(导通)。第2主面侧导体图案20B的第1端经由层间连接导体(通孔导体)与连接电极18B连接(导通)，第2端经由层间连接导体(通孔导体)与连接电极19A连接(导通)。第2主面侧导体图案20C的第1端经由层间连接导体(通孔导体)与连接电极18C连接(导通)，第2端经由层间连接导体(通孔导体)与连接电极19B连接(导通)。第2主面侧导体图案20D的第2端经由层间连接导体(通孔导体)与连接电极19C连接(导通)。
由第2主面侧导体图案20A～20C、连接电极17A、17B、18A～18C、19A～19C、第1金属柱30A～30C、连接导体50A～50C、第2金属柱40A～40C及层间连接导体构成3匝的螺旋状线圈天线。
根据本实施方式，构成螺旋状线圈天线的一部分的线状导体图案全部是形成于第1基板1的第2主面的第2主面侧导体图案20A、20B、20C、20D，因此与形成于第1基板1的第1主面的情况相比，能够增大线圈开口。因此，能够利用线圈开口进行通信，可扩大可通信距离。
另外，也可以如第1实施方式所述的无线IC设备101那样，构成螺旋状线圈天线一部分的线状导体图案全部是第2主面侧导体图案。
《第7实施方式》
图14是第7实施方式所述无线IC设备107的立体图。与第2实施方式等不同，在本实施方式中，RFIC元件61安装在第1基板1的第2主面PS2侧。图14表示从第1基板1上分离RFIC元件61后的状态。
在第1基板1的第2主面PS2上形成有供电用连接导体13A、13C(第2主面侧导体图案)。供电用连接导体13A、13C经由通孔镀覆与第1主面侧导体图案10A、10C导通。
在本实施方式中，如图14所示的第1主面侧导体图案10A、10B、10C及供电用连接导体13A、13C相当于本发明的“线状导体图案”。
另外，除RFIC元件61以外，也可以在第1基板1的第2主面PS2上安装贴片电容等元器件。
此种情况下，在搭载RFIC元件61之前，能够在RFIC元件61的连接部上连接测量仪的探针，测量线圈天线的特性，因此能够实现成品率的提升。
《第8实施方式》
图15是表示第8实施方式所述无线IC设备108，和该无线IC设备108在电路基板200上的安装状态的立体图。图16是表示无线IC设备108在电路基板200上的安装状态的立体图。
本实施方式具备相对于天线线圈用作磁芯的铁氧体烧结体等烧结体系磁性体磁芯4。此外，由树脂层70A、70B、70C构成非磁性体的树脂构件。其他整体结构如第3实施方式所示。
图17是依次表示无线IC设备108制造工序的剖视图。无线IC设备108例如通过以下工序制造。
如图17中(1)所示，制作第1基板1，将RFIC元件61、金属柱30A、40A等分别安装在第1基板1上。
之后，在第1基板1的RFIC元件61安装面(第1主面PS1)上覆盖环氧树脂等非磁性体树脂层70A。
如图17中的(2)所示，树脂层70A固化后，载放长方体形状的磁性体磁芯4。优选地，磁性体磁芯4为小型且具有高磁导率(例如相对磁导率为50～300左右)的铁氧体烧结体。也可以在树脂层70A固化前，载放磁性体磁芯4。
接下来，如图17中的(3)所示，将环氧树脂等树脂层70B覆盖至磁性体磁芯4的厚度。
接下来，如图17中的(4)所示，形成与金属柱30A、40A等的高度相同的环氧树脂等树脂层70C。具体而言，将环氧树脂等涂布至规定高度(金属柱30A、40A的高度以上)，之后通过以平面方式研磨树脂层70C的表面，使金属柱30A、40A的头部露出。
接下来，如图17中的(5)所示，在树脂层70C的表面形成连接导体50A等。该连接导体50A等的形成方法如第3实施方式所示。
以下，关于镀铜、镀金、连接导体50A侧的保护用树脂膜的形成、单片分离的各个工序，如第3实施方式所示。第1基板1的反面侧的保护用树脂膜(阻焊膜)可以形成为覆盖除与其他基板连接的部分以外的部分。
图18是表示本实施方式所述无线IC设备的其他结构例的剖视图。与图16对比即可知，在磁性体磁芯4和连接导体50A之间无树脂层70C，由树脂层70A、70B构成树脂构件。根据此种结构，能够埋设尺寸增大，磁导率高(例如相对磁导率为50～300左右)的磁性体磁芯。或者，通过减小树脂构件整体的厚度，能够降低高度。
在本实施方式中，由第1金属柱30A等、第2金属柱40A等、连接导体50A等、第1主面侧导体图案10A等及第2主面侧导体图案20A等构成线圈天线，并在该线圈天线的内侧(线圈卷绕范围内)具备磁性体磁芯。
根据本实施方式，达到以下效果。
(a)不会使线圈天线变大，并能够获得具有规定电感值的线圈天线。此外，即使降低线圈天线的高度，也能够获得规定的电感值。
(b)由于磁性体磁芯的集磁效果，能够提高与通信对象的天线之间的磁场耦合。
(c)RFIC元件61的数字信号输入输出产生的噪音基本不在线圈天线上重叠。该原因如下所述。
由于其结构为在电路基板200上安装了搭载有RFIC元件61的第1基板1，所以与安装在树脂构件上方的情况相比，RFIC元件61配置在靠近电路基板200一侧。因此，RFIC元件61的传输数字信号的线路以最短距离与电路基板200上构成的数字电路连接。即，数字信号作为模拟电路的噪音源，靠近线圈天线的距离最短。此外，RFIC元件61和线圈天线也以最短距离连接。即，模拟信号电路和数字信号电路(RFID系统用电路)是上下分离的结构。因此，上述数字信号的传输所产生的磁场(噪音)与线圈天线的不必要耦合较少，在极其微弱的模拟信号电路上不重叠上述噪音，基本不会对无线通信产生不良影响。
《第9实施方式》
图19是第9实施方式所述无线IC设备109的立体图。该无线IC设备109的第1基板1的结构、金属柱30A、30B、40A、40B的结构、连接导体50A、50B的结构如第2实施方式所示。本实施方式的无线IC设备109是在第1基板1上安装RFIC元件61后，设置树脂构件70，并在树脂构件70的一个侧面上粘贴磁性体片材5。磁性体片材5是例如铁氧体粉末等磁性体粉末分散在环氧树脂等树脂中的树脂片材。
在本实施方式中，由第1金属柱30A、30B、第2金属柱40A、40B、连接导体50A、50B、第1主面侧导体图案10A～10D及第2主面侧导体图案20A构成线圈天线，在该线圈天线的一个线圈开口中具备磁性体片材5。
在本实施方式中，这些第1主面侧导体图案10A～10D及第2主面侧导体图案20相当于本发明的“线状导体图案”。
根据本实施方式，不会使线圈天线体积变大，并能够获得具有规定电感值的线圈天线。此外，在物品(特别是物品的金属表面)上粘贴该RFID设备的情况下，通过将设置有磁性体片材的一侧作为粘贴于物品的粘贴面，能够抑制物品对线圈天线的影响。此外，由于磁性体磁芯的集磁效果，能够提高与通信对象的天线之间的磁场耦合。
《第10实施方式》
图20是第10实施方式所述无线IC设备110的立体图。图21是无线IC设备110的俯视图。本实施方式的无线IC设备110用作RFID读写装置。
在第1基板1的第1主面PS1上形成有第1主面侧导体图案10A～10D。在第1基板1的第2主面PS2上分别形成有数字信号端子14A、14B、NC端子(空端子)16A、16B、布线导体15A、15B。即，RFIC元件64具备2个天线连接焊盘和2个数字信号用焊盘。RFIC元件64的一侧的数字信号用端子经由形成于第1基板1的层间连接导体(通孔导体)及布线导体15A与数字信号端子14A连接，另一侧的数字信号用端子经由形成于第1基板1的层间连接导体(通孔导体)及布线导体15B与数字信号14B连接。其他基本结构与第8实施方式所示的无线IC设备108相同。
在本实施方式中，如图20所示的第1主面侧导体图案10A、10B、10C、10D及第2主面侧导体图案20相当于本发明的“线状导体图案”。
图22是无线IC设备110的电路图。RFIC元件64的天线连接焊盘与线圈天线ANT连接，数字信号用焊盘与数字信号端子14A、14B连接。数字信号端子14A、14B与主机装置连接。由此，构成RFID系统用读写装置。该RFIC元件64和主机装置通过例如I2C总线标准等串行总线通信。
另外，可以将数字信号端子14A、14B配置在RFIC64的数字信号用焊盘附近，实质上消除布线导体15A、15B。
另外，根据需要，可以对无线IC设备110进行滚镀处理或无电解镍金镀覆处理。通过这些处理，在连接导体、第2主面侧导体图案20，数字信号端子14A、14B，NC端子(空端子)16A、16B等表面形成镀覆膜，因此膜厚变厚，其DCR变小，能够减小导体损耗。此外，无线IC设备110的耐环境性提升。
《第11实施方式》
图23是第11实施方式所述附带RFID标签的物品301的立体图。图24是附带RFID标签的物品301的主视图。该附带RFID标签的物品301是通过树脂成型制造而成的微型汽车等玩具。该附带RFID标签的物品301相当于本发明的“树脂成型体”。
附带RFID标签的物品301具备无线IC设备109A。该无线IC设备109A的基本结构与第9实施方式所示的无线IC设备109相同。本实施方式的无线IC设备109A的线圈天线包含第1金属柱30A～30E，线圈天线的匝数是“5”。该无线IC设备108A用作RFID标签。
无线IC设备109A埋设于树脂成型体201内，不向物品301的外部露出。无线IC设备109A是在固定于树脂成型体201的射出成型用模具内的状态下，将树脂射出成型。无线IC设备109A埋设于玩具底部(从图23的视角观察，在RFID标签内置物品301上表面附近)。此外，无线IC设备109A的磁性体片材5相比线圈天线更靠近树脂成型体201的内部(深部)。在树脂成型体201的内部，具备例如电池组130和金属构件131等导体。通过使磁性体片材5介于这些导体和线圈天线之间，使线圈天线难以受到上述导电体的影响，并且也能够减少涡电流导致的损耗。
RFIC元件61及金属柱30A～30E、40A～40E被树脂构件70保护，因此无线IC设备109A较为牢固。并且，针对射出成型时在高热下流动的树脂，上述表面安装贴片元器件及金属柱的焊接部也受到保护。即，即使由于射出成型时的热量导致上述表面安装贴片元器件及金属柱的焊接部的焊料暂时熔融，RFIC元件61等表面安装贴片元器件及金属柱和第1基板1之间的位置关系也由树脂构件70固定。例如，射出成型模具的温度为一百数十摄氏度，但射出成型用喷嘴前端部温度达到三百数十摄氏度。因此，上述表面安装贴片元器件及金属柱的焊接部的焊料可能暂时熔融。但是，即使焊料暂时熔融，上述表面安装贴片元器件及金属柱和第1基板1之间的位置关系也由树脂构件70保持、固定，因此冷却后，上述表面安装贴片元器件及金属柱的焊接部恢复射出成型前的连接状态。另外，若是卷绕有被聚酰亚胺系树脂膜覆盖的铜丝，即一般的绕组型线圈元器件，则会由于射出成型时的热量熔化覆盖物，在铜丝间出现短路。因此，难以将以往一般的绕组型线圈元器件用作线圈天线。
无线IC设备109A的线圈天线卷绕轴朝向相对于微型汽车等玩具底面的法线方向。因此，通过使该玩具的底面与读写装置的读取部相向，读写装置就会与无线IC设备109A通信。由此，读写装置或者连接于读写装置的主机装置进行规定的处理。
另外，在本实施方式中，附带RFID标签的物品301示出了树脂成型的玩具为例，但是不限定于此。附带RFID标签的物品可以是埋设有无线IC设备的由树脂成型的食品等的容器。
《第12实施方式》
图25是第12实施方式所述RFID标签内置物品302的立体图，图26是RFID标签内置物品302的剖视图。图27是图26的部分放大图。
RFID标签内置物品302是例如智能手机等移动电子机器，其具备无线IC设备108和具有谐振频率的增益天线120。从图25的视角观察，在RFID标签内置物品302的上表面侧具有下部壳体202，下表面侧具有上部壳体203。在下部壳体202和上部壳体203包围的空间内部，具备电路基板200、无线IC设备108、及具有谐振频率的增益天线120。
无线IC设备108如第8实施方式所示。如图26及图27所示，无线IC设备108安装于电路基板200。电路基板200上也安装有除无线IC设备108以外的元器件。
具有谐振频率的增益天线120粘贴于下部壳体202的内表面。该增益天线120配置在不与电池组130重叠的位置。增益天线120包含绝缘体基材123及形成于绝缘体基材123的线圈图案121、122。
无线IC设备108被配置为相对于该线圈天线及增益天线120进行磁通交链。即，配置无线IC设备108和增益天线120，以使得无线IC设备108的线圈天线与增益天线120的线圈磁场耦合。图27中的虚线示意性地表示有助于该磁场耦合的磁通。
无线IC设备108的RFIC元件61朝向(靠近)电路基板200一侧，线圈天线朝向(靠近)增益天线120一侧。因此，无线IC设备108的线圈天线和增益天线120的耦合度较高。此外，连接RFIC元件61和其他电路元件的布线(特别是数字信号线和电源线)被布线为实质上与线圈天线的磁通平行，因此与线圈天线的耦合较小。
图28是增益天线120的立体图，图29是增益天线120的电路图。增益天线120是第1线圈图案121和第2线圈图案122分别呈矩形旋涡状来形成图案的导体，以俯视时电流在同向流动的状态下形成图案，使电容耦合。在第1线圈图案121和第2线圈图案122之间形成寄生电容。第1线圈图案121和第2线圈图案122的电感和寄生电容的电容器构成LC谐振电路。此LC谐振电路的谐振频率与该RFID系统的通信频率实质上相等。通信频率例如为13.56MHz频带。
根据本实施方式，能够利用增益天线的较大线圈开口进行通信，因此能够扩大可以通信的最长距离。
最后上述各个实施方式的说明仅为示例，并不限于此。本领域技术人员可以进行适当变形及变更。例如，可以将不同实施方式所示的结构进行部分替换或组合。本发明的范围如权利要求的范围所示，并非上述实施方式。并且，本发明的范围包含与权利要求范围同等同含义及范围内的所有变更。
例如，线圈天线(以及RFID标签)不限定于HF频带，还能够适用于LF频带、UHF频带、SHF频带。此外，附带RFID标签的物品不限定于玩具，例如也可以是移动电话等移动信息终端，或者脚手架材料这样的建筑材料、储气瓶等工业材料。
另外，在上述实施方式中，示出了在第1基板1的第1主面PS1及第2主面PS2中的任一方上搭载RFIC元件61的结构，但是不限定于此结构。RFIC元件61例如可以内置在第1基板1中。此外，可以构成为在第1基板1的第1主面PS1或第2主面PS2中的任一方上形成空腔，并在该空腔内收容RFIC元件。
标号说明
ANT……线圈天线
DL……分离线
PS1……第1主面
PS2……第2主面
1……第1基板
2……第2基板
3……阻焊膜
4……磁性体磁芯
5……磁性体片材
10A～10L……第1主面侧导体图案
10AE1、10BE1……第1主面侧导体图案的第1端
10AE2、10BE2……第1主面侧导体图案的第2端(供电端)
11A～11F……第1金属柱的连接部
12A～12F……第2金属柱的连接部
13A、13C……供电用连接导体
14A、14B……数字信号端子
15A、15B……布线导体
16A、16B……NC端子(空端子)
17A、17B、18A、18B、18C、19A、19B、19C……连接电极
20、20A～20E……第2主面侧导体图案
30、30A～30F……第1金属柱
30E1……第1金属柱的第1端
30E2……第1金属柱的第2端
40、40A～40F……第2金属柱
40E1……第2金属柱的第1端
40E2……第2金属柱的第2端
50、50A、50B、50C……连接导体
50E1……连接导体的第1端
50E2……连接导体的第2端
61、64……RFIC元件
62、63……贴片电容
70、71、72……树脂构件
70A、70B、70C……树脂层
80A、80B、81……导电性接合材料
90……金属柱
101～109、109A、110……IC设备
120……增益天线
121……第1线圈图案
122……第2线圈图案
123……绝缘体基材
130……电池组
131……金属构件
200……电路基板
201……树脂成型体
202……下部壳体
203……上部壳体
301、302……RFID标签内置物品

Claims (18)

1.一种线圈天线，其特征在于，包括：
第1基板，该第1基板具有第1主面及第2主面；
线状导体图案，该线状导体形成于所述第1基板的所述第1主面及所述第2主面中的至少一方上；
第1金属柱，该第1金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；
第2金属柱，该第2金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；以及
连接导体，该连接导体中第1端与所述第1金属柱的所述第2端导通，第2端与所述第2金属柱的所述第2端导通，
该线圈天线形成包含所述线状导体图案、所述第1金属柱、所述连接导体及所述第2金属柱的线圈。
2.如权利要求1所述的线圈天线，其特征在于，使树脂构件覆盖在所述第1基板的所述第1主面上，到所述第1金属柱及所述第2金属柱的高度为止，所述连接导体形成于所述树脂构件的表面。
3.如权利要求2所述的线圈天线，其特征在于，所述连接导体是在所述树脂构件的表面形成图案的线状导体图案。
4.如权利要求1所述的线圈天线，其特征在于，具备第2基板，
所述连接导体形成在所述第2基板的表面，
树脂构件将所述第1基板和所述第2基板之间填满。
5.如权利要求2或3所述的线圈天线，其特征在于，所述第1金属柱及所述第2金属柱在所述树脂构件的表面露出。
6.如权利要求1～5中任一项所述的线圈天线，其特征在于，在所述线圈内侧还具备磁性体。
7.如权利要求1～6中任一项所述的线圈天线，其特征在于，
所述线状导体图案包括：第1主面侧导体图案，该第1主面侧导体图案形成于所述第1基板的所述第1主面；和第2线圈导体图案，该第2线圈导体图案形成于所述第1基板的所述第2主面，
所述第1主面侧导体图案、所述第1金属柱以及所述第2金属柱的数量分别为多个，
所述第2主面侧导体图案相对于多个所述第1主面侧导体图案串联连接，
所述第1主面侧导体图案及所述第2主面侧导体图案在正交X、Y、Z坐标上，沿X轴方向延伸，
所述第1金属柱在所述正交X、Y、Z坐标上，排列在Y轴方向，并且沿Z轴方向延伸。
所述第2金属柱在所述正交X、Y、Z坐标上，排列在Y轴方向，并且沿Z轴方向延伸。
利用所述第1金属柱、所述连接导体、所述第2金属柱、所述第1主面侧导体图案以及所述第2主面侧导体图案构成螺旋状的线圈。
8.如权利要求7所述的线圈天线，其特征在于，所述第1主面侧导体图案、所述第1金属柱以及所述第2金属柱的数量分别为三个以上，所述第2主面侧导体图案的数量为两个以上，
多个所述第1金属柱及多个所述第2金属柱分别排列在所述Y轴方向，并且被配置为从所述Z轴方向观察时呈锯齿状。
9.如权利要求8所述的线圈天线，其特征在于，所述螺旋状线圈包含内径尺寸不同的多种环，所述螺旋状线圈的两个开口面位置的环是所述多种环中内径尺寸最大的环。
10.如权利要求7～9中任一项所述的线圈天线，其特征在于，所述第2主面侧导体图案的膜厚比所述第1主面侧导体图案的膜厚要厚。
11.如权利要求7～10中任一项所述的线圈天线，其中，在所述第1主面侧导体的一部分，形成用于与RFIC芯片连接的供电端。
12.一种无线IC设备，其特征在于，包括：线圈天线和RFIC元件，
所述线圈天线具有：
第1基板，该第1基板具有第1主面及第2主面；
线状导体图案，该线圈导体图案形成于所述第1基板的所述第1主面及所述第2主面中的至少一方上；
第1金属柱，该第1金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；
第2金属柱，该第2金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；以及
连接导体，该连接导体中，第1端与所述第1金属柱的所述第2端导通，第2端与所述第2金属柱的所述第2端导通，
该线圈天线形成包含所述线状导体图案、所述第1金属柱、所述连接导体及所述第2金属柱的线圈，
所述RFIC元件与所述线状导体图案的一部分导通。
13.如权利要求12所述的无线IC设备，其特征在于，所述RFIC元件被配置于所述线圈天线的内侧。
14.如权利要求12或13所述的无线IC设备，其特征在于，
所述线状导体图案包括：第1主面侧导体图案，该第1主面侧导体图案形成于所述第1基板的所述第1主面；和第2主面侧导体图案，该第2主面侧导体图案形成于所述第1基板的所述第2主面，
所述RFIC元件搭载在所述第1基板的所述第1主面上，并与所述第1主面侧导体图案的一部分连接。
15.如权利要求12～14中任一项所述的无线IC设备，其特征在于，还包括电容器，该电容器与所述RFIC元件连接。
16.如权利要求12～15中任一项所述的无线IC设备，其特征在于，所述RFIC除了与所述线圈天线连接的无线信号输入输出端子以外，还包括数字信号端子，该数字信号端子连接外部的数字电路，
该RFIC元件与所述数字信号端子导通，与所述外部数字电路连接的端子设置于所述第1基板上。
17.一种树脂成型体，该树脂成形体嵌入无线IC设备而成，其特征在于，
所述无线IC设备包括：线圈天线和RFIC元件，
所述线圈天线具有：
第1基板，该第1基板具有第1主面及第2主面；
线状导体图案，该线圈导体图案形成于所述第1基板的所述第1主面及所述第2主面中的至少一方上；
第1金属柱，该第1金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；
第2金属柱，该第2金属柱具有第1端和第2端，被配置为相对于所述第1基板的所述第1主面向法线方向延伸，并且所述第1端与所述线状导体图案导通；以及
连接导体，该连接导体中，第1端与所述第1金属柱的所述第2端导通，第2端与所述第2金属柱的所述第2端导通，
该线圈天线形成包含所述线状导体图案、所述第1金属柱、所述连接导体及所述第2金属柱的线圈，
所述RFIC元件与所述线状导体图案的一部分导通。
18.一种线圈天线的制造方法，其特征在于，包括：
在具有第1主面及第2主面的第1基板的、所述第1主面及所述第2主面中的至少一方上形成线状导体图案的工序；
在所述第1基板的所述第1主面上竖立第1金属柱及第2金属柱，将所述第1金属柱及所述第2金属柱的第1端分别与所述线状导体图案导通的工序；
使树脂构件覆盖在所述第1基板的所述第1主面上，到所述第1金属柱及所述第2金属柱的高度为止的工序；以及
在所述树脂构件的表面上形成连接导体的工序，该连接导体的第1端与所述第1金属柱的第2端导通，其第2端与所述第2金属柱的第2端导通。
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