JP2019008596A - 配線基板およびｒｆｉｄタグ - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＣ共振回路を備える、小型の配線基板およびＲＦＩＤタグを提供する。【解決手段】配線基板は、複数の誘電体層１ａ、１ｃが積層された誘電体基板１と、誘電体基板１の内部の互いに異なる誘電体層間に設けられた、巻線状の３つ以上の複数のインダクタ導体２（２Ｌ、２Ｃ）とを備えている。複数のインダクタ導体２は、互いに直列に接続されてコイル形状をなしており、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２ｃは誘電体層１ｃを挟んで対向している。ＲＦＩＤタグ１００は、上記配線基板と、配線基板に搭載されたＲＦＩＤ用ＩＣ２０とを備えている。【選択図】図２

Description

本開示は、配線基板およびＲＦＩＤタグに関するものである。

近年、電子マネー用のＩＣカードや在庫管理用のタグとして、ＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）システムを用いた非接触型の情報通信手段が広く使われるようになってきている。例えば、ＲＦＩＤシステムとしてはＵＨＦ帯の周波数を用いた電磁誘導式のものがあり、このＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯のＲＦＩＤタグとして、アンテナ機能を有する配線基板上にＲＦＩＤ用ＩＣ（Integrated Circuit）が搭載されたものがある。ＲＦＩＤ用ＩＣに送受される情報は、外部機器との間で無線（ＲＦ）通信によって行なわれる。アンテナ機能を有する配線基板としては、共振回路を内蔵する配線基板が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。共振回路としてはいわゆるＬＣ共振回路が用いられ、配線基板の内部にインダクタンス（Ｌ）用のインダクタパターン、キャバシタンス（Ｃ）用のコンデンサパターンが配置されている。

国際公開第２００７/０８３５７４号

従来の配線基板においては、インダクタパターンとコンデンサパターンとを別々に設け、平面透視でこれらが重ならないように配置する場合が多かった。この場合には、配線基板が大型化しやすくなる。また、インダクタパターンは、その周りに発生する磁界を利用して、ＲＦＩＤ用ＩＣと接続したり、配線基板に取り付けてアンテナ特性を高まるための放射板と接続したりする場合もある。この場合に、コイル状のインダクタパターンの巻回中心部とコンデンサパターンとが重なっていると、磁界がコンデンサパターンによって遮られて、ＩＣや放射板との接続性が低下してＲＦＩＤ用基板としての特性が低下しまう。たとえ、インダクタパターンとコンデンサパターンとの重なりを小さくしても、重なる方向すなわち配線基板の厚み方向において大型化してしまうものであった。

本開示の配線基板は、複数の誘電体層が積層された誘電体基板と、該誘電体基板の内部の互いに異なる誘電体層間に設けられた、３つ以上の巻線状のインダクタ導体とを備えており、複数の前記インダクタ導体は互いに直列に接続されてコイル形状をなしており、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体は前記誘電体層を挟んで対向している。

本開示のＲＦＩＤタグは、上記構成の配線基板と、該配線基板に搭載されたＲＦＩＤ用ＩＣと、を備えている。

本開示の１つの態様の配線基板によれば、上記構成であることから、インダクタ導体の両端部の間でコンデンサが形成されるので、インダクタ導体とは別にコンデンサパターンを設ける必要がない。また、コンデンサパターンはインダクタ導体で形成されているので、コンデンサパターンよってインダクタパターンによる磁界を遮ることがない。そのため、小型でＲＦＩＤ用としての特性に優れた配線基板を提供することができる。

本開示のＲＦＩＤタグによれば、上記構成の配線基板を用いていることから、小型で通信特性等に優れたＲＦＩＤタグとなる。

（ａ）はＲＦＩＤタグの一例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 図１に示すＲＦＩＤタグの分解斜視図である。 ＲＦＩＤタグの他の例を示す分解斜視図である。 ＲＦＩＤタグの他の例を示す分解斜視図である。 ＲＦＩＤタグの他の例を示す分解斜視図である。 ＲＦＩＤタグの他の例を示す分解斜視図である。 （ａ）はＲＦＩＤタグの他の例を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

配線基板およびＲＦＩＤタグについて、添付の図面を参照して説明する。

図１（ａ）は、配線基板およびＲＦＩＤタグの一例を示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。また、図２は図１に示すＲＦＩＤタグの分解斜視図である。図３〜図６は配線基板およびＲＦＩＤタグの他の例を示す分解斜視図である。図７（ａ）はＲＦＩＤタグの他の例を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。

ＲＦＩＤタグ１００は、図１〜図７に示す例のように、配線基板１０と、配線基板１０に搭載されたＲＦＩＤ用ＩＣ２０とを含んでいる。

そして、配線基板１０は、複数の誘電体層１ａ，１ｃが積層された誘電体基板１と、該誘電体基板１の内部の互いに異なる誘電体層間に設けられた、巻線状の３つ以上の複数のインダクタ導体２（２Ｌ，２Ｃ）とを備えており、複数の前記インダクタ導体２は互いに直列に接続されてコイル形状をなしており、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２ｃは誘電体層１ｃを挟んで対向している。

このような配線基板１０は、ＬＣ共振回路を内蔵するアンテナ基板であり、ＲＦＩＤ用ＩＣ２０を搭載することでＲＦＩＤタグ１００として機能する。ＬＣ共振回路を構成するＬ（インダクタ）は、複数のインダクタ導体２によって形成される。また、ＬＣ共振回路を構成するＣ（コンデンサ）は、インダクタ導体２と誘電体層１ｃとによって形成される。これにより、配線基板１０内にＬとＣが並列に接続されたＬＣ共振回路が構成されている。このとき、直列に接続された複数のインダクタ導体２の両端に位置する２つのインダクタ導体２ｃとこれらに挟まれた誘電体層１ｃとでコンデンサが形成される。そのため、インダクタ導体２とは別にコンデンサパターンを設ける必要がない。また、コンデンサパターンは巻線状のインダクタ導体２ｃで形成されており、インダクタパターンの巻回中心とコンデンサパターンの巻回中心とは同軸であるので、コンデンサパターンよってインダクタパターンによる磁界を遮ることがない。そのため、小型でＲＦＩＤ用としての特性に優れた配線基板を提供することができる。また、インダクタとコンデンサとが一体になっており、これらの間を接続する配線等を設ける必要がないので、損失が小さく、小電力で動作するＲＦＩＤタグに適したものとなる。両端のコイル導体が対向していない、通常のスパイラル状のコイル導体であっても、コイル導体間の浮遊容量でＣは形成されるが、それでは容量が小さいので、所望の共振周波数を得るのが難しく、大型化しやすくなってしまう。上記構成では、両端のインダクタ導体２ｃは誘電体層１ｃを挟んで対向しているので、十分な容量を得ることができる。なお、図１〜図７においては、直列接続の両端に位
置し、コンデンサパターンを形成するインダクタ導体には符号２Ｃを付し、それ以外のインダクタ導体には符号２Ｌを付している。また、両端のインダクタ導体２Ｃに挟まれ、両端のインダクタ導体２Ｃとともにコンデンサパターンを形成する誘電体層には符号１Ｃを付し、それ以外の誘電体層には符号１ａを付している。

上記のような構成を得るためには、インダクタ導体２は３つ以上必要である。所定の共振周波数のＬＣ共振回路を形成するために、インダクタ導体２の数、寸法、形状等を調整することができる。図１および図２に示す例の配線基板１０においては、３つのインダクタ導体２を備えており、それぞれのインダクタ導体２の巻数は２巻（２ターン）である。これに対して、図３〜図６に示す例の配線基板１０においては、４つのインダクタ導体２を備えており、それぞれのインダクタ導体２の巻数は約１巻（１ターン）である。インダクタ導体２は、誘電体層１ａ，１ｃ間において巻線状であり、巻回軸は誘電体基板１の第１面１１および第２面１２に対して垂直である。インダクタ導体２をこのような巻線状とすることで、インダクタ導体２の長さが長くても配線基板１０を小型にすることができる。インダクタンスはインダクタ導体２の長さによって調整することができるので、１つのインダクタ導体２は必ずしも１巻以上である必要はなく、Ｃ字型あるいはＬ字型等のような１巻未満であってもよい。また、複数のインダクタ導体２は、異なる誘電体層１ａ，１ｃ間に配置され、互いに直列に接続されてコイル形状をなしている。そのため、インダクタ導体２の１つ１つは１巻程度であっても、３巻程度以上のコイルとすることができる。

インダクタ導体２は、図５および図６に示す例のように、誘電体層１ａ，１ｃの外縁に沿った巻線状で、かつ巻線を１巻未満とすることができる。このようにすると、誘電体基板１内においてインダクタ導体２の内寸を大きいものとすることができ、Ｑ値を大きくできるので、低損失となり、配線基板１０に搭載するＲＦＩＤ用ＩＣへの給電あるいは外部（リーダライタ等）との通信における損失が小さくなる。また、損失が小さいので小電力でＲＦＩＤタグを動作させることができる。

複数のインダクタ導体２は、誘電体層１ａ，１ｃを貫通する貫通導体２Ｖによって互いに直列に接続されている。図２に示す例では、誘電体基板１の第１面１１に最も近い（１番目に近い）インダクタ導体２（２１）の一端（巻回の内側の端）は、第１面１１に２番目に近いインダクタ導体２（２２）の一端（巻回の内側の端）に貫通導体２Ｖで接続されている。また、誘電体基板１の第１面１１に最も近いインダクタ導体２（２１）の他端（巻回の外側の端）は、第１面１１から最も離れた（第１面１１に３番目に近い）インダクタ導体２（２３）の一端（巻回の外側の端）に貫通導体２Ｖで接続されている。第１面１１に２番目に近いインダクタ導体２２と第１面１１に３番目に近いインダクタ導体２３とは貫通導体２Ｖで接続されていない。これにより、３つのインダクタ導体２が直列に接続されている。このとき、直列接続の端に位置するインダクタ導体２Ｃは、第１面１１に２番目に近いインダクタ導体２２と第１面１１に３番目に近いインダクタ導体２３である。

図３に示す例は、インダクタ導体２の数が４つである点で図２に示す例と異なるが、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃは、図２に示す例と同様に、第１面１１から最も離れた位置に配置されている。図４に示す例は、インダクタ導体２の数、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃの配置は図３に示す例と同じであるが、４つのインダクタ導体２の直列接続の順序が異なっている。インダクタ導体２を、誘電体基板１の第１面１１に近い側から順に、１番目（のインダクタ導体２１）、２番目（のインダクタ導体２２）、３番目（のインダクタ導体２３）、４番目（のインダクタ導体２４）とすると、図３に示す例では、３番目−１番目−２番目−４番目の順で直列に接続されている。これに対して、図４に示す例では、３番目−２番目−１番目−４番目の順で直列に接続されている。図５に示す例は、図４に示す例のインダクタ導体２の配置を誘電体層１ａ，１ｃの積層方向で逆にしたような例であり、直列接続の両端に位置する２つのイン
ダクタ導体２Ｃは、第１面１１に最も近い位置に配置されている。１番目−４番目−３番目−２番目の順で直列に接続され、１番目のインダクタ導体２１と２番目のインダクタ導体２２が両端に位置するインダクタ導体２Ｃである。図６に示す例は、２番目−１番目−４番目−３番目の順で直列に接続されており、直列接続の両端に位置するインダクタ導体２Ｃは２番目のインダクタ導体２２と３番目のインダクタ導体２３である。そのため、直列接続における両端に位置するインダクタ導体２Ｃは、複数のインダクタ導体２の並びの中央に位置している。

また、ＬＣ共振回路のＣ(容量)は、誘電体層１ｃの厚みおよび比誘電率によっても調整することができる。図５に示す例のように、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃ間の誘電体層１ｃは、他の誘電体層１ａと厚みが異なるものであってもよい。このようにすると、インダクタ導体２の幅を変えることなく、ＬＣ共振回路の容量を調整して共振周波数を調整することができる。また、重なり面積を調整して容量を調整するためにインダクタ導体２の幅や長さを変えると、インダクタンスも変わってしまうが、誘電体層１ｃの厚みを変えると、ほぼ容量だけの調整ができるので設計が容易となる。上述したように、誘電体層１ｃの比誘電率を異ならせることもできるが、例えば誘電体層１ａ，１ｃがセラミックである場合には、厚みを異ならせて同一材料とする方が、両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃ間の誘電体層１ｃと他の誘電体層１ａとの同時焼成が容易で、他の誘電体層１ａとの接合性も良好であるのでよい。厚みを薄くすることで容量を大きくできるので、容量を大きくするためにインダクタ導体２Ｃの幅を大きくしてインダクタンスが小さくなるということがない。インダクタ導体２Ｃの幅が大きくなってインダクタンスが低下する分だけインダクタ導体２を長くするために、インダクタン導体２（および誘電体層１ａ）の数を増やす、インダクタ導体２の巻を大きくするということをしなくてもよいので、小型の配線基板１０とすることができる。これとは逆に、容量を小さくするためにインダクタ導体２Ｃの幅を小さくしないので、インダクタンスが大きくなることがない。インダクタンスが大きくなりすぎないようにするために、他のインダクタ導体２Ｌの長さを短くして（または幅を大きくして）内寸を小さくする、あるいはインダクタ導体２の内寸を変えずに幅を大きくする必要がないので、Ｑ値が低下して特性が低下してしまう、あるいは配線基板１０が大型化してしまうということがない。

本開示の配線基板１０においては、直列に接続されたインダクタ導体２のうち、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃを対向させることで容量を形成している。言い換えれば、平面透視において誘電体層１ｃを挟んで２つのインダクタ導体２Ｃが重なっている。２つのインダクタ導体２Ｃが重なる面積によって容量値が決まる。ここで、図３〜図５に示す配線基板１０のように、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃは、一方のインダクタ導体２Ｃの幅が他方のインダクタ導体２Ｃの幅より大きいものとすることができる。このような構成であると、２つのインダクタ導体２Ｃの間において位置ずれが生じたとしても、２つのインダクタ導体２Ｃが重なる面積の変動が少ないのでこれらの間に形成される容量値の変動が少なく、共振周波数の変動が少ないものとなる。

図２および図５に示す例の配線基板１０においては、直列接続の両端に位置するインダクタ導体２Ｃにおける、他のインダクタ導体２Ｌと接続されていない端部は、貫通導体２Ｖによって誘電体基板１の第１面１１に設けられた電極３に接続されている。この電極３はＲＦＩＤ用ＩＣ２０の電極（不図示）に接続されるものである。この貫通導体２Ｖおよび電極３を介して、配線基板１０とＲＦＩＤ用ＩＣ２０との間で給電またはおよび情報の送受が行なわれる。一方、図３および図６に示す例の配線基板１０においては、このような貫通導体２Ｖおよび電極３を備えていない。この例の場合には、例えば、ＲＦＩＤ用ＩＣ２０がコイル等を内蔵するものであり、配線基板１０とＲＦＩＤ用ＩＣ２０との間における給電および情報の送受は、それぞれのコイルに発生する磁束による磁気結合で行なわれる。

図５に示す例の配線基板１０においては、誘電体基板１の第１面１１にＲＦＩＤ用ＩＣに接続される電極３を備える搭載部１１ａが設けられており、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃは、複数のインダクタ導体２の中で第１面１１に最も近い位置に配置され、貫通導体２Ｖおよび第１面１１に設けられた配線３ａを介して電極３に接続されている。すなわち、インダクタ導体２Ｌ（で形成されるコイル）とＲＦＩＤ用ＩＣ２０とが電極３を介して接続される場合には、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃは、複数のインダクタ導体２の中で第１面１１に最も近い位置に配置することができる。このような構成であると、インダクタ導体２ＣとＲＦＩＤ用ＩＣ２０との接続のための配線長、より具体的には貫通導体２Ｖの長さが短いものとなるので、これらの間における損失が小さいものとなる。そのため、ＲＦＩＤ用ＩＣへの給電あるいは外部（リーダライタ等）との通信における損失が小さくなり、小電力で動作するＲＦＩＤタグに適した配線基板１０となる。

ここで、図１〜図６に示す例のように、ＲＦＩＤタグ１００は、配線基板１０と、配線基板１０のＲＦＩＤ用ＩＣ２０の搭載領域２０ａに搭載されているＲＦＩＤ用ＩＣ２０とを備えていればよい。このようなＲＦＩＤタグ１００においては、ＲＦＩＤ用ＩＣ２０内の回路および配線基板１０内のＬＣ共振回路による共振周波数が、外部との通信に用いられる電波の周波数となる。これに対して、ＲＦＩＤタグ１００の他の形態として、図７に示す例のように、さらに放射板３０を備えるものであってもよい。放射板３０は、例えばアンテナパターン形状の金属板（膜）を含むものであり、配線基板１０が放射板３０に接続されることで、アンテナとしての利得が大きくなり、外部（リーダライタ等）との通信特性が向上する。このときの、配線基板１０と放射板３０との接続は、貫通導体２Ｖおよび誘電体基板１の第２面１２に設けた金属層を介して行なうこともできるし、配線基板１０のコイルに発生する磁束による磁気結合で行なうこともできる。図７では後者の例を示している。このように、放射板３０を設ける場合は、ＲＦＩＤ用ＩＣ２０内の回路、配線基板１０内のＬＣ共振回路および放射板３０のアンテナパターンによる共振周波数が、外部との通信に用いられる電波の周波数となる。

図７に示す例のＲＦＩＤタグ１００は、図５に示す例の配線基板１０における誘電体基板１の第２面１２に樹脂接着剤等の接合材３１によって放射板３０が接合されたものである。そして、配線基板１０（の共振回路）と放射板３０とは磁気的に結合されている。図５および図７に示す例のように、配線基板１０は、誘電体基板１の第１面１１にＲＦＩＤ用ＩＣが搭載される搭載部１１ａが設けられており、誘電体基板１の第１面１１とは反対側の第２面１２に最も近い位置にあるインダクタ導体２Ｌ（２４）は、第２面１２に２番目に近い位置にあるインダクタ導体２Ｌ（２３）より巻回の内寸が大きいものとすることができる。このような構成であると、配線基板１０内に設けられた複数のインダクタ導体２で構成されるコイルは、その内寸が第２面１２側で大きいものとなる。そのため、このようなコイルに発生する磁束は、コイルの内部から第２面１２に向かうにつれて広がりやすくなる。よって、このような配線基板１０は、第２面１２に放射板３０設けた場合に、放射板３０との磁気結合が良好になり、放射板３０への信号の伝達効率が向上するので、通信特性に優れたＲＦＩＤタグ１００を得ることができる。これは、放射板３０を備えていない図５に示す例のようなＲＦＩＤタグ１００を金属製の物品に貼り付け、この物品をアンテナ代わりにする場合にも同様の効果を得ることができる。また、第２面１２に最も近い位置にあるインダクタ導体２Ｌ（２４）と、第２面１２に２番目に近い位置にあるインダクタ導体２Ｌ（２３）との間だけでなく、複数のインダクタ導体２において第１面１１側から第２面１２側にかけて順に内寸が大きくなるものであってもよい。このようにすると、コイルの内部から第２面１２に向かうにつれて、磁束がよりスムーズに広がりやすくなる。この場合であっても、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃは、誘電体層１ｃを挟んで対向して平面透視で重なる部分を有する。例えば、２つのインダク
タ導体２Ｃのうち、第２面１２側のインダクタ導体２Ｃの内寸が、第１面１１側のインダクタ導体２Ｃの内寸より大きく、第１面１１側のインダクタ導体２Ｃの外寸より小さいものとすることができる。あるいは、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃの内寸は同じものとして、これらに対して、第１面１１側に位置するインダクタ導体２Ｌの内寸を小さく、第２面１２側に位置するインダクタ導体２Ｌの内寸を大きくすることで、全体として第１面１１側から第２面１２側にかけて内寸が大きくなるようにすることもできる。

図５および図７に示す例の配線基板１０においては、第１面１１に最も近い位置にあるインダクタ導体２Ｃ（２１）が、第１面１１に２番目に近い位置にあるインダクタ導体２Ｃ（２２）より幅広である。これによって、第１面１１に最も近い位置にあるインダクタ導体２Ｃ（２１）の内寸が最も小さく、第１面１１に２番目に近い位置にあるインダクタ導体２Ｃ（２２）および第１面１１に３番目に近い位置にあるインダクタ導体２Ｃ（２３）の内寸が次に小さく、第１面１１に４番目に近い位置にある（第２面１２に最も近い位置にある）インダクタ導体２Ｌ（２４）の内寸が最も大きいものとなっている。これにより、コイルの内部から第２面１２に向かうにつれて、磁束がよりスムーズに広がりやすくなる。誘電体基板１の第１面１１にＲＦＩＤ用ＩＣに接続される電極３を備える搭載部１１ａが設けられている場合に、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体２Ｃが、複数のインダクタ導体２の中で第１面１１に最も近い位置に配置されていることによる効果を説明したが、インダクタ導体２が電極３に接続されていない場合であっても、第１面１１に最も近い位置にあるインダクタ導体２Ｃ（２１）を幅広にすることで、上記のような効果を奏するものとなることがわかる。

誘電体基板１は、配線基板１０の基本的な構造部分であり、配線基板１０としての機械的な強度の確保、およびインダクタ導体２および電極３等の複数の導体間の絶縁性の確保等の機能を有している。誘電体基板１は、例えば上から見たときに（平面視において）正方形状または長方形状等の四角形状で、平板状である。誘電体基板１の寸法は、例えば、四角形の一辺の長さが２ｍｍ〜４０ｍｍで、厚みが０．３ｍｍ〜３ｍｍである。

誘電体基板１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体、ガラスセラミック焼結体、ムライト質焼結体または窒化アルミニウム質焼結体等のセラミック材料、あるいは樹脂材料の誘電体材料からなる、複数の誘電体層１ａ，１ｃが積層されて形成されている。図１〜図７に示す例では誘電体層は４層または５層であるが、誘電体層１ａ，１ｃの層数はこれらに限られるものではない。所定の共振周波数を得るために必要なインダクタ導体２の数等に応じて適宜変更可能である。

誘電体基板１は、例えばガラスセラミック焼結体からなる場合であれば、次のようにして製作することができる。まず、ガラス成分となる酸化ケイ素、酸化ホウ素およびフィラー成分となる酸化アルミニウム等の粉末を主成分とする原料粉末を、有機溶剤、バインダと混練してスラリーとするとともに、このスラリーをドクターブレード法またはリップコータ法等の成形方法でシート状に成形して誘電体基板１の誘電体層１ａ，１ｃとなるセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートともいう）を作製する。次に、複数のグリーンシートを積層して積層体を作製する。その後、この積層体を約900〜1000℃程度の温
度で焼成することによって誘電体基板１を製作することができる。

誘電体基板１を含む配線基板１０は、このような配線基板１０となる複数の配線基板領域が母基板に配列された多数個取り配線基板として製作することもできる。複数の配線基板領域を含む母基板を、配線基板領域毎に分割して複数の配線基板１０をより効率よく製作することもできる。この場合には、母基板のうち配線基板領域の境界に沿って分割用の溝が設けられていてもよい。

誘電体基板１の第１面１１には、ＲＦＩＤ用ＩＣ２０が搭載される搭載部１１ａが設けられている。図２〜図６に示す例において、搭載部１１ａは、誘電体基板１１の第１面１１における二点鎖線で囲った部分である。ＲＦＩＤ用ＩＣ２０の電極と配線基板１０の回路（インダクタ導体２）とを電気的に接続する場合には、搭載部１１ａに電極３が設けられる。電極３とインダクタ導体２とは、例えば、第１面１１に設けられた配線３ａおよび誘電体基板１を貫通する貫通導体２Ｖを介して電気的に接続される。

誘電体基板１の第１面１１に、さらに枠状の誘電体層１ａが設けられていてもよい。枠の内側に搭載部１１ａが位置するように枠状の誘電体層１ａは設けられ、枠状の誘電体層と第１面１１とで囲まれた凹部を有する配線基板１０となる。凹部内にＲＦＩＤ用ＩＣ２０が収納されて配線基板１０に搭載されることとなるので、ＲＦＩＤ用ＩＣ２０が外部のものに接触して損傷する可能性が低減される。枠状の誘電体層は、例えば他の誘電体層と同様のセラミックグリーンシートに貫通孔を設けたものを最上層として上記の積層体を作製し、他の誘電体層と同時焼成によって形成することができる。

インダクタ導体２（２Ｌ，２Ｃ）、貫通導体２Ｖ，電極３、配線３ａ（以下、まとめて配線導体とも呼ぶ。）は、例えば、タングステン、モリブデン、マンガン、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケルまたはコバルト等の金属、またはこれらの金属を含む合金の金属材料を導体材料として主に含むものである。このような金属材料は、メタライズまたはめっき金属等の形態で誘電体基板１の内部および表面に設けられている。

貫通導体２Ｖ以外の配線導体は、例えば、銅のメタライズ層である場合には、銅の粉末を有機溶剤および有機バインダと混合して作製した金属ペーストを誘電体層となるグリーンシートの所定位置にスクリーン印刷法等の方法で印刷してグリーンシートとともに焼成する方法で形成することができる。また、貫通導体２Ｖは、上記の金属ペーストの印刷に先駆けてグリーンシートの所定の位置に貫通孔を設け、上記と同様の金属ペーストをこの貫通孔に充填しておくことで形成することができる。

また、配線導体のうち誘電体基板１の第１面１１に設けられるものは、メタライズ層で形成した場合はその露出表面に、電解めっき法または無電解めっき法等のめっき法でニッケルおよび金等のめっき層がさらに被着されていてもよい。この場合、前述したように多数個取り配線基板の形態で配線基板１０を製作する際に、複数の配線基板領域の配線導体を互いに電気的に接続させておけば、複数の配線基板１０の配線導体に一括してめっき層を被着させることもできる。

インダクタ導体２の形状や寸法は、配線基板１０に求められるアンテナ特性、通信周波数に応じて、また、誘電体層１ａ，１ｃの比誘電率および厚みによって、適宜設定することができる。

また、図示していないが、上述したように誘電体基板１の第２面１２に金属層を設けることができる。ＲＦＩＤタグ１００を金属製の物品に実装する際に、あるいは放射板３０を接合する際に、この金属層と物品あるいは放射板３０の金属板（膜）とをはんだ等で接合することがきる。この金属層は、上記の配線導体と同様にして誘電体基板１の第２面１２に設けることができる。その形状は、円形状、矩形状、環状、メッシュ状等、特に制限はない。

ＲＦＩＤタグ１００は、上記のような配線基板１０と、配線基板１０に搭載されたＲＦＩＤ用ＩＣ２０とを備えている。上記のような配線基板１０を備えていることから、小型で通信特性に優れたＲＦＩＤタグ１００となる。

ＲＦＩＤタグ１００は、各種の物品に実装されて用いられ、物品に関する各種の情報がＲＦＩＤ用ＩＣ２０に書きこまれている。この情報は、ＲＦＩＤタグ１００を含むＲＦＩＤシステムにおいてリーダライタとＲＦＩＤタグ１００との間で送受される情報に応じて、随時書き換えが可能になっている。これによって、物品に関する各種の情報が随時更新される。また、ＲＦＩＤ用ＩＣ２０は、上述したように、内部にコイルを内蔵しているものであってもよいし、コイルを内蔵していないものであってもよい。

ＲＦＩＤ用ＩＣ２０がコイルを内蔵していない場合は、ＲＦＩＤ用ＩＣ２０（の電極）は配線基板１０の搭載部１１ａに設けられた電極３と直接的に接続される。図１〜図７に示す例では、はんだ、金属バンプ、導電性樹脂等の接続部材（不図示）を用いたフリップチップ接続の例を示している。ＲＦＩＤ用ＩＣ２０は、はんだや導電性接着剤等の導電性接続部材で電極３と電気的および機械的に接続してもよいし、はんだや導電性接着剤等の導電性接続部材で電極３と電気的に接続するとともに、エポキシ樹脂等の樹脂接着剤を接合材として用いて誘電体基板１の第１面１１（の搭載部１１ａ）に機械的に固定してもよい。あるいは、樹脂接着剤で配線基板１０の上に固定して、金等の金属細線、いわゆるボンディングワイヤでＲＦＩＤ用ＩＣ２０の電極と配線基板１０の電極３とを電気的に接続してもよい。ＲＦＩＤ用ＩＣ２０がコイルを内蔵している場合は、エポキシ樹脂等の樹脂接着剤を接合材として用いて、配線基板１０の搭載部１１ａ上に機械的に固定するだけでよい。この場合の搭載部１１ａは、インダクタ導体２で構成されるコイルの巻回軸上に位置する。言い換えれば、搭載部１１ａとインダクタ導体２の巻回中心部とは平面透視で重なる位置にある。

また、配線基板１０を多数個取り基板を分割して作製する場合には、多数個取り基板の各基板領域にＲＦＩＤ用ＩＣ２０を搭載した後に、これを分割して複数のＲＦＩＤタグ１００を得るようにしてもよい。

また、配線基板１０に搭載されたＲＦＩＤ用ＩＣ２０は、保護のために封止材で覆うことができる。上述したように、配線基板１０が凹部を有する場合は、凹部内を封止材で充填することで、ＲＦＩＤ用ＩＣ２０を封止材で覆うことができる。このような封止材は、例えばエポキシやフェノール等の熱硬化樹脂を用いることができる。例えば、封止材となる液状の樹脂を印刷機やディスペンサを用いてＲＦＩＤ用ＩＣ２０およびその周囲に塗布して硬化させることで封止することができる。

ＲＦＩＤ用ＩＣ２０がコイルを内蔵している場合は、封止材は磁性体粒子を含むものであってもよい。ＲＦＩＤ用ＩＣ２０の近傍に位置する封止材中に磁性体が含まれていることで、配線基板１０のコイルに発生した磁束がＲＦＩＤ用ＩＣ２０のコイル内を通りやすくなり、配線基板１０とＲＦＩＤ用ＩＣ２０との間の磁気結合が強いものとなるので、配線基板１０とＲＦＩＤ用ＩＣ２０との間における給電および情報の送受がより良好に行なわれるものとなる。

封止材に含まれる磁性体粒子は、透磁率の高いＦｅとＳｉ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｎｉ等との合金、あるいは、例えばマンガン亜鉛フェライト（Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト）、ニッケル亜鉛フェライト（Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト）、銅亜鉛フェライト（Ｃｕ−Ｚｎ系フェライト）等のスピネル型フェライトのような軟磁性材料からなる磁性体を用いることができる。磁性体粒子は、ボンディングワイヤ同士、電極３同士、あるいはＲＦＩＤ用ＩＣ２０に形成された回路同士が磁性体粒子を介して電気的に接続されないように、また、封止材中の磁性体粒子の量を増やしてより透磁率の高いものとするために、絶縁性のものを用いることができる。絶縁性の磁性体としては、例えば、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライトを用いることができる。磁性体粒子が導電性である場合は、その表面に絶縁処理を施すことができる。こ
の場合、例えばリン酸塩等各種成分を適用することができる。

放射板３０は、上述したように、アンテナパターン形状の金属板（膜）を含むものである。例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂等のフィルム状の基体に、銅（Ｃｕ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）等の金属板（箔）が貼り付けられたものである。あるいは、同様の基体の上に薄膜で金属膜を形成したものであってもよいし、２枚の基体の間に金属板を配置したものであってもよい。アンテナパターンは、平面視で配線基板１０より外側に延出して設けられ、その形状は、矩形状、直線や曲線あるいはミアンダ形状等の線状、メッシュ状等、特に制限はなく、必要なアンテナ特性に応じて設定することができる。

１・・・誘電体基板
１ａ，１Ｃ・・・誘電体層
１１・・・第１面
１１ａ・・・搭載部
１２・・・第２面
２，２ｃ，２Ｌ・・・インダクタ導体
２Ｖ・・・貫通導体
３・・・電極
３ａ・・・配線
４・・・接地導体
１０・・・配線基板
２０・・・ＲＦＩＤ用ＩＣ
３０・・・放射板
３１・・・接合材
１００・・・ＲＦＩＤタグ

Claims (7)

1. 複数の誘電体層が積層された誘電体基板と、
   該誘電体基板の内部の互いに異なる誘電体層間に設けられた、３つ以上の巻線状のインダクタ導体とを備えており、
   複数の前記インダクタ導体は互いに直列に接続されてコイル形状をなしており、直列接続の両端に位置する２つのインダクタ導体は前記誘電体層を挟んで対向している配線基板。
2. 直列接続の両端に位置する２つの前記インダクタ導体間の前記誘電体層は、他の誘電体層と厚みが異なるものである、請求項１に記載の配線基板。
3. 直列接続の両端に位置する２つの前記インダクタ導体は、一方のインダクタ導体の幅が他方のインダクタ導体の幅より大きいものである、請求項１または請求項２に記載の配線基板。
4. 前記インダクタ導体は、前記誘電体層の外縁に沿った巻線状であり、巻線は１巻未満である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の配線基板。
5. 前記誘電体基板の第１面にＲＦＩＤ用ＩＣに接続される電極を備える搭載部が設けられており、直列接続の両端に位置する２つの前記インダクタ導体は、複数の前記インダクタ導体の中で前記第１面に最も近い位置に配置され、前記電極に接続されている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の配線基板。
6. 前記誘電体基板の第１面にＲＦＩＤ用ＩＣが搭載される搭載部が設けられており、前記誘電体基板の前記第１面とは反対側の第２面に最も近い位置にある前記インダクタ導体は、第２面に２番目に近い位置にある前記インダクタ導体より巻回の内寸が大きい請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の配線基板。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の配線基板と、
   該配線基板に搭載されたＲＦＩＤ用ＩＣと、を備えているＲＦＩＤタグ。
   

Images