CN209328060U - 部件内置器件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种部件内置器件。部件内置器件具备：多个热塑性树脂层的层叠体、形成在所述热塑性树脂层的焊盘电极、以及埋设在所述层叠体的芯片状电子部件，所述芯片状电子部件具有输入输出端子，在从所述热塑性树脂层的层叠方向的俯视下，在所述层叠体内的所述芯片状电子部件的周围，形成有与所述焊盘电极重叠的带状或环状的绝缘体图案。

Description

部件内置器件
本申请是申请号为“201690001366.3”，申请日为2016年12月13日，实用新型名称为“部件内置器件、RFID标签及部件内置器件的制造方法”之申请的分案申请。
技术领域
本实用新型涉及在树脂层的层叠体内内置芯片状电子部件的部件内置器件及具备该部件内置器件的RFID标签。
背景技术
为了物品的信息管理等而使用的RFID标签具备进行给定的信息的保持以及给定的无线信号的处理的RFID用IC芯片、以及进行高频信号的收发的天线元件，赋予至成为管理对象的各种物品、其包装材料而被使用。
作为RFID系统，一般来说是利用了13.56MHz频带的HF频带RFID系统、利用了900MHz频带的UHF频带RFID系统。UHF频带RFID系统的特征在于，通信距离比较长，能够一并读取多个标签。作为UHF频带RFID标签，已知有专利文献1所公开的构造的标签。
专利文献1所示的RFID标签由形成有辐射元件的印刷布线板和包含RFIC的电磁耦合模块构成。电磁耦合模块具备例如陶瓷基板的供电电路基板和半导体RFIC芯片，在供电电路基板的下表面设置有外部端子，在上表面安装有RFIC芯片，进而在供电电路基板的上表面覆盖有保护膜以覆盖该RFIC芯片。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-133153号公报
实用新型内容
实用新型要解决的课题
在如专利文献1所示那样的、在供电电路基板安装了IC芯片的构造的模块中，不能比将供电电路基板的厚度和IC芯片的厚度相加得到的高度低矮化，RFID标签的薄型化是有限度的。
另一方面，即使是在热塑性树脂层的层叠体形成给定的导体图案并且在该层叠体的内部埋设IC芯片的构造，在电方式上也能够构成与上述模块同样的模块。由于基于树脂片的层叠体的模块容易薄型化并具有柔软性，因此适合于薄型且要求柔软性的RFID标签。
但是，在热塑性树脂层的层叠体内埋设IC芯片的构造中，在树脂片的一并层叠时，IC芯片的输入输出端子导通的焊盘电极有可能变形从而焊盘电极与IC芯片的边缘接触。在图20(A)、图20(B)、图21中示出该例子。图20(A)是RFID模块的主要部分的剖视图，图20(B)是其部分放大图。此外，图21是另一个RFID模块的主要部分的部分放大剖视图。在各树脂片形成有给定的导体图案，将多个树脂片一并层叠时，尤其是伴随着在硬质的IC芯片50附近的树脂层的变形(压制时的树脂流动)而焊盘电极21a、21b会变形。
像图20(A)、图20(B)、图21所示的例子那样，若焊盘电极21a、21b与IC芯片50的边缘接触，则焊盘电极21a、21b与IC芯片50电导通，从而电特性劣化或者变得动作不良。
上述的问题并不限于RFID模块，是所有在热塑性树脂层的层叠体内埋设有芯片状电子部件的构造的部件内置器件所共有的问题。
本实用新型的目的在于，提供一种在芯片状电子部件埋设于热塑性树脂层的层叠体内的构造的部件内置器件中层叠体内的芯片状电子部件的周围的构造以及电连接稳定化的部件内置器件及具备该部件内置器件的RFID标签。
用于解决课题的技术方案
(1)本实用新型的部件内置器件具备：多个热塑性树脂层的层叠体、形成在所述热塑性树脂层的焊盘电极、以及埋设在所述层叠体的芯片状电子部件，其特征在于，
所述芯片状电子部件具有输入输出端子，
在从所述热塑性树脂层的层叠方向的俯视下，在所述层叠体内的所述芯片状电子部件的周围，形成有与所述焊盘电极重叠的带状或环状的绝缘体图案。
通过上述结构，芯片状电子部件的周围的绝缘体图案作为增强材料发挥作用，可抑制芯片状电子部件的周围的导体图案的变形，可消除上述的问题。
(2)优选地，在上述(1)中，在所述俯视下，所述绝缘体图案与所述焊盘电极的外缘重叠。若芯片状电子部件的输入输出端子靠焊盘电极的内缘连接，则在热塑性树脂片的一并层叠时，存在越是焊盘电极的外缘而位移越大的倾向。因此，通过上述结构，可有效地抑制焊盘电极的变形。
(3)优选地，在上述(1)中，所述绝缘体图案的主成分是与所述热塑性树脂层的树脂相同种类的热塑性树脂。由此，不易引起层叠体的翘曲、变形。此外，不阻碍层间的粘接性，不易产生层间剥离等，也不易产生电特性的劣化。
(4)也可以是，在上述(1)中，所述绝缘体图案在所述层叠体的内部设置在多个层。由此，基于绝缘体图案的增强效果变大。
(5)也可以是，在上述(1)中，所述绝缘体图案的形状为在所述俯视下包围所述芯片状电子部件的整个周围的形状。由此，层叠体内的芯片状电子部件的周围的树脂层的变形变得均匀，从而可有效地抑制焊盘电极的变形。
(6)优选地，在上述(1)中，所述芯片状电子部件的所述输入输出端子与所述焊盘电极(直接)相接，所述绝缘体图案的至少一部分与所述焊盘电极相接。由此，焊盘电极附近的增强效果提高，可进一步抑制焊盘电极的变形。
实用新型效果
根据本实用新型，可得到层叠体内的芯片状电子部件周围的构造以及电连接稳定化的部件内置器件以及具备该部件内置器件的RFID标签。
附图说明
图1是第一实施方式涉及的RFID模块101的立体图。
图2是示出构成RFID模块101的热塑性树脂片以及形成于这些树脂片的各种导体图案的例子的俯视图。
图3是图2中的A-A部分处的RFID模块101的剖视图。
图4是RFID模块101的电路图。
图5是示出第二实施方式涉及的构成RFID模块的树脂片以及形成于这些树脂片的各种导体图案的例子的俯视图。
图6是第二实施方式涉及的另一个RFID模块具备的一个树脂片的俯视图。
图7是第二实施方式涉及的又一个RFID模块具备的一个树脂片的俯视图。
图8是示出第三实施方式的构成RFID模块的热塑性树脂片以及形成于这些树脂片的各种导体图案的例子的俯视图。
图9是图8中的A-A部分处的RFID模块103的剖视图。
图10是第四实施方式涉及的RFID模块104A的剖视图。
图11是第四实施方式涉及的RFID模块104B的剖视图。
图12是第四实施方式涉及的RFID模块104C的剖视图。
图13是第四实施方式涉及的RFID模块104D的剖视图。
图14是第五实施方式涉及的RFID标签205的立体图。
图15是示出RFID模块101相对于天线基材91的连接部的构造的剖视图。
图16是示出RFID标签205中的RFID模块101的作用的电路图。
图17(A)是第六实施方式涉及的RFID标签206A的立体图。图17(B)是将RFID模块101分离而示出辐射元件81a、81b的形状的立体图。
图18是第六实施方式涉及的另一个RFID标签206B的立体图。
图19是第六实施方式涉及的又一个RFID标签206C的立体图。
图20(A)是在热塑性树脂层的层叠体内单纯埋设了IC芯片的情况下的RFID模块的主要部分的剖视图，图20(B)是其部分放大图。
图21是在热塑性树脂层的层叠体内埋设了IC芯片的情况下的另一个RFID模块的主要部分的部分放大剖视图。
附图标记说明
Cp：电容；
CT1：缺口；
HL2：贯通孔；
L1～L4：电感器；
11：层叠体；
11a、11b、11c：热塑性树脂片(热塑性树脂层)；
20a、20b、20c：导体图案；
21a、21b、21c、21d：焊盘电极；
22a、22b、23a、23b：端部电极；
24a、24b：外部端子；
31a、31b、32a、33a、32b、33b、34a、34b：过孔导体；
36a、36b：焊料；
41：绝缘体图案；
42、42a、42b、42c：绝缘体图案；
43a、43b、43c、43d：绝缘体图案；
50：RFID用IC芯片(芯片状电子部件)；
50E：输入输出端子；
8la、81b、82a、82b、83、84：辐射元件；
91、92：天线基材；
101、103：RFID模块(部件内置器件)；
104A、104B、104C、104D：RFID模块；
205：RFID标签；
206A、206B、206C：RFID标签。
具体实施方式
以下，参照图并举出几个具体的例子来示出用于实施本实用新型的多个方式。在各图中，对同一部位标注同一附图标记。考虑到要点的说明或理解的容易性，方便起见，将实施方式分开示出，但是能够对在不同的实施方式中示出的结构进行部分置换或组合。在第二实施方式以后，省略关于与第一实施方式共同的事项的记述，仅对不同点进行说明。特别是，对于同样的结构带来的同样的作用效果，将不在每个实施方式逐次提及。
《第一实施方式》
图1是第一实施方式涉及的RFID模块101的立体图。关于该实施方式的RFID模块101，代表性地是与900MHz频带即UHF频带的通信频率对应的RFID模块，具有长方体形状的层叠体11。层叠体11是层叠了液晶聚合物、聚酰亚胺等的热可挠性树脂层的层叠体，层叠体11自身也表现出可挠性。由这些材料构成的各绝缘层的介电常数小于以LTCC为代表的陶瓷基材层的介电常数。
在层叠体11的安装面(在图1中的视点下为上表面)形成有外部端子24a、24b。该RFID模块101安装在后述的天线基材。通过该安装，外部端子24a、24b与天线基材上的辐射元件连接。
图2是示出构成RFID模块101的热塑性树脂片以及形成于这些树脂片的各种导体图案的例子的俯视图。
在热塑性树脂片(以下，仅称为“树脂片”)11c分别形成有矩形螺旋状的导体图案20a、20b。在导体图案20a的第一端形成有焊盘电极21a，在第二端形成有端部电极22a。同样地，在导体图案20b的第一端形成有焊盘电极21b，在第二端形成有端部电极22b。在树脂片11b形成有具有两个矩形螺旋状部的导体图案20c。在该导体图案20c的两端形成有端部电极23a、23b。在树脂片11a形成有外部端子24a、24b。由上述导体图案20a、20b、20c构成了无源元件。
导体图案20a的端部电极22a与导体图案20c的端部电极23a经由过孔导体31a连接。导体图案20b的端部电极22b与导体图案20c的端部电极23b经由过孔导体31b连接。导体图案20c的端部电极23a、23b与外部端子24a、24b经由过孔导体32a、32b连接。
图3是图2中的A-A部分处的RFID模块101的剖视图。导体图案20c中的左侧的矩形螺旋状部分与导体图案20a以实质上成为同轴的关系重叠。同样地，导体图案20c中的右侧的矩形螺旋状部分与导体图案20b以实质上成为同轴的关系重叠。RFID用IC芯片50的输入输出端子50E与焊盘电极21a、21b连接。通过该构造，由导体图案20c中的左侧的矩形螺旋状部分和导体图案20a构成第一线圈状导体图案，由导体图案20c中的右侧的矩形螺旋状部分和导体图案20b构成第二线圈状导体图案。
层叠体11具有长边方向，上述第一线圈状导体图案靠长边方向上的第一端配置，上述第二线圈状导体图案靠长边方向上的第二端配置，RFID用IC芯片50在从热塑性树脂层的层叠方向的俯视下配置于第一线圈状导体图案与第二线圈状导体图案之间。由此，RFID模块101能够小型化，并且可抑制基于第一线圈状导体图案的线圈与基于第二线圈状导体图案的线圈的不必要耦合。
图4是RFID模块101的电路图。在此，电感器L1、L2相当于导体图案20a、20b，电感器L3、L4相当于导体图案20c。
如图2、图3所示，在从树脂片的层叠方向的俯视下，在层叠体11内的RFID用IC芯片50的周围，在与焊盘电极21a、21b重叠的位置形成有具有“带状”或“环状的部分形状”的绝缘体图案41。
根据本实施方式，RFID用IC芯片50的周围的绝缘体图案41作为增强材料发挥作用，可抑制RFID用IC芯片50的周围的导体图案、特别是焊盘电极21a、21b的变形。此外，绝缘体图案41还具有抑制树脂片的加压、加热时的树脂的流动的作用，因此可抑制焊盘电极21a、21b的变形。通过这些作用，可避免由焊盘电极21a、21b的变形造成的焊盘电极21a、21b与RFID用IC芯片50的接触。
另外，在俯视下，虽然焊盘电极21a、21b的外缘比RFID用IC芯片50的外形突出，但因为可避免由焊盘电极21a、21b的变形造成的问题，所以由此能够埋设各种尺寸的RFID用IC芯片50。也就是说，即便在使用尺寸不同的RFID用IC芯片的情况下，也能够利用单一种类的层叠体11。
本实施方式的RFID模块101的制造方法如下。
(1)准备在单面贴附了Cu箔的热塑性树脂片，通过光刻对Cu箔进行图案化，由此在热塑性树脂片11a、11b、11c分别形成给定的导体图案。即，在热塑性树脂片11c形成导体图案20a、20b以及焊盘电极21a、21b。在热塑性树脂片11b形成导体图案20c。进而，在热塑性树脂片11a形成外部端子24a、24b。
(2)接下来，通过激光加工法在热塑性树脂片的给定位置形成过孔，并通过丝网印刷法等在该过孔内填充导电性膏。这些导电性膏在以后的工序中成为过孔导体。即，在热塑性树脂片11c形成过孔导体31a、31b，在热塑性树脂片11b形成过孔导体32a、32b。
(3)在热塑性树脂片11c，在俯视下，在RFID用IC芯片50的周围且在与焊盘电极21a、21b重叠的位置涂敷形成绝缘体图案41。
(4)与RFID用IC芯片50一起层叠热塑性树脂片11a、11b、11c，进行加压、加热而形成层叠体11。
(5)以上的各工序以许多RFID模块101的集合基板状态进行处理，最后通过分割为单片，从而得到许多RFID模块101。
《第二实施方式》
在第二实施方式中，示出绝缘体图案的形状或焊盘电极的形状与第一实施方式不同的几个例子。
图5是示出第二实施方式涉及的构成RFID模块的树脂片以及形成于这些树脂片的各种导体图案的例子的俯视图。在该例子中，形成有方形环状的绝缘体图案42。其他结构与在第一实施方式中示出的RFID模块101相同。
图6是第二实施方式涉及的另一个RFID模块具备的一个树脂片的俯视图。在该例子中，除焊盘电极21a、21b以外还形成有焊盘电极21c、21d。焊盘电极21a、21b与RFID用IC芯片内的电路电连接，但焊盘电极21c、21d是虚设电极。此外，在该例子中，形成有在俯视下与焊盘电极21a、21b、21c、21d重叠的方形环状的绝缘体图案42。其他结构与在第一实施方式中示出的RFID模块相同。
图7是第二实施方式涉及的又一个RFID模块具备的一个树脂片的俯视图。在该例子中，除焊盘电极21a、21b以外还形成有焊盘电极21c、21d。此外，形成有在俯视下与焊盘电极21a、21b、21c、21d单独地重叠的方形环状的部分形状(L字状)的绝缘体图案43a、43b、43c、43d。其他结构与在第一实施方式中示出的RFID模块相同。
如图5、图6所示，绝缘体图案42也可以是环状。由此，RFID用IC芯片50的埋设位置的周围的增强程度容易均等化，可有效地抑制焊盘电极21a、21b的变形。
此外，如图6、图7所示，若焊盘电极均等地配置在RFID用IC芯片50的周围，则可缓和层叠体内的RFID用IC芯片50的倾斜，可有效地抑制焊盘电极21a、21b的变形。
《第三实施方式》
在第三实施方式中，示出RFID用IC芯片的输入输出端子和焊盘电极的连接构造与第一实施方式不同的例子。
图8是示出第三实施方式的构成RFID模块的热塑性树脂片以及形成于这些树脂片的各种导体图案的例子的俯视图。
在树脂片11c的下表面分别形成有矩形螺旋状的导体图案20a、20b。在导体图案20a的第一端形成有焊盘电极21a，在第二端形成有端部电极22a。同样地，在导体图案20b的第一端形成有焊盘电极21b，在第二端形成有端部电极22b。在树脂片11b的下表面形成有具有两个矩形螺旋状部的导体图案20c。在该导体图案20c的两端形成有端部电极23a、23b。在树脂片11a的上表面形成有外部端子24a、24b。
导体图案20a的端部电极22a和导体图案20c的端部电极23a经由过孔导体31a连接。导体图案20b的端部电极22b和导体图案20c的端部电极23b经由过孔导体31b连接。导体图案20c的端部电极23a、23b和外部端子24a、24b经由过孔导体32a、33a、32b、33b连接。
图9是图8中的A-A部分处的RFID模块103的剖视图。RFID用IC芯片50的输入输出端子50E经由过孔导体34a、34b而与焊盘电极21a、21b连接。在从树脂片的层叠方向的俯视下，在层叠体11内的RFID用IC芯片50的周围，在与焊盘电极21a、21b重叠的位置形成有方形环状的绝缘体图案42。
另外，也可以通过将未形成导体图案的树脂片层叠在树脂片11c的下部，从而使得导体图案20a、20b被树脂层所覆盖。
在像本实施方式这样RFID用IC芯片50的输入输出端子50E经由过孔导体34a、34b而与焊盘电极21a、21b间接地连接的构造中，RFID用IC芯片50的周围的绝缘体图案41也作为增强材料发挥作用，可抑制RFID用IC芯片50的周围的导体图案、特别是焊盘电极21a、21b的变形，可避免由焊盘电极21a、21b的变形造成的焊盘电极21a、21b与RFID用IC芯片50的接触。
在本实施方式中，绝缘体图案41的形状以及焊盘电极21a、21b的形状也能够采用如在第二实施方式中示出的那样的各种形状。
《第四实施方式》
在第四实施方式中，示出在多个层形成了绝缘体图案的几个例子。
图10是第四实施方式涉及的RFID模块104A的剖视图。在该例子中，在与焊盘电极21a、21b直接重叠的位置形成有方形环状的绝缘体图案42a。此外，形成有在俯视下与焊盘电极21a、21b重叠的方形环状的绝缘体图案42b。其他结构与在第一实施方式中示出的RFID模块101相同。
图11是第四实施方式涉及的RFID模块104B的剖视图。在该例子中，形成有3层的方形环状的绝缘体图案42a、42b、42c。
图12是第四实施方式涉及的RFID模块104C的剖视图。在该例子中，仅在与埋设了RFID用IC芯片50的层不同的层形成有绝缘体图案42。
图13是第四实施方式涉及的RFID模块104D的剖视图。在该例子中，是RFID用IC芯片50的输入输出端子与焊盘电极间接地连接的构造，且在多个层形成有绝缘体图案42a、42b。
如本实施方式所示，绝缘体图案也可以形成在多个层。此外，绝缘体图案还可以形成在与RFID用IC芯片的埋设层不同的层。
《第五实施方式》
在第五实施方式中示出RFID标签的例子。本实施方式的RFID标签例如可应用于亚麻管理用的标签、用于制服管理等的衣物的标记标签、各种名称标签等。
图14是第五实施方式涉及的RFID标签205的立体图。该RFID标签205具备形成了基于导体图案的辐射元件81a、81b的天线基材91和RFID模块101。RFID模块101的结构如第一实施方式所示。
辐射元件81a、81b构成偶极天线。天线基材91是PET等具有可挠性的树脂片。此外，辐射元件81a、81b是铝箔或铜箔等具有可挠性的导体。
图15是示出RFID模块101相对于天线基材91的连接部的构造的剖视图。RFID模块101的外部端子24a、24b经由焊料36a、36b而与辐射元件81a、81b连接。在RFID模块101中，外部端子24a、24b的形成区域和RFID用IC芯片50的埋设区域分别为刚性区域，除此以外为柔性区域。因此，即使RFID标签205弯曲，天线基材91以及RFID模块101也会如图15所示那样挠曲，不会对RFID用IC芯片50施加大的弯曲应力。
图16是示出RFID标签205中的RFID模块101的作用的电路图。在外部端子24a、24b之间存在RFID用IC芯片50内的电容Cp，在RFID标签205中产生两个谐振。第一谐振是在由辐射元件81a、81b、电感器L3、L4构成的用电流i1示出的电流路径产生的谐振，第二谐振是在由电感器L1～L4以及电容Cp构成的用电流i2示出的电流路径(电流环)产生的谐振。这两个谐振通过各电流路径共有的电感器L3～L4进行耦合。
上述第一谐振的谐振频率以及第二谐振的谐振频率均受到电感器L3～L4的影响。在第一谐振的谐振频率与第二谐振的谐振频率之间产生几十MHz(具体为5～50MHz左右)的差。像这样，通过使两个谐振耦合，从而得到宽频带的谐振频率特性。
《第六实施方式》
在第六实施方式中，示出天线基材以及辐射元件的形状与第五实施方式所示的情形不同的几个RFID标签。
图17(A)是第六实施方式涉及的RFID标签206A的立体图。图17(B)是将RFID模块101分离而示出辐射元件81a、81b的形状的立体图。在辐射元件82a、82b的长度方向中央设置有长方形的贯通孔HL2，进而设置有从外缘到达贯通孔HL2的缺口CT1。像这样，也可以在RFID模块的安装位置形成匹配用导体图案。
图18是第六实施方式涉及的另一个RFID标签206B的立体图。在天线基材92形成有一部分被开放的方形环状的辐射元件83，在该开放部连接RFID模块101的外部端子。
图19是第六实施方式涉及的又一个RFID标签206C的立体图。在天线基材92形成了具有与图17(B)所示的辐射元件同样的贯通孔HL2以及缺口CT1的方形环状的辐射元件84，在该缺口CT1的两端连接RFID模块101的外部端子。
如图17(A)、图17(B)、图19所示，也可以在辐射元件形成有匹配用导体图案。此外，如图18、图19所示，辐射元件也可以是环状。
另外，在以上所示的例子中，作为对形成在不同层的导体彼此进行连接的层间连接导体的例子，举出了过孔导体。过孔导体是对在片材开的孔(过孔导体用孔)填充导电性膏等导电材料并使其金属化得到的导体，但作为层间连接导体，除此以外，还可举出在孔的内表面通过镀覆等形成了金属膜的通孔导体、金属针、螺柱状焊料等金属体。
最后，上述的实施方式的说明在所有的方面均为例示，并不是限制性的。对本领域技术人员而言，能够适当地进行变形以及变更。本实用新型的范围不是由上述的实施方式示出，而是由权利要求书示出。进而，在本实用新型的范围中包括从与权利要求书等同的范围内的实施方式的变更。

Claims (6)

1.一种部件内置器件，具备：多个热塑性树脂层的层叠体、形成在所述热塑性树脂层的焊盘电极、以及埋设在所述层叠体的芯片状电子部件，其特征在于，
所述芯片状电子部件具有输入输出端子，
在从所述热塑性树脂层的层叠方向的俯视下，在所述层叠体内的所述芯片状电子部件的周围，形成有与所述焊盘电极重叠的带状或环状的绝缘体图案。
2.根据权利要求1所述的部件内置器件，其特征在于，
在所述俯视下，所述绝缘体图案与所述焊盘电极的外缘重叠。
3.根据权利要求1所述的部件内置器件，其特征在于，
所述绝缘体图案的主成分是与所述热塑性树脂层的树脂相同种类的热塑性树脂。
4.根据权利要求1所述的部件内置器件，其特征在于，
所述绝缘体图案在所述层叠体的内部设置在多个层。
5.根据权利要求1所述的部件内置器件，其特征在于，
所述绝缘体图案的形状为在所述俯视下包围所述芯片状电子部件的整个周围的形状。
6.根据权利要求1所述的部件内置器件，其特征在于，
所述芯片状电子部件的所述输入输出端子与所述焊盘电极相接，所述绝缘体图案的至少一部分与所述焊盘电极相接。
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