JP4997779B2 - 非接触データキャリア - Google Patents

Description

本発明は、保持されたデータを非接触で読み出し可能な非接触データキャリアに係り、特に、より小型化に適する非接触データキャリアに関する。

近年、物品のタグ情報のキャリアとしてＩＣチップを使用した非接触データキャリア（ＩＣタグ、無線タグ、ＲＦＩＤなどとも言う。）が使用されている。非接触データキャリアの主たる構成要素は、データを保持するＩＣチップと、このＩＣチップに接続されたアンテナとである。アンテナを構成するためにＩＣチップが実装された配線基板にアンテナパターンを形成したものがある（例えば下記特許文献１参照）。同文献にあるように、配線基板を使用する場合、アンテナパターンを複数の配線層に設けこれらをビア（層間接続導電体）で直列に接続しアンテナとして構成することができる。

非接触データキャリアは、その使用上の性質から小型化が求められることが多い。同文献の開示は、アンテナが複数の配線層にパターン化されるという構造に起因する小型化を示していると考えられるが、それ以上の小型化に関しては開示していない。
特開２００４−２０６７３６号公報（図６、図７、図８、図９）

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、保持されたデータを非接触で読み出し可能な非接触データキャリアにおいて、より小型化を図ることが可能な非接触データキャリアを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る非接触データキャリアは、データを格納可能なＩＣチップと、前記ＩＣチップが実装された、矩形状の形状を有する配線基板と、を具備し、前記配線基板が、それぞれにアンテナパターンが形成された複数の配線層と、該配線基板のひとつの角である第１の角近辺に位置しかつ前記複数の配線層のうちのひとつの配線層にあるアンテナパターンである第１のアンテナパターンと前記複数の配線層のうちの別の配線層にあるアンテナパターンである第２のアンテナパターンとを層間接続する層間接続導体とを有し、前記第１のアンテナパターンおよび前記第２のアンテナパターンが、該配線基板の前記第１の角近辺において前記層間接続導体を位置させるように前記第１の角からの退避レイアウトがなされ、該配線基板の前記第１の角以外の角の少なくともひとつ近辺においては該角からの退避レイアウトがされていないことを特徴とする。

すなわち、複数の配線層に設けられるアンテナパターンにおいて、ひとつのアンテナパターンと別のアンテナパターンとを層間接続する層間接続導体のため、配線基板のひとつの角近辺では、この層間接続導体を位置させるように退避レイアウトがされ、その角以外の角の少なくともひとつ近辺では退避レイアウトされていない。したがって、退避レイアウトがされない分だけアンテナパターンを設ける領域が広くなり、同じ配線基板の面積でも、電磁誘導の効率がよい。よって、非接触データキャリアとして小型化を図ることができる。なお、配線基板のひとつの角近辺で層間接続導体を位置させるように退避レイアウトがされるのは、小型化に伴いアンテナパターンの形成ルールが微細化し、そのライン分の大きさの中に層間接続導体を設けることが困難になる場合に対応可能にするためである。

本発明によれば、保持されたデータを非接触で読み出し可能な非接触データキャリアにおいてより小型化を図ることができる。

本発明の実施態様として、前記複数の配線層が、２以上の偶数の配線層数であり、前記第１のアンテナパターンおよび前記第２のアンテナパターンが、前記配線基板の前記第１の角以外のすべての角近辺において該角からの退避レイアウトがされていない、とすることができる。配線層数が２以上の偶数である場合には、このようにひとつの角で退避レイアウトを行えば、各層のアンテナパターンが層間接続導体で接続され得る。

また、実施態様として、前記複数の配線層が、３以上の奇数の配線層数であり、前記第１のアンテナパターンおよび前記第２のアンテナパターンが、前記配線基板の前記第１の角以外のいずれかふたつの角近辺において該角からの退避レイアウトがされておらず、前記配線基板の前記第１の角以外の残るひとつの角近辺において前記層間接続導体とは別の第２の層間接続導体を位置させるように該角からの退避レイアウトがされている、とすることができる。配線層数が３以上の奇数である場合には、ひとつの角を、全層を貫通して導電する層間接続導体（＝別の層間接続導体）のために確保するのが好ましいためである。

また、実施態様として、前記複数の配線層のそれぞれの前記アンテナパターンのうちの少なくともひとつが、前記実装されたＩＣチップの位置に重なる領域にまで形成されている、とすることができる。ＩＣチップの位置に重なる領域にまでアンテナパターンを設けることでより大きなインダクタンス値を得ることができる。

ここで、前記複数の配線層が、３以上の配線層数であり、前記複数の配線層のひとつが外層配線層であり、前記ＩＣチップが該外層配線層の形成された前記配線基板の面に実装され、前記ＩＣチップが実装された外層配線層および該外層配線層に隣接する配線層においては前記実装されたＩＣチップの位置に重なる領域に前記アンテナパターンが実質的に形成されておらず、残る配線層すべてにおいては前記実装されたＩＣチップの位置に重なる領域にまで前記アンテナパターンが形成されている、とすることができる。外層配線層およびこれに隣接する配線層で、ＩＣチップの位置に重なる領域にアンテナパターンが実質的に形成されていない、とするのは、ＩＣチップ直下の配線基板の絶縁層に層間絶縁導体が必要になるのを避けるためである。ＩＣチップを実装する領域の平坦性を確保できる。

また、ここで、前記複数の配線層が、２以上の配線層数であり、前記複数の配線層のひとつが外層配線層であり、前記ＩＣチップが該外層配線層の形成された前記配線基板の面に実装され、前記ＩＣチップが実装された外層配線層においては前記実装されたＩＣチップの位置に重なる領域に前記アンテナパターンが実質的に形成されておらず、残る配線層すべてにおいては前記実装されたＩＣチップの位置に重なる領域にまで前記アンテナパターンが形成されている、とすることもできる。この場合は、ＩＣチップ直下の配線基板の絶縁層に層間絶縁導体が存在してもよい。

また、実施態様として、前記層間接続導体が、銀ペースト硬化導電樹脂である、とすることができる。層間接続導体の材料としてのひとつの例である。

また、実施態様として、前記複数の配線層のそれぞれの前記アンテナパターンが、実質的に渦巻き状に形成され、前記層間接続導体が、前記第１のアンテナパターンの渦巻きの一端部と前記第２のアンテナパターンの渦巻きの一端部とを層間接続する、とすることができる。これは、アンテナパターンが各配線層で渦巻き状になっている場合の上記層間接続導体の態様である。

また、実施態様として、前記複数の配線層のひとつが外層配線層であり、前記ＩＣチップが該外層配線層の形成された前記配線基板の面に実装され、前記ＩＣチップが実装された前記配線基板の面上に、少なくとも前記ＩＣチップを覆うように形成されたモールド樹脂層をさらに具備する、とすることができる。ＩＣチップが配線基板上に設けられる場合のその保護のため、モールド樹脂層を設けた態様である。

ここで、前記モールド樹脂層が、前記配線基板の全面上に形成され、かつ表面に印字を有する、とすることができる。モールド樹脂層が全面に形成されることで比較的大きな面積の印字領域として利用することができる。

また、ここで、前記ＩＣチップが、前記配線基板の面にボンディングワイヤを用いて実装されている、とすることができる。ＩＣチップを配線基板に実装する一方法である。

さらに、ここで、前記ＩＣチップが、前記配線基板の面にフリップチップ接続で実装されている、とすることもできる。ＩＣチップを配線基板に実装する別の方法である。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る非接触データキャリアにおいて、そのアンテナ構成を示すために描いた仮想的な４つの平面図である。この非接触データキャリアは、概略的に、矩形状の４層配線基板の各配線層にアンテナパターンが設けられたものであり、さらに、このアンテナパターンに接続されてデータキャリア用のＩＣチップが実装されている。図１では、配線基板を構成する層間絶縁材の図示を省略し、実際には重畳した位置に設けられる各アンテナパターンを縦に並べて図示している。

図１において、外層（第１層）アンテナパターン１が設けられた面には、データキャリア用のＩＣチップ１００が実際には設けられる。ＩＣチップ１００の機能面に形成されているパッドとアンテナパターン１を含む配線層とは、ボンディングワイヤ１０１で電気的に接続される。ワイヤボンディング１０１でＩＣチップ１００から接続されたアンテナパターン１の端部は、渦巻き形状に形成されたアンテナパターン１の内周側端部である。この内周側端部からアンテナパターン１をたどりその外周側端部に設けられた層間接続用ランド１２ａに至る。

第１層に在る層間接続用ランド１２ａは、内層（第２層）アンテナパターン２を含む配線層の層間接続用ランド２１ａに１層２層間接続導体（不図示）で電気的接続する。層間接続用ランド２１ａは、渦巻き形状に形成されたアンテナパターン２の外周側端部である。この外周側端部からアンテナパターン２をたどりその内周側端部に設けられた層間接続用ランド２３ａに至る。

第２層に在る層間接続用ランド２３ａは、内層（第３層）アンテナパターン３を含む配線層の層間接続用ランド３２に２層３層間接続導体（不図示）で電気的接続する。層間接続用ランド３２は、渦巻き形状に形成されたアンテナパターン３の内周側端部である。この内周側端部からアンテナパターン３をたどりその外周側端部に設けられた層間接続用ランド３４に至る。

第３層に在る層間接続用ランド３４は、外層（第４層）アンテナパターン４を含む配線層の層間接続用ランド４３ａに３層４層間接続導体（不図示）で電気的接続する。層間接続用ランド４２ａは、渦巻き形状に形成されたアンテナパターン４の外周側端部である。この外周側端部からアンテナパターン４をたどりその内周側端部に設けられた層間接続用ランド３２ｂに至る。

第４層に在る層間接続ランド４３ａは、内層（第３層）アンテナパターン３を含む配線層の層間接続用ランド３２４に３層４層間接続導体（不図示）で電気的接続する。第３層に在る層間接続ランド３２４は、内層（第２層）アンテナパターン２を含む配線層の層間接続用ランド２３ｂに２層３層間接続導体（不図示）で電気的接続する。

第２層に在る層間接続用ランド２３ｂは、内層アンテナパターン２を含む配線層のパターンにより同じく第２層に在る層間接続用ランド２１ｂに至る。層間接続ランド２１ｂは、外層（第１層）アンテナパターン１を含む配線層の層間接続用ランド１２ｂに１層２層間接続導体（不図示）で電気的接続する。層間接続用ランド１２ｂは、外層アンテナパターン１を含む配線層のパターンおよびボンディングワイヤ１０１によりＩＣチップ１００に接続している。以上の構成によりアンテナパターン１、２、３、４は直列接続され、ＩＣチップ１００の単一のアンテナとして機能する。

１層２層間接続導体、２層３層間接続導体、３層４層間接続導体は、それぞれ、いわゆるブランドビアにより構成され、その接続に直接関係する配線層以外の配線層においてはそれらを配置するためにパターンの退避レイアウトを要しない。詳しくは後述する。この実施形態の特徴は、ブラインドビアを用いることによるこのような利点を活用し、各アンテナパターン１、２、３、４を配線基板の隅に至るまで配置させてアンテナパターンとしての開口面積を大きくし、より小型の基板面積で良好な通信特性を得るようにしたことである。

図２は、図１に示したアンテナの接続関係を示す模式的な分解斜視図である。図２において、図１中に示した構成要素と対応するものには同一の符号を付している。図２に示すように、１層２層間接続導体５１１、５１２、２層３層間接続導体５２１、５２２、３層４層間接続導体５３１、５３２が、それぞれ上記説明の層間接続導体として設けられている。図２からも、４つの配線層の各層に重畳的にアンテナパターンが設けられかつこれらが所定に接続されることで、単一のアンテナパターンとなることが理解できる。

図３は、本発明の一実施形態に係る非接触データキャリアの構成を模式的に示す垂直断面図であり、図１中に示したＡ−Ａａの位置に相当した断面の図示である。図３において、図１中、図２中に示した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。図３に示すように、この非接触データキャリア１０は、上述のアンテナパターン１、２、３、４、ＩＣチップ１００、１層２層間接続導体５１１、５１２、２層３層間接続導体５２１、５２２、３層４層間接続導体５３１、５３２とともに、層間絶縁材５１、５２、５３、ソルダーレジスト５４、５５、モールド樹脂５６を有している。

アンテナパターン１、２、３、４を含む各配線層と、層間絶縁材５１、５２、５３とは配線基板を構成する。層間絶縁材５１は、アンテナパターン１とアンテナパターン２とを隔てる絶縁基板であり、層間絶縁材５２は、アンテナパターン２とアンテナパターン３とを隔てる絶縁基板であり、層間絶縁材５３は、アンテナパターン３とアンテナパターン４とを隔てる絶縁基板である。

これらの層間絶縁材５１、５２、５３はそれぞれ、例えばガラスクロス入りエポキシ系樹脂、アラミド樹脂、液晶ポリマー、またはＢＴレジンをその材料とすることができ、厚さは例えばそれぞれ例えば０．０３ｍｍないし０．１ｍｍとすることができる。また、これらのリジッドな有機絶縁材料に代えて、ポリイミド、ポリエステル等のフレキシブルな有機絶縁材料の板材を用いることも可能である。さらにこれらの有機系材料の板材に代えて無機材料（セラミック）の板材を用いることも可能である。

アンテナパターン１、２、３、４は、それぞれ、例えば銅箔をパターン形成したものであり、厚さは例えば１８μｍである。アンテナパターン１、２、３、４を形成するレイアウトルールとしてこの例では例えばライン／スペースが７５μｍ／７５μｍのものを採用することができる。

ＩＣチップ１００には、主たる内部構成要素として、通信回路部（不図示）とメモリ部（不図示）とが設けられている。通信回路部は、アンテナパターン１、２、３、４により構成されるアンテナに接続され、このアンテナを介して外部からのデータ読み出し指令信号を受信しかつこれに反応してメモリ部に格納されたデータの出力の仲介を行う。

ソルダーレジスト５４は、外層（第１層）アンテナパターン１が設けられた層間絶縁材５１の面に、はんだ接続の必要のないパターン部位上を含んで形成されている（厚さは例えば２５μｍ）。ソルダーレジスト５５は、外層（第４層）アンテナパターン４が設けられた層間絶縁材５３の面に、はんだ接続の必要のないパターン部位上を含んで形成されている（厚さはソルダーレジスト５４と同様に例えば２５μｍ）。

モールド樹脂５６は、少なくとも、層間絶縁材５１の面上に機能面を上に向けて設けられたＩＣチップ１００を覆い、かつソルダーレジスト５４を介して層間絶縁材５１の面に設けられた外層アンテナパターン１を覆うように形成されている（厚さは例えば０．５ｍｍ：この実施形態では全面に形成されている。）。モールド樹脂５６の材質は、例えばエポキシ樹脂とすることができる。モールド樹脂５６によりＩＣチップ１０は、外部環境から化学的・物理的に保護される。

この非接触データキャリア１０の製造工程の概略は、例えば以下である。まず、銅箔の必要な位置に層間接続のため（２層３層間接続導体５２１、５２２のため）の突起状の銀ペーストバンプを印刷形成し、その銀ペーストバンプが貫通するようにその銅箔上に層間絶縁材５２を積層一体化する。次に、貫通した銀ペーストの先端を塑性変形するように層間絶縁材５２上に別の銅箔を積層一体化する。そして、両面の銅箔をエッチングでパターン化しアンテナパターン２、３とする。

次に、さらに別の銅箔の必要な位置に層間接続のため（１層２層間接続導体５１１、５１２、または３層４層間接続導体５３１、５３２のため）の突起状の銀ペーストバンプが形成され、その銀ペーストバンプが貫通するようにそれらの銅箔上に層間絶縁材５１または５３が積層一体化されたものを用意する。そして、これらを上記のアンテナパターン２、３が形成された層間絶縁材５２上両面に、それらの貫通した銀ペーストの先端を塑性変形させるようにそれぞれ積層一体化する。そして、層間絶縁材５１上の銅箔、層間絶縁材５３上の銅箔をそれぞれエッチングでパターン化しアンテナパターン１、４を形成する。以下、ソルダーレジスト５４、５５の形成、金めっき処理、ＩＣチップ１００の実装、モールド樹脂５６の形成の各工程を順に行う。各層間接続導体には上記のように銀ペースト硬化導電樹脂を用いることができる。

前述したように、この非接触データキャリア１０は、１層２層間接続導体５１１、５１２、２層３層間接続導体５２１、５２２、３層４層間接続導体５３１、５３２が、それぞれ、いわゆるブランドビアにより構成され、その接続に直接関係する配線層以外の配線層においてはそれらを配置するためにパターンの退避レイアウトを要しない。すなわち、図１に示すように、アンテナパターン１とアンテナパターン２とを接続するためのランド１２ａ、２１ａが配線基板の角付近に設けられ、そのためにアンテナパターン１、２は同位置付近を退避する形状にならざるを得ないものの、これ以外の角ではこのような退避を設けず基板の角いっぱいにまでアンテナパターン１、２が設けら得る。

同様に、アンテナパターン３とアンテナパターン３とを接続するためのランド３４、４３ａが配線基板の角付近に設けられ、そのためにアンテナパターン３、４は同位置付近を退避する形状にならざるを得ないものの、これ以外の角ではこのような退避を設けず基板の角いっぱいにまでアンテナパターン３、４が設けられ得る。したがって、アンテナパターン１、２、３、４としての開口面積を大きくし、より小型の基板面積で良好な通信特性を得ることができる。なお、ここで、ランド１２ａ、２１ａ、３４、４３ａを設けるためにアンテナパターン１、２、３、４がこれらを退避する形状になるのは、非接触データキャリア１０の小型化に伴いアンテナパターン１等の形成ルールが微細化し、そのライン分の大きさの中に層間接続導体５１１等を設けることが困難だからである。

また、この実施形態では、さらに以下の点が考慮されている。ひとつは、第３層アンテナパターン３、第４層アンテナパターン４がともにＩＣチップ１００の位置に重なる領域にまでそれらの内周側で形成されていることである。このような内周側のターン数増加で３層４層間接続導体５３２の位置がより配線基板の内側になるが、これによって第２層アンテナパターン２を含む配線パターンや第１層アンテナパターン１を含む配線パターンのレイアウトに影響を与えない。これも３層４層間接続導体５３２がブラインドビアであることの利点である。第３層アンテナパターン３、第４層アンテナパターン４の内周側のターン数増加によってアンテナとしてより大きなインダクタンスを確保することができる。

このような内周側のターン数増加は、第２層アンテナパターン２においても原理的には可能であるが（後述する図７を参照）、この実施形態では、ＩＣチップ１００が実装される直下面の平坦性を確保するためあえてそのようにはしていない。すなわち、第２層アンテナパターン２を含む配線層では、層間接続用ランド２３ｂから層間接続用ランド２１ｂへの配線パターンを形成し、これにより第１層にある層間接続ランド１２ｂの形成位置がＩＣチップ１００の直下となるのを避けるようにしている。ＩＣチップ１００の直下の層間絶縁材５１上には配線パターンが形成されていないので段差がなくその安定的な機械的固定が可能である。

また、この実施形態では、モールド樹脂５６が全面に形成されているので、その面上をこの非接触データキャリア１０の品種などの情報を表示するための印字領域とするのに向いている。例えば、この非接触データキャリア１０の大きさが５ｍｍ角のような小さな形状の場合でも、印字領域として十分な大きさの領域となる。

印字方法には、シルクやパット印刷等の印刷方式や、レーザ印字、熱転写、焼印等を用いることができる。とりわけ小面積領域への微小印刷という意味でレーザ印字が向いている。レーザ印字では、アンテナパターン４上のソルダーレジスト５５上に印字するとソルダーレジスト５５を突き破ってアンテナパターン４が露出しその腐食性が増加してしまうが、モールド樹脂５６上への印字であればこのような不利は生じない。したがって、モールド樹脂５６上はレーザ印字による印字領域として適当である。なお、情報表示のためにはモールド樹脂５６上にあらかじめ印字のされたシールを貼り付けることも可能である。

また、この実施形態の非接触データキャリア１０を、金属性の物品用としても好適なデータキャリアとするには、例えば、モールド樹脂５６の表面に透磁率の高い層を形成するようにすればよい。このような構成では、アンテナパターンに対してモールド樹脂５６を介して透磁率の高い層が位置することになるので、金属性の物品用として好適である。透磁率の高い層としては、例えば、Ｍｎ−ＺｎフェライトやＮｉ−Ｚｎフェライトなどの高絶縁性を有する磁性材料の粉末を分散させた樹脂を層状に形成する。粉末を分散させる樹脂には、例えばエポキシ樹脂やポリフィニルサルファイド樹脂を用いることができる。

外周側の層間接続に用いるランド１２ａ、２１ａ、３４、４３ａの位置関係について補足すると、図１に示すように、この実施形態では、ランド１２ａ、２１ａが図で右上、ランド３４、４３ａが図で左上のそれぞれ配置である。ランド１２ａ、２１ａは互いに層間接続されるため同一の角付近に設けられるが、その角の位置は図１に示す位置には限られない。また、ランド３４、４３ａについても、互いに層間接続されるため同一の角付近に設けられるが、その角の位置は図１に示す位置には限られない。つまりはランド１２ａ、２１ａと、ランド３４、４３ａとの相互位置関係については自由に決めることができる。例えば、同一の角付近、対角の角付近、図１に示すように隣り合う角付近などいずれも可能である。

次に、本発明の別の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、本発明の別の実施形態に係る非接触データキャリアの構成を模式的に示す垂直断面図であり、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部分については説明を省略する。

この実施形態の非接触データキャリア１０Ａは、上記の実施形態の構成を配線層（アンテナパターン）数の増加という意味で発展させたものである。すなわち、図示するように、アンテナパターン５、６、７、８をそれぞれ含む配線層が加えられて全体として８層の配線層が存在する。このような配線層の増加により、配線基板の大きさを増加させることなくより大きなインダクタンスを有するアンテナを得ることができる。

各層のアンテナパターンの接続は、上記の実施形態の構成から容易に類推できる。すなわち、上記実施形態では、第４層アンテナパターン４の内周側のランド４３ｂがＩＣチップ１００に戻るためのランドとして供されているが、本実施形態では、このランドから下側に位置する第５層アンテナパターン５の内周側に接続がされ、以下、これを経てアンテナパターン５の外周側、アンテナパターン６の外周側を経てアンテナパターン６の内周側、アンテナパターン７の内周側を経てアンテナパターン７の外周側、アンテナパターン８の外周側を経てアンテナパターン８の内周側と、各パターンと各層間接続導体により順次接続がされる。アンテナパターン８の内周側には、ＩＣチップ１００に戻るためのランドが設けられる。このランドから、図示するように各層の層間接続導体を経て第１層アンテナパターン１の配線層に至る。

図１に示したようなアンテナ構成を示すための仮想的な平面図（８つになる）の図示は省略するが、アンテナパターン５、６、７、８においても、アンテナパターン１等と同様にそれらの外周側端部に設けられたランドを退避するようにパターン化がなされている。またこの退避を除けば、各アンテナパターン５、６、７、８を配線基板の隅に至るまで配置させてアンテナパターンとしての開口面積を大きくしている。このように配線層数が多くなってもアンテナパターンとしての開口面積を大きくする思想は同じように適用できる。

この非接触データキャリア１０Ａの製造方法は、図１ないし図３に示した実施形態で説明した工程から容易に類推できる。すなわち、最初に、アンテナパターン４、５を有するコア基板を製造し、この両面に、層間絶縁導体が貫通形成された絶縁樹脂層、および銅箔を積層一体化し、積層一体化の後、銅箔をアンテナパターン化するというステップを、順次３回繰り返すという工程によればよい。

次に、本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアについて図５を参照して説明する。図５は、本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアにおいて、その第１層アンテナパターンを示す平面図である。同図においてすでに説明した構成要素と同一のものには同一符号を付してある。その部分の説明は省略する。

この実施形態では、第１層アンテナパターン１Ａなどのアンテナパターンの屈曲部に丸めを設け尖りをなくしている。図示では省略するが、他の各層のアンテナパターンも同様である。その他の構成は、図１ないし図３に示した実施形態、または図４に示した実施形態と同じである。

丸めの曲率半径は、例えば、屈曲部の外側でＲ１００μｍ程度以下、同内側でＲ２５μｍ以下とすることができる。これは、アンテナパターン１Ａのライン／スペース（例えば７５μｍ／７５μｍ）を考慮して決めることができる。このようなパターン丸めは、照射電磁波の周波数が高い場合にインピーダンスを下げる効果をもたらし好ましい。

次に、本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアについて図６を参照して説明する。図６は、本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアにおいて、そのアンテナ構成を示すために描いた仮想的な３つの平面図である。同図においてすでに説明した構成要素と同一のものには同一符号を付してある。その部分の説明は省略する。

この非接触データキャリアは、概略的に、矩形状の３層配線基板の各配線層にアンテナパターン１Ｂ、２Ｂ、３Ｂが設けられたものであり、さらに、これらのアンテナパターンに接続されてデータキャリア用のＩＣチップ１００が実装されている。図６では、配線基板を構成する層間絶縁材の図示を省略し、実際には重畳した位置に設けられる各アンテナパターン１Ｂ、２Ｂ、３Ｂを縦に並べて図示している。

図１に示した実施形態との違いは、配線層数が３と奇数になったため、第３層アンテナパターン３Ｂから第１層の配線層に戻るための層間接続導体の配置がアンテナパターン３Ｂ、２Ｂ、１Ｂの外側になることである。このため、第３層アンテナパターン３Ｂの外側端部（角付近）に層間接続用ランド３２ａが設けられ、これに重なるように第２層の層間接続用ランド２１３、第１層の層間接続用ランド１２ｃが配置されている。

層間接続用ランド３２ａと層間接続用ランド２１３とは２層３層間接続導体（不図示）で電気的接続され、層間接続用ランド２１３と層間接続用ランド１２ｃとは１層２層間接続導体（不図示）で電気的接続されている。第１層アンテナパターン１Ｂを含む配線層に設けられた層間接続用ランド１２ｃは、ボンディングワイヤ１０１ＡによりＩＣチップ１０１に接続される。

層間接続用ランド２１３と層間接続用ランド１２ｃとを接続する１層２層間接続導体を配置するため、第１層アンテナパターン１Ｂ、第２層アンテナパターン２Ｂには、図示するように、独自の退避レイアウトがなされる。この独自の退避は、配線層（アンテナパターン）数が奇数になったため必要になる。配線層（アンテナパターン）数が５以上の奇数の場合も同様である。退避の必要のない角付近では基板の隅に至るまでアンテナパターン１Ｂ、２Ｂ等を配置させてアンテナパターンとしての開口面積を大きくすることができる。

なお、この実施形態では、第２層アンテナパターン２Ｂは、第１層アンテナパターン１Ｂが設けられた外層配線層に何ら影響を与えることなく内周側でターン数を増やしてＩＣチップ１００の位置に重なる領域にまで形成できる（図示とは異なる態様となる）。これは内周側にＩＣチップ１００に戻るための導体構造がそもそも不要だからである。

次に、本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアについて図７を参照して説明する。図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアにおいてそのアンテナ構成を示すために描いた仮想的な４つの平面図であり、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部分については説明を省略する。

この実施形態は、図１ないし図３に示した実施形態と以下の点を除き同じである。すなわち、この実施形態では、第３層アンテナパターン３、第４層アンテナパターン４に加えて第２層アンテナパターン２も、ＩＣチップ１００の位置に重なる領域にまで内周側が形成されている。これにより、第２層の層間接続用ランド２１３Ａがより内側に配置され、これと層間接続する第１層の層間接続用ランド１２ｂＡがＩＣチップ１００の直下に位置する。したがって、ＩＣチップ１００の直下の層間絶縁材５１上には配線パターンの段差があり、ＩＣチップ１００の安定的固定という意味では図１ないし図３に示した実施形態に優位性を譲ることになる。しかしながら、第２層アンテナパターン２の内周側のターン数増加によってアンテナとしてさらに大きなインダクタンスを確保することができる。

次に、本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアについて図８を参照して説明する。図８は、本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアの構成を模式的に示す垂直断面図であり、すでに説明した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その部分については説明を省略する。

この実施形態の非接触データキャリア１０Ｂは、図１ないし図３に示した実施形態と以下の点を除き同じである。すなわち、この実施形態では、ボンディングワイヤ１０１を用いて配線基板上に実装されるＩＣチップ１００に代えて、フリップチップ接続により配線基板上に実装されるＩＣチップ１００Ａを有する。ＩＣチップ１００Ａの機能面と配線基板との間にはアンダーフィル樹脂５７が充填される。これにより、フリップチップ接続に供された電極部分が外部環境から化学的・物理的に保護される。

ＩＣチップ１００Ａの平面的配置関係として、図１に示したようにその直下に層間接続のためのランドがない場合、図７に示したようにその直下に層間接続のためのランドがある場合両者ともあり得る。ただし、図１に示したようにその直下に層間接続のためのランドがない場合の方が、第１層のパターン設計は容易である。

本発明の一実施形態に係る非接触データキャリアにおいてそのアンテナ構成を示すために描いた仮想的な４つの平面図。 図１に示したアンテナの接続関係を示す模式的な分解斜視図。 本発明の一実施形態に係る非接触データキャリアの構成を模式的に示す垂直断面図。 本発明の別の実施形態に係る非接触データキャリアの構成を模式的に示す垂直断面図。 本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアにおいてその第１層アンテナパターンを示す平面図。 本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアにおいてそのアンテナ構成を示すために描いた仮想的な３つの平面図。 本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアにおいてそのアンテナ構成を示すために描いた仮想的な４つの平面図。 本発明のさらに別の実施形態に係る非接触データキャリアの構成を模式的に示す垂直断面図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ…第１層（外層）アンテナパターン、２，２Ｂ…第２層（内層）アンテナパターン、３…第３層（内層）アンテナパターン、３Ｂ…第３層（外層）アンテナパターン、４…第４層（外層または内層）アンテナパターン、５…第５層アンテナパターン、６…第６層アンテナパターン、７…第７層アンテナパターン、８…第８層アンテナパターン、１０，１０Ａ，１０Ｂ…非接触データキャリア、１２ａ，１２ｂ，１２ｂＡ，１２ｃ…層間接続用ランド（第１層）、２１ａ，２１ｂ，２３ａ，２３ｂ，２１３，２１３Ａ…層間接続用ランド（第２層）、３２，３２ａ，３４，３２４…層間接続用ランド（第３層）、４３ａ，４３ｂ…層間接続用ランド（第４層）、５１，５２，５３…層間絶縁材、５４，５５…ソルダーレジスト、５６…モールド樹脂、５７…アンダーフィル樹脂、１００，１００Ａ…ＩＣチップ、１０１，１０１Ａ…ボンディングワイヤ、５１１，５１２…１層２層間接続導体、５２１，５２２…２層３層間接続導体、５３１，５３２…３層４層間接続導体。

Claims (12)

1. データを格納可能なＩＣチップと、
   前記ＩＣチップが実装された、矩形状の形状を有する配線基板と、を具備し、
   前記配線基板が、それぞれにアンテナパターンが形成された複数の配線層と、該配線基板のひとつの角である第１の角近辺に位置しかつ前記複数の配線層のうちのひとつの配線層にあるアンテナパターンである第１のアンテナパターンと前記複数の配線層のうちの別の配線層にあるアンテナパターンである第２のアンテナパターンとを層間接続する層間接続導体とを有し、前記第１のアンテナパターンおよび前記第２のアンテナパターンが、該配線基板の前記第１の角近辺において前記層間接続導体を位置させるように前記第１の角からの退避レイアウトがなされ、該配線基板の前記第１の角以外の角の少なくともひとつ近辺においては該角からの退避レイアウトがされていないこと
   を特徴とする非接触データキャリア。
2. 前記複数の配線層が、２以上の偶数の配線層数であり、
   前記第１のアンテナパターンおよび前記第２のアンテナパターンが、前記配線基板の前記第１の角以外のすべての角近辺において該角からの退避レイアウトがされていないこと
   を特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
3. 前記複数の配線層が、３以上の奇数の配線層数であり、
   前記第１のアンテナパターンおよび前記第２のアンテナパターンが、前記配線基板の前記第１の角以外のいずれかふたつの角近辺において該角からの退避レイアウトがされておらず、前記配線基板の前記第１の角以外の残るひとつの角近辺において前記層間接続導体とは別の第２の層間接続導体を位置させるように該角からの退避レイアウトがされていること
   を特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
4. 前記複数の配線層のそれぞれの前記アンテナパターンのうちの少なくともひとつが、前記実装されたＩＣチップの位置に重なる領域にまで形成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
5. 前記複数の配線層が、３以上の配線層数であり、
   前記複数の配線層のひとつが外層配線層であり、前記ＩＣチップが該外層配線層の形成された前記配線基板の面に実装され、
   前記ＩＣチップが実装された外層配線層および該外層配線層に隣接する配線層においては前記実装されたＩＣチップの位置に重なる領域に前記アンテナパターンが実質的に形成されておらず、残る配線層すべてにおいては前記実装されたＩＣチップの位置に重なる領域にまで前記アンテナパターンが形成されていること
   を特徴とする請求項４記載の非接触データキャリア。
6. 前記複数の配線層が、２以上の配線層数であり、
   前記複数の配線層のひとつが外層配線層であり、前記ＩＣチップが該外層配線層の形成された前記配線基板の面に実装され、
   前記ＩＣチップが実装された外層配線層においては前記実装されたＩＣチップの位置に重なる領域に前記アンテナパターンが実質的に形成されておらず、残る配線層すべてにおいては前記実装されたＩＣチップの位置に重なる領域にまで前記アンテナパターンが形成されていること
   を特徴とする請求項４記載の非接触データキャリア。
7. 前記層間接続導体が、銀ペースト硬化導電樹脂であることを特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
8. 前記複数の配線層のそれぞれの前記アンテナパターンが、実質的に渦巻き状に形成され、
   前記層間接続導体が、前記第１のアンテナパターンの渦巻きの一端部と前記第２のアンテナパターンの渦巻きの一端部とを層間接続すること
   を特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
9. 前記複数の配線層のひとつが外層配線層であり、前記ＩＣチップが該外層配線層の形成された前記配線基板の面に実装され、
   前記ＩＣチップが実装された前記配線基板の面上に、少なくとも前記ＩＣチップを覆うように形成されたモールド樹脂層をさらに具備すること
   を特徴とする請求項１記載の非接触データキャリア。
10. 前記モールド樹脂層が、前記配線基板の全面上に形成され、かつ表面に印字を有することを特徴とする請求項９記載の非接触データキャリア。
11. 前記ＩＣチップが、前記配線基板の面にボンディングワイヤを用いて実装されていることを特徴とする請求項６または請求項９記載の非接触データキャリア。
12. 前記ＩＣチップが、前記配線基板の面にフリップチップ接続で実装されていることを特徴とする請求項５または請求項９記載の非接触データキャリア。

Images