JP2019194755A - 携帯型無線通信装置、携帯型無線通信装置を用いた情報識別装置および携帯型無線通信装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】重量調整がしやすく、読み取りが制限されることなく、且つ安価に製造可能な、携帯型無線通信装置を提供する。【解決手段】基材上に配置されたループ状のアンテナ部であって、巻回形状を有する部分を含む複数の第１配線を含むアンテナ部と、第１配線に重畳して設けられた遮蔽体と、アンテナ部と接続されたＩＣチップと、を含む、携帯型無線通信装置。上記携帯型無線通信装置において、複数の第１配線は、基材の第１面上に設けられ、複数の第１配線のうち第１部分および第１部分に隣接する第２部分は、基材の第２面に設けられた第２配線および基材内に設けられた貫通電極を用いて電気的に接続されてもよい。【選択図】図１

Description

本発明の一実施形態は、携帯型無線通信装置、携帯型無線通信装置を用いた情報識別装置および携帯型無線通信装置の製造方法に関する。

近年、非接触方式の近距離通信技術を利用した情報伝達方法が飛躍的に普及し、様々な分野で利用されるに至っている。非接触方式の近距離通信では、集積回路が搭載された半導体素子とアンテナを基本構造とする携帯型の無線通信装置が用いられる。リーダ／ライタによる電磁誘導、または電波によってアンテナに電力が誘起され、これによって電源を有しない様々な素子を含む集積回路（ＩＣ）チップが駆動される。ＩＣチップは、ＩＣチップ内に組み込まれた情報の読出し、ＩＣチップ内への情報の書き込み、命令の生成と送信、リーダ／ライタからの命令の受信など、種々のプロセスを実行する。このような無線通信装置は、一般的にはＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれるが、その形状や用途によって多様な名称が付与されている。例えばＩＣタグ、無線タグ、ＲＦタグ、ＩＣカードなどとも呼ばれる。

記憶される情報の多様性や無線通信装置自体の優れた携帯性に起因し、商品管理や個人識別、セキュリティ対策、電子乗車券、遊戯用具、商取引決裁などの手段として、無線通信装置は幅広く利用されている。

ＩＣタグの場合、複数のＩＣタグを重ねた状態でリーダ／ライタにより読み取りを行う場合がある。このとき、それぞれのＩＣタグが干渉しあうことにより、ＩＣタグに与える起電力を最大にする共振周波数が変動してしまう場合がある。この共振周波数の変動を抑えるために、例えば、特許文献１では、チップコイルを用いずに主アンテナに比べて全体のコイルと比較して十分小さいコイルを設けることが開示されている。また、特許文献２では、複数のボビンに、主配索パターンより充分小さい副配索パターンを巻回することで、安価に非接触情報媒体を製造できることが開示されている。

特許５１１８４６２号公報 特許６０３９５８３号公報

例えば、ＩＣタグを遊戯用具に利用する場合、高級感の演出のために、樹脂で成形されたコイン形状の遊戯用具の内部にリーダ／ライタから送られる電界または磁界に対して影響を与えない形状（例えばＣ形状など）を有する金属リングを入れて重みを持たせることがある。この場合、遊戯用具の寸法は規定されているため、規定された寸法の範囲内で金属リング、およびＩＣタグの形状を設計しなければならない。このため、ＩＣタグの読み取り感度を高めようとアンテナ開口部を大きくすると、金属リングの体積が減り、重量が軽くなってしまう。また、遊戯用具の重量を重くするために金属リングの体積を増やすとＩＣタグの開口部の面積が減り、読み取り感度が低くなってしまう。

上記課題を鑑み、本発明の一実施形態は、重量調整がしやすく、読み取りが制限されることなく、且つ安価に製造可能な、携帯型無線通信装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の一実施形態によれば、基材上に配置されたループ状のアンテナ部であって、巻回形状を有する部分を含む複数の第１配線を含むアンテナ部と、第１配線に重畳して設けられた遮蔽体と、アンテナ部と接続されたＩＣチップと、を含む、携帯型無線通信装置が、提供される。

上記携帯型無線通信装置において、複数の第１配線は、基材の第１面上に設けられ、複数の第１配線のうち第１部分および第１部分に隣接する第２部分は、基材の第２面に設けられた第２配線および基材内に設けられた貫通電極を用いて電気的に接続されてもよい。

上記携帯型無線通信装置において、遮蔽体は、上面から見たときにループ形状を有するとともに、第1部分と第２部分との間に切欠部を有してもよい。

本発明の一実施形態によれば、第１面および第１面の反対側の第２面を有する絶縁性基材と、絶縁性基材にループ状に配置されたアンテナ部と、アンテナ部と電気的に接続されたＩＣチップと、アンテナ部と重畳して配置され、上面から見たときにループ形状を有するとともに、一部に切欠部を有する遮蔽体と、を含み、アンテナ部は、絶縁性基材の第１面側に配置され、第１部分および第２部分を有する複数の第１配線、絶縁性基材の第２面側に配置され、第３部分および第４部分を有する複数の第２配線、および絶縁性基材内に配置された複数の貫通電極を含み、複数の第１配線のうち一つの第１配線の第１部分は、複数の貫通電極のうち一つの貫通電極を用いて、複数の第２配線のうち一つの第２配線の第４部分と接続され、複数の第１配線のうち一つの第１配線の第２部分は、複数の貫通配線のうち他の一つの貫通配線を用いて、複数の第２配線のうち他の一つの第２配線の第３部分と接続される、携帯型無線通信装置が提供される。

上記携帯型無線通信装置において、遮蔽体の幅は、上面から見たときにアンテナ部の幅よりも大きくてもよい。

上記携帯型無線通信装置において、アンテナ部は、上面から見たときに円形状を有してもよい。

上記携帯型無線通信装置において、アンテナ部は、上面から見たときに矩形状を有してもよい。

本発明の一実施形態によれば、一以上の上記携帯型無線通信装置と、リーダ／ライタと、を含む情報識別装置が提供される。

本発明の一実施形態によれば、基材に貫通孔を形成し、貫通孔に貫通電極を形成し、基材の第１面側に端部が貫通電極と接続するように巻回形状を有する第１配線を形成し、基材の第２面側に貫通電極と接続するように第２配線を形成し、基材の第１面側に絶縁層を形成し、絶縁層上に第１配線と重畳するように遮蔽体を形成する、携帯型無線通信装置の製造方法が提供される。

上記携帯型無線通信装置の製造方法において、遮蔽体の幅は、第１配線の幅よりも大きくてもよい。

上記携帯型無線通信装置の製造方法において、遮蔽体を形成した後に、基材、第１配線、貫通電極、第２配線、および遮蔽体を覆うように樹脂で成形してもよい。

本発明の一実施形態によると、重量調整がしやすく、読み取りが制限されることなく、且つ安価に製造可能な、携帯型無線通信装置を提供することができる。

本発明の一実施形態の情報識別装置の斜視図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の上面図および遮蔽体の上面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の上面図およびアンテナ部の断面図である。 本発明の一実施形態のＩＣチップおよびリーダ／ライタのブロック図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置およびリーダ／ライタの駆動状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置およびリーダ／ライタの駆動状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の駆動状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の製造方法を示す断面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の製造方法を示す断面図および上面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の上面図およびアンテナ部の断面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の上面図およびアンテナ部の断面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置のアンテナ部の斜視図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の具体例である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の上面図である。 本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置の上面図および遮蔽体の上面図である。 従来例の携帯型無線通信装置の駆動状態を示す断面図である。

以下、本出願で開示される発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な形態で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号（数字の後に−１、−２等を付しただけの符号）を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なったり、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。

さらに、本発明の詳細な説明において、ある構成物と他の構成物の位置関係を規定する際、「上に」「下に」とは、ある構成物の直上あるいは直下に位置する場合のみでなく、特に断りの無い限りは、間にさらに他の構成物を介在する場合を含むものとする。

また、本明細書において、「導電層」、「電極」、「配線」という言葉とは、同様の意味を有し、状況に応じて入れ替えることが可能である。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の一実施形態の携帯型無線通信装置（以下、ＩＣタグと記す）およびＩＣタグを含む情報識別装置について説明する。

図１は、情報識別装置１０の模式図である。情報識別装置１０は、ＩＣタグ１００およびリーダ／ライタ３００を含む。

（１−１．ＩＣタグの構成）
図１に示すように、ＩＣタグ１００は、ＩＣチップ１１０、アンテナ部１３０、基材１４５および遮蔽体１６０を含む。ＩＣチップ１１０およびアンテナ部１３０は、基材１４５上に設けられる。ＩＣチップ１１０とアンテナ部１３０とは、一部において電気的に接続される。

ＩＣチップ１１０は、リーダ／ライタ３００（後述）からの命令に従い、信号を生成するように構成される。信号は、アンテナ部１３０によってリーダ／ライタ３００へ送信される。

図２（Ａ）は、ＩＣタグ１００のＩＣチップ１１０およびアンテナ部１３０の上面図であり、図２（Ｂ）は、遮蔽体１６０の上面図である。図３（Ａ）は、さらに支持体１４０を含むＩＣタグ１００の上面図であり、図３（Ｂ）は、ＩＣタグ１００のＡ１−Ａ２間のアンテナ部１３０の断面図である。

支持体１４０は、ＩＣチップ１１０、アンテナ部１３０、基材１４５および遮蔽体１６０を覆い、支持する機能を有する。支持体１４０には、プラスチック材料（ナイロン（ポリアミド）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ））、クレイ、またはセラミック材料（炭化シリコン（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）など）、または紙などの材料が用いられる。支持体１４０の厚さは、特に限定されないが、数百μｍから数ｃｍの間で目的に応じて適宜選択される。

基材１４５は、第１面１４５Ａおよび第２面１４５Ｂを有する板状の部材である。基材１４５には、高抵抗な絶縁性材料が用いられる。例えば、基材１４５にはガラス・エポキシ樹脂基材が用いられる。なお、基材１４５は、ガラス・エポキシ樹脂に限定されず、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などの樹脂材料が用いられてもよいし、紙基材にフェノール樹脂を含有させて硬化させた紙フェノール樹脂基材が用いられてもよい。

また、基材１４５は、石英ガラス、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、サファイア、シリコン、炭化シリコン（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）などの無機材料が用いられてもよい。

（１−２．アンテナ部の構成）
アンテナ部１３０は、電磁誘導方式のアンテナであり、基材１４５上にループ状に配置され、開口部１３０Ｋを有している。アンテナ部１３０は、上面から見たときに円形状を有する。アンテナ部１３０に囲まれた領域を通過する磁束密度の変化に応じた大きさの起電力（電圧）がアンテナ部１３０に発生する。この起電力はアンテナ部１３０に電気的に接続されたＩＣチップ１１０に与えられ、ＩＣチップ１１０が駆動する。アンテナ部１３０は、例えば短波（ＨＦ）や極超短波（ＵＨＦ）の周波数帯域で共振するように構成される。具体的には、短波は１３．５６ＭＨｚの周波数帯域に相当する。また、極超短波は、８６０〜９６０ＭＨｚの周波数帯域に相当する。

図３（Ｂ）に示すように、アンテナ部１３０は、第１配線１３３、第２配線１３７および貫通電極１３５を含む。第１配線１３３および第２配線１３７は、貫通電極１３５を介して電気的に接続される。

第１配線１３３は、基材１４５の上面（第１面１４５Ａ）側に複数配置される。第１配線１３３は、図３（Ａ）に示すように、巻回形状を有する部分１３３Ｓおよびループ形状を有する部分１３３Ｌを含む。

第１配線１３３には、低抵抗な材料が用いられる。例えば、第１配線１３３には銅が用いられる。なお、第１配線１３３には、銅に限定されず、アルミニウム、銀、金などの抵抗率の低い材料が用いられてもよい。また、第１配線１３３は、鉄、ニッケル、コバルト、フェライトなどの磁性を有する導電体を含んでもよい。また、磁性を有する導電体は、単体でもよいし、合金でもよい。また、第１配線１３３は、磁性を有する導電体にホウ素を含んでもよい。また、第１配線１３３には、磁性体に限定されずに、チタンニッケル合金などの形状記憶合金、さらにステンレスなどが用いられてもよい。

貫通電極１３５は、基材１４５に複数個設けられる。貫通電極１３５には、銅が用いられる。なお、貫通電極１３５は、銅（Ｃｕ）に限定されず、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）または錫（Ｓｎ）を含む材料が用いられてもよい。

第２配線１３７は、基材１４５の下面（第２面１４５Ｂ）側に配置される。第２配線１３７には、第１配線１３３と同様の材料が用いられる。

図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、複数の第１配線１３３のうち巻回形状を有する第１部分１３３Ｓ−１および第２部分１３３Ｓ−２（具体的には第１部分１３３Ｓ−１の端部１３３Ｓ−１Ｅおよび第１部分１３３Ｓ−１に隣接する第２部分１３３Ｓ−２の端部１３３Ｓ−２Ｅ）は、基材１４５の第２面１４５Ｂに設けられた第２配線１３７および基材１４５内に設けられた貫通電極１３５を用いて電気的に接続される。上記の接続が第１配線１３３の他の部分、他の貫通電極１３５および他の第２配線１３７において繰り返される。これにより、アンテナ部１３０は、一つのつながった配線として構成される。（具体的には、一筆書きのように構成される）。なお、上記のアンテナ部１３０において第１配線１３３、貫通電極１３５、および第２配線１３７により得られる大きなループ状のアンテナを第１アンテナ、第１配線１３３の巻回形状を有する部分１３３Ｓにより得られる小さなループ状のアンテナを第２アンテナとも呼ぶ。

（１−３．遮蔽体の構成）
遮蔽体１６０は、上面から見たときにループ形状を有する。また、遮蔽体１６０は、アンテナ部１３０（例えば、第１配線１３３、より具体的には巻回形状を有する部分１３３Ｓ）に重畳して配置される。このとき、遮蔽体１６０の幅Ｗ１６０は、アンテナ部の幅（例えば第１配線１３３の幅、より具体的には巻回形状を有する部分１３３Ｓの幅Ｗ１３３Ｓ）よりも大きいことが望ましい。また、遮蔽体１６０は、第１部分１３３Ｓ−１と第２部分１３３Ｓ−２の間に切欠部１６０Ｃを有する。（これにより、遮蔽体１６０は、Ｃのような形状を有するということができる。）

遮蔽体１６０の材料は、特に限定されないが、比重が高い（具体的には比重７以上の）金属材料が望ましい。例えば、遮蔽体１６０には真鍮や銅が用いられる。

絶縁層１５０は、遮蔽体１６０と、基材１４５との間に設けられる。絶縁層１５０の材料は、特に限定されず、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの有機絶縁材料が用いられてもよいし、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）などの無機絶縁材料が用いられてもよいし、有機絶縁材料および無機絶縁材料の複合材料でもよい。

（１−４．ＩＣチップの構成）
次に、図４（Ａ）に、ＩＣチップ１１０の構成例を示す。

ＩＣチップ１１０は、主な構成として、電圧リミット回路１１１、整流回路１１３、復調回路１１５、変調回路１１７、制御回路１１９、記憶部１２１、および抵抗１２３などを有することができる。さらに、ＩＣチップ１１０は、共振周波数調整用の容量を含んでもよい。

電圧リミット回路１１１は、アンテナ部１３０において過大な電圧が誘起された場合に入力される電圧からＩＣチップ１１０を保護する機能を有する。過大な電圧が誘起された場合、発生する電流のうち不要な部分は抵抗１２３を用いて熱に変換され、外部へ放出される。

整流回路１１３は、アンテナ部１３０において誘起される交流電流を直流電流へ変換する機能を有する。整流回路１１３により直流となった電源電圧は、ＩＣタグ１００を構成するすべての回路に供給される。

復調回路１１５は、リーダ／ライタ３００から入力される搬送波に重ねられた情報（信号）を１または０の信号列に変換する機能を有する。

制御回路１１９は、リーダ／ライタ３００間の送受信、命令の解釈、記憶部１２１からの情報の読出しや記憶部１２１への書込みなどを制御する機能を有する。制御回路１１９は種々の論理回路によって構成される。制御回路１１９には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などが用いられてもよい。

また、制御回路１１９は、リーダ／ライタ３００から受信した命令に対する返答を生成し、このデータを変調回路１１７へ送る。変調回路１１７は、送信するデータに基づいて搬送波を変調し、送信用の信号を生成する。生成された信号は、搬送波としてアンテナ部１３０から送信される。

記憶部１２１には、データを記憶するためのメモリ素子が備えられる。記憶部１２１には、固有の情報や書き換え可能な様々な情報が保存される。

（１−５．リーダ／ライタの構成）
図４（Ｂ）にリーダ／ライタ３００の構成例を示す。リーダ／ライタ３００は、制御回路３１０、記憶部３１３、変調回路３２０、送信回路３３０、アンテナ３４０、受信回路３５０、復調回路３６０、および発振回路３７０などを含む。

制御回路３１０は、リーダ／ライタ３００全体を制御するものであり、受信したデータやコマンドの解釈、データの記憶部３１３への書き込み、記憶部３１３からのデータの読出し、受信した命令に適合する返答の生成などを行う。

変調回路３２０は、制御回路３１０から送られる命令やデータを発振回路３７０で生成された搬送波に重ねて変調する。変調された搬送波は送信回路３３０へ送られ、信号の増幅、不要な周波数の減衰などを行い、送信すべき周波数のみを取り出す。このように処理された信号がアンテナ３４０を介してＩＣタグ１００へ送信される。

受信回路３５０は、アンテナ３４０によって受信されたＩＣタグ１００から送信される搬送波を受信する機能を有する。受信回路３５０は、搬送波に含まれるノイズを取り除き、必要な信号を増幅する。増幅された信号は復調回路３６０へ送られ、必要な命令やデータへ復調される。

発振回路３７０は、交信するために必要な搬送波を生成する機能を有する。搬送波として、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波が生成される。

（１−６．情報識別装置１０の動作）
次に、情報識別装置１０の動作について説明する。図５乃至図７は、リーダ／ライタ３００を駆動させたときのＩＣタグ１００の情報識別方法を説明する断面図である。なお、図５乃至図７において、説明の関係上、第１配線１３３の巻回形状を有する部分１３３Ｓ、基材１４５、遮蔽体１６０および絶縁層１５０を記載して説明する。

図５に示すように、まずリーダ／ライタ３００を駆動させる。リーダ／ライタ３００が駆動すると、リーダ／ライタ３００から搬送波３８０がＩＣタグ１００のアンテナ部１３０に送られる。このとき、アンテナ部１３０の環の内側（開口部１３０Ｋ）に磁力線Ｍ１３０が生じる。磁力線Ｍ１３０により、電磁誘導が生じ、誘導起電力がＩＣチップ１１０に供給される。これにより、ＩＣチップ１１０が起動し、リーダ／ライタ３００との送受信が可能となる。

図６は、ＩＣタグ１００を複数枚重ねた状態でリーダ／ライタ３００を駆動させたときのＩＣタグ１００の情報識別方法を説明する断面図である。比較例として、図１８に遮蔽体１６０を設けない一般的なＩＣタグ９９を重ねた場合の例を示す。図１８のように、ＩＣタグ９９を重ねてしまうと、ＩＣタグ９９から生じる磁力線Ｍ９９により相互干渉が起こるため（具体的には、相互インダクタンスの影響により）、共振周波数が変わってしまう場合がある。この場合、ＩＣタグ９９において起電力が十分に発生せずに、ＩＣタグ９９の情報を読み取ることができない場合がある。

図７は、駆動状態におけるＩＣタグ１００を拡大した断面図である。アンテナ部１３０の自己インダクタンスは、第１配線１３３、貫通電極１３５、および第２配線１３７により得られる大きなループ状のアンテナ（第１アンテナ）が有する自己インダクタンスと巻回形状を有する部分１３３Ｓにより得られる小さなループ状のアンテナ（第２アンテナ）が有する自己インダクタンスとの総和となる。ここで、第１アンテナと同等の自己インダクタンスのみを有する一般的なアンテナ（図１８に記載のＩＣタグ９９が有するアンテナ）と比較すると、アンテナ部１３０全体の自己インダクタンスは変わらずに、第１アンテナの自己インダクタンスが小さくなる。そのため、上方または下方に重畳して近接配置される他のアンテナ部１３０の第１アンテナとの間に生じる相互インダクタンスを著しく低減することができる。

なお、このとき、図７に示すように、第２アンテナ（巻回形状を有する部分１３３Ｓ）においても、磁力線Ｍ１３３Ｓが生じ、上方または下方に重畳して近接配置される他のアンテナ部１３０の第２アンテナとの間に相互インダクタンスも発生する。しかしながら、上述の通り、ＩＣタグ１００は遮蔽体１６０を有しており、遮蔽体１６０が、アンテナ部１３０（具体的には第１配線１３３の巻回形状を有する部分１３３Ｓ）に重畳して配置されていることにより、磁力線Ｍ１３３Ｓが遮蔽される。これにより、ＩＣタグ１００を複数枚重ねた場合においても、相互干渉することが防止される。したがって、本実施形態を用いることにより、ＩＣタグ１００の共振周波数の変化が抑えられ、複数枚のＩＣタグ１００が重ねられても安定してＩＣタグ１００の情報を読み取ることができる。

また、本実施形態の場合、遮蔽体１６０がアンテナ部１３０に重畳して配置される。これにより、アンテナ部１３０の配置可能な領域が制限されず、巻回形状を有する部分１３３Ｓが大きく配置されても、アンテナ部１３０（第１アンテナ）の開口部１３０Ｋを十分に確保することができる。したがって、本実施形態を用いることによりＩＣタグ１００の読み取りが制限されることが抑えられる。

また、本実施形態の場合、第１配線１３３（具体的には巻回形状を有する部分１３３Ｓ）は同一平面上に配置されるために、アンテナ部１３０により厚みが大きくなることが防止される。さらに、このとき、遮蔽体１６０の幅Ｗ１６０が、アンテナ部１３０の幅（具体的には第１配線１３３の巻回形状を有する部分１３３Ｓの幅Ｗ１３３Ｓ）よりも大きい。これにより、巻回形状を有する部分１３３Ｓを可能な限り大きくすることができるため、アンテナ部１３０の小さなループ状の第２アンテナの大きさ制御が容易となり、後述するように既存の一般的な電子部品製造装置を利用して容易にかつ安価にアンテナ部１３０を製造可能である。したがって、本実施形態を用いることにより、安価に製造可能なＩＣタグを提供することができる。なお、本実施形態の場合、遮蔽体１６０の面積（体積）を大きくすることができるため、ＩＣタグ１００の重量調整も容易となる。

（１−７．ＩＣタグの製造方法）
次に、ＩＣタグ１００の製造方法についてアンテナ部１３０を中心に図８乃至図１１を用いて説明する。

まず、図８（Ａ）に示すように、基材１４５に貫通孔１４７を形成する。

基材１４５には、高抵抗な材料が用いられる。例えば、基材１４５にはガラス・エポキシ樹脂などの樹脂材料が用いられる。

貫通孔１４７は、基材１４５に対してドリルなどを用いた機械的加工により形成される。貫通孔１４７の直径は、特に限定されないが、１μｍ以上１０００μｍ以下で適宜設定される。

なお、貫通孔１４７は、レーザー照射法（レーザーアブレーション法と呼ぶことができる）により形成されてもよい。レーザーには、エキシマレーザー、ネオジウム：ヤグレーザー（Ｎｄ：ＹＡＧ）等が用いられる。例えば、エキシマレーザーにおいて塩化キセノンを用いる場合、波長が３０８ｎｍの光が照射される。また、貫通孔１４７は、シリコン基材やガラス基材を用いた場合にはフォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて形成されてもよい。

次に、図８（Ｂ）に示すように貫通孔１４７に貫通電極１３５を形成する。貫通電極１３５には、銅（Ｃｕ）が用いられる。貫通電極１３５は、電解めっき法または無電解めっき法により形成されてもよい。例えば、銅を用いて、貫通電極１３５を形成する場合、貫通孔１４７の側壁にスパッタリング法により銅の薄膜を形成する。次に、銅薄膜をシード層として、電解めっき法により銅膜を形成する。最後に、基材１４５の第１面１４５Ａおよび第２面１４５Ｂに形成された銅膜を化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法により、除去することにより、貫通電極１３５が充填形成される。

次に、図９（Ａ）に示すように、基材１４５の第１面１４５Ａ側に第１配線１３３の端部１３３Ｅが貫通電極１３５と接続するように第１配線１３３を形成する。第１配線１３３には、銅が用いられる。第１配線１３３は、例えばめっき法により形成される。第１配線１３３がめっき法により形成される場合、例えば以下の方法が用いられてもよい。まず、銅の薄膜（シード層）をスパッタリング法により形成する。次に、シード層上にレジスト膜を成膜後、レジスト膜をフォトリソグラフィ法などにより巻回形状のスペースを有するように加工する。次に、露出したシード層上に第１配線１３３を形成する（このとき、第１配線１３３は巻回形状を有する部分を含む）。第１配線１３３は、電解めっき法により銅膜が形成される。最後に、レジスト膜およびレジスト膜下のシード層が除去される。

なお、第１配線１３３は、めっき法に限定されず、印刷法、スパッタリング、ＣＶＤ法、塗布法などにより形成されてもよい。このとき、第１配線１３３は、フォトリソグラフィ法およびエッチング法により所定の形状に加工されればよい。

次に、図９（Ｂ）に示すように、基材１４５の第２面１４５Ｂに隣接する２つの貫通電極１３５と接続するように第２配線１３７を形成する。第２配線１３７は、第１配線１３３と同様の材料および方法により形成されてもよい。

次に、図１０に示すように、基材１４５の第1面１４５Ａ側に絶縁層１５０を形成する。なお、ＩＣチップ１１０は、絶縁層１５０を形成する前に基材１４５上に実装されることが望ましい。絶縁層１５０は、印刷法、塗布法、またはディッピング法を用いて形成される。絶縁層１５０には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などの有機樹脂が用いられる。また、絶縁層１５０には、有機樹脂の他、シリカを含む有機無機ハイブリッド樹脂を用いてもよい。

次に、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように、絶縁層１５０上に遮蔽体１６０を第１配線１３３と重畳するように形成する。このとき、遮蔽体１６０の幅Ｗ１６０が、第１配線１３３の幅Ｗ１３３より大きくなるように形成されることが望ましい。遮蔽体１６０は、所定の形状（一部に切欠部１６０Ｃを有する環状形状）に加工したものを用いてもよいし、印刷法により形成してもよいし、絶縁層１５０上に金属膜を成膜した後にフォトリソグラフィ法、およびエッチング法を用いて加工してもよい。遮蔽体１６０の材料は、特に限定されないが、比重が高い（具体的には比重７以上の）金属材料が望ましい。例えば、遮蔽体１６０には真鍮が用いられる。

次に、基材１４５、第１配線１３３、貫通電極１３５、第２配線１３７、絶縁層１５０および遮蔽体１６０を覆うように支持体１４０で成形処理する。支持体１４０には、プラスチック材料（ナイロン（ポリアミド）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの熱可塑性材料、またはフェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性材料）、クレイ、またはセラミック材料（炭化シリコン（ＳｉＣ）、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）など）が用いられる。支持体１４０は、一回または複数回に分けて成形処理されてもよい。

以上の方法により、ＩＣタグ１００が製造される。本実施形態を用いることにより、チップインダクタなどを用いずに、複数枚重ねても読み取り可能なＩＣタグを提供することができる。また、本実施形態を用いることにより、チップインダクタを用いない分、チップインダクタに依存する性能のばらつきが抑えられ、品質の優れたＩＣタグを提供することができる。また、上述の製造方法により、複数の第１配線１３３、複数の第２配線１３７および複数の貫通電極１３５が一度に形成されるため、一つずつ巻線機などを用いて製造するよりも、ＩＣタグ１００の製造タクトを向上させることができる。また、本実施形態の場合、遮蔽体１６０の幅Ｗ１６０が、アンテナ部の幅（具体的には第１配線１３３の巻回形状を有する部分１３３Ｓの幅Ｗ１３３Ｓ）よりも大きい。これにより、巻回形状を有する部分１３３Ｓを可能な限り大きくすることができるため、巻回形状を有する部分１３３Ｓにより形成される小さなループ状のアンテナ（第２アンテナ）の大きさの制御が容易となる。したがって、アンテナ部１３０の製造のために設備を新たに設けることなく、高度な機能も必要としない既存の一般的な電子部品製造装置を利用して容易にかつ安価にＩＣタグ１００を製造可能である。

また、上記製造方法を用いることにより、アンテナ部１３０を基材１４５の厚さで制御することができる。

＜第２実施形態＞
本実施形態では、第1実施形態と形態の異なるアンテナ部を有する携帯型無線通信装置について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成については、その説明を援用する。

図１２（Ａ）は、ＩＣタグ１００−１の上面図である。図１２（Ｂ）は、ＩＣタグ１００−１の断面図である。図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すように、ＩＣタグ１００−１は、ＩＣチップ１１０、アンテナ部１３０、基材１４５のほか、基材１４５の第１面１４５Ａ側に、絶縁層１５０および遮蔽体１６０が設けられるとともに、第２面１４５Ｂ側に絶縁層１７０および遮蔽体１８０が設けられる。絶縁層１７０は、基材１４５の第２面１４５Ｂ上に設けられる。絶縁層１７０は、絶縁層１５０と同様の材料が用いられる。遮蔽体１８０は、絶縁層１７０上に設けられる。遮蔽体１８０は、遮蔽体１６０と同様の材料が用いられる。

ＩＣタグ１００−１において、遮蔽体１８０の切欠部１８０Ｃは、第１配線１３３のうち隣接する２つの巻回形状を有する部分１３３Ｓの間に配置される。なお、このとき遮蔽体１６０の切欠部１６０Ｃと遮蔽体１８０の切欠部１８０Ｃとは、重畳して配置されてもよいし、異なる位置に配置されてもよい。

本実施形態において、遮蔽体１６０および遮蔽体１８０を有することにより、ＩＣタグ１００−１は上方または下方に重畳して近接配置される他のＩＣタグ１００−１に対する影響をさらに低減することができる。したがって、ＩＣタグ１００−１の共振周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）の変化が抑えられ、複数枚のＩＣタグが重ねられても安定してＩＣタグの情報を読み取ることができる。

＜第３実施形態＞
本実施形態では、第1実施形態と形態の異なるアンテナ部を有する携帯型無線通信装置について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成については、その説明を援用する。

（３−１．ＩＣタグ１００−２の構成）
図１３（Ａ）は、ＩＣタグ１００−２の上面図である。図１３（Ｂ）は、ＩＣタグ１００−２のＡ１−Ａ２間の断面図である。図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すように、ＩＣタグ１００−２は、ＩＣチップ１１０、アンテナ部１３０−２、基材１４５、絶縁層１５０、および遮蔽体１６０を含む。ＩＣチップ１１０およびアンテナ部１３０−２は、基材１４５に設けられる。ＩＣチップ１１０とアンテナ部１３０−２とは、一部において電気的に接続される。絶縁層１５０は、基材１４５の第１面１４５Ａ上に設けられる。遮蔽体１６０は、絶縁層１５０上に設けられる。

図１４は、アンテナ部１３０−２の領域１３０−２Ａの斜視図である。図１３（Ｂ）および図１４に示すように、アンテナ部１３０−２は、第１配線１３３、第２配線１３７および貫通電極１３５を含む。第１配線１３３および第２配線１３７は、貫通電極１３５を介して電気的に接続される。

第１配線１３３は、基材１４５の上面（第１面１４５Ａ）側に複数個配置される。例えば、第１配線１３３には銅が用いられる。

第２配線１３７は、基材１４５の下面（第２面１４５Ｂ）側に複数個配置される。第２配線１３７には、第１配線１３３と同様の材料が用いられる。

貫通電極１３５は、基材１４５内に複数個設けられる。

図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、および図１４に示すように、複数の第１配線１３３の各々は、放射状に配置される。複数の第２配線１３７の各々は、第１配線１３３の配置される方向に対して所定の角度で傾いて配置される。第１配線１３３は、基材１４５の第１面１４５Ａに配置され、一方の端に部分１３３Ａ（第１部分ともいう）および他方の端に部分１３３Ｂ（第２部分ともいう）を有する。同様に、第２配線１３７は、基材１４５の第２面１４５Ｂに配置され、一方の端に部分１３７Ａ（第３部分ともいう）および他方の端に１３７Ｂ（第４部分ともいう）を有する。このとき、第１配線１３３の部分１３３Ａは、基材１４５内に配置された複数の貫通電極１３５のうち貫通電極１３５−１を用いて複数の第２配線１３７のうち第２配線１３７−１の部分１３７Ｂと接続される。同様に、第１配線１３３の部分１３３Ｂは、複数の貫通電極１３５のうち貫通電極１３５−２を用いて複数の第２配線１３７のうち第２配線１３７−２の部分１３７Ａと接続される。上記の接続が他の第１配線１３３、他の貫通電極１３５および他の第２配線１３７において、繰り返される。これにより、アンテナ部１３０−２は、一つのつながった配線として構成される。（具体的には、一筆書きのように構成される）。なお、このとき、アンテナ部１３０は全体としてらせん状の形状を有するということもできる。なお、本実施形態では、アンテナ部１３０−２は、１周分のアンテナとして記載されているが、２周以上のアンテナであってもよい。また、アンテナ部１３０−２は、上下に積層されたものでもよい。

遮蔽体１６０は、アンテナ部１３０−２に重畳して配置される。このとき、遮蔽体１６０の幅１６０Ｗは、アンテナ部１３０−２の幅（具体的には第１配線１３３の幅Ｗ１３３）よりも大きいことが望ましい。また、遮蔽体１６０は、一部に切欠部１６０Ｃを有する。切欠部１６０Ｃは、一部（例えばアンテナ部１３０−２の配線に重畳しない位置）に配置される。

図５乃至図７の場合と同様に、リーダ／ライタ３００が駆動すると、リーダ／ライタ３００から搬送波３８０がＩＣタグ１００−２のアンテナ部１３０−２に送られる。このとき、アンテナ部１３０−２には電流が流れるため、図１３（Ａ）に示す磁力線Ｍ１３１が生じる。図１３（Ａ）において、アンテナ部１３０−２は上述した形状を有することにより、生じた磁力線Ｍ１３１は、アンテナ部１３０−２の内側に留まることとなる。また、ＩＣタグ１００−２は、遮蔽体１６０を有することにより、複数枚のＩＣタグを重ねた時の各々のアンテナ部１３０−２が発する磁力線がより効果的に遮蔽される。これにより、複数枚重ねた場合においても、相互干渉することが防止される。したがって、本実施形態を用いることにより、複数枚のＩＣタグが重ねられても安定してＩＣタグの情報を読み取ることができる。

（４．ＩＣタグ１００の具体例）
以下に、第１乃至第３実施形態において説明したＩＣタグ１００を搭載した具体例について説明する。

図１５は、ＩＣタグ１００を搭載した携帯可能な媒体を説明する図である。ＩＣタグ１００は、例えば、商品管理や個人識別、セキュリティ対策、電子乗車券、遊戯用具、遊戯用カード、商取引決裁などの様々な場面において用いられる。図１５（Ａ）は、コイン１０００の模式図である。図１５（Ｂ）は、トランプ２０００の模式図である。図１５（Ｃ）は、ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）カード３０００の模式図である。

これらの媒体において、ＩＣタグ１００が複数枚重ねられても情報を読み取ることができる。

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

また、上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと理解される。

（変形例１）
なお、本発明の第１実施形態においては、上面から見たときに円形状を有するＩＣタグについて説明したが、これに限定されない。図１６は、ＩＣタグ１００−３の上面図である。ＩＣタグ１００−３は、ＩＣチップ１１０、アンテナ部１３０−３、基材１４５を含む。ＩＣチップ１１０、およびアンテナ部１３０−３は基材１４５に設けられる。図１６に示すように、アンテナ部１３０−３は、上面から見たときに矩形の形状を有してもよい。

（変形例２）
また、本発明の第１実施形態において、貫通電極１３５は、めっき法により形成される例を示したが、これに限定されない。例えば、基材１４５の第１面１４５Ａおよび第２面１４５Ｂにアルミニウムなどの展延性の高い材料で配線パターンを形成し、配線パターンに対して第１面１４５Ａおよび第２面１４５Ｂの両側から物理的に圧力をかける（かしめるという場合がある）ことにより、貫通電極１３５となる接続部分を設けて第１配線１３３と第２配線１３７とが接続されてもよい。

（変形例３）
本発明の第１実施形態では、遮蔽体１６０が比重の高い金属材料で形成される例を示したが、これに限定されない。例えば、遮蔽体１６０は軽金属、具体的にはアルミニウムなどの金属材料で形成されてもよい。これにより、ＩＣタグ１００の遮蔽効果を有しつつ、ＩＣタグ１００の軽量化を図ることができる。

（変形例４）
本発明の第１実施形態において、遮蔽体１６０が一つの切欠部１６０Ｃを有する例を示したが、これに限定されない。図１７（Ａ）は、ＩＣタグ１００−４の上面図である。図１７（Ｂ）は、遮蔽体１６０−４の上面図である。図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）に示すように、遮蔽体１６０−４は、複数の切欠部１６０Ｃを有してもよい。このとき、切欠部１６０Ｃは、いずれも第１配線１３３のうち隣接する２つの巻回形状を有する部分１３３Ｓの間に設けられる。これにより、ＩＣタグ１００−４は、複数枚重ねても安定して読み取ることができるとともに、ＩＣタグ１００−４の重量を制御しやすくなる。例えば、重量に応じて価値が変わるＩＣタグ（例えば、遊戯用具など）を容易に提供することができる。

１００・・・ＩＣタグ，１１０・・・ＩＣチップ，１１１・・・電圧リミット回路，１１３・・・整流回路，１１５・・・復調回路，１１７・・・変調回路，１１９・・・制御回路，１２１・・・記憶部，１２３・・・抵抗，１３０・・・アンテナ部，１３３・・・第１配線，１３５・・・貫通電極，１３７・・・第２配線，１４０・・・支持体，１４５・・・基材，１５０・・・絶縁層，１６０・・・遮蔽体，１７０・・・絶縁層，１８０・・・遮蔽体，３００・・・リーダ／ライタ，３１０・・・制御回路，３１３・・・記憶部，３２０・・・変調回路，３３０・・・送信回路，３４０・・・アンテナ，３５０・・・受信回路，３６０・・・復調回路，３７０・・・発振回路，３８０・・・搬送波，１０００・・・コイン，２０００・・・トランプ，３０００・・・ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）カード

Claims (11)

1. 基材上に配置されたループ状のアンテナ部であって、巻回形状を有する部分を含む複数の第１配線を含むアンテナ部と、
   前記第１配線に重畳して設けられた遮蔽体と、
   前記アンテナ部と接続されたＩＣチップと、を含む、
   携帯型無線通信装置。
2. 前記複数の第１配線は、前記基材の第１面上に設けられ、
   前記複数の第１配線のうち第１部分および前記第１部分に隣接する第２部分は、前記基材の第２面に設けられた第２配線および前記基材内に設けられた貫通電極を用いて電気的に接続される、
   請求項１に記載の携帯型無線通信装置。
3. 前記遮蔽体は、上面から見たときにループ形状を有するとともに、前記第１部分と前記第２部分との間に切欠部を有する、
   請求項２に記載の携帯型無線通信装置。
4. 第１面および前記第１面の反対側の第２面を有する絶縁性基材と、
   前記絶縁性基材にループ状に配置されたアンテナ部と、
   前記アンテナ部と電気的に接続されたＩＣチップと、
   前記アンテナ部と重畳して配置され、上面から見たときにループ形状を有するとともに、一部に切欠部を有する遮蔽体と、を含み、
   前記アンテナ部は、前記絶縁性基材の前記第１面側に配置され、第１部分および第２部分を有する複数の第１配線、前記絶縁性基材の前記第２面側に配置され、第３部分および第４部分を有する複数の第２配線、および前記絶縁性基材内に配置された複数の貫通電極を含み、
   前記複数の第１配線のうち一つの第１配線の前記第１部分は、前記複数の貫通電極のうち一つの貫通電極を用いて、前記複数の第２配線のうち一つの第２配線の前記第４部分と接続され、
   前記複数の第１配線のうち前記一つの第１配線の前記第２部分は、前記複数の貫通配線のうち他の一つの貫通配線を用いて、前記複数の第２配線のうち他の一つの第２配線の前記第３部分と接続される、
   携帯型無線通信装置。
5. 前記遮蔽体の幅は、上面から見たときに前記アンテナ部の幅よりも大きい、
   請求項１乃至４のいずれか一に記載の携帯型無線通信装置。
6. 前記アンテナ部は、上面から見たときに円形状を有する、
   請求項１乃至５のいずれか一に記載の携帯型無線通信装置。
7. 前記アンテナ部は、上面から見たときに矩形状を有する、
   請求項１乃至５のいずれか一に記載の携帯型無線通信装置。
8. 一以上の請求項１乃至７のいずれか一の携帯型無線通信装置と、リーダ／ライタと、を含む情報識別装置。
9. 基材に貫通孔を形成し、
   前記貫通孔に貫通電極を形成し、
   前記基材の第１面側に端部が前記貫通電極と接続するように巻回形状を有する第１配線を形成し、
   前記基材の第２面側に前記貫通電極と接続するように第２配線を形成し、
   基材の第１面側に絶縁層を形成し、
   前記絶縁層上に前記第１配線と重畳するように遮蔽体を形成する、
   携帯型無線通信装置の製造方法。
10. 前記遮蔽体の幅は、前記第１配線の幅よりも大きい、
    請求項９に記載の携帯型無線通信装置の製造方法。
11. 前記遮蔽体を形成した後に、前記基材、前記第１配線、前記貫通電極、前記第２配線、および前記遮蔽体を覆うように樹脂で成型する、
    請求項９または１０に記載の携帯型無線通信装置の製造方法。

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