JP2017112634A - Rficモジュールおよびそれを備えるrfidタグ - Google Patents

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Abstract

【課題】通過帯域幅が狭くなる懸念を軽減することができる、RFICモジュールおよびそれを備えるRFIDタグを提供する。
【解決手段】RFICモジュールは、可撓性の多層基板と、基板に搭載されたRFICチップ16と、第1入出力端子16aおよび第2入出力端子16bにそれぞれ接続された第1コイルCIL1端および第2コイルCIL2端を有するコイル導体を含む給電回路と、基板12aの主面に設けられ、かつ、コイル導体に接続された第1端子電極14aおよび第2端子電極14bとを備える。コイル導体は、基板の主面と交差する方向にそれぞれ巻回軸を有するコイルパターンをそれぞれ有する。コイルパターンは、基板を平面視してRFICチップ16を挟む位置かつRFICチップ16と重ならない位置に配されており、第1端子電極14aおよび第2端子電極14bは、コイルパターンにそれぞれ重なる位置に設けられている。
【選択図】図4

Description

この発明は、RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)モジュールおよびそれを備えるRFID(Radio Frequency IDentifier)タグに関し、特に、2つの入出力端子を有するRFICチップと、2つの入出力端子にそれぞれ接続された2つのコイル端を有するコイル導体とを備える、RFICモジュールおよびRFIDタグに関する。
近年、物品の情報管理システムとして、リーダライタと物品に付されたRFIDタグとを磁界や電磁界を利用した非接触方式で通信し、所定の情報を伝達するRFIDシステムが実用化されている。このRFIDタグは、所定の情報を記憶しかつ所定の無線信号を処理するRFICチップと、高周波信号の送受信を行うアンテナ素子(放射体)とを備え、管理対象となる種々の物品(或いはその包装材)に貼着して使用される。
RFIDシステムとしては、13.56MHz帯を利用したHF帯RFIDシステム、或いは900MHz帯を利用したUHF帯RFIDシステムが一般的である。特に、UHF帯RFIDシステムは、通信距離が比較的長く、複数のタグを一括して読取りが可能であることから、物品管理のシステムとして有望視されている。UHF帯RFIDタグとしては、特許文献1に開示された構造のタグが知られている。
国際公開第2010/146944号
特許文献1のRFIDタグでは、2つのコイル導体がセラミック多層基板内で隣接配置されており、これらのコイル導体間に浮遊容量が形成されやすい。これらのコイル導体が浮遊容量を介して結合してしまうと、浮遊容量成分と各コイル導体のインダクタンス成分とで共振回路が形成され、通過帯域幅が狭くなってしまうことがある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、通過帯域幅が狭くなる懸念を軽減することができる、RFICモジュールおよびそれを備えるRFIDタグを提供することである。
この発明に係るRFICモジュールは、第1入出力端子および第2入出力端子を有して基板に搭載されたRFICチップと、第1入出力端子および第2入出力端子にそれぞれ接続された第1コイル端および第2コイル端を有するコイル導体を含んで基板に内蔵された給電回路と、基板の主面に設けられかつコイル導体の第1位置に接続された第1端子電極と、基板の主面に設けられかつコイル導体の第2位置に接続された第2端子電極と、を備えるRFICモジュールであって、コイル導体は、第1コイル端から第1位置までの区間に存在し、基板の主面と交差する方向に第1巻回軸を有する第1コイル部、および第2コイル端から第2位置までの区間に存在し、基板の主面と交差する方向に第2巻回軸を有する第2コイル部を有し、第1コイル部および第1巻回軸と第2コイル部および第2巻回軸とは、基板を平面視してRFICチップを挟む位置に配される。
第1コイル部および第2コイル部にとってRFICチップはグランドないしシールドとして機能し、第1コイル部および第2コイル部は磁気的にも容量的にも互いに結合し難くなる。これによって、通信信号の通過帯域が狭くなる懸念を軽減することができる。
好ましくは、RFICチップは基板に内蔵されており、給電回路は基板の所定側面に直交する方向から眺めてRFICチップと重なる位置に配される。これによって、RFICチップによるシールド効果が増大する。
好ましくは、基板は主面が長方形をなす可撓性の基板であり、第1コイル部および第2コイル部は長方形を描く長辺の一方端側および他方端側にそれぞれ配される。これによって、フレキシブルで薄く面積の大きなRFICチップモジュールを形成することができる。
好ましくは、第1コイル部および第2コイル部の各々は基板を平面視してRFICチップから離間した位置に配される。これによって、RFICチップによるシールド効果が増大する。
好ましくは、第1コイル部および第2コイル部は、各コイル部に生じる磁界が同相となるように、接続・巻回されている。これによって、第1コイル部と第2コイル部とが磁界を介して結合し難くなる。
好ましくは、基板を平面視して、第1端子電極は第1コイル部のコイル開口の中心とは重ならないように配置されており、第2端子電極は第2コイル部のコイル開口の中心とは重ならないように配置されている。これによって、第1コイル部および第2コイル部による磁界生成が第1端子電極および第2端子電極によって妨げられ難くなる。
好ましくは、コイル導体は、第1位置および第2位置の間に直列的に接続され、かつ基板を平面視して第1コイル部および第2コイル部とそれぞれ重なる第3コイル部および第4コイル部をさらに含む。第1コイル部と第2コイル部との間の寄生容量に基づく追加の共振は、第3コイル部および第4コイル部によって本来の共振と結合される。これによって、広帯域の共振周波数特性が得られる。
或る局面では、給電回路は、基板を平面視して第1端子電極と重なる位置で基板の厚み方向に延在して第1コイル部および第3コイル部を直列接続する第1接続導体、および基板を平面視して第2端子電極と重なる位置で基板の厚み方向に延在して第2コイル部および第4コイル部を直列接続する第2接続導体をさらに含む。第1接続導体および第2接続導体は、平面視してリジッド領域に配される。これによって、RFICモジュールの可撓性の低下が回避される。
他の局面では、第1コイル部、第2コイル部、第3コイル部および第4コイル部は、コイル導体に生じる磁界が第1コイル部、第2コイル部、第3コイル部および第4コイル部の間で同相となるように、巻回かつ接続されている。これによって、磁界の強度が増大する。
好ましくは、第3コイル部および第4コイル部は第1および第2端子電極が形成された層に隣接した層に設けられており、第1コイル部および第2コイル部は第3コイル部および第4コイル部が設けられた層に隣接した層であって、第1および第2端子電極が形成された層とは反対側の層に設けられている。
この結果、第1コイル部および第2コイル部は、第3コイル部および第4コイル部に比べて、第1端子電極および第2端子電極からより離れた位置に設けられる。これによって、第1コイル部および第2コイル部のインダクタンス値を増大させても、第1コイル部および第2コイル部による磁界生成が第1端子電極および第2端子電極によって妨げられ難くなる。
さらに好ましくは、第1コイル部および第2コイル部のインダクタンス値は、第3コイル部および第4コイル部のインダクタンス値よりもそれぞれ大きい。このような場合に、第1コイル部および第2コイル部を第1端子電極および第2端子電極から離れた位置に配する意義が増大する。
この発明に係るRFIDタグは、RFICモジュールと、RFICモジュールに接続されたアンテナ素子と、を有するRFIDタグであって、RFICモジュールは、第1入出力端子および第2入出力端子を有して基板に搭載されたRFICチップと、第1入出力端子および第2入出力端子にそれぞれ接続された第1コイル端および第2コイル端を有するコイル導体を含んで基板に内蔵された給電回路と、基板の主面に設けられかつコイル導体の第1位置に接続された第1端子電極と、基板の主面に設けられかつコイル導体の第2位置に接続された第2端子電極と、を備え、コイル導体は、第1コイル端から第1位置までの区間に存在し、基板の主面と交差する方向に第1巻回軸を有する第1コイル部、および第2コイル端から第2位置までの区間に存在し、基板の主面と交差する方向に第2巻回軸を有する第2コイル部を有し、第1コイル部および第1巻回軸と第2コイル部および第2巻回軸とは基板を平面視してRFICチップを挟む位置に配される。
第1コイル部および第2コイル部にとってRFICチップはグランドないしシールドとして機能し、第1コイル部および第2コイル部は磁気的にも容量的にも互いに結合し難くなる。これによって、通信信号の通過帯域が狭くなる懸念を軽減することができる。
好ましくは、アンテナ素子は、一端が第1端子電極に接続された第1アンテナ部、一端が第2端子電極に接続された第2アンテナ部を有したダイポール型アンテナ素子である。これによって、RFIDタグを簡単に作製することができる。
好ましくは、アンテナ素子は、一端が第1端子電極、他端が第2端子電極にそれぞれ接続されたループ型アンテナ素子である。これによって、アンテナ特性は、RFIDタグを貼り付ける対象となる物品の誘電率によって変動し難くなる。
この発明に係るRFICモジュールは、第1入出力端子および第2入出力端子を有して基板に搭載されたRFICチップと、第1入出力端子および第2入出力端子にそれぞれ接続された第1コイル端および第2コイル端を有するコイル導体を含んで基板に内蔵された給電回路と、を備えるRFICモジュールであって、コイル導体は、基板を平面視してRFICチップを挟む位置に配され、かつ直列的に接続された第1コイル部および第2コイル部を有し、第1コイル部および第2コイル部は、基板を平面視してRFICチップを挟んで主面と交差する方向に延びる第1巻回軸および第2巻回軸をそれぞれ有する。
第1コイル部および第2コイル部にとってRFICチップはグランドないしシールドとして機能し、第1コイル部および第2コイル部は磁気的にも容量的にも互いに結合し難くなる。これによって、通信信号の通過帯域が狭くなる懸念を軽減することができる。また、第1コイル部および第2コイル部はアンテナ素子として機能し、これによって小型のRFIDタグが実現される。
好ましくは、コイル導体は、第1コイル部および第2コイル部の間に直列的に接続され、かつ基板を平面視して第1コイル部および第2コイル部とそれぞれ重なる第3コイル部および第4コイル部をさらに含む。
第1コイル部と第2コイル部との間の寄生容量に基づく追加の共振は、第3コイル部および第4コイル部によって本来の共振と結合される。これによって、広帯域の共振周波数特性が得られる。
この発明によれば、RFICチップをグランドないしシールドとして機能させることで、通信信号の通過帯域が狭くなる懸念を軽減することができる。
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
この実施例のRFICモジュールを斜め上から眺めた状態を示す斜視図である。 RFICモジュールの等価回路を示す回路図である。 (A)はRFICモジュールを真上から眺めた状態を示す上面図であり、(B)はRFICモジュールを真横から眺めた状態を示す側面図であり、(C)はRFICモジュールを真下から眺めた状態を示す下面図である。 (A)はRFICモジュールをなす多層基板の上位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(B)はRFICモジュールをなす多層基板の中位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(C)はRFICモジュールをなす多層基板の下位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図である。 (A)は図4(A)に示す絶縁層のA−A断面を示す断面図であり、(B)は図4(B)に示す絶縁層のB−B断面を示す断面図であり、(C)は図4(C)に示す絶縁層のC−C断面を示す断面図である。 等価回路上での磁界の発生状態の一例を示す図解図である。 (A)はこの実施例のRFIDデバイスを斜め上から眺めた状態を示す斜視図であり、(B)はこの実施例のRFIDデバイスを分解して斜め上から眺めた状態を示す斜視図である。 RFICモジュールにおけるリジット領域およびフレキシブル領域の分布状態を示す図解図である。 アンテナ素子に実装されたRFICモジュールが撓んだ状態を示す図解図である。 等価回路を電流が流れる状態の一例を示す図解図である。 RFIDデバイスの周波数特性の一例を示すグラフである。 他の実施例のRFIDデバイスを斜め上から眺めた状態を示す斜視図である。 (A)はその他の実施例のRFIDデバイスを分解して斜め上から眺めた状態を示す斜視図であり、(B)はその他の実施例のRFIDデバイスを斜め上から眺めた状態を示す斜視図である。 さらにその他の実施例のRFIDデバイスを斜め上から眺めた状態を示す斜視図である。 他の実施例のRFIDデバイスを斜め上から眺めた状態を示す斜視図である。 図15に示すRFIDデバイスが円筒状の物品に装着された状態を示す斜視図である。 (A)は他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の上位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(B)は他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の中位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(C)は他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の下位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図である。 (A)はその他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の上位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(B)はその他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の中位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(C)はその他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の下位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図である。 (A)はさらにその他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の上位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(B)はさらにその他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の中位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(C)はさらにその他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の下位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図である。 (A)は他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の上位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(B)は他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の中位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(C)は他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の下位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図である。 他の実施例のRFICモジュールを斜め上から眺めた状態を示す斜視図である。 図21に示すRFICモジュールの等価回路を示す回路図である。 (A)はその他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の上位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(B)はその他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の中位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図であり、(C)はその他の実施例のRFICモジュールをなす多層基板の下位の絶縁層を真上から眺めた状態を示す上面図である。
[実施例1]
図1を参照して、この実施例のRFICモジュール10は、代表的には900MHz帯、つまりUHF帯の通信周波数に対応するRFICモジュールであり、主面が長方形をなす多層基板12を有する。多層基板12は、ポリイミドや液晶ポリマ等の可撓性の樹脂絶縁層を積層した積層体を素体としていて、多層基板12自体も可撓性を示す。これらの材料からなる各絶縁層の誘電率は、LTCCに代表されるセラミック基材層の誘電率よりも小さい。
なお、この実施例では、多層基板12の長さ方向にX軸が割り当てられ、多層基板12の幅方向にY軸が割り当てられ、多層基板12の厚み方向にZ軸が割り当てられる。
図3(A)〜図3(C),図4(A)〜図4(C)および図5(A)〜図5(C)をさらに参照して、多層基板12にはRFICチップ16および給電回路18が内蔵され、多層基板12の一方主面には第1端子電極14aおよび第2端子電極14bが形成される。
具体的には、RFICチップ16は極薄パッケージ(ultrathin package)であり、シリコン等の半導体を素材とする硬質の半導体基板に各種の素子を内蔵した構造を有し、その一方主面および他方主面は正方形を描く。また、RFICチップ16の他方主面には、第1入出力端子16aおよび第2入出力端子16bが形成される(詳細は後述)。多層基板12の内部において、RFICチップ16は、正方形の各辺がX軸またはY軸に沿って延び、かつ一方主面および他方主面がそれぞれZ軸方向の正側および負側を向く姿勢で、X軸方向,Y軸方向およびZ軸方向の各々における中央に位置する。
給電回路18は、コイル導体20と層間接続導体24aおよび24b(詳細は後述)とによって形成される。また、コイル導体20は、コイルパターン20a〜20cによって形成される。第1コイル部CIL1はコイルパターン20aの一部をなし、第2コイル部CIL2はコイルパターン20bの一部をなし、第3コイル部CIL3および第4コイル部CIL4はコイルパターン20cの一部をなす。
このうち、第1コイル部CIL1,第3コイル部CIL3,層間接続導体24aは、X軸方向における負側位置においてZ軸方向に並び、第2コイル部CIL2,第4コイル部CIL4,層間接続導体24bは、X軸方向における正側位置においてZ軸方向に並ぶ。
これを踏まえて、RFICチップ16は、多層基板12をZ軸方向、Y軸方向それぞれから見たとき、第1コイル部CIL1と第2コイル部CIL2との間、かつ、第3コイル部CIL3と第4コイル部CIL4との間に配置されている。
第1端子電極14aはX軸方向における負側位置に配され、第2端子電極14bはX軸方向における正側位置に配される。第1端子電極14aおよび第2端子電極14bはいずれも可撓性の銅箔を素材として短冊状に形成され、各々の主面のサイズは互いに一致する。短冊の短辺はX軸に沿って延び、短冊の長辺はY軸に沿って延びる。
したがって、RFICチップ16は、多層基板12を各絶縁層の積層方向から平面視したとき給電回路18の一部と給電回路18の他の一部とによって挟まれる。また、X軸方向から多層基板12を眺めたとき、RFICチップ16は給電回路18と重なる。さらに、多層基板12を平面視したとき、給電回路18は、第1端子電極14aおよび第2端子電極14bの各々と部分的に重なる。
なお、積層体を構成する各絶縁層は10μm以上100μm以下と薄いため、多層基板12に内蔵されたRFICチップ16および給電回路18は、外側から透けて見える。このため、RFICチップ16および給電回路18の接続状態(断線の有無)を容易に確認することができる。
特に図4(A)〜図4(C)および図5(A)〜図5(C)を参照して、多層基板12は、積層された3つのシート状の絶縁層12a〜12cによって形成される。このうち、絶縁層12aは上位層をなし、絶縁層12bは中位層をなし、絶縁層12cは下位層をなす。
絶縁層12aの一方主面には、第1端子電極14aおよび第2端子電極14bが形成される。上述のように、第1端子電極14aはX軸方向の負側に配され、第2端子電極14bはX軸方向の正側に配される。
絶縁層12bの一方主面の中央位置には、他方主面に達する矩形の貫通孔HL1が形成される。ここで、貫通孔HL1のサイズはRFICチップ16のサイズに合わせられる。また、絶縁層12bの一方主面のうち貫通孔HL1の周辺には、可撓性の銅箔を素材として帯状に延びるコイルパターン20cが形成される。
コイルパターン20cの一方端は、平面視で第1端子電極14aと重なる位置に配され、Z軸方向に延びる層間接続導体22aによって第1端子電極14aと接続される。また、コイルパターン20cの他方端は、平面視で第2端子電極14bと重なる位置に配され、Z軸方向に延びる層間接続導体22bによって第2端子電極14bと接続される。なお、層間接続導体22a,22bおよび後述する層間接続導体24a,24bは、Snを主成分とする硬質の金属バルクである。
コイルパターン20cの一方端を始端としたとき、コイルパターン20cは、一方端の周りを反時計回り方向に2回転してY軸方向における負側の端部付近まで延在し、その後にX軸方向の正側に延在する。コイルパターン20cは続いて、X軸方向における正側の端部付近をY軸方向における正側に屈曲し、他方端の周りを反時計回り方向に2回転してから他方端に達する。
絶縁層12cの一方主面には、可撓性の銅箔を素材として帯状に延びるコイルパターン20aおよび20bが形成される。絶縁層12bおよび12cを平面視したとき、コイルパターン20aの一方端は、コイルパターン20cの一方端よりもY軸方向やや負側の位置に配され、コイルパターン20aの他方端(=第1コイル端T1)は、貫通孔HL1が描く矩形の四隅のうちX軸方向の負側でかつY軸方向の正側の隅と重なる位置に配される。
また、コイルパターン20bの一方端は、コイルパターン20cの他方端よりもY軸方向やや負側の位置に配され、コイルパターン20bの他方端(=第2コイル端T2)は、貫通孔HL1が描く矩形の四隅のうちX軸方向の正側でかつY軸方向の正側の隅に重なる位置に配される。なお、第1コイル端T1および第2コイル端T2のいずれも、絶縁層12cを平面視したとき矩形をなす。
コイルパターン20aの一方端を起点としたとき、コイルパターン20aは、一方端の周りを時計回り方向に2.5回転し、その後にY軸方向における負側に屈曲して他方端に達する。同様に、コイルパターン20bの一方端を起点としたとき、コイルパターン20bは、一方端の周りを反時計回り方向に2.5回転し、その後にY軸方向における負側に屈曲して他方端に達する。さらに、コイルパターン20aの一方端は、Z軸方向に延びる層間接続導体24aによってコイルパターン20cの一方端と接続され、コイルパターン20bの一方端は、Z軸方向に延びる層間接続導体24bによってコイルパターン20cの他方端と接続される。
絶縁層12bおよび12cを平面視したとき、コイルパターン20aの一部の区間はコイルパターン20cの一部の区間と重なり、コイルパターン20bの一部の区間もコイルパターン20cの他の一部の区間と重なる。給電回路18は、こうして配されたコイルパターン20a〜20cと層間接続導体24aおよび24bとによって形成される。
この実施例では、コイルパターン20aおよび20cが重なり合う区間のうち、コイルパターン20a側の区間を“第1コイル部CIL1”と定義し、コイルパターン20c側の区間を“第3コイル部CIL3”と定義する。また、コイルパターン20bおよび20cが重なり合う区間のうち、コイルパターン20b側の区間を“第2コイル部CIL2”と定義し、コイルパターン20c側の区間を“第4コイル部CIL4”と定義する。さらに、コイルパターン20aの一方端またはコイルパターン20cの一方端の位置を“第1位置P1”と定義し、コイルパターン20bの一方端またはコイルパターン20cの他方端の位置を“第2位置P2”と定義する。
絶縁層12cの一方主面にはまた、可撓性の銅箔を素材とする矩形のダミー導体26aおよび26bが形成される。絶縁層12bおよび12cを平面視したとき、ダミー導体26aおよび26bは、貫通孔HL1が描く矩形の四隅のうちY軸方向の負側においてX軸方向に並ぶ2つの隅にそれぞれ重なるように配される。
RFICチップ16は、その他方主面の四隅が第1コイル端T1,第2コイル端T2,ダミー導体26a,26bとそれぞれ対向するように、絶縁層12cに実装される。第1入出力端子16aは、平面視で第1コイル端T1と重なるようにRFICチップ16の他方主面に配される。同様に、第2入出力端子16bは、平面視で第2コイル端T2と重なるようにRFICチップ16の他方主面に配される。
この結果、RFICチップ16は、第1入出力端子16aによって第1コイル端T1と接続され、第2入出力端子16bによって第2コイル端T2と接続される。
こうして構成されたRFICモジュール10の等価回路を図2に示す。インダクタL1は第1コイル部CIL1に対応し、インダクタL2は第2コイル部CIL2に対応する。また、インダクタL3は第3コイル部CIL3に対応し、インダクタL4は第4コイル部CIL4に対応する。給電回路18によるインピーダンス整合の特性は、インダクタL1〜L4の値によって規定される。
インダクタL1の一方端およびインダクタL2の一方端はそれぞれ、RFICチップ16に設けられた第1入出力端子16aおよび第2入出力端子16bに接続される。インダクタL1の他方端はインダクタL3の一方端に接続され、インダクタL2の他方端はインダクタL4の一方端に接続される。インダクタL3の他方端は、インダクタL4の他方端に接続される。第1端子電極14aはインダクタL1およびL3の接続点に接続され、第2端子電極14bはインダクタL2およびL4の接続点に接続される。
この等価回路から分かるように、第1コイル部CIL1,第2コイル部CIL2,第3コイル部CIL3および第4コイル部CIL4は、磁界が同相となるように巻回されかつ互いに直列接続される。したがって、磁界は、或る時点において図6に矢印で示す方向を向くように発生し、別の時点においてこの矢印とは反対の方向を向くように発生する。
また、図4(B)および図4(C)から分かるように、第1コイル部CIL1および第3コイル部CIL3はほぼ同一のループ形状でかつ同一の第1巻回軸を有し、第2コイル部CIL2および第4コイル部CIL4もほぼ同一のループ形状でかつ同一の第2巻回軸を有する。さらに、第1巻回軸および第2巻回軸は、RFICチップ16を挟む位置に配される。
つまり、第1コイル部CIL1および第3コイル部CIL3は磁気的かつ容量的に結合しており、第2コイル部CIL2および第4コイル部CIL4も磁気的かつ容量的に結合している。
以上の説明から分かるように、RFICチップ16は、第1入出力端子16aおよび第2入出力端子16bを有して多層基板12に内蔵される。また、給電回路18は、コイルパターン20a〜20cを含んで多層基板12に内蔵される。このうち、コイルパターン20aは第1入出力端子16aに接続された他方端(=第1コイル端T1)を有し、コイルパターン20bは第2入出力端子16bに接続された他方端(=第2コイル端T2)を有する。さらに、第1端子電極14aおよび第2端子電極14bは、多層基板12の一方主面に設けられ、コイルパターン20aの一方端(=第1位置P1)およびコイルパターン20bの一方端(=第2位置P2)にそれぞれ接続される。
また、第1コイル部CIL1は第1コイル端T1から第1位置P1までの区間に存在し、多層基板12の一方主面と交差する方向に第1巻回軸を有する。第2コイル部CIL2は第2コイル端T2から第2位置P2までの区間に存在し、多層基板12の一方主面と交差する方向に第2巻回軸を有する。第3コイル部CIL3は平面視で第1コイル部CIL1と重なるように配され、第4コイル部CIL4は平面視で第2コイル部CIL2と重なるように配される。さらに、第1コイル部CIL1,第3コイル部CIL3と第2コイル部CIL2,第4コイル部CIL4とは、多層基板12を平面視してRFICチップ16を挟む位置に配される。
インピーダンス整合のための給電回路18は多層基板12に内蔵されるところ、多層基板12にはRFICチップ16も内蔵され、第1コイル部CIL1,第3コイル部CIL3と第2コイル部CIL2,第4コイル部CIL4とは、多層基板12を平面視してRFICチップ16を挟む位置に配される。
RFICチップ16は半導体基板で構成されているため、第1コイル部CIL1,第2コイル部CIL2,第3コイル部CIL3および第4コイル部CIL4にとってRFICチップ16はグランドないしシールドとして機能し、第1コイル部CIL1および第2コイル部CIL2は磁気的にも容量的にも互いに結合し難くなり、第3コイル部CIL3および第4コイル部CIL4もまた磁気的にも容量的にも互いに結合し難くなる。これによって、通信信号の通過帯域が狭くなる懸念を軽減することができる。
[実施例2]
この実施例のRFICモジュール10が実装されたRFIDタグの一例を図7(A)および図7(B)に示す。このRFIDタグはダイポール型のRFIDタグであり、アンテナ素子30aは、アンテナ基材32aおよびこれに配されたアンテナ導体34a,34bからなる。
アンテナ基材32aは、PETを素材として可撓性を示す帯状の基材である。また、アンテナ導体34aおよび34bの各々は、アルミ箔または銅箔を素材として可撓性を示す帯状の導体である。ここで、アンテナ導体34aおよび34bは、共通の幅および長さを有する。ただし、アンテナ導体34aおよび34bの各々の幅はアンテナ基材32aの幅よりも小さく、アンテナ導体34aおよび34bの各々の長さはアンテナ基材32aの長さの半分に満たない。
アンテナ導体34aおよび34bは、アンテナ基材32aの表面(=Z軸方向の負側を向く面)に設けられる。具体的には、アンテナ導体34aは、アンテナ基材32aの長さ方向に沿って延びる姿勢で、アンテナ基材32aの表面のうちX軸方向における負側の領域に設けられる。同様に、アンテナ導体34bは、アンテナ基材32aの長さ方向に沿って延びる姿勢で、アンテナ基材32aの表面のうちX軸方向における正側の領域に設けられる。
さらに、アンテナ導体34aの一方端(=X軸方向における正側端部)とアンテナ導体34bの一方端(=X軸方向における負側端部)との間隔は、RFICモジュール10に設けられた第1端子電極14aおよび第2端子電極14bの間隔に合わせられる。
RFICモジュール10は、その一方主面がアンテナ基材32aの表面に対向する姿勢で、アンテナ基材32aの表面の中央位置に実装される。この結果、第1端子電極14aはアンテナ導体34aの一方端と接続され、第2端子電極14bはアンテナ導体34bの一方端と接続される。
なお、第1端子電極14aは導電性接合材36aによってアンテナ導体34aに固定され、第2端子電極14bは導電性接合材36bによってアンテナ導体34bに固定される(図9参照)。ただし、導電性接合材36aおよび36bの代わりに絶縁性の接合材を採用し、容量を介して接続するようにしてもよい。つまり、第1端子電極14aおよび第2端子電極14bは、電気的にアンテナ導体34aおよび34bと接続されればよい。
上述のように、多層基板12は、可撓性のポリイミドまたは液晶ポリマを素材とし、コイルパターン20a〜20c,第1端子電極14a,第2端子電極14bは、可撓性の銅箔を素材とする。これに対して、層間接続導体22a,22b,24a,24bはSnを素材とする硬質の導体であり、RFICチップ16の基板もまたシリコンを素材とする硬質の基板である。また、面積が大きな第1端子電極14aおよび第2端子電極14bでは、銅箔の可撓性が小さくなるし、さらにNi/AuやNi/Sn等のめっき膜を施すことで、その可撓性が失われる。
この結果、RFICモジュール10には、図8に示すようにリジッド領域およびフレキシブル領域が形成される。図8によれば、第1端子電極14a,第2端子電極14bおよびRFICチップ16の各々が配された領域がリジッド領域とされ、他の領域がフレキシブル領域とされる。特に、第1端子電極14aおよび第2端子電極14bの各々は平面視でRFICチップ16から離間した位置に設けられるため、第1端子電極14aおよび第2端子電極14bの各々とRFICチップ16との間にフレキシブル領域が形成される。なお、層間接続導体22a,22b,24a,24bは、リジッド領域に配される。
したがって、RFIDタグが曲面に貼り付けられると、RFICモジュール10はたとえば図9に示すように撓む。
図10を参照して、第1入出力端子16aおよび第2入出力端子16bの間には、RFICチップ16自身が持つ寄生容量(浮遊容量)Cpが存在し、RFICモジュール10では2つの共振が発生する。1つ目の共振はアンテナ導体34a〜34b、インダクタL3およびインダクタL4で構成される電流経路に生じる共振であり、2つ目の共振はインダクタL1〜L4および寄生容量Cpで構成される電流経路(電流ループ)に生じる共振である。この2つの共振は、各電流経路に共有されるインダクタL3〜L4によって結合され、2つの共振にそれぞれ対応する2つの電流I1およびI2は図10に示す要領で流れる。
また、1つ目の共振周波数および2つ目の共振周波数のいずれも、インダクタL3〜L4の影響を受ける。1つ目の共振周波数と2つ目の共振周波数との間には数10MHz(具体的には5〜50MHz程度)の差を生じさせている。これらの共振周波数特性は図11において曲線AおよびBで表現される。このような共振周波数を有する2つの共振を結合させることで、図11において曲線Cで示すような広帯域の共振周波数特性が得られる。
[実施例3]
この実施例のRFICモジュール10が実装されたRFIDタグの他の一例を図12に示す。このRFIDタグは、アンテナ基材32aの裏面(=Z軸方向の正側を向く面)にマグネット36が形成される点を除き、図7(A)〜図7(B)に示すRFIDタグと同じである。これによって、RFIDタグを金属製の物体に容易に貼り付けることができる。
[実施例4]
この実施例のRFICモジュール10が実装されたRFIDタグのその他の一例を図13(A)および図13(B)に示す。図13(A)および図13(B)によれば、アンテナ素子30cは、アンテナ基材32bおよびこれに配されたアンテナ導体34cからなる。上述と同様、アンテナ基材32bはPETを素材として可撓性を示す帯状の基材であり、アンテナ導体34cはアルミ箔または銅箔を素材として可撓性を示す帯状の導体である。
ただし、アンテナ導体34cをなす帯の長さ方向中央には、帯に沿って延びる長辺を有する長方形の貫通孔HL2が設けられ、さらに帯の外縁から貫通孔HL2に達する切り欠きCT1が設けられる。貫通孔HL2の長さはRFICモジュール10の長さを上回る一方、切り欠きCT1の長さはRFICモジュール10の長さを下回る。貫通孔HL2および切り欠きCT1を形成することで、貫通孔HL2の周りに存在する一部の導体は、インピーダンス整合のためのループ導体34lpとして機能する。
RFICモジュール10は、その一方主面がアンテナ基材32bの表面に対向する姿勢で、切り欠きCT1を覆う位置に実装される。この結果、第1端子電極14aはループ導体34lpの一方端と接続され、第2端子電極14bはループ導体34lpの他方端と接続される。
[実施例5]
この実施例のRFICモジュール10が実装されたRFIDタグのさらにその他の一例を図14に示す。図14によれば、アンテナ素子30dは、正方形のアンテナ基材32cとこれに配されたアンテナ導体34dからなる。アンテナ導体34dは、図13(A)〜図13(B)に示すアンテナ導体34cをループ状に結合してなる。この結果、アンテナ導体34dはループアンテナとして機能する。
[実施例6]
この実施例のRFICモジュール10が実装されたRFIDタグの他の一例を図15に示す。図15によれば、アンテナ素子30eは、正方形のアンテナ基材32cとこれに配されたアンテナ導体34eとからなる。アンテナ導体34eは、図7(A)〜図7(B)に示すアンテナ導体34aおよび34bをループ状に結合してなる。この結果、アンテナ導体34eもまたループアンテナとして機能する。
図14または図15に示すRFIDタグは、円筒状の物品40に図16に示す要領で貼り付けられる。物品40はたとえばPETボトルまたは点滴用の可撓性のパックであり、図16には図15に示すRFIDタグを貼り付けた状態を示す。ループアンテナの場合、ダイポールアンテナと違って開放端が存在しない。このため、アンテナ特性は、貼り付け対象である物品40の誘電率の影響を受け難い。
[実施例7]
RFICモジュール10をなす多層基板12の他の一例を図17(A)〜図17(C)に示す。図4(A)〜図4(C)に示す多層基板12との主な相違点は、第1コイル部CIL11および第2コイル部CIL21の各々の巻回方向、第3コイル部CIL31およびCIL41の各々の巻き数および巻回方向、第1コイル部CIL11の開口の中心と第1端子電極141aとの平面視での位置関係、ならびに第2コイル部CIL21の開口の中心と第2端子電極141bとの平面視での位置関係である。
図17(A)〜図17(C)によれば、多層基板12は、積層された3つのシート状の絶縁層121a〜121cによって形成される。このうち、絶縁層121aは上位層をなし、絶縁層121bは中位層をなし、絶縁層121cは下位層をなす。
絶縁層121aの一方主面には、第1端子電極141aおよび第2端子電極141bが形成される。第1端子電極141aはX軸方向の負側に配され、第2端子電極141bはX軸方向の正側に配される。
絶縁層121bの一方主面の中央位置には、他方主面に達する矩形の貫通孔HL11が形成される。ここで、貫通孔HL11のサイズはRFICチップ161のサイズに合わせられる。また、絶縁層121bの一方主面のうち貫通孔HL11の周辺には、可撓性の銅箔を素材として帯状に延びるコイルパターン201cが形成される。
コイルパターン201cの一方端は、平面視で第1端子電極141aと重なる位置に配され、Z軸方向に延びる層間接続導体221aによって第1端子電極141aと接続される。また、コイルパターン201cの他方端は、平面視で第2端子電極141bと重なる位置に配され、Z軸方向に延びる層間接続導体221bによって第2端子電極141bと接続される。なお、層間接続導体221a,221bおよび後述する層間接続導体241a,241bは、Snを主成分とする硬質の金属バルクである。
コイルパターン201cの一方端を始端としたとき、コイルパターン201cは、一方端の周りを時計回り方向に1回転してY軸方向における正側の端部付近まで延在し、その後にX軸方向の正側に延在する。コイルパターン201cは続いて、X軸方向における正側の端部付近をY軸方向における負側に屈曲し、他方端の周りを時計回り方向に1回転してから他方端に達する。
絶縁層121cの一方主面には、可撓性の銅箔を素材として帯状に延びるコイルパターン201aおよび201bが形成される。絶縁層121bおよび121cを平面視したとき、コイルパターン201aの一方端は、コイルパターン201cの一方端よりもY軸方向やや正側の位置に配され、コイルパターン201aの他方端(=第1コイル端T11)は、貫通孔HL11が描く矩形の内側のうちX軸方向の負側の位置に配される。
また、コイルパターン201bの一方端は、コイルパターン201cの他方端よりもY軸方向やや正側の位置に配され、コイルパターン201bの他方端(=第2コイル端T21)は、貫通孔HL11が描く矩形の内側のうちX軸方向の正側の位置に配される。なお、第1コイル端T11および第2コイル端T21のいずれも、絶縁層121cを平面視したとき、長辺がY軸方向に延びる長方形をなす。
コイルパターン201aの一方端を起点としたとき、コイルパターン201aは、一方端の周りを反時計回り方向に2.5回転し、その後にY軸方向における正側に屈曲して他方端に達する。同様に、コイルパターン201bの一方端を起点としたとき、コイルパターン201bは、一方端の周りを時計回り方向に2.5回転し、その後にY軸方向における正側に屈曲して他方端に達する。さらに、コイルパターン201aの一方端は、Z軸方向に延びる層間接続導体241aによってコイルパターン201cの一方端と接続され、コイルパターン201bの一方端は、Z軸方向に延びる層間接続導体241bによってコイルパターン201cの他方端と接続される。
給電回路18は、こうして配されたコイルパターン201a〜201cと層間接続導体241aおよび241bとによって形成される。ここでは、コイルパターン201aのうち第1コイル端T11を除く導体部分を“第1コイル部CIL11”と定義し、コイルパターン201bのうち第2コイル端T21を除く導体部分を“第2コイル部CIL21”と定義する。また、コイルパターン201cのうち貫通孔HL11よりもX軸方向における負側の導体部分を“第3コイル部CIL31”と定義し、コイルパターン201cのうち貫通孔HL11よりもX軸方向における正側の導体部分を“第4コイル部CIL41”と定義する。
なお、コイルパターン201aの一方端またはコイルパターン201cの一方端の位置が“第1位置P1”に対応し、コイルパターン201bの一方端またはコイルパターン201cの他方端の位置が“第2位置P2”に対応する。
RFICチップ161の他方主面には、第1入出力端子161aおよび第2入出力端子161bが設けられる。具体的には、第1入出力端子161aはX軸方向の負側に配され、第2入出力端子161bはX軸方向の正側に配される。RFICチップ161は、こうして配された第1入出力端子161aおよび第2入出力端子161bが第1コイル端T11および第2コイル端T21と接続されるように絶縁層121cの一方主面に実装される。
第1端子電極141aから第1コイル部CIL11までの距離は、第1端子電極141aから第3コイル部CIL31までの距離よりも長く、第2端子電極141bから第2コイル部CIL21までの距離は、第2端子電極141bから第4コイル部CIL41までの距離よりも長い。
これを踏まえて、この多層基板12では、第1コイル部CIL11の巻き数が第3コイル部CIL31の巻き数よりも多く、第2コイル部CIL21の巻き数が第4コイル部CIL41の巻き数よりも多い。換言すれば、第1コイル部CIL11のインダクタンス値は第3コイル部CIL31のインダクタンス値よりも大きく、第2コイル部CIL21のインダクタンス値は第4コイル部CIL41のインダクタンス値よりも大きい。
また、Z軸方向から眺めたとき、第1端子電極141aは第1コイル部CIL11および第3コイル部CIL31の各々の開口中心と重なっておらず、第2端子電極141bは第2コイル部CIL21および第4コイル部CIL41の各々の開口中心と重なっていない。
これによって、第1コイル部CIL11および第3コイル部CIL31による磁界の形成が第1端子電極141aによって妨げられる懸念が軽減され、同様に、第2コイル部CIL21および第4コイル部CIL41による磁界の形成が第2端子電極141bによって妨げられる懸念が軽減される。
なお、磁界の形成が妨げられる懸念は、第1コイル部CIL11および第3コイル部CIL31の各々の開口と第1端子電極141aとの重なりを完全に排除し、第2コイル部CIL21および第4コイル部CIL41の各々の開口と第2端子電極141bとの重なりを完全に排除することで、さらに軽減される。
[実施例8]
RFICモジュール10をなす多層基板12のその他の一例を図18(A)〜図18(C)に示す。図17(A)〜図17(C)に示す多層基板12との主な相違点は、第1コイル部CIL12および第2コイル部CIL22の各々の巻き数および開口面積,第3コイル部CIL32および第4コイル部CIL42の各々の開口面積,ならびに層間接続導体221a〜221b,241a〜241bの配置である。
図18(A)〜図18(C)によれば、多層基板12は、積層された3つのシート状の絶縁層122a〜122cによって形成される。このうち、絶縁層122aは上位層をなし、絶縁層122bは中位層をなし、絶縁層122cは下位層をなす。
絶縁層122aの一方主面には、第1端子電極142aおよび第2端子電極142bが形成される。第1端子電極142aはX軸方向の負側に配され、第2端子電極142bはX軸方向の正側に配される。
絶縁層122bの一方主面の中央位置には、他方主面に達する矩形の貫通孔HL12が形成される。ここで、貫通孔HL12のサイズはRFICチップ162のサイズに合わせられる。また、絶縁層122bの一方主面のうち貫通孔HL12の周辺には、可撓性の銅箔を素材として帯状に延びるコイルパターン202cが形成される。
コイルパターン202cの一方端は、平面視で第1端子電極142aと重なる位置に配され、Z軸方向に延びる層間接続導体222aによって第1端子電極142aと接続される。また、コイルパターン202cの他方端は、平面視で第2端子電極142bと重なる位置に配され、Z軸方向に延びる層間接続導体222bによって第2端子電極142bと接続される。なお、層間接続導体222a,222bおよび後述する層間接続導体242a,242bは、Snを主成分とする硬質の金属バルクである。
コイルパターン202cの一方端を始端としたとき、コイルパターン202cは、一方端の周りを時計回り方向に1回転してY軸方向における正側の端部付近まで延在し、その後にX軸方向の正側に延在する。コイルパターン202cは続いて、X軸方向における正側の端部付近をY軸方向における負側に屈曲し、他方端の周りを時計回り方向に1回転してから他方端に達する。
絶縁層122cの一方主面には、可撓性の銅箔を素材として帯状に延びるコイルパターン202aおよび202bが形成される。絶縁層122bおよび122cを平面視したとき、コイルパターン202aの一方端は、コイルパターン202cの一方端と重なる位置に配され、コイルパターン202aの他方端(=第1コイル端T12)は、貫通孔HL12が描く矩形の内側のうちX軸方向の負側の位置に配される。
また、コイルパターン202bの一方端は、コイルパターン202cの他方端と重なる位置に配され、コイルパターン202bの他方端(=第2コイル端T22)は、貫通孔HL12が描く矩形の内側のうちX軸方向の正側の位置に配される。なお、第1コイル端T12および第2コイル端T22のいずれも、絶縁層122cを平面視したとき、長辺がY軸方向に延びる長方形をなす。
コイルパターン202aの一方端を起点としたとき、コイルパターン201aは、一方端の周りを反時計回り方向に1.5回転し、その後にY軸方向における正側に屈曲して他方端に達する。同様に、コイルパターン202bの一方端を起点としたとき、コイルパターン202bは、一方端の周りを時計回り方向に1.5回転し、その後にY軸方向における正側に屈曲して他方端に達する。さらに、コイルパターン202aの一方端は、Z軸方向に延びる層間接続導体242aによってコイルパターン202cの一方端と接続され、コイルパターン202bの一方端は、Z軸方向に延びる層間接続導体242bによってコイルパターン202cの他方端と接続される。
給電回路18は、こうして配されたコイルパターン202a〜202cと層間接続導体242aおよび242bとによって形成される。ここでは、コイルパターン202aのうち第1コイル端T12を除く導体部分を“第1コイル部CIL12”と定義し、コイルパターン202bのうち第2コイル端T22を除く導体部分を“第2コイル部CIL22”と定義する。また、コイルパターン202cのうち貫通孔HL12よりもX軸方向における負側の導体部分を“第3コイル部CIL32”と定義し、コイルパターン202cのうち貫通孔HL12よりもX軸方向における正側の導体部分を“第4コイル部CIL42”と定義する。
なお、コイルパターン202aの一方端またはコイルパターン202cの一方端の位置が“第1位置P1”に対応し、コイルパターン202bの一方端またはコイルパターン202cの他方端の位置が“第2位置P2”に対応する。
RFICチップ162の他方主面には、第1入出力端子162aおよび第2入出力端子162bが設けられる。具体的には、第1入出力端子162aはX軸方向の負側に配され、第2入出力端子162bはX軸方向の正側に配される。RFICチップ162は、こうして配された第1入出力端子162aおよび第2入出力端子162bが第1コイル端T12および第2コイル端T22と接続されるように絶縁層122cの一方主面に実装される。
この多層基板12では、第3コイル部CIL32の開口面積および開口中心は第1コイル部CIL12の開口面積および開口中心とほぼ一致する。同様に、第4コイル部CIL42の開口面積および開口中心は第2コイル部CIL22の開口面積および開口中心とほぼ一致する。
さらに、Z軸方向から眺めたとき、第1コイル部CIL12の開口中心および第3コイル部CIL32の開口中心は第1端子電極142aと重なっておらず、同様に、第2コイル部CIL22の開口中心および第4コイル部CIL42の開口中心も第2端子電極142bと重なっていない。
この結果、第1コイル部CIL12および第3コイル部CIL32によって形成される磁界が安定し、同様に第2コイル部CIL22および第4コイル部CIL42によって形成される磁界が安定する。
[実施例9]
RFICモジュール10をなす多層基板12のさらにその他の一例を図19(A)〜図19(C)に示す。図17(A)〜図17(C)に示す多層基板12との主な相違点は、第3コイル部CIL32および第4コイル部CIL42の各々の開口面積である。
図17(A)〜図17(C)によれば、多層基板12は、積層された3つのシート状の絶縁層123a〜123cによって形成される。このうち、絶縁層123aは上位層をなし、絶縁層123bは中位層をなし、絶縁層123cは下位層をなす。
絶縁層123aの一方主面には、第1端子電極143aおよび第2端子電極143bが形成される。第1端子電極143aはX軸方向の負側に配され、第2端子電極143bはX軸方向の正側に配される。
絶縁層123bの一方主面の中央位置には、他方主面に達する矩形の貫通孔HL13が形成される。ここで、貫通孔HL13のサイズはRFICチップ163のサイズに合わせられる。また、絶縁層123bの一方主面のうち貫通孔HL13の周辺には、可撓性の銅箔を素材として帯状に延びるコイルパターン203cが形成される。
コイルパターン203cの一方端は、平面視で第1端子電極143aと重なる位置に配され、Z軸方向に延びる層間接続導体223aによって第1端子電極143aと接続される。また、コイルパターン203cの他方端は、平面視で第2端子電極143bと重なる位置に配され、Z軸方向に延びる層間接続導体223bによって第2端子電極143bと接続される。なお、層間接続導体223a,223bおよび後述する層間接続導体243a,243bは、Snを主成分とする硬質の金属バルクである。
コイルパターン203cの一方端を始端としたとき、コイルパターン203cは、一方端の周りを時計回り方向に1回転してY軸方向における正側の端部付近まで延在し、その後にX軸方向の正側に延在する。コイルパターン203cは続いて、X軸方向における正側の端部付近をY軸方向における負側に屈曲し、他方端の周りを時計回り方向に1回転してから他方端に達する。
絶縁層123cの一方主面には、可撓性の銅箔を素材として帯状に延びるコイルパターン203aおよび203bが形成される。絶縁層123bおよび123cを平面視したとき、コイルパターン203aの一方端は、コイルパターン203cの一方端よりもY軸方向やや正側の位置に配され、コイルパターン203aの他方端(=第1コイル端T13)は、貫通孔HL13が描く矩形の内側のうちX軸方向の負側の位置に配される。
また、コイルパターン203bの一方端は、コイルパターン203cの他方端よりもY軸方向やや正側の位置に配され、コイルパターン203bの他方端(=第2コイル端T23)は、貫通孔HL13が描く矩形の内側のうちX軸方向の正側の位置に配される。なお、第1コイル端T13および第2コイル端T23のいずれも、絶縁層123cを平面視したとき、長辺がY軸方向に延びる長方形をなす。
コイルパターン203aの一方端を起点としたとき、コイルパターン203aは、一方端の周りを反時計回り方向に2.5回転し、その後にY軸方向における正側に屈曲して他方端に達する。同様に、コイルパターン203bの一方端を起点としたとき、コイルパターン203bは、一方端の周りを時計回り方向に2.5回転し、その後にY軸方向における正側に屈曲して他方端に達する。さらに、コイルパターン203aの一方端は、Z軸方向に延びる層間接続導体243aによってコイルパターン203cの一方端と接続され、コイルパターン203bの一方端は、Z軸方向に延びる層間接続導体243bによってコイルパターン203cの他方端と接続される。
給電回路18は、こうして配されたコイルパターン203a〜203cと層間接続導体243aおよび243bとによって形成される。ここでは、コイルパターン203aのうち第1コイル端T13を除く導体部分を“第1コイル部CIL13”と定義し、コイルパターン203bのうち第2コイル端T23を除く導体部分を“第2コイル部CIL23”と定義する。また、コイルパターン203cのうち貫通孔HL13よりもX軸方向における負側の導体部分を“第3コイル部CIL33”と定義し、コイルパターン203cのうち貫通孔HL13よりもX軸方向における正側の導体部分を“第4コイル部CIL43”と定義する。
なお、コイルパターン203aの一方端またはコイルパターン203cの一方端の位置が“第1位置P1”に対応し、コイルパターン203bの一方端またはコイルパターン203cの他方端の位置が“第2位置P2”に対応する。
RFICチップ163の他方主面には、第1入出力端子163aおよび第2入出力端子163bが設けられる。具体的には、第1入出力端子163aはX軸方向の負側に配され、第2入出力端子163bはX軸方向の正側に配される。RFICチップ163は、こうして配された第1入出力端子163aおよび第2入出力端子163bが第1コイル端T13および第2コイル端T23と接続されるように絶縁層123cの一方主面に実装される。
図17(A)〜図17(C)に示す多層基板12と比較すると、この多層基板12においても、第1コイル部CIL13のインダクタンス値は第3コイル部CIL33のインダクタンス値よりも大きく、第2コイル部CIL23のインダクタンス値は第4コイル部CIL43のインダクタンス値よりも大きい。
また、Z軸方向から眺めたとき、第1コイル部CIL13の開口中心および第3コイル部CIL33の開口中心は第1端子電極143aと重なっておらず、同様に、第2コイル部CIL23の開口中心および第4コイル部CIL43の開口中心も第2端子電極143bと重なっていない。
ただし、第3コイル部CIL33の開口面積は図17(B)に示す第3コイル部CIL31の開口面積よりも大きく、第4コイル部CIL43の開口面積は図17(B)に示す第4コイル部CIL41の開口面積よりも大きい。
したがって、第1コイル部CIL11および第3コイル部CIL31によって形成される磁界、ならびに第2コイル部CIL21および第4コイル部CIL41によって形成される磁界は、図17(A)〜図17(C)に示す多層基板12と比べて大きくなる。
[実施例10]
RFICモジュール10をなす多層基板12のその他の一例を図20(A)〜図20(C)に示す。図14(A)〜図14(C)に示す多層基板12との主な相違点は、第1コイル部CIL14および第2コイル部CIL24の各々の開口面積,第3コイル部CIL32および第4コイル部CIL42の各々の巻き数および開口面積,ならびに層間接続導体224a〜224b,244a〜244bの配置である。
図20(A)〜図20(C)によれば、多層基板12は、積層された3つのシート状の絶縁層124a〜124cによって形成される。このうち、絶縁層124aは上位層をなし、絶縁層124bは中位層をなし、絶縁層124cは下位層をなす。
絶縁層124aの一方主面には、第1端子電極144aおよび第2端子電極144bが形成される。第1端子電極144aはX軸方向の負側に配され、第2端子電極144bはX軸方向の正側に配される。
絶縁層124bの一方主面の中央位置には、他方主面に達する矩形の貫通孔HL14が形成される。ここで、貫通孔HL14のサイズはRFICチップ164のサイズに合わせられる。また、絶縁層124bの一方主面のうち貫通孔HL14の周辺には、可撓性の銅箔を素材として帯状に延びるコイルパターン204cが形成される。
コイルパターン204cの一方端は、平面視で第1端子電極144aと重なる位置に配され、Z軸方向に延びる層間接続導体224aによって第1端子電極144aと接続される。また、コイルパターン204cの他方端は、平面視で第2端子電極144bと重なる位置に配され、Z軸方向に延びる層間接続導体224bによって第2端子電極144bと接続される。なお、層間接続導体224a,224bおよび後述する層間接続導体244a,244bは、Snを主成分とする硬質の金属バルクである。
コイルパターン204cの一方端を始端としたとき、コイルパターン204cは、一方端の周りを時計回り方向に2回転してY軸方向における正側の端部付近まで延在し、その後にX軸方向の正側に延在する。コイルパターン204cは続いて、X軸方向における正側の端部付近をY軸方向における負側に屈曲し、他方端の周りを時計回り方向に2回転してから他方端に達する。
絶縁層124cの一方主面には、可撓性の銅箔を素材として帯状に延びるコイルパターン204aおよび204bが形成される。絶縁層124bおよび124cを平面視したとき、コイルパターン204aの一方端は、コイルパターン204cの一方端と重なる位置に配され、コイルパターン204aの他方端(=第1コイル端T14)は、貫通孔HL14が描く矩形の内側のうちX軸方向の負側の位置に配される。
また、コイルパターン204bの一方端は、コイルパターン204cの他方端と重なる位置に配され、コイルパターン204bの他方端(=第2コイル端T24)は、貫通孔HL14が描く矩形の内側のうちX軸方向の正側の位置に配される。なお、第1コイル端T14および第2コイル端T24のいずれも、絶縁層124cを平面視したとき、長辺がY軸方向に延びる長方形をなす。
コイルパターン204aの一方端を起点としたとき、コイルパターン201aは、一方端の周りを反時計回り方向に2.5回転し、その後にY軸方向における正側に屈曲して他方端に達する。同様に、コイルパターン204bの一方端を起点としたとき、コイルパターン204bは、一方端の周りを時計回り方向に2.5回転し、その後にY軸方向における正側に屈曲して他方端に達する。さらに、コイルパターン204aの一方端は、Z軸方向に延びる層間接続導体244aによってコイルパターン204cの一方端と接続され、コイルパターン204bの一方端は、Z軸方向に延びる層間接続導体244bによってコイルパターン204cの他方端と接続される。
給電回路18は、こうして配されたコイルパターン204a〜204cと層間接続導体244aおよび244bとによって形成される。ここでは、コイルパターン204aのうち第1コイル端T12を除く導体部分を“第1コイル部CIL14”と定義し、コイルパターン204bのうち第2コイル端T24を除く導体部分を“第2コイル部CIL24”と定義する。また、コイルパターン204cのうち貫通孔HL14よりもX軸方向における負側の導体部分を“第3コイル部CIL34”と定義し、コイルパターン204cのうち貫通孔HL14よりもX軸方向における正側の導体部分を“第4コイル部CIL44”と定義する。
なお、コイルパターン204aの一方端またはコイルパターン204cの一方端の位置が“第1位置P1”に対応し、コイルパターン204bの一方端またはコイルパターン204cの他方端の位置が“第2位置P2”に対応する。
RFICチップ164の他方主面には、第1入出力端子164aおよび第2入出力端子164bが設けられる。具体的には、第1入出力端子164aはX軸方向の負側に配され、第2入出力端子164bはX軸方向の正側に配される。RFICチップ164は、こうして配された第1入出力端子164aおよび第2入出力端子164bが第1コイル端T14および第2コイル端T24と接続されるように絶縁層124cの一方主面に実装される。
図17(A)〜図17(C)に示す多層基板12と比較すれば分かるように、第3コイル部CIL34の巻き数は第3コイル部CIL31の巻き数よりも多く、第4コイル部CIL44の巻き数は第4コイル部CIL41の巻き数よりも多い。
また、第1コイル部CIL14の開口面積は第1コイル部CIL11の開口面積よりも小さく、第2コイル部CIL24の開口面積は第2コイル部CIL21の開口面積よりも小さい。
さらに、Z軸方向から眺めたとき、第1コイル部CIL14の開口中心および第3コイル部CIL34の開口中心は第1端子電極142aと重なっておらず、第2コイル部CIL24および第4コイル部CIL44の開口中心の開口中心も第2端子電極142bと重なっていない。
この結果、第1コイル部CIL14および第3コイル部CIL34によって形成される磁界が安定し、同様に第2コイル部CIL24および第4コイル部CIL44によって形成される磁界が安定する。
[実施例11]
図21および図22を参照して、この実施例のRFICモジュール10´は、図4(A)に示す第1端子電極14a,第2端子電極14bと層間接続導体22a,22bとが省かれた点を除いて、図1に示すRFICモジュール10と同様であるため、同様の構成に関する重複した説明は省略する。
上述のように、インダクタL1およびL2は共振周波数に影響を与え、かつインダクタL1およびL2にそれぞれ対応する第1コイル部CIL1および第2コイル部CIL2はアンテナ素子として機能する。
そこで、RFICモジュール10´では、図7(A)〜図7(B)に示すアンテナ導体34aおよび34bとの接続のための2つの端子電極を省き、さらには第1コイル部CIL1,第3コイル部CIL3の接続点から延在させるべき層間接続導体、および第2コイル部CIL2,第4コイル部CIL4の接続点から延在させるべき層間接続導体も省いている。これによって、小型のRFIDタグが得られる。
なお、RFICモジュール10´は、図17(A)〜図17(C)に示す多層基板12から第1端子電極141a,第2端子電極141bと層間接続導体221a,221bとを省いたもので構成してもよく、図18(A)〜図18(C)に示す多層基板12から第1端子電極142a,第2端子電極142bと層間接続導体222a,222bとを省いたもので構成してもよく、図19(A)〜図19(C)に示す多層基板12から第1端子電極143a,第2端子電極143bと層間接続導体223a,223bとを省いたもので構成してもよく、さらには図20(A)〜図20(C)に示す多層基板12から第1端子電極144a,第2端子電極144bと層間接続導体224a,2214とを省いたもので構成してもよい。
参考までに、図17(A)〜図17(C)に示す多層基板12から第1端子電極141a,第2端子電極141bと層間接続導体221a,221bとを省いたものを図23(A)〜図23(C)に示す。
なお、上述した複数の実施例の構成は、矛盾しない範囲で適宜組み合わせることができることは言うまでもない。
10 …RFICモジュール
12 …多層基板(基板)
14a,141a〜144a …第1端子電極
14b,141b〜144b …第2端子電極
16a,161a〜164a …第1入出力端子
16b,161a〜164a …第2入出力端子
18 …給電回路
20 …コイル導体
20a〜20c,201a〜201c,202a〜202c,203a〜203c,204a〜204c …コイルパターン
CIL1,CIL11〜CIL14 …第1コイル部
CIL2,CIL21〜CIL24 …第2コイル部
CIL3,CIL31〜CIL34 …第3コイル部
CIL4,CIL41〜CIL44 …第4コイル部
30a〜30e …アンテナ素子

Claims (14)

  1. 可撓性の基板と、
    第1入出力端子および第2入出力端子を有して前記基板に搭載されたRFICチップと、
    前記第1入出力端子および前記第2入出力端子にそれぞれ接続された第1コイル端および第2コイル端を有するコイル導体を含む給電回路と、
    前記基板の主面に設けられかつ前記コイル導体に接続された第1端子電極および第2端子電極と、
    を備えるRFICモジュールであって、
    前記コイル導体は、前記基板の前記主面と交差する方向にそれぞれ巻回軸を有する第1コイル部および第2コイル部をそれぞれ有し、
    前記第1コイル部および前記第2コイル部は、前記基板を平面視して前記RFICチップを挟む位置かつ前記RFICチップと重ならない位置に配されており、
    前記第1端子電極および前記第2端子電極は、前記第1コイル部および前記第2コイル部にそれぞれ重なる位置に設けられている、RFICモジュール。
  2. 前記RFICチップは前記基板に内蔵されており、前記給電回路は前記基板の所定側面に直交する方向から眺めて前記RFICチップと重なる位置に配される、請求項1記載のRFICモジュール。
  3. 前記基板は前記主面が長方形をなす可撓性の基板であり、
    前記第1コイル部および前記第2コイル部は前記長方形を描く長辺の一方端側および他方端側にそれぞれ配される、請求項1または2記載のRFICモジュール。
  4. 前記第1端子電極および前記第2端子電極は、平面視で、前記第1コイル部および前記第2コイル部のうち、前記RFICチップから遠い方の部分に部分的に重ねられている、請求項1ないし3のいずれかに記載のRFICモジュール。
  5. 前記第1コイル部および前記第2コイル部は、各コイル部に生じる磁界が同相となるように、接続・巻回されている、請求項1ないし4のいずれかに記載のRFICモジュール。
  6. 前記基板を平面視して、前記第1端子電極は前記第1コイル部のコイル開口の中心とは重ならないように配置されており、前記第2端子電極は前記第2コイル部のコイル開口の中心とは重ならないように配置されている、請求項1ないし5のいずれかに記載のRFICモジュール。
  7. 前記第1端子電極は前記コイル導体の第1位置、前記第2端子電極は前記コイル導体の第2位置にそれぞれ接続されており、
    前記コイル導体は、前記第1位置および前記第2位置の間に直列的に接続され、かつ前記基板を平面視して前記第1コイル部および前記第2コイル部とそれぞれ重なる第3コイル部および第4コイル部をさらに含む、請求項1ないし6のいずれかに記載のRFICモジュール。
  8. 前記給電回路は、前記基板を平面視して前記第1端子電極と重なる位置で前記基板の厚み方向に延在して前記第1コイル部および前記第3コイル部を直列接続する第1接続導体、および前記基板を平面視して前記第2端子電極と重なる位置で前記基板の厚み方向に延在して前記第2コイル部および前記第4コイル部を直列接続する第2接続導体をさらに含む、請求項7記載のRFICモジュール。
  9. 前記第1コイル部、前記第2コイル部、前記第3コイル部および前記第4コイル部は、前記コイル導体に生じる磁界が前記第1コイル部、前記第2コイル部、前記第3コイル部および前記第4コイル部の間で同相となるように、巻回かつ接続されている、請求項7または8記載のRFICモジュール。
  10. 前記第3コイル部および前記第4コイル部は前記第1および第2端子電極が形成された層に隣接した層に設けられており、前記第1コイル部および前記第2コイル部は前記第3コイル部および前記第4コイル部が設けられた前記層に隣接した層であって、前記第1および第2端子電極が形成された層とは反対側の層に設けられている、請求項7ないし9のいずれかに記載のRFICモジュール。
  11. 前記第1コイル部および前記第2コイル部のインダクタンス値は、前記第3コイル部および前記第4コイル部のインダクタンス値よりもそれぞれ大きい、請求項7ないし10のいずれかに記載のRFICモジュール。
  12. RFICモジュールと、前記RFICモジュールに接続されたアンテナ素子と、を有するRFIDタグであって、
    前記RFICモジュールは、
    可撓性の基板と、
    第1入出力端子および第2入出力端子を有して前記基板に搭載されたRFICチップと、
    前記第1入出力端子および前記第2入出力端子にそれぞれ接続された第1コイル端および第2コイル端を有するコイル導体を含む給電回路と、
    前記基板の主面に設けられかつ前記コイル導体に接続された第1端子電極および第2端子電極と、
    を備えるRFICモジュールであって、
    前記コイル導体は、前記基板の前記主面と交差する方向にそれぞれ巻回軸を有する第1コイル部および第2コイル部をそれぞれ有し、
    前記第1コイル部および前記第2コイル部は、前記基板を平面視して前記RFICチップを挟む位置かつ前記RFICチップと重ならない位置に配されており、
    前記第1端子電極および前記第2端子電極は、前記第1コイル部および前記第2コイル部にそれぞれ重なる位置に設けられている、RFICモジュール。
  13. 前記アンテナ素子は、一端が前記第1端子電極に接続された第1アンテナ部、一端が前記第2端子電極に接続された第2アンテナ部を有したダイポール型アンテナ素子である、請求項12に記載のRFIDタグ。
  14. 前記アンテナ素子は、一端が前記第1端子電極、他端が前記第2端子電極にそれぞれ接続されたループ型アンテナ素子である、請求項12に記載のRFIDタグ。
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