JP2010056998A - Communication device, and manufacturing device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は通信装置、製造装置および方法に関し、特に、アンテナを有し、他の装置と非接触で効率良く通信を行えるようにした通信装置、製造装置および方法に関する。 The present invention relates to a communication apparatus, a manufacturing apparatus, and a method, and more particularly, to a communication apparatus, a manufacturing apparatus, and a method that have an antenna and can efficiently communicate with other apparatuses without contact.
近年、IC(integrated circuit)を備え、非接触で通信を行える非接触アンテナモジュールを備えるカードが普及している。そのようなカードは、例えば、非接触ICカードなどと称され、非接触で他の装置と通信を行うことが可能とされている。非接触ICカードを用いた非接触通信は、例えば、交通乗車券、電子マネー、IDカード、入退室管理などに用いられ、その用途は広がりつつある。(例えば、特許文献1,2参照)
In recent years, cards including an IC (integrated circuit) and a non-contact antenna module capable of non-contact communication have become widespread. Such a card is called, for example, a non-contact IC card or the like, and can communicate with other devices in a non-contact manner. Non-contact communication using a non-contact IC card is used, for example, for a traffic ticket, electronic money, an ID card, entrance / exit management, and the use is expanding. (For example, see
また、音楽データや画像データなどをやり取りするために非接触通信が使用されるようになり、携帯音楽プレイヤー、デジタルカメラ、健康機器、電子玩具などの電子機器に非接触通信アンテナモジュールが搭載されつつある。
このような電子機器に、非接触アンテナモジュールを容易に組み込むためには、非接触通信アンテナモジュールをさらに小型化し、低背化し、かつ安価に提供する必要があった。 In order to easily incorporate the non-contact antenna module into such an electronic device, the non-contact communication antenna module needs to be further reduced in size, reduced in height, and provided at a low cost.
また、非接触通信アンテナモジュールは、ガラスエポキシ系のプリント基板を通常用いることが多い。しかしながら、アンテナパターンおよび同調用のコンデンサが、プリント基板の同一平面上に配置されて使用されるため、その配置面積を大きくしなくては、通信精度を維持できなかった。そのために、アンテナモジュールの小型化は困難であった。そして仮に、小型化しても良好な非接触通信特性を得ることは困難であった。 Moreover, a non-contact communication antenna module usually uses a glass epoxy printed board. However, since the antenna pattern and the tuning capacitor are arranged and used on the same plane of the printed circuit board, the communication accuracy cannot be maintained without increasing the arrangement area. Therefore, it is difficult to reduce the size of the antenna module. And even if it reduced in size, it was difficult to obtain a favorable non-contact communication characteristic.
また、非接触通信アンテナモジュールが、電子機器に組み込まれて使用される場合、ホストコントローラと接続されて使用される。よって、ホストコントローラや、非接触通信アンテナモジュールに電力を供給する電源など、外部の装置と接続するための外部接続用端子電極が、非接触通信アンテナモジュールに必要になる。この外部接続用端子電極は、アンテナパターンやコンデンサとともにプリント基板の表面あるいは裏面に形成されることが多い。よって、外部接続用端子電極を設けた場合、さらに限られた面積の中で、アンテナやコンデンサを作成しなくてはならなかった。よって、このようなときには、さらにアンテナの開口部を広くすることが困難になり、通信精度が低下し、リーダライタとの通信距離が短くなってしまう。 Further, when the non-contact communication antenna module is used by being incorporated in an electronic device, it is used by being connected to a host controller. Therefore, the non-contact communication antenna module needs an external connection terminal electrode for connecting to an external device such as a host controller or a power source for supplying power to the non-contact communication antenna module. This external connection terminal electrode is often formed on the front surface or the back surface of a printed circuit board together with an antenna pattern and a capacitor. Therefore, when an external connection terminal electrode is provided, an antenna and a capacitor have to be created in a limited area. Therefore, in such a case, it becomes difficult to further widen the opening of the antenna, the communication accuracy is lowered, and the communication distance with the reader / writer is shortened.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、通信精度を向上させ、小型化させることができるようにするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is intended to improve communication accuracy and reduce the size.
本発明の一側面の通信装置は、多層基板で構成され、前記多層基板の各層に、アンテナパターンとコンデンサパターンの少なくとも一方が形成され、各層が重ね合わされ前記多層基板にされたとき、前記アンテナパターンによりアンテナが形成され、前記コンデンサパターンによりコンデンサが形成される。 The communication device according to one aspect of the present invention includes a multilayer substrate, and at least one of an antenna pattern and a capacitor pattern is formed on each layer of the multilayer substrate, and the layers are overlapped to form the multilayer substrate. Thus, an antenna is formed, and a capacitor is formed by the capacitor pattern.
前記アンテナは、ヘリカル構造であるようにすることができる。 The antenna may have a helical structure.
前記多層基板は、誘電体材料で形成したセラミックグリーンシート、または磁性体材料を練り込んだセラミックグリーンシートのどちらか一方で構成されるか、組み合わされて構成されるようにすることができる。 The multilayer substrate can be configured by either a ceramic green sheet formed of a dielectric material or a ceramic green sheet kneaded with a magnetic material, or a combination thereof.
前記多層基板の素材は、低温焼成セラミックであるようにすることができる。 The material of the multilayer substrate may be a low-temperature fired ceramic.
前記多層基板には、ICが搭載され、前記アンテナと前記コンデンサは、前記ICに接続されるようにすることができる。 An IC is mounted on the multilayer substrate, and the antenna and the capacitor can be connected to the IC.
前記多層基板の前記ICが搭載されている面と対向する面、または前記多層基板の側面に、端子が設けられるようにすることができる。 Terminals may be provided on the surface of the multilayer substrate facing the surface on which the IC is mounted, or on the side surface of the multilayer substrate.
前記端子は、導電性ペーストを印刷、または転写して焼き付けられるようにすることができる。 The terminal may be printed or transferred with a conductive paste so as to be baked.
前記ICは、ワイヤーボンディング方式、またはフリップチップボンディング方式で、前記多層基板に搭載されるようにすることができる。 The IC may be mounted on the multilayer substrate by wire bonding or flip chip bonding.
多層基板に設けられたキャビティ内に前記ICが搭載され、そのキャビティ内にエポキシ系樹脂が充填されて前記ICが封止されるようにすることができる。 The IC may be mounted in a cavity provided in the multilayer substrate, and the IC may be sealed by filling the cavity with an epoxy resin.
前記アンテナと前記コンデンサは、別々の層に形成されるようにすることができる。 The antenna and the capacitor may be formed in separate layers.
非接触で通信を行うようにすることができる。 Communication can be performed without contact.
本発明の一側面の通信装置においては、アンテナパターンとコンデンサパターンの少なくとも一方が形成され層が重ね合わされ多層基板にされ、多層基板にされたときに、アンテナパターンによりアンテナが形成され、コンデンサパターンによりコンデンサが形成されるような構成とされる。 In the communication device according to one aspect of the present invention, at least one of an antenna pattern and a capacitor pattern is formed, and the layers are overlapped to form a multilayer substrate. When the multilayer substrate is formed, the antenna is formed by the antenna pattern, and the capacitor pattern The capacitor is formed.
本発明の一側面の第1の製造装置は、所定の層にアンテナパターンとコンデンサパターンを形成し、前記層が重ねられたとき、前記アンテナパターン同士が接続されるビアホールを、前記アンテナパターンの一端に形成し、前記層が重ねられたとき、前記コンデンサパターン同士が接続されるビアホールを、前記コンデンサパターンの近傍に形成し、前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記アンテナパターン同士、および前記コンデンサパターン同士を接続し、アンテナとコンデンサを形成し、通信装置を製造する。 A first manufacturing apparatus according to one aspect of the present invention forms an antenna pattern and a capacitor pattern on a predetermined layer, and when the layers are stacked, a via hole to which the antenna patterns are connected is connected to one end of the antenna pattern. Forming a via hole in the vicinity of the capacitor pattern when the layers are stacked, overlapping the layers, and connecting via holes in adjacent layers, The antenna patterns and the capacitor patterns are connected to form an antenna and a capacitor, and a communication device is manufactured.
本発明の一側面の第1の製造方法は、所定の層にアンテナパターンとコンデンサパターンを形成し、前記層が重ねられたとき、前記アンテナパターン同士が接続されるビアホールを、前記アンテナパターンの一端に形成し、前記層が重ねられたとき、前記コンデンサパターン同士が接続されるビアホールを、前記コンデンサパターンの近傍に形成し、前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記アンテナパターン同士、および前記コンデンサパターン同士を接続し、アンテナとコンデンサを形成し、通信装置を製造するステップを含む。 According to a first manufacturing method of one aspect of the present invention, an antenna pattern and a capacitor pattern are formed on a predetermined layer, and when the layers are overlapped, a via hole to which the antenna patterns are connected is connected to one end of the antenna pattern. Forming a via hole in the vicinity of the capacitor pattern when the layers are stacked, overlapping the layers, and connecting via holes in adjacent layers, The antenna patterns and the capacitor patterns are connected to each other, an antenna and a capacitor are formed, and a communication device is manufactured.
本発明の一側面の第1の製造装置および方法においては、所定の層にアンテナパターンとコンデンサパターンが形成され、層が重ねられたとき、アンテナパターン同士が接続されるビアホールが、アンテナパターンの一端に形成され、層が重ねられたとき、コンデンサパターン同士が接続されるビアホールが、コンデンサパターンの近傍に形成され、層を重ね合わせられ、隣接した層のビアホールが接続されることによって、アンテナパターン同士、およびコンデンサパターン同士が接続され、アンテナとコンデンサが形成され、通信装置が製造される。 In the first manufacturing apparatus and method according to one aspect of the present invention, an antenna pattern and a capacitor pattern are formed on a predetermined layer, and when the layers are stacked, a via hole to which the antenna patterns are connected is one end of the antenna pattern. When the layers are stacked, via holes to connect the capacitor patterns are formed in the vicinity of the capacitor patterns, and the layers are stacked and the via holes of adjacent layers are connected to each other so that the antenna patterns are connected to each other. , And capacitor patterns are connected to each other, an antenna and a capacitor are formed, and a communication device is manufactured.
本発明の一側面の第2の製造装置は、所定の層にアンテナパターンを形成し、所定の層にコンデンサパターンを形成し、前記層が重ねられたとき、前記アンテナパターン同士が接続されるビアホールを、前記アンテナパターンの一端に形成し、前記層が重ねられたとき、前記コンデンサパターン同士が接続されるビアホールを、前記コンデンサパターンの近傍に形成し、前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記アンテナパターン同士を接続し、アンテナを形成し、前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記コンデンサパターン同士を接続し、コンデンサを形成し、前記アンテナとコンデンサを重ね合わせることで通信装置を製造する。 According to a second manufacturing apparatus of one aspect of the present invention, an antenna pattern is formed on a predetermined layer, a capacitor pattern is formed on the predetermined layer, and the antenna patterns are connected to each other when the layers are stacked. Is formed at one end of the antenna pattern, and when the layers are stacked, a via hole for connecting the capacitor patterns is formed in the vicinity of the capacitor pattern, the layers are stacked, and a via hole in an adjacent layer is formed. By connecting the antenna patterns, forming an antenna, overlapping the layers, connecting via holes in adjacent layers, connecting the capacitor patterns, forming a capacitor, A communication device is manufactured by overlapping an antenna and a capacitor.
本発明の一側面の第2の製造方法は、所定の層にアンテナパターンを形成し、所定の層にコンデンサパターンを形成し、前記層が重ねられたとき、前記アンテナパターン同士が接続されるビアホールを、前記アンテナパターンの一端に形成し、前記層が重ねられたとき、前記コンデンサパターン同士が接続されるビアホールを、前記コンデンサパターンの近傍に形成し、前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記アンテナパターン同士を接続し、アンテナを形成し、前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記コンデンサパターン同士を接続し、コンデンサを形成し、前記アンテナとコンデンサを重ね合わせることで通信装置を製造するステップを含む。 According to a second manufacturing method of one aspect of the present invention, an antenna pattern is formed on a predetermined layer, a capacitor pattern is formed on the predetermined layer, and the antenna patterns are connected to each other when the layers are stacked. Is formed at one end of the antenna pattern, and when the layers are stacked, a via hole for connecting the capacitor patterns is formed in the vicinity of the capacitor pattern, the layers are stacked, and a via hole in an adjacent layer is formed. By connecting the antenna patterns, forming an antenna, overlapping the layers, connecting via holes in adjacent layers, connecting the capacitor patterns, forming a capacitor, And manufacturing a communication device by superimposing the antenna and the capacitor.
本発明の一側面の第2の製造装置および方法においては、所定の層にアンテナパターンが形成され、他の層にコンデンサパターンが形成され、層が重ねられたとき、アンテナパターン同士が接続されるビアホールが、アンテナパターンの一端に形成され、層が重ねられたとき、コンデンサパターン同士が接続されるビアホールが、コンデンサパターンの近傍に形成され、層が重ね合わせられ、隣接した層のビアホールが接続されることによって、アンテナパターン同士が接続され、アンテナが形成され、層が重ね合わせられ、隣接した層のビアホールが接続されることによって、コンデンサパターン同士が接続され、コンデンサが形成され、アンテナとコンデンサが重ね合わせられることで通信装置が製造される。 In the second manufacturing apparatus and method according to one aspect of the present invention, an antenna pattern is formed on a predetermined layer, a capacitor pattern is formed on another layer, and the antenna patterns are connected to each other when the layers are stacked. When a via hole is formed at one end of the antenna pattern and the layers are stacked, a via hole that connects the capacitor patterns is formed in the vicinity of the capacitor pattern, the layers are stacked, and a via hole in an adjacent layer is connected By connecting the antenna patterns, the antenna is formed, the layers are overlapped, and via holes in adjacent layers are connected, thereby connecting the capacitor patterns to form a capacitor. A communication apparatus is manufactured by superimposing.
本発明の一側面によれば、通信精度を向上させ、アンテナモジュールを小型化することができる。 According to one aspect of the present invention, communication accuracy can be improved and the antenna module can be downsized.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明を適用した通信装置の一実施の形態の構成を示す図である。図1に示した通信装置10は、IC(integrated circuit)チップ11と多層基板12とから構成される。図1に示した通信装置10は、他の装置と非接触で通信を行う装置に組み込まれる。そのような通信に用いられるアンテナやコンデンサが、多層基板12には設けられている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a communication apparatus to which the present invention is applied. The
この非接触で通信を行う装置としては、例えば、非接触ICカードなどと称される装置がある。この非接触ICカードと称される装置は、例えば、交通乗車券、電子マネー、IDカード、入退室管理などに用いられる。非接触ICカードは、リーダライタと称される装置と非接触で通信を行う。なお、非接触とは、ここでは、ケーブルなどを相互に接続し、通信を行う以外の方法で、通信を行うことを意味する。非接触ICカードは、リーダライタと通信を行うとき、リーダライタの磁界により電力を発生し、ICチップ11を駆動する電力を取得する。よって非接触ICカードに、通信装置10が組み込まれた場合、図2に示したような構成となる。
As an apparatus that performs non-contact communication, for example, there is an apparatus called a non-contact IC card. This device called a non-contact IC card is used for traffic tickets, electronic money, ID cards, entrance / exit management, and the like. The non-contact IC card communicates with a device called a reader / writer in a non-contact manner. Note that non-contact here means performing communication by a method other than connecting cables and the like and performing communication. When the non-contact IC card communicates with the reader / writer, the non-contact IC card generates power by the magnetic field of the reader / writer and acquires the power for driving the
図2は、図1に示した通信装置10の電気等価回路図である。多層基板12には、後述するようなアンテナパターンで構成されるアンテナ21とコンデンサパターンで構成されるコンデンサ22が備えられている。このアンテナ21とコンデンサ22は、ICチップ11と接続されている。アンテナ21は、リーダライタ(不図示)が発生する磁界により、電力を発生し、その電力で、ICチップ11が駆動されるように、通信装置10は構成されている。
FIG. 2 is an electrical equivalent circuit diagram of the
ICチップ11は、整流器41、負荷変調回路42、復調回路43、電圧安定化回路44、および制御回路45を含む構成とされる。アンテナ21とコンデンサ22によりLC回路が構成される。このLC回路は、近傍に配置されたリーダライタから輻射される所定の周波数の電磁波と共振するように構成されている。アンテナ21により受信されたリーダライタからの送信データは、整流器41と復調回路43に供給される。
The
整流器41と電圧安定化回路44は、リーダライタからの送信データを受信したときにアンテナ21に励起された交流磁界を整流し、安定化し、ICチップ11内の各部に直流電源として供給する。リーダライタから輻射される電磁波の電力は、通信装置10に必要な電力を賄う時間を発生させるように調整されている。
The
復調回路43は、アンテナ41により受信されたリーダライタからの送信データを、所定の復調方式で復調し、制御回路45に供給する。所定の復調方式とは、例えば、ASK(amplitude shift keying)方式、PSK(Phase Shift Keying)、QAM(Quadrature Amplitude Modulation)などである。制御回路45は、復調回路43により復調されたリーダライタからのデータに基づく処理を実行する。
The
負荷変調回路42は、リーダライタからアンテナ21としてのコイルを見たときのインピーダンスを、制御回路45から供給される信号にしたがって変化させる。リーダライタが搬送波としての電磁波を出力することにより、アンテナ21の周囲にRFフィールド(磁界)が形成されている場合、アンテナ21としてのコイルを見たときのインピーダンスが変化することにより、アンテナ21の周囲のRFフィールドも変化する。これにより、他の装置が出力している電磁波としての搬送波が、制御回路45から供給される信号にしたがって変調される。
The
このような構成を有する通信装置10は、電源と接続されずに、他の装置(リーダライタ)からの電磁波で電力を取得するように構成されている。このような外部の電源と接続されない通信装置10の構成の他に、外部の電源と接続される構成とされる場合もある。通信装置10が、外部の電源と接続される構成とされる場合、その電源から、ICチップ11を駆動するための電力が適宜取得される構成とされる。
The
そのような外部の電源が接続されるのは、通信装置10が、例えば、携帯音楽プレイヤー、デジタルカメラ、健康機器、電子玩具などの電子機器に組み込まれた場合などである。このような電子機器に組み込まれた場合、通信装置10は、音楽データや画像データなどをやり取りするときなどに、非接触通信を行う。
Such an external power source is connected when the
通信装置10が電子機器に組み込まれ、電源が接続されている場合、図3に示したような構成となる。すなわち、図3に示した電気等価回路図によれば、ICチップ11’に外部電源71が接続されている。図2に示したICチップ11と区別が付くように、図3に示したICチップ11’には、ダッシュを付して記載する。
When the
ICチップ11’に接続される外部電源71は、主に電子機器自体を駆動するために備えられている電源であり、例えば、携帯音楽プレイヤーの場合、携帯音楽プレイヤー自体を駆動させるためのバッテリーに相当する。
The
図3に示したICチップ11’は、図2に示したICチップ11と比較し、ICチップ11の内部構成に、キャリア検出回路61とスイッチ62が追加され、電圧安定化回路44が除かれた内部構成とされている。すなわち、図3に示したICチップ11’は、整流器41、負荷変調回路42、復調回路43、制御回路45を含み、キャリア検出回路61とスイッチ62をさらに含む構成とされている。
Compared with the
キャリア検出回路61は、リーダライタから輻射された電磁波(搬送波)がアンテナ21により受信されているか否かを検出する。換言すれば、キャリア検出回路61は、リーダライタの近傍に通信装置10が位置しているか否かを検出する。キャリア検出回路61により近傍にリーダライタが位置していることを検出すると、その検出結果を、制御回路45とスイッチ62に出力する。
The
スイッチ62は、キャリア検出回路61から信号が出されたとき閉じられ、キャリア検出回路61からの信号がないとき開かれるように構成されている。スイッチ62が閉じられることにより、外部電源71からの電力は、制御回路45に供給される。キャリア検出回路61がキャリアを検出しないときは、スイッチ62が開かれ、外部電源71からの電力が供給されない状態とし、外部電源71の電力の消耗を防ぐように構成されている。
The switch 62 is configured to be closed when a signal is output from the
図2または図3に示した通信装置10のアンテナ21とコンデンサ22について説明を加える。図4は、多層基板12の構造を示す図であり、多層基板12の製造の過程を示す図でもある。
The
多層基板12は、図4に示すように、複数のグリーンシートが重ねられて構成される。図4に示した例では、グリーンシート101−1乃至101−11の11枚のグリーンシートが重ね合わせられて多層基板12が構成されている。以下、グリーンシート101−1乃至グリーンシート101−11を個々に区別する必要がない場合、単にグリーンシート101と記述する。他の部分も同様に記述する。
As shown in FIG. 4, the
グリーンシート101−1上には、ICチップ11が搭載されている。グリーンシート101−2上には、配線パターン102−1が形成されている。グリーンシート101−3上には、コンデンサパターン103−1とアンテナパターン104−1が形成されている。グリーンシート101−4上には、コンデンサパターン103−2とアンテナパターン104−2が形成されている。グリーンシート101−5上には、コンデンサパターン103−3とアンテナパターン104−3が形成されている。
An
グリーンシート101−6上には、コンデンサパターン103−4とアンテナパターン104−4が形成されている。グリーンシート101−7上には、コンデンサパターン103−5とアンテナパターン104−5が形成されている。グリーンシート101−8上には、コンデンサパターン103−6とアンテナパターン104−6が形成されている。グリーンシート101−9上には、コンデンサパターン103−7とアンテナパターン104−7が形成されている。グリーンシート101−10上には、コンデンサパターン103−8とアンテナパターン104−8が形成されている。グリーンシート101−11上には、配線パターン102−2が形成されている。 A capacitor pattern 103-4 and an antenna pattern 104-4 are formed on the green sheet 101-6. A capacitor pattern 103-5 and an antenna pattern 104-5 are formed on the green sheet 101-7. A capacitor pattern 103-6 and an antenna pattern 104-6 are formed on the green sheet 101-8. On the green sheet 101-9, a capacitor pattern 103-7 and an antenna pattern 104-7 are formed. A capacitor pattern 103-8 and an antenna pattern 104-8 are formed on the green sheet 101-10. A wiring pattern 102-2 is formed on the green sheet 101-11.
このように、グリーンシート101−3乃至101−10にそれぞれ形成されているコンデンサパターン103−1乃至103−8により、コンデンサ22が構成される。コンデンサパターン103−1乃至103−8は、それぞれ、例えば、銅や銀などの導電性の板状のパターンである。板状のコンデンサパターン103が重ねられることで、各コンデンサパターン103間でコンデンサが形成され、コンデンサ22は、そのようなコンデンサが複数重ね合わされた状態のコンデンサとされる。詳細は、図5を参照して後述する。
In this manner, the
グリーンシート101−3乃至101−10にそれぞれ形成されているアンテナパターン104−1乃至104−8により、アンテナ21が構成される。アンテナパターン104―1乃至104−8は、それぞれ、例えば、銅や銀などの導電性の線状のパターンである。線状のアンテナパターン104が重ねられることで、1つのヘリカル構造のアンテナが形成される。すなわち、上下方向で隣り合うアンテナパターン104同士は接続され、1つのアンテナ21が形成される。詳細は、図5を参照して説明する。
The
図5は、図4に示したグリーンシート101−3乃至101−5を抜き出した図である。グリーンシート101−3には、上記したように、コンデンサパターン103−1とアンテナパターン104−1が形成されている。このコンデンサパターン103−1の近傍には、2つのビアホール121−1とビアホール121−2が設けられている。このビアホール121−1とビアホール122−1は、グリーンシート101−3を貫通する穴である。ビアホール121−1には、コンデンサパターン103―1から延ばされた配線131−1が接続されている。 FIG. 5 is a diagram in which the green sheets 101-3 to 101-5 shown in FIG. 4 are extracted. As described above, the capacitor pattern 103-1 and the antenna pattern 104-1 are formed on the green sheet 101-3. Two via holes 121-1 and 121-2 are provided in the vicinity of the capacitor pattern 103-1. The via hole 121-1 and the via hole 122-1 are holes that penetrate the green sheet 101-3. A wiring 131-1 extending from the capacitor pattern 103-1 is connected to the via hole 121-1.
アンテナパターン104−1は、図5に示したように、四角形の一部分が欠けたような形状とされている。その欠けている部分の一方に、ビアホール123−1が設けられ、他方に受け部124−1が設けられている。ビアホール123−1は、グリーンシート101−3を貫通する穴とされる。受け部124―1は、アンテナパターン104−1を構成する線よりも太い線、または、円形の形状(図5に示した形状)とされ、アンテナパターン104−1の延長上に形成される。 As shown in FIG. 5, the antenna pattern 104-1 has a shape in which a part of a square is missing. A via hole 123-1 is provided in one of the missing portions, and a receiving portion 124-1 is provided in the other. The via hole 123-1 is a hole that penetrates the green sheet 101-3. The receiving portion 124-1 has a thicker line than the line constituting the antenna pattern 104-1 or a circular shape (the shape shown in FIG. 5), and is formed on the extension of the antenna pattern 104-1.
同様に、グリーンシート101−4には、コンデンサパターン103−2とアンテナパターン104−2が形成されている。このコンデンサパターン103−2の近傍には、2つのビアホール121−2とビアホール122−2が設けられている。このビアホール121−2とビアホール122−2は、グリーンシート101−4を貫通する穴である。ビアホール122−2には、コンデンサパターン103―2と接続されている配線131−2が接続されている。ビアホール121−2とビアホール122−2は、グリーンシート101−3のビアホール121−1とビアホール122−1がそれぞれ位置する位置とほぼ同じ位置に設けられている。 Similarly, a capacitor pattern 103-2 and an antenna pattern 104-2 are formed on the green sheet 101-4. Two via holes 121-2 and via holes 122-2 are provided in the vicinity of the capacitor pattern 103-2. The via hole 121-2 and the via hole 122-2 are holes that penetrate the green sheet 101-4. A wiring 131-2 connected to the capacitor pattern 103-2 is connected to the via hole 122-2. The via hole 121-2 and the via hole 122-2 are provided at approximately the same positions as the via holes 121-1 and the via holes 122-1 of the green sheet 101-3.
アンテナパターン104−2は、図5に示したように、四角形の一辺が欠けたようなコの字型の形状とされている。その欠けている部分の一方に、ビアホール123−2が設けられ、他方に受け部124−2が設けられている。ビアホール123−2は、グリーンシート101−4を貫通する穴とされる。受け部124―2は、アンテナパターン104−2の延長上に形成される。受け部124−2は、グリーンシート101−3のビアホール123−1の位置とほぼ同じ位置に設けられる。 As shown in FIG. 5, the antenna pattern 104-2 has a U-shaped shape in which one side of a square is missing. A via hole 123-2 is provided in one of the missing portions, and a receiving portion 124-2 is provided in the other. The via hole 123-2 is a hole that penetrates the green sheet 101-4. The receiving portion 124-2 is formed on the extension of the antenna pattern 104-2. The receiving portion 124-2 is provided at substantially the same position as the via hole 123-1 of the green sheet 101-3.
さらに同様に、グリーンシート101−5には、コンデンサパターン103−3とアンテナパターン104−3が形成されている。このコンデンサパターン103−3の近傍には、2つのビアホール121−3とビアホール122−3が設けられている。このビアホール121−3とビアホール122−3は、グリーンシート101−5を貫通する穴である。ビアホール121−3には、コンデンサパターン103―3と接続されている配線131−3が接続されている。ビアホール121−3とビアホール122−3は、グリーンシート101−4のビアホール121−2とビアホール122−2がそれぞれ位置する位置とほぼ同じ位置に設けられている。 Similarly, a capacitor pattern 103-3 and an antenna pattern 104-3 are formed on the green sheet 101-5. In the vicinity of the capacitor pattern 103-3, two via holes 121-3 and a via hole 122-3 are provided. The via hole 121-3 and the via hole 122-3 are holes that penetrate the green sheet 101-5. A wiring 131-3 connected to the capacitor pattern 103-3 is connected to the via hole 121-3. The via hole 121-3 and the via hole 122-3 are provided at substantially the same positions as the via holes 121-2 and the via holes 122-2 of the green sheet 101-4.
アンテナパターン104−3は、図5に示したように、四角形の一辺が欠けたようなコの字型の形状とされている。その欠けている部分の一方に、ビアホール123−3が設けられ、他方に受け部124−3が設けられている。ビアホール123−3は、グリーンシート101−5を貫通する穴とされる。受け部124―3は、アンテナパターン104−3の延長上に形成される。受け部124−3は、グリーンシート101−4のビアホール123−2の位置とほぼ同じ位置に設けられる。 As shown in FIG. 5, the antenna pattern 104-3 has a U-shaped shape in which one side of a square is missing. A via hole 123-3 is provided in one of the missing portions, and a receiving part 124-3 is provided in the other. The via hole 123-3 is a hole that penetrates the green sheet 101-5. The receiving part 124-3 is formed on the extension of the antenna pattern 104-3. The receiving part 124-3 is provided at substantially the same position as the via hole 123-2 of the green sheet 101-4.
図示はしていないが、他のグリーンシート101−6乃至101−10も、同様にコンデンサパターン103の近傍に2つのビアホール121とビアホール122が設けられ、アンテナパターン104を構成する線状の一方にビアホール123が設けられ、他方に受け部124が設けられている構造とされる。また、コンデンサパターン103の近傍に設けられる2つのビアホールはそれぞれ、グリーンシート101が重ねられたときに、1つの線(1本の空洞)となるように位置に設けられている。また、アンテナパターン104に設けられているビアホール123は、下側に重ねられる受け部124の位置とほぼ同じ位置に設けられるように構成されている。
Although not shown, the other green sheets 101-6 to 101-10 are similarly provided with two via
ビアホール121、ビアホール122、ビアホール123は、それぞれ、グリーンシート101を貫通している。その貫通しているビアホール121乃至123には、コンデンサパターン103に設けられている配線131と同じ導電体や、アンテナパターン104を構成する導電体と同じ導電体が、製造時に流し込まれる(グリーンシート101が重ね合わされ多層基板12とされるときに導電体が充填される)。
The via
ビアホール121,122に導電体が流し込まれる(充填される)ことにより、所定のグリーンシート101に設けられているコンデンサパターン103と他のグリーンシート101に設けられているコンデンサパターン103が接続された状態にされる。すなわち、図5を参照するに、ビアホール121に導電体が流し込まれることにより、グリーンシート101−3に設けられているコンデンサパターン103−1の配線131−1と、グリーンシート101−5に設けられているコンデンサパターン103−2の配線131−2が、グリーンシート101−4のビアホール121−2を介して接続される。結果的に、コンデンサパターン103−1とコンデンサパターン103−3が接続される。
A state in which a capacitor pattern 103 provided on a predetermined green sheet 101 and a capacitor pattern 103 provided on another green sheet 101 are connected by a conductor being poured (filled) into the via holes 121 and 122. To be. That is, referring to FIG. 5, when a conductor is poured into the via
また、ビアホール121に導電体が流し込まれることにより、グリーンシート101−4に設けられているコンデンサパターン103−2の配線131−2と、グリーンシート101−6に設けられているコンデンサパターン103−4の配線131−4(不図示)が、グリーンシート101−5のビアホール122−3を介して接続される。結果的に、コンデンサパターン101−2とコンデンサパターン101−4が接続される。
Further, when a conductor is poured into the via
このように構成されることで、奇数番目のグリーンシート101に設けられたコンデンサパターン103同士が接続され、偶数番目のグリーンシート101に設けられたコンデンサパターン103同士が接続される。換言するならば、互い違いの層毎にコンデンサパターン103が接続される。 With this configuration, the capacitor patterns 103 provided on the odd-numbered green sheets 101 are connected to each other, and the capacitor patterns 103 provided on the even-numbered green sheets 101 are connected to each other. In other words, the capacitor pattern 103 is connected to each alternate layer.
さらに、図6を参照し、多層基板12に設けられたコンデンサ22について説明を加える。図6は、図1に示した通信装置10を、アンテナ21とコンデンサ22を、横方向から投影したときのパターンを示す図である。図中、斜線は、各グリーンシート101の区切りを表す。図6に示したように、また図4を参照して説明したように、多層基板12は、グリーンシート101−1乃至101−11の11枚のグリーンシート101が重ね合わされることにより構成されている。
Further, the
図6に示したコンデンサ22に注目するに、コンデンサ22の図中縦方向に線がある。この線は、各層に設けられたコンデンサパターン103を接続している線である。この線は、各層のグリーンシート101に設けられたビアホール121とビアホール122に、導電体が充填されたことによりできる配線である。図6に示したコンデンサ22から、互い違い層に設けられたコンデンサパターン103同士が接続されていることがかわる。
Focusing on the
また、グリーンシート101−10に設けられているコンデンサパターン103−8の近傍には、受け部(図4、以下、受け部124−9と記述する)が設けられている。このコンデンサパターン103−8は、一番下の層に設けられたコンデンサパターン103である。図6を参照するように、ビアホール122は、このグリーンシート101−10上のコンデンサパターン103−8が終点とされている。よって、コンデンサパターン103−8の近傍には、2つのビアホールが設けられるのではなく、1つのビアホール(ビアホール121−8と記述する)と受け部124−9が設けられる。
Further, a receiving portion (FIG. 4, hereinafter referred to as receiving portion 124-9) is provided in the vicinity of the capacitor pattern 103-8 provided on the green sheet 101-10. This capacitor pattern 103-8 is the capacitor pattern 103 provided in the lowermost layer. As shown in FIG. 6, the via
このように接続されることで、結果的に、コンデンサパターン103−8は、ビアホール122を介して、配線パターン102−1(図4)と接続され、さらには、配線パターン102−1を介して、ICチップ11と接続される。
As a result, the capacitor pattern 103-8 is connected to the wiring pattern 102-1 (FIG. 4) via the via
一方、コンデンサパターン103−8の近傍に設けられたビアホール121−8に導電体が充填されることにより、その導電体は、グリーンシート101−11上に形成されている配線パターン102−2と接続される。このように接続されることにより、結果的に、コンデンサパターン103−8は、ビアホール121を介して、コンデンサパターン103−1と接続され、さらに、コンデンサパターン103−1がICチップ11と接続されているため(図6)、ICチップ11とも接続されていることになる。
On the other hand, by filling the via hole 121-8 provided in the vicinity of the capacitor pattern 103-8 with a conductor, the conductor is connected to the wiring pattern 102-2 formed on the green sheet 101-11. Is done. As a result, the capacitor pattern 103-8 is connected to the capacitor pattern 103-1 via the via
コンデンサ22は、このような構成とされている。次に、アンテナ21について、再度図5を参照して説明する。
The
アンテナパターン104−1に設けられている受け部124−1は、図5には図示していないが、図4に示したグリーンシート101−2に設けられている配線パターン102−1と接続される。配線パターン102の一端には、ビアホールが設けられており、そのビアホールに導電体が充填されると、その導電体が、受け部124−1と接触し、結果として、配線パターン102−1とアンテナパターン104−1が接続されることになる。配線パターン102−1は、上記したように、コンデンサ22とICチップ11に接続されているためアンテナパターン104−1も、コンデンサ22とICチップ11に接続されていることになる。
Although not shown in FIG. 5, the receiving portion 124-1 provided in the antenna pattern 104-1 is connected to the wiring pattern 102-1 provided in the green sheet 101-2 shown in FIG. The A via hole is provided at one end of the wiring pattern 102. When the via hole is filled with a conductor, the conductor comes into contact with the receiving portion 124-1, and as a result, the wiring pattern 102-1 and the antenna are connected. The pattern 104-1 is connected. Since the wiring pattern 102-1 is connected to the
アンテナパターン104−1に設けられているビアホール121−1に導電体が充填されると、アンテナパターン104−1は、アンテナパターン104−2に設けられている受け部124−2と接続される。さらに、アンテナパターン104−2に設けられているビアホール121−2に導電体が充填されると、アンテナパターン104−2は、アンテナパターン104−3に設けられている受け部124−3と接続される。 When the via hole 121-1 provided in the antenna pattern 104-1 is filled with the conductor, the antenna pattern 104-1 is connected to the receiving portion 124-2 provided in the antenna pattern 104-2. Furthermore, when the via hole 121-2 provided in the antenna pattern 104-2 is filled with a conductor, the antenna pattern 104-2 is connected to the receiving portion 124-3 provided in the antenna pattern 104-3. The
アンテナパターン104−3乃至104−8も、それぞれこのように、それぞれ設けられているビアホール123と受け部124とにより、隣り合うアンテナパターン104同士が接続される。また、最も下の層に設けられたアンテナパターン104−8は、配線パターン102−2と接続される。 In the antenna patterns 104-3 to 104-8 as well, adjacent antenna patterns 104 are connected to each other through the via hole 123 and the receiving portion 124, respectively. Further, the antenna pattern 104-8 provided in the lowermost layer is connected to the wiring pattern 102-2.
図4、図5に示した例では、アンテナパターン104−1の受け部124−1、アンテナパターン104−1、アンテナパターン104―1のビアホール123−1、アンテナパターン104−2の受け部124−2、アンテナパターン104−2、アンテナパターン104―2のビアホール123−2、アンテナパターン104−3の受け部124−3、アンテナパターン104−3、アンテナパターン104―3のビアホール123−3、・・・、といったように、ひと筆書きのように、次々と連続して接続されることで、1つのアンテナ21が形成される。換言すれば、各層に設けられているアンテナパターン104が、連結されて、1つのヘリカル状のアンテナ21が形成される。
In the example shown in FIGS. 4 and 5, the receiving portion 124-1 of the antenna pattern 104-1, the antenna pattern 104-1, the via hole 123-1 of the antenna pattern 104-1, and the receiving portion 124- of the antenna pattern 104-2. 2, antenna pattern 104-2, via hole 123-2 of antenna pattern 104-2, receiving portion 124-3 of antenna pattern 104-3, antenna pattern 104-3, via hole 123-3 of antenna pattern 104-3,. As described above, one
このように、ビアホール123と受け部124が接続されるため、グリーンシート101が重ね合わされるときに、多少のずれなどを考慮し、受け部124を、図5に示したように、円形など、アンテナパターン104を形成する部分よりも少し大きめに構成することで、また、ビアホール121よりも大きな形状で構成することで、確実にビアホール121を充填する導電体を受け止め、接続されるようにすることが好ましい。
In this way, since the via hole 123 and the receiving portion 124 are connected, when the green sheet 101 is overlaid, the receiving portion 124 is made circular as shown in FIG. By configuring the antenna pattern 104 to be slightly larger than the portion where the antenna pattern 104 is formed, and by configuring the antenna pattern 104 to be larger than the via
図6に示したアンテナ21を参照するに、コンデンサ22について説明した場合と同様に、アンテナ21を構成する線のうち、縦の線は、ビアホール123と受け部124とが接続されることにより形成される配線を示している。横の線は、アンテナパターン104を示している。
Referring to the
このように、アンテナ21を構成することにより、ヘリカル構造のアンテナを構成することが可能となる。同一面積でアンテナを構成することを考えると、ヘリカル構造のアンテナは、スパイラル構造のアンテナよりも、アンテナの開口部を広くするこが可能である。アンテナの開口部が広くなることにより、そのアンテナの開口部を鎖交する磁束が多くなり、アンテナの感度を高めることが可能となる。また、鎖交する磁束が増すことで、効率良く、ICチップ11への電力を発生させることが可能となる。
Thus, by configuring the
なお、図示はしないが、アンテナパターン104(アンテナ21)を上方向から見た場合(ICチップ11側から見た場合)、四角形とされている。ここでは、四角形として説明を続けるが、四角形に限らず、円形や楕円形など、四角形以外の形状でアンテナ21を構成することも可能である。また、各層毎に異なる形状とし、アンテナ21を上から見たとき四角形や円形などが混在するような形状とすることも可能である。アンテナ21の形状は、上記したような、開口部をできるだけ広くできる形状であることが好ましく、鎖交する磁束ができるだけ多い形状であるように設計されればよい。
Although not shown, when the antenna pattern 104 (antenna 21) is viewed from above (when viewed from the
このように、ICカードのような限られた面積でも、感度の良いアンテナを構成することが可能となる。また感度の良いアンテナを構成することが可能となることで、上述した本発明を適用した通信装置10を小型化しても、充分な通信距離を得ることが可能となる。よって、本発明を適用した通信装置10は、限られたスペースしか、通信装置10に割り当てることができないような、例えば、携帯電話などの電子機器であっても、組み込むことが可能となり、通信装置10の利用範囲を拡大することが可能となる。
Thus, it is possible to configure a highly sensitive antenna even in a limited area such as an IC card. In addition, since a highly sensitive antenna can be configured, a sufficient communication distance can be obtained even if the
このように、本実施の形態においては、通信装置10は、多層基板12で構成され、その多層基板12の各層には、アンテナパターン104とコンデンサパターン103が形成され、各層が、重ね合わされ、それぞれ接続されて多層基板12とされたとき、アンテナパターン104によりアンテナ21が形成され、コンデンサパターン103によりコンデンサ22が形成される。
As described above, in the present embodiment, the
このような、グリーンシート101が重ね合わせられることにより作成される多層基板12は、以下のようにして作成される。すなわち、まず、キャリアフィルム上にペースト状のセラミック材料が塗布され、厚さが数十μmのセラミックグリーンシート(上記したグリーンシート101)が形成される。そして、レーザやパンチなどが用いられて層間接続用ビアホールの孔が設けられる。設けられる孔は、上述した説明におけるビアホール121乃至123である。
The
そのように、セラミック材料が塗布され、ビアホール121乃至123が設けられたグリーンシート101上に、銅や銀を主成分とする導電性ペーストをスクリーン印刷して、厚さが数μmから十数μm程度の内部導体パターン(アンテナパターン104及びコンデンサパターンパターン103)が形成される。このとき、受け部124も形成される。また、このとき、ビアホール121乃至123に導電性ペーストが充填され、層間接続用ビアホールが形成される。
As described above, a conductive paste mainly composed of copper or silver is screen-printed on the green sheet 101 coated with the ceramic material and provided with the via
このようにして作成された複数枚(上記した例では11枚)のセラミックグリーンシート101は、キャリアフィルムが剥がされ、積み重ねられ、積層装置により加圧密着させて積層体が構成される。この後、積層体は同時に焼成され、セラミック多層基板12となる。
A plurality of (11 in the above example) ceramic green sheets 101 prepared in this way are peeled off and stacked, and stacked, and are pressed and adhered by a laminating apparatus to form a laminated body. Thereafter, the laminate is fired simultaneously to form the
セラミック多層基板12には、例えば、低温焼成セラミック多層基板が用いられる。アルミナやチタン酸バリウムなどのセラミック材料にホウ酸系やケイ酸系ガラスが添加され、900℃程度の低温で焼成されることで生成される。低温焼成セラミック多層基板では、焼成温度が1000℃以下のため、融点が低く比抵抗の小さい銅や銀といった導体材料を利用することができる。
As the
また、セラミック多層基板12を、誘電体材料で形成したセラミックグリーンシート101で構成することも可能であるし、磁性体材料を練り込んだセラミックグリーンシート101を使用することも可能である。
Further, the
このように、通信装置10は製造される。簡単に換言するならば、所定の基板上にアンテナパターンとコンデンサパターンを形成し、基板が重ねられたとき、アンテナパターン同士が接続されるビアホールを、アンテナパターンの一端に形成し、基板が重ねられたとき、コンデンサパターン同士が接続されるビアホールを、コンデンサパターンの近傍に形成し、基板を重ね合わせ、ビアホールに導電体を充填することで、アンテナパターン同士、およびコンデンサパターン同士を接続し、アンテナとコンデンサを形成することで、通信装置を製造することができる。
Thus, the
ところで、図3に示したように、外部電源71が通信装置10に接続される場合や、所定の装置に通信装置10が組み込まれ、その装置を構成する他の部分、例えば、ホストコントローラと通信装置10が接続される場合など、多層基板12の裏面や側面に、外部電源71やホストコントローラと接続するための外部接続用端子電極が形成される。そして、その外部接続用端子電極を介して、外部電源71や他の部分(ホストコントローラ)と接続される。
Incidentally, as shown in FIG. 3, when the
この外部接続用端子電極は、例えば、図7に示すように、多層基板12の裏面に設けられる。図7に示した例では、上述してきた多層基板12に、12層目のグリーンシート251が設けられ、そのグリーンシート251の片面に、外部接続用端子電極252が設けられている。グリーンシート251の外部接続用端子電極252が設けられている面と対向する面は、グリーンシート101−11の裏面と重ね合わされる。なお、図7には、1つの外部接続用端子電極252しか図示していないが、複数の外部接続用端子電極を、外部接続用端子電極252と同じように設けることは可能である。
This external connection terminal electrode is provided on the back surface of the
グリーンシート101−11には、図4を参照するに、配線パターン102−2が形成されている。この配線パターン102−2には、図4に示した例では、2つの受け部が設けられている。この受け部の一方、または両方を、ビアホールにする。そしてグリーンシート251に、配線パターン102−2に設けられたビアホールとほぼ同一の位置に、ビアホール(不図示)を設けるようにする。このように構成されたグリーンシート101−11とグリーンシート251に、それぞれ設けられたビアホールに、導電体が充填されることにより、外部接続用端子電極252と配線パターン102−2が接続される。
As shown in FIG. 4, a wiring pattern 102-2 is formed on the green sheet 101-11. In the example shown in FIG. 4, the wiring pattern 102-2 is provided with two receiving portions. One or both of the receiving portions are via holes. Then, via holes (not shown) are provided in the
外部接続用端子電極252自体は、導電性ペーストをグリーンシート251に印刷して焼き付けることによって形成される。上記したように、通信装置10は、例えば、他の装置に組み込まれ、その装置内の電子機器のプリント配線基板など他の基板に実装されることがある。そのように実装される際、外部接続用端子電極252は他の基板の導体層に対して半田付けなどによってホストコントローラなどと接続される。
The external
なお、ここでは、グリーンシート101−11にさらに、グリーンシート251を追加して、外部接続用端子電極252を設けるとして説明したが、グリーンシート101−11の配線パターン102−2が設けられている面と対向する面に、外部接続用端子電極252を形成するようにしても良い。また、そのようにした場合も、配線パターン102−2と外部接続用端子電極252は、ビアホールを介して接続される。
Here, the
図8は、外部接続用端子電極を多層基板12の側面に設けたときの例を示している。図8に示した外部接続用端子電極271と外部接続用端子電極272は、それぞれ、多層基板12の側面に設けられている。この場合も同様に、各層のグリーンシート101の側面に、導電性ペーストを印刷して焼き付けることにより形成することが可能である。
FIG. 8 shows an example when the external connection terminal electrode is provided on the side surface of the
このように、多層基板12のICが搭載されている面と対向する面(裏面)、または多層基板12の側面に、外部接続用端子電極が設けられる。このように、外部接続用端子電極を側面に設けるかまたは裏面に設けるかは、接続される部品や、接続される基板上の場所などに応じて適宜決定される。
Thus, the external connection terminal electrodes are provided on the surface (back surface) facing the surface on which the IC of the
次に、通信装置10の他の構造について説明する。上記した説明においては、コンデンサパターン103とアンテナパターン104が同一のグリーンシート101上に形成されるとして説明したが、他の構成として、コンデンサパターンとアンテナパターンを別の層に設ける構成について次に説明する。
Next, another structure of the
図9は、異なる層にコンデンサパターンとアンテナパターンを構成したときの多層基板12の構成を示す図である。多層基板12は、12層のグリーンシート201―1乃至201−12から構成されている。グリーンシート201−1上には、ICチップ11が搭載されている。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the
グリーンシート201−2上には、配線202−1とコンデンサパターン203−1が形成されている。このコンデンサパターン203−1は、例えば、グリーンシート101−3上に設けられているコンデンサパターン103―1(図4)と同様に、所定形状の導電体で構成されている。 On the green sheet 201-2, a wiring 202-1 and a capacitor pattern 203-1 are formed. This capacitor pattern 203-1 is made of a conductor having a predetermined shape, for example, like the capacitor pattern 103-1 (FIG. 4) provided on the green sheet 101-3.
同様に、グリーンシート201−3上には、配線202−2とコンデンサパターン203−2が形成され、グリーンシート201−4上には、配線202−3とコンデンサパターン203−3が形成され、グリーンシート201−5上には、配線202−4とコンデンサパターン203−4が形成されている。 Similarly, the wiring 202-2 and the capacitor pattern 203-2 are formed on the green sheet 201-3, and the wiring 202-3 and the capacitor pattern 203-3 are formed on the green sheet 201-4. A wiring 202-4 and a capacitor pattern 203-4 are formed on the sheet 201-5.
コンデンサパターン203が設けられているグリーンシート201−2乃至201−5には、それぞれ、2つのビアホールが設けられている。図9を参照した説明では、個々のビアホールには符号を付さずに説明する。グリーンシート201−2乃至201−5のそれぞれに設けられている2つのビアホールのうち、一方のビアホールは、配線202と接続され、他方のビアホールは、配線202とは接続されていない。 Each of the green sheets 201-2 to 201-5 provided with the capacitor pattern 203 is provided with two via holes. In the description with reference to FIG. 9, each via hole will be described without a reference numeral. Of the two via holes provided in each of the green sheets 201-2 to 201-5, one via hole is connected to the wiring 202, and the other via hole is not connected to the wiring 202.
図9を参照するに、コンデンサパターン203−1の配線202−1とコンデンサパターン203−1の配線202−3は、ビアホール205−1で接続されている。また、コンデンサパターン203−2の配線202−2とコンデンサパターン203−4の配線202−4は、ビアホール205−2で接続されている。このような配線201とビアホール205との接続は、上記した場合、例えば、図5を参照して説明した場合と同様に行われる。 Referring to FIG. 9, the wiring 202-1 of the capacitor pattern 203-1 and the wiring 202-3 of the capacitor pattern 203-1 are connected by a via hole 205-1. Further, the wiring 202-2 of the capacitor pattern 203-2 and the wiring 202-4 of the capacitor pattern 203-4 are connected by a via hole 205-2. Such connection between the wiring 201 and the via hole 205 is performed in the above case, for example, in the same manner as described with reference to FIG.
このグリーンシート201−2乃至201−5に形成されているコンデンサパターン203−1乃至203−4によりコンデンサ22が構成される。図4に示したコンデンサ22は、コンデンサパターン103―1乃至103−8の8層のコンデンサパターン103から構成されているのに対し、図9に示したコンデンサ22’(以下、図4に示したコンデンサ22と区別が付くように、図9に示したコンデンサパターン203で構成されるコンデンサにはダッシュを付して記述する)は、コンデンサパターン203−1乃至202−4の4層のコンデンサパターン203から構成されている。
The
このように、図4に示したコンデンサ22の半分の層の4層で、図9に示したコンデンサ22’は構成されているが、図9に示したコンデンサパターン203の方が、図4に示したコンデンサパターン103よりも、その面積が大きいため、図9に示したコンデンサ22’の容量は、図4に示したコンデンサ22の容量と同等またはそれ以上とすることができる。
As described above, the
よって、図9に示したようなコンデンサパターン203でコンデンサ22’を構成した場合も、必要なコンデンサの容量を確保することができる。
Therefore, even when the
次に、アンテナ21’について説明する。アンテナ21’は、グリーンシート201−7乃至201−12に形成されたアンテナパターン204−1乃至204−6から構成される。グリーンシート201−7上には、アンテナパターン204−1が形成され、グリーンシート201−8上には、アンテナパターン204−2が形成され、グリーンシート201−9上には、アンテナパターン204−3が形成され、グリーンシート201−10上には、アンテナパターン204−4が形成され、グリーンシート201−11上には、アンテナパターン204−5が形成され、グリーンシート201−12上には、アンテナパターン204−6が形成されている。
Next, the antenna 21 'will be described. The
これらのアンテナパターン204−1乃至201−6は、順次接続され、1つのヘリカル構造のアンテナ21’を構成している点は、図4に示したアンテナ21と同様である。よって、各アンテナパターン204の一端には、ビアホールが設けられ、他端には、受け部が設けられている。
These antenna patterns 204-1 to 201-6 are sequentially connected to form one helical structure antenna 21 ', which is the same as the
グリーンシート201−7のアンテナパターン204−1の一端に設けられた受け部206−1は、ビアホール205−2により、ICチップ11と接続されている。受け部206−1が設けられている端とは別の端には、ビアホール205−3が設けられており、そのビアホール205−3は、グリーンシート201−8のアンテナパターン204―2の一端に設けられた受け部206−2と接続される。
A receiving portion 206-1 provided at one end of the antenna pattern 204-1 of the green sheet 201-7 is connected to the
グリーンシート201−8のアンテナパターン204−2の一端に設けられた受け部206−2が設けられている端とは別の端には、ビアホール205−4が設けられている。そのビアホール205−4は、グリーンシート201−9のアンテナパターン204―3の一端に設けられた受け部206−3と接続される。 A via hole 205-4 is provided at an end different from the end provided with the receiving portion 206-2 provided at one end of the antenna pattern 204-2 of the green sheet 201-8. The via hole 205-4 is connected to a receiving portion 206-3 provided at one end of the antenna pattern 204-3 of the green sheet 201-9.
グリーンシート201−9のアンテナパターン204−3の一端に設けられた受け部206−3が設けられている端とは別の端には、ビアホール205−5が設けられている。そのビアホール205−5は、グリーンシート201−10のアンテナパターン204―4の一端に設けられた受け部206−4と接続される。 A via hole 205-5 is provided at an end different from the end provided with the receiving portion 206-3 provided at one end of the antenna pattern 204-3 of the green sheet 201-9. The via hole 205-5 is connected to a receiving portion 206-4 provided at one end of the antenna pattern 204-4 of the green sheet 201-10.
グリーンシート201−10のアンテナパターン204−4の一端に設けられた受け部206−4が設けられている端とは別の端には、ビアホール205−6が設けられている。そのビアホール205−6は、グリーンシート201−11のアンテナパターン204―5の一端に設けられた受け部206−5と接続される。 A via hole 205-6 is provided at an end different from the end provided with the receiving portion 206-4 provided at one end of the antenna pattern 204-4 of the green sheet 201-10. The via hole 205-6 is connected to a receiving portion 206-5 provided at one end of the antenna pattern 204-5 of the green sheet 201-11.
グリーンシート201−11のアンテナパターン204−5の一端に設けられた受け部206−5が設けられている端とは別の端には、ビアホール205−7が設けられている。そのビアホール205−7は、グリーンシート201−12のアンテナパターン204―6の一端に設けられた受け部206−6と接続される。 A via hole 205-7 is provided at an end different from the end where the receiving portion 206-5 provided at one end of the antenna pattern 204-5 of the green sheet 201-11 is provided. The via hole 205-7 is connected to a receiving portion 206-6 provided at one end of the antenna pattern 204-6 of the green sheet 201-12.
グリーンシート201−12のアンテナパターン204−6の一端に設けられた受け部206−6が設けられている端とは別の端にも受け部206−7が設けられている。この受け部206−7は、ICチップ11と、ビアホール205−1を介して接続されている。
A receiving portion 206-7 is also provided at an end different from the end where the receiving portion 206-6 provided at one end of the antenna pattern 204-6 of the green sheet 201-12 is provided. The receiving portion 206-7 is connected to the
このように、図4に示したアンテナ21よりも少ない層の6層で、図9に示したアンテナ21’は構成されているが、図9に示したアンテナパターン204の方が、図4に示したアンテナパターン104よりも、その面積が大きいため、すなわち開口部が大きいため、図9に示したアンテナ21’を貫く磁束は、図4に示したアンテナ21と同等またはそれ以上とすることができる。
As described above, the
よって、図9に示したようなアンテナパターン204でアンテナ21’を構成した場合も、必要な磁束を確保することはできる。
Therefore, even when the
このように、本実施の形態においては、通信装置10は、多層基板12で構成され、その多層基板12の各層には、アンテナパターン204またはコンデンサパターン203のどちらか一方が形成され、各層が、重ね合わされ、それぞれ接続されて多層基板12とされたとき、アンテナパターン204によりアンテナ21’が形成され、コンデンサパターン203によりコンデンサ22’が形成される。
As described above, in the present embodiment, the
このように、アンテナ21’とコンデンサ22’を構成した場合、アンテナ21’を構成するグリーンシート201、すなわち、グリーンシート201−7乃至201−12には、磁性体材料が練り込まれたグリーンシート201が用いられるようにしても良い。
As described above, when the
すなわち、多層基板12を構成するグリーンシート201(または、グリーンシート101)は、誘電体材料で形成したセラミックグリーンシート、または磁性体材料を練り込んだセラミックグリーンシートのどちらか一方で構成されるか、組み合わされて構成されるようにすることができる。また、多層基板12の素材は、低温焼成セラミックであるようにすることができる。
That is, whether the green sheet 201 (or the green sheet 101) constituting the
また、図9に示したようにアンテナ21’とコンデンサ22’を構成し、外部接続用端子電極を設ける場合、図7や図8を参照して説明した場合と同様に、多層基板12の裏面や側面に、その外部接続用端子電極を設けることができる。
Further, when the
このように、通信装置10を多層基板12で構成し、各層を構成する基板(グリーンシート)上に、アンテナパターンやコンデンサパターンを形成することで、アンテナの開口部を広く取ることが可能となり、効率良い通信を行えるようになる。
In this way, the
このような別々の層にアンテナとコンデンサを形成する場合も、上述した、アンテナとコンデンサを同一の層に形成する場合とほぼ同様に製造することができる。すなわち、簡単に記載すると、所定の基板上にアンテナパターンを形成し、所定の基板上にコンデンサパターンを形成し、基板が重ねられたとき、アンテナパターン同士が接続されるビアホールを、アンテナパターンの一端に形成し、基板が重ねられたとき、コンデンサパターン同士が接続されるビアホールを、コンデンサパターンの近傍に形成し、基板を重ね合わせ、ビアホールに導電体を充填することで、アンテナパターン同士を接続し、アンテナを形成し、基板を重ね合わせ、ビアホールに導電体を充填することで、コンデンサパターン同士を接続し、コンデンサを形成し、アンテナとコンデンサを重ね合わせることで通信装置を製造することができる。 Even when the antenna and the capacitor are formed in such separate layers, the antenna and the capacitor can be manufactured in substantially the same manner as in the case where the antenna and the capacitor are formed in the same layer. That is, briefly describing, an antenna pattern is formed on a predetermined substrate, a capacitor pattern is formed on the predetermined substrate, and when the substrates are stacked, a via hole to which the antenna patterns are connected is connected to one end of the antenna pattern. When the substrate is stacked, via holes that connect the capacitor patterns are formed in the vicinity of the capacitor pattern, and the antenna patterns are connected by overlapping the substrates and filling the via holes with a conductor. A communication device can be manufactured by forming an antenna, overlapping a substrate, filling a via hole with a conductor, connecting capacitor patterns to each other, forming a capacitor, and overlapping the antenna and the capacitor.
上述した実施の形態においては、ICチップ11をセラミックの多層基板12に実装する方法として、セラミックパッケージあるいは樹脂パッケージなどによりパッケージングされたICを半田付けすることが実装する方法を採用することができる。また、以下に説明するような方法で、実装することも可能である。
In the embodiment described above, as a method of mounting the
図10は、ベアチップ実装であり、ワイヤーボンディング方式でICチップ11を実装したときの通信装置10の構成を示している。図10に示したように、ICチップ11は、多層基板12にワイヤーボンディング方式で実装され、エポキシ系などの樹脂301で封止されて実装される。
FIG. 10 shows a configuration of the
図11は、ベアチップ実装であり、フリップチップボンディング方式でICチップ11を実装したときの通信装置10の構成を示している。図11に示したように、ICチップ11は、多層基板12にフリップチップボンディング方式で実装され、エポキシ系などの樹脂301で封止されて実装される。
FIG. 11 shows a configuration of the
図12は、図10に示したベアチップ実装であり、ワイヤーボンディング方式で実装したときの通信装置10の構成であるが、ICチップ11を収容する凹形状が多層基板12に設けられている点が異なる。すなわち、図12に示した実装方式においては、多層基板12に、凹形状のダウンキャビティが設けられる。そして、そのダウンキャビティ内に、ICチップ11がワイーボンディング方式で実装される。実装後、ダウンキャビティ内は、エポキシ系などの樹脂301が充填され、ICチップ11が封止される。
FIG. 12 shows the configuration of the
図13は、図11に示したベアチップ実装であり、フリップチップボンディング方式で実装したときの通信装置10の構成であるが、ICチップ11を収容する凹形状が多層基板12に設けられている点が異なる。すなわち、図13に示した実装方式においては、多層基板12に、凹形状のダウンキャビティが設けられる。そして、そのダウンキャビティ内に、ICチップ11がフリップチップボンディング方式で実装される。実装後、ダウンキャビティ内は、エポキシ系などの樹脂301が充填され、ICチップ11が封止される。
FIG. 13 shows the bare chip mounting shown in FIG. 11 and the configuration of the
このようなICチップ11の実装方式を採用しても、多層基板12には、上述したようなアンテナ21やコンデンサ22が設けられるため、本発明を適用することで効率良い通信ができる。
Even if such a mounting method of the
このように本発明によれば、非接触通信アンテナモジュールに搭載される部品が非接触通信用ICのみであるため、安価に通信装置10を構成することが可能となる。
Thus, according to the present invention, since the component mounted on the non-contact communication antenna module is only the non-contact communication IC, the
また、非接触通信アンテナモジュールに搭載される部品が非接触通信用ICのみであるため、平坦性が確保でき、製造時のハンドリングが容易になる。また非接触通信アンテナモジュールが搭載される機器への実装が容易になる。 In addition, since the components mounted on the non-contact communication antenna module are only non-contact communication ICs, flatness can be ensured and handling during manufacture becomes easy. In addition, mounting on a device on which the non-contact communication antenna module is mounted becomes easy.
また、セラミック多層基板を用いることで、アンテナおよびコンデンサを基板内に形成できるため、外付けのチップコンデンサを不要とすることができる。また、セラミック多層基板内に形成した内部キャビティに、非接触通信用ICを埋設することにより、プリント基板に搭載した場合と比べて低背化できる。 Further, since the antenna and the capacitor can be formed in the substrate by using the ceramic multilayer substrate, an external chip capacitor can be eliminated. Further, by embedding the non-contact communication IC in the internal cavity formed in the ceramic multilayer substrate, the height can be reduced as compared with the case where it is mounted on the printed circuit board.
また、セラミック多層基板は、ガラスエポキシ系のプリント基板と比べて高い放熱効果が期待することができる。また、外部接続用端子電極を、セラミック多層基板の側面あるいは裏面に配置することができるので、小型化ができるとともに、アンテナの開口部を広くすることが可能になる。また、セラミック多層基板を利用することで、ヘリカル構造のアンテナを形成することができ、スパイラル構造のアンテナと比較してアンテナの開口部を広くすることが可能になる。このことから、通信効率や通信品質を向上させることが可能となる。 In addition, the ceramic multilayer substrate can be expected to have a higher heat dissipation effect than a glass epoxy printed circuit board. Further, since the external connection terminal electrodes can be arranged on the side surface or the back surface of the ceramic multilayer substrate, it is possible to reduce the size and widen the opening of the antenna. Further, by using a ceramic multilayer substrate, an antenna having a helical structure can be formed, and the opening of the antenna can be made wider than that of an antenna having a spiral structure. As a result, communication efficiency and communication quality can be improved.
10 通信装置, 11 ICチップ, 12 多層基板, 21 アンテナ, 22 コンデンサ, 41 整流器, 42 負荷変調回路, 43 復調回路, 44 電圧安定化回路, 45 制御回路, 101 グリーンシート, 102 配線パターン, 103 コンデンサパターン, 104 アンテナパターン, 201 グリーンシート, 202 配線, 203 コンデンサパターン, 204 アンテナパターン
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記多層基板の各層に、アンテナパターンとコンデンサパターンの少なくとも一方が形成され、
各層が重ね合わされ前記多層基板にされたとき、前記アンテナパターンによりアンテナが形成され、前記コンデンサパターンによりコンデンサが形成される
通信装置。 It consists of a multilayer board
At least one of an antenna pattern and a capacitor pattern is formed on each layer of the multilayer substrate,
A communication device in which an antenna is formed by the antenna pattern and a capacitor is formed by the capacitor pattern when each layer is superimposed on the multilayer substrate.
請求項1に記載の通信装置。 The communication apparatus according to claim 1, wherein the antenna has a helical structure or a spiral structure.
請求項1に記載の通信装置。 The communication device according to claim 1, wherein the multilayer substrate is configured by one of ceramic green sheets formed of a dielectric material or ceramic green sheets kneaded with a magnetic material or a combination thereof. .
請求項1に記載の通信装置。 The communication device according to claim 1, wherein a material of the multilayer substrate is a low-temperature fired ceramic.
前記アンテナと前記コンデンサは、前記ICに接続される
請求項1に記載の通信装置。 An IC is mounted on the multilayer substrate,
The communication device according to claim 1, wherein the antenna and the capacitor are connected to the IC.
請求項5に記載の通信装置。 The communication device according to claim 5, wherein a terminal is provided on a surface of the multilayer substrate that faces the surface on which the IC is mounted, or on a side surface of the multilayer substrate.
請求項6に記載の通信装置。 The communication device according to claim 6, wherein the terminal is printed or baked by printing or transferring a conductive paste.
請求項5に記載の通信装置。 The communication device according to claim 5, wherein the IC is mounted on the multilayer substrate in a packaged form, a wire bonding method, or a flip chip bonding method.
請求項8に記載の通信装置。 The communication device according to claim 8, wherein the IC is mounted in a cavity provided in the multilayer substrate, and the IC is sealed by filling the cavity with an epoxy resin.
請求項1に記載の通信装置。 The communication device according to claim 1, wherein the antenna and the capacitor are formed in separate layers.
請求項1に記載の通信装置。 The communication apparatus according to claim 1, which performs non-contact communication.
前記層が重ねられたとき、前記アンテナパターン同士が接続されるビアホールを、前記アンテナパターンの一端に形成し、
前記層が重ねられたとき、前記コンデンサパターン同士が接続されるビアホールを、前記コンデンサパターンの近傍に形成し、
前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記アンテナパターン同士、および前記コンデンサパターン同士を接続し、アンテナとコンデンサを形成し、通信装置を製造する
製造装置。 An antenna pattern and a capacitor pattern are formed on a predetermined layer of a multilayer board,
When the layers are stacked, a via hole for connecting the antenna patterns to each other is formed at one end of the antenna pattern,
When the layers are stacked, a via hole for connecting the capacitor patterns to each other is formed in the vicinity of the capacitor pattern,
A manufacturing apparatus for manufacturing a communication device by overlapping the layers and connecting via holes in adjacent layers to connect the antenna patterns and the capacitor patterns to form an antenna and a capacitor.
前記層が重ねられたとき、前記アンテナパターン同士が接続されるビアホールを、前記アンテナパターンの一端に形成し、
前記層が重ねられたとき、前記コンデンサパターン同士が接続されるビアホールを、前記コンデンサパターンの近傍に形成し、
前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記アンテナパターン同士、および前記コンデンサパターン同士を接続し、アンテナとコンデンサを形成し、通信装置を製造する
ステップを含む製造方法。 An antenna pattern and a capacitor pattern are formed on a predetermined layer of a multilayer board,
When the layers are stacked, a via hole for connecting the antenna patterns to each other is formed at one end of the antenna pattern,
When the layers are stacked, a via hole for connecting the capacitor patterns to each other is formed in the vicinity of the capacitor pattern,
A manufacturing method including a step of connecting the antenna patterns and the capacitor patterns to form an antenna and a capacitor by overlapping the layers and connecting via holes in adjacent layers to manufacture a communication device.
所定の層にコンデンサパターンを形成し、
前記層が重ねられたとき、前記アンテナパターン同士が接続されるビアホールを、前記アンテナパターンの一端に形成し、
前記層が重ねられたとき、前記コンデンサパターン同士が接続されるビアホールを、前記コンデンサパターンの近傍に形成し、
前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記アンテナパターン同士を接続し、アンテナを形成し、
前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記コンデンサパターン同士を接続し、コンデンサを形成し、
前記アンテナとコンデンサを重ね合わせることで通信装置を製造する
製造装置。 An antenna pattern is formed on a predetermined layer,
Form a capacitor pattern on a given layer,
When the layers are stacked, a via hole for connecting the antenna patterns to each other is formed at one end of the antenna pattern,
When the layers are stacked, a via hole for connecting the capacitor patterns to each other is formed in the vicinity of the capacitor pattern,
By overlapping the layers and connecting via holes in adjacent layers, the antenna patterns are connected to each other to form an antenna,
By overlapping the layers and connecting via holes in adjacent layers, the capacitor patterns are connected together to form a capacitor,
A manufacturing apparatus for manufacturing a communication device by superimposing the antenna and a capacitor.
所定の層にコンデンサパターンを形成し、
前記層が重ねられたとき、前記アンテナパターン同士が接続されるビアホールを、前記アンテナパターンの一端に形成し、
前記層が重ねられたとき、前記コンデンサパターン同士が接続されるビアホールを、前記コンデンサパターンの近傍に形成し、
前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記アンテナパターン同士を接続し、アンテナを形成し、
前記層を重ね合わせ、隣接した層のビアホールを接続することによって、前記コンデンサパターン同士を接続し、コンデンサを形成し、
前記アンテナとコンデンサを重ね合わせることで通信装置を製造する
ステップを含む製造方法。 An antenna pattern is formed on a predetermined layer,
Form a capacitor pattern on a given layer,
When the layers are stacked, a via hole for connecting the antenna patterns to each other is formed at one end of the antenna pattern,
When the layers are stacked, a via hole for connecting the capacitor patterns to each other is formed in the vicinity of the capacitor pattern,
By overlapping the layers and connecting via holes in adjacent layers, the antenna patterns are connected to each other to form an antenna,
By overlapping the layers and connecting via holes in adjacent layers, the capacitor patterns are connected together to form a capacitor,
A manufacturing method including a step of manufacturing a communication device by superimposing the antenna and a capacitor.
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2008
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