JP6394822B2 - 部品内蔵デバイス、ｒｆｉｄタグ、および部品内蔵デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂層の積層体内にチップ状電子部品を内蔵する部品内蔵デバイス、それを備えるＲＦＩＤタグ、および部品内蔵デバイスの製造方法に関する。

物品の情報管理等のために用いられるＲＦＩＤタグは、所定の情報の保持および所定の無線信号の処理を行うＲＦＩＤ用ＩＣチップと、高周波信号の送受信を行うアンテナ素子とを備え、管理対象となる種々の物品やその包装材に付与されて使用される。

ＲＦＩＤシステムとしては、１３．５６ＭＨｚ帯を利用したＨＦ帯ＲＦＩＤシステムや９００ＭＨｚ帯を利用したＵＨＦ帯ＲＦＩＤシステムが一般的である。ＵＨＦ帯ＲＦＩＤシステムは、通信距離が比較的長く、複数のタグの一括読取りが可能であることが特徴である。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。

特許文献１に示されるＲＦＩＤタグは、放射素子が形成されたプリント配線板と、ＲＦＩＣを含む電磁結合モジュールとで構成される。電磁結合モジュールは、例えばセラミック基板による給電回路基板と半導体ＲＦＩＣチップとを備え、給電回路基板の下面に外部端子が設けられ、上面にＲＦＩＣチップが実装され、さらにこのＲＦＩＣチップを覆うように、給電回路基板の上面に保護膜が被覆される。

特開２０１５−１３３１５３号公報

特許文献１に示されるような、給電回路基板にＩＣチップを実装した構造のモジュールでは、給電回路基板の厚みとＩＣチップの厚みとが足し合わされた高さより低背化することはできず、ＲＦＩＤタグの薄型化に限界があった。

一方、熱可塑性樹脂層の積層体に所定の導体パターンを形成するとともに、この積層体の内部にＩＣチップを埋設する構造でも、電気的には上記モジュールと同様のモジュールを構成できる。樹脂シートの積層体によるモジュールは薄型化しやすく、柔軟性があるので、薄型で柔軟性が要求されるＲＦＩＤタグに適している。

しかし、熱可塑性樹脂層の積層体内にＩＣチップを埋設する構造では、樹脂シートの一括積層時に、ＩＣチップの入出力端子が導通するパッド電極が変形してパッド電極がＩＣチップの縁に接触するおそれがある。図１５（Ａ）（Ｂ）にその例を示す。図１５（Ａ）はＲＦＩＤモジュールの主要部の断面図であり、図１５（Ｂ）はその部分拡大図である。各樹脂シートには所定の導体パターンが形成されていて、複数の樹脂シートを一括積層した際、特に硬質のＩＣチップ５０付近での樹脂層の変形（プレス時の樹脂流動）に伴い、パッド電極２１ａ，２１ｂが変形する。

図１５（Ａ）（Ｂ）に示す例のように、パッド電極２１ａ，２１ｂがＩＣチップ５０の縁に接触すると、パッド電極２１ａ，２１ｂがＩＣチップ５０と電気的に導通して、電気的特性が劣化したり、動作不良になったりする。

上述の問題は、ＲＦＩＤモジュールに限らず、チップ状電子部品が熱可塑性樹脂層の積層体内に埋設された構造の部品内蔵デバイス全般に共通するものである。

本発明の目的は、チップ状電子部品が熱可塑性樹脂層の積層体内に埋設された構造の部品内蔵デバイスにおいて、積層体内におけるチップ状電子部品周囲の構造および電気的接続が安定化された、部品内蔵デバイス、それを備えるＲＦＩＤタグ、および部品内蔵デバイスの製造方法を提供することにある。

（１）本発明の部品内蔵デバイスは、
複数の熱可塑性樹脂層の積層体、および前記積層体に埋設されたチップ状電子部品を備える部品内蔵デバイスであって、
前記チップ状電子部品は入出力端子を有し、
前記積層体には、前記複数の熱可塑性樹脂層のうち、前記チップ状電子部品の入出力端子が位置する層とは異なる熱可塑性樹脂層に形成されたパッド電極、および、
前記入出力端子と前記パッド電極とを層間方向に導通させる、複数の第１層間接続導体を備えたことを特徴とする。

上記構成により、チップ状電子部品の入出力端子とパッド電極との層間に複数の第１層間接続導体が介在するので、パッド電極に対する応力集中によるパッド電極の変形が緩和され、パッド電極がチップ状電子部品の縁に接触することが回避できる。

（２）前記チップ状電子部品は直方体状であり、前記入出力端子は前記チップ状電子部品の底面の互いに平行な２辺に沿って配置され、
前記パッド電極は前記２辺に沿って延出された形状であり、
前記複数の第１層間接続導体は前記２辺に沿った前記入出力端子の長手方向の中央に対して対称位置に配置されていることが好ましい。これにより、パッド電極の傾きが緩和され、積層体内におけるチップ状電子部品周囲の構造および電気的接続が安定化される。

（３）上記（１）または（２）において、前記複数の第１層間接続導体のうち互いに隣接する第１層間接続導体は連続していることが好ましい。これにより、パッド電極に対する応力集中がより緩和され、またパッド電極の局部的な変形が回避される。

（４）本発明の部品内蔵デバイスは、
複数の熱可塑性樹脂層の積層体、および前記積層体に埋設されたチップ状電子部品を備える部品内蔵デバイスであって、
前記チップ状電子部品は入出力端子を有し、
前記積層体には、前記複数の熱可塑性樹脂層のうち、前記チップ状電子部品の入出力端子が位置する層とは異なる熱可塑性樹脂層に形成されたパッド電極、および、
前記入出力端子と前記パッド電極とを層間方向に導通させる、前記熱可塑性樹脂層に沿った面での断面形状が長円形で長軸を有する第１層間接続導体を備えたことを特徴とする。

上記構成により、パッド電極に対する応力集中によるパッド電極の変形が緩和され、パッド電極がチップ状電子部品の縁に接触することが回避できる。

（５）上記（４）において、前記チップ状電子部品は直方体であり、前記入出力端子は前記チップ状電子部品の底面の互いに平行な２辺に沿って配置され、前記パッド電極は前記２辺に沿って延出された形状であり、前記第１層間接続導体は前記２辺に沿って配置されていることが好ましい。これにより、パッド電極に対するチップ状電子部品の相対位置の自由度が高まり、種々のサイズのチップ状電子部品に適用できる。

（６）上記（５）において、前記第１層間接続導体は前記２辺に沿った前記入出力端子の長手方向の中央に対して対称位置に配置されていることが好ましい。これにより、パッド電極に加わる応力が均衡し易くなって、チップ状電子部品の傾きが抑制される。

（７）上記（１）から（６）のいずれかにおいて、前記パッド電極は、前記入出力端子よりも面積が大きく、前記熱可塑性樹脂層の積層方向からの平面視で前記チップ状電子部品と重ならない領域を有することが好ましい。これにより、各熱可塑性樹脂層（シート）を変更することなく、種々のサイズのチップ状電子部品に適用できる。

（８）上記（１）から（７）のいずれかにおいて、前記積層体は、前記熱可塑性樹脂層の面内方向に沿った導体パターンおよび当該導体パターンに導通する第２層間接続導体を含み、前記導体パターンおよび前記第２層間接続導体によって素子が構成され、前記複数の第１層間接続導体の径は、前記第２層間接続導体の径より小さいことが好ましい。これにより、チップ状電子部品とパッド電極との間に緩衝性が生じ、パッド電極への応力集中がより緩和される。また、より小さな入出力端子を有するチップ状電子部品にも適用できる。

（９）本発明のＲＦＩＤタグは、
導体パターンによる放射素子を有する可撓性の絶縁体基板と、外部端子を有するＲＦＩＤモジュールと、を備え、前記絶縁体基板に前記ＲＦＩＤモジュールが実装されて、前記外部端子が前記放射素子に接続されたＲＦＩＤタグであって、
前記ＲＦＩＤモジュールは、
複数の熱可塑性樹脂層の積層体、前記熱可塑性樹脂層に形成された導体によるコイル状導体パターン、および前記積層体に埋設されたＲＦＩＤ用ＩＣを備え、
前記ＲＦＩＤ用ＩＣは入出力端子を有し、
前記積層体は、前記ＲＦＩＤ用ＩＣの入出力端子と導通するパッド電極および前記外部端子を有し、
前記ＲＦＩＤ用ＩＣと前記コイル状導体パターンとは、前記入出力端子と前記パッド電極とが接合されることによって接続され、
前記パッド電極は、前記複数の熱可塑性樹脂層のうち、前記ＲＦＩＤ用ＩＣの入出力端子が位置する層とは異なる熱可塑性樹脂層に形成され、
前記入出力端子と前記パッド電極とは、複数の第１層間接続導体によって層間方向に導通されたことを特徴とする。

上記構成により、ＲＦＩＤ用のＩＣの特性劣化または動作不良が防止された、信頼性の高いＲＦＩＤタグが得られる。

（１０）上記（９）において、
前記積層体は長手方向を有し、前記コイル状導体パターンは第１コイル状導体パターンおよび第２コイル状導体パターンを含み、第１コイル状導体パターンは前記長手方向の第１端寄りに配置され、第２コイル状導体パターンは前記長手方向の第２端寄りに配置され、前記ＲＦＩＤ用ＩＣは、前記熱可塑性樹脂層の積層方向からの平面視で、前記第１コイル状導体パターンと前記第２コイル状導体パターンとの間に配置されることが好ましい。これにより、小型化できるとともに、第１コイル状導体パターンによるコイルと第２コイル状導体パターンによるコイルとの不要結合が抑制される。

（１１）本発明の部品内蔵デバイスの製造方法は、複数の熱可塑性樹脂層の積層体、および前記積層体に埋設されたチップ状電子部品を備える部品内蔵デバイスの製造方法であって、
前記チップ状電子部品の入出力端子が接続されるパッド電極を、前記複数の熱可塑性樹脂シートのうち所定の前記熱可塑性樹脂シートに形成する工程と、
前記複数の熱可塑性樹脂シートのうち前記入出力端子と前記パッド電極とをそれぞれ複数箇所で層間接続する複数の層間接続導体形成用の孔を形成し、当該孔に導電ペーストを充填する工程と、
前記チップ状電子部品とともに前記複数の熱可塑性樹脂シートを積層圧着して積層体を形成する工程と、
を備えることを特徴とする。

上記製造方法によれば、積層体内におけるチップ状電子部品周囲の構造および電気的接続が安定化された部品内蔵デバイスが得られる。

本発明によれば、積層体内におけるチップ状電子部品周囲の構造および電気的接続が安定化された、部品内蔵デバイスおよびそれを備えるＲＦＩＤタグが得られる。

図１は第１の実施形態に係るＲＦＩＤモジュール１０１の斜視図である。 図２はＲＦＩＤモジュール１０１を構成する、熱可塑性樹脂シートおよびそれらに形成される各種導体パターンの例を示す下面図である。 図３（Ａ）は、図２におけるＡ−Ａ部分での、ＲＦＩＤモジュール１０１の断面図である。図３（Ｂ）はＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子側を視た平面図である。 図４はＲＦＩＤモジュール１０１の回路図である。 図５は、第２の実施形態に係るＲＦＩＤモジュールを構成する、樹脂シートおよびそれらに形成される各種導体パターンの例を示す下面図である。 図６は、第２の実施形態に係る別のＲＦＩＤモジュールを構成する、樹脂シートおよびそれらに形成される各種導体パターンの例を示す下面図である。 図７は第３の実施形態に係るＲＦＩＤモジュール１０３を構成する、熱可塑性樹脂シートおよびそれらに形成される各種導体パターンの例を示す平面図である。 図８（Ａ）は、図７におけるＡ−Ａ部分での、ＲＦＩＤモジュール１０３の断面図である。図８（Ｂ）はＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子から端部電極２５ａ，２５ｂまでの接続部の構造を示す部分拡大断面図である。 図９は第４の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０３の斜視図である。 図１０は、アンテナ基材９１に対するＲＦＩＤモジュール１０１の接続部の構造を示す断面図である。 図１１は、ＲＦＩＤタグ２０３におけるＲＦＩＤモジュール１０１の作用を示す回路図である。 図１２（Ａ）は第５の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０４Ａの斜視図である。図１２（Ｂ）はＲＦＩＤモジュール１０１を分離して、放射素子８１ａ，８１ｂの形状を示す斜視図である。 図１３は第５の実施形態に係る別のＲＦＩＤタグ２０４Ｂの斜視図である。 図１４は第５の実施形態に係る更に別のＲＦＩＤタグ２０４Ｃの斜視図である。 図１５（Ａ）は熱可塑性樹脂層の積層体内にＩＣチップを単に埋設した場合のＲＦＩＤモジュールの主要部の断面図であり、図１５（Ｂ）はその部分拡大図である。

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係るＲＦＩＤモジュール１０１の斜視図である。この実施形態のＲＦＩＤモジュール１０１は、代表的には９００ＭＨｚ帯、つまりＵＨＦ帯の通信周波数に対応するＲＦＩＤモジュールであり、直方体形状の積層体１１を有する。積層体１１は、液晶ポリマーやポリイミド等の熱可撓性樹脂層を積層したものであり、積層体１１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。

積層体１１の実装面（図１における視点で上面）には外部端子２４ａ，２４ｂが形成されている。このＲＦＩＤモジュール１０１は、後述するアンテナ基材に実装される。この実装によって、外部端子２４ａ，２４ｂはアンテナ基材上の放射素子に接続される。

図２はＲＦＩＤモジュール１０１を構成する、熱可塑性樹脂シートおよびそれらに形成される各種導体パターンの例を示す下面図（各熱可塑性樹脂シートを下面から見上げた図）である。

熱可塑性樹脂シート（以下、単に「樹脂シート」）１１ｄには、それぞれ矩形スパイラル状の素子パターン２０ａ，２０ｂが形成されている。素子パターン２０ａの第１端にはパッド電極２１ａが形成されていて、第２端には端部電極２２ａが形成されている。同様に、素子パターン２０ｂの第１端にはパッド電極２１ｂが形成されていて、第２端には端部電極２２ｂが形成されている。パッド電極２１ａ，２１ｂは、ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子が形成されている２辺に沿って、素子パターン２０ａ，２０ｂの端部から延出された形状である。樹脂シート１１ｃには、２つの矩形スパイラル状部を有する素子パターン２０ｃが形成されている。この素子パターン２０ｃの両端に端部電極２３ａ，２３ｂが形成されている。樹脂シート１１ａには外部端子２４ａ，２４ｂが形成されている。樹脂シート１１ｄより外面には、もう一つの樹脂シートが存在する。

素子パターン２０ａの端部電極２２ａと素子パターン２０ｃの端部電極２３ａはビア導体３１ａを介して接続される。素子パターン２０ｂの端部電極２２ｂと素子パターン２０ｃの端部電極２３ｂはビア導体３１ｂを介して接続される。素子パターン２０ｃの端部電極２３ａ，２３ｂと外部端子２４ａ，２４ｂとはビア導体３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂを介して接続される。

図３（Ａ）は、図２におけるＡ−Ａ部分での、ＲＦＩＤモジュール１０１の断面図である。素子パターン２０ｃのうち左側の矩形スパイラル状部分と素子パターン２０ａとは実質的に同軸となる関係で重なる。同様に、素子パターン２０ｃのうち右側の矩形スパイラル状部分と素子パターン２０ｂとは実質的に同軸となる関係で重なる。端部電極２３ａは、ビア導体３２ａ，３３ａ，３４ａを介して外部端子２４ａに接続されている。同様に、端部電極２３ｂは、ビア導体３２ｂ，３３ｂ，３４ｂを介して外部端子２４ｂに接続されている。この構造により、素子パターン２０ｃのうち左側の矩形スパイラル状部分と素子パターン２０ａとで第１コイル状導体パターンを構成し、素子パターン２０ｃのうち右側の矩形スパイラル状部分と素子パターン２０ｂとで第２コイル状導体パターンを構成する。

図３（Ｂ）はＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子側を視た下面図である。ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０は直方体状であり、入出力端子５０Ｅａ，５０ＥｂはＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の底面の互いに平行な２辺に沿って配置されている。ビア導体３５ａ１，３５ａ２は上記２辺に沿った入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂに沿った長手方向の中央に対して対称位置に配置されている。図３（Ｂ）における一点鎖線はその長手方向の中央のラインを示す。

ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子５０Ｅａはビア導体３５ａ１，３５ａ２を介してパッド電極２１ａに接続される。同様に、入出力端子５０Ｅｂはビア導体３５ｂ１，３５ｂ２を介してパッド電極２１ｂに接続される。

また、特に、ビア導体３５ａ１，３５ａ２，３５ｂ１，３５ｂ２はパッド電極２１ａ，２１ｂの各端部付近に設けられている。

上述の構造により、パッド電極２１ａ，２１ｂの傾きが緩和され、積層体１１内におけるＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の周囲の構造および電気的接続を安定化される。

上記ビア導体３５ａ１，３５ａ２，３５ｂ１，３５ｂ２は本発明に係る「第１層間接続導体」の一例である。ビア導体３５ａ１，３５ａ２，３５ｂ１，３５ｂ２の径は、例えば４０μｍ以上９０μｍ以下、好ましくは６０μｍ以上７０μｍ以下である。また、ビア導体３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂは本発明に係る「第２層間接続導体」の一例である。ビア導体３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂの径は、例えば６０μｍ以上１４０μｍ以下、好ましくは９０μｍ以上１１０μｍ以下である。

なお、積層体１１は長手方向を有し、上記第１コイル状導体パターンは長手方向の第１端寄りに配置され、上記第２コイル状導体パターンは長手方向の第２端寄りに配置され、ＲＦＩＤ用ＩＣ５０は、熱可塑性樹脂層の積層方向からの平面視で、第１コイル状導体パターンと第２コイル状導体パターンとの間に配置されている。これにより、ＲＦＩＤモジュール１０１が小型化できるとともに、第１コイル状導体パターンによるコイルと第２コイル状導体パターンによるコイルとの不要結合が抑制される。

図４はＲＦＩＤモジュール１０１の回路図である。ここで、インダクタＬ１，Ｌ２は素子パターン２０ａ，２０ｂに相当し、インダクタＬ３，Ｌ４は素子パターン２０ｃに相当する。

図２、図３に表れているように、ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂとパッド電極２１ａ，２１ｂとの層間にそれぞれ複数の（本実施形態では２つの）ビア導体３５ａ１，３５ａ２，３５ｂ１，３５ｂ２が介在する。

本実施形態によれば、パッド電極２１ａ，２１ｂに対する応力集中によるパッド電極の変形が緩和され、パッド電極２１ａ，２１ｂがＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の縁に接触することが回避される。

また、入出力端子とパッド電極とを層間方向に導通させる層間接続導体が１つであると、層間接続導体とチップ状電子部品との相対位置関係がずれると、積層体内においてチップ状電子部品が傾いてしまうことがあるが、本実施形態によれば、入出力端子とパッド電極とが複数の層間接続導体で接続されるので、上記傾きは回避することができる。

また、パッド電極２１ａの端部がビア導体３５ａ１，３５ａ２で押さえられ、パッド電極２１ｂの端部がビア導体３５ｂ１，３５ｂ２で押さえられるので、パッド電極２１ａ，２１ｂの変形は効果的に抑制される。

パッド電極２１ａ，２１ｂは、入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂよりも面積が大きく、熱可塑性樹脂層の積層方向からの平面視でＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０と重ならない領域を有する。上述のとおり、パッド電極２１ａ，２１ｂの変形による問題は回避されるので、そのことにより、種々のサイズのＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０を埋設できる。すなわち、サイズの異なるＲＦＩＤ用ＩＣチップを用いる場合でも、単一種の積層体１１を利用できる。

また、第１ビア導体（ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂとパッド電極２１ａ，２１ｂとを層間接続するビア導体３５ａ１，３５ａ２，３５ｂ１，３５ｂ２）は、第２ビア導体（素子パターン２０ａ，２０ｂと素子パターン２０ｃとを層間接続するビア導体３１ａ，３１ｂ、端部電極２３ａ，２３ｂと外部端子２４ａ，２４ｂとを層間接続するビア導体３４ａ，３４ｂ）に比べて径が小さい。そのため、ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０とパッド電極２１ａ，２１ｂとの間に緩衝性が生じ、パッド電極２１ａ，２１ｂへの応力集中がより緩和される。また、より小さな入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂを有するチップ状電子部品にも適用できる。

さらに、パッド電極２１ａ，２１ｂとＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂとはそれぞれ複数のビア導体を介して接続されるので、パッド電極２１ａ，２１ｂに対するＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の面方向の埋設位置ずれに対する許容度が高い。すなわち、パッド電極２１ａ，２１ｂに対してＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の面方向の位置ずれがあっても、１つ以上のビア導体を介して導通されるので、電気的接続は確保される。

本実施形態のＲＦＩＤモジュール１０１の製造方法は次のとおりである。

（１）片面にＣｕ箔が貼付された熱可塑性樹脂シートを用意し、フォトリソグラフィによりＣｕ箔をパターンニングすることにより、熱可塑性樹脂シート１１ａ〜１１ｄにそれぞれ所定の導体パターンを形成する。すなわち、熱可塑性樹脂シート１１ｄには、素子パターン２０ａ，２０ｂおよびパッド電極２１ａ，２１ｂを形成する。熱可塑性樹脂シート１１ｃには素子パターン２０ｃを形成する。熱可塑性樹脂シート１１ａには外部端子２４ａ，２４ｂを形成する。その他の熱可塑性樹脂シートにはビア導体が接する電極を形成する。

（２）続いて、レーザー加工法により、熱可塑性樹脂シートの所定位置にビア孔を形成し、スクリーン印刷法等により、そのビア孔内に導電性ペーストを充電する。これら導電性ペーストは、後の加熱・加圧工程でビア導体となる。

（３）ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０とともに熱可塑性樹脂シート１１ａ〜１１ｄを含む複数の熱可塑性樹脂層シートを積層し、加圧、加熱して積層体１１を形成する。

（４）以上の各工程は、多数のＲＦＩＤモジュール１０１の集合基板状態で処理され、最後に、個片に分割することで、多数のＲＦＩＤモジュール１０１を得る。

《第２の実施形態》
第２の実施形態では、第１の実施形態とは第１ビアの形状が異なる幾つかの例を示す。

図５は、第２の実施形態に係るＲＦＩＤモジュールを構成する、樹脂シートおよびそれらに形成される各種導体パターンの例を示す下面図（各熱可塑性樹脂シートを下面から見上げた図）である。この例では、ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子とパッド電極２１ａ，２１ｂとを層間接続するビア導体３６ａ，３６ｂを備えている。ビア導体３６ａは、複数のビア導体で構成されている。すなわち、互いに隣接するビア導体が連なっている。同様に、ビア導体３６ｂも互いに隣接するビア導体が連なっている。レーザー加工法により、熱可塑性樹脂シートの所定位置にレーザー光を多数回照射して、隣接する孔を連続的に形成し、そこに導電性ペーストが充填されることにより、互いに隣接するビア導体が連なった形状のビア導体が形成される。その他の構成は、第１の実施形態で示したものと同じである。

図６は、第２の実施形態に係る別のＲＦＩＤモジュールを構成する、樹脂シートおよびそれらに形成される各種導体パターンの例を示す下面図である。この例では、ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子とパッド電極２１ａ，２１ｂとを層間接続するビア導体３７ａ，３７ｂを備えている。これらのビア導体３７ａ，３７ｂは、断面形状が長円形で長軸を有する。すなわち、レーザー加工法により、熱可塑性樹脂シートの所定位置にビア孔を形成する際に、実質的に連続してレーザー光を照射して長円孔を形成し、そこに導電性ペーストが充填されることにより、断面形状が長円形のビア導体が形成される。その他の構成は、第１の実施形態で示したものと同じである。

本実施形態によれば、パッド電極に対する応力集中がより緩和され、またパッド電極の局部的な変形が回避されることにより、パッド電極がチップ状電子部品の縁に接触することが回避できる。

以上に示した各実施形態では、複数の第１ビアを入出力端子の長手方向に一列に配置したが、これを複数列に配置してもよい。

《第３の実施形態》
図７は第３の実施形態に係るＲＦＩＤモジュール１０３を構成する、熱可塑性樹脂シートおよびそれらに形成される各種導体パターンの例を示す平面図である。図８（Ａ）は、図７におけるＡ−Ａ部分での、ＲＦＩＤモジュール１０３の断面図である。図８（Ｂ）はＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂから端部電極２５ａ，２５ｂまでの接続部の構造を示す部分拡大断面図である。

樹脂シート１１ｅには、それぞれ矩形スパイラル状の素子パターン２０ａ，２０ｂが形成されている。素子パターン２０ａの第１端にはパッド電極２５ａが形成されていて、第２端には端部電極２２ａが形成されている。同様に、素子パターン２０ｂの第１端にはパッド電極２５ｂが形成されていて、第２端には端部電極２２ｂが形成されている。パッド電極２５ａ，２５ｂは、ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子が形成されている２辺に沿って、素子パターン２０ａ，２０ｂの端部から延出された形状である。樹脂シート１１ｄには、２つの矩形スパイラル状部を有する素子パターン２０ｃが形成されている。この素子パターン２０ｃの両端に端部電極２３ａ，２３ｂが形成されている。また、この樹脂シート１１ｄにはパッド電極２１ａ，２１ｂが形成されている。樹脂シート１１ａには外部端子２４ａ，２４ｂが形成されている。樹脂シート１１ａと樹脂シート１１ｃとの間には、もう一つの樹脂シートが存在する。

ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０は、その入出力端子５０Ｅａ，５０ＥｂがＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の底面の対向する２辺に沿った位置に配置されている。入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂはビア導体３５ａ１，３５ａ２，３５ｂ１，３５ｂ２を介してパッド電極２１ａ，２１ｂに接続されている。パッド電極接続導体４５ａ，４５ｂはパッド電極２１ａ，２１ｂと端部電極２５ａ，２５ｂとを接続する。

図８（Ｂ）に示すように、脂層シート１１ａ〜１１ｅの積層方向からの平面視で、ビア導体３５ａ１，３５ａ２，３５ｂ１，３５ｂ２が存在する領域を第１領域Ｚ１ａ，Ｚ１ｂで表し、ビア導体４５ａ，４５ｂが存在する領域を第２領域Ｚ２ａ，Ｚ２ｂで表している。図８（Ｂ）に表れているように、第２領域Ｚ２ａ，Ｚ２ｂは、第１領域Ｚ１ａ，Ｚ１ｂよりもＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の中央寄りである。

上述の構造により、パッド電極２１ａ，２１ｂが変形しても、その変形によってパッド電極２１ａ，２１ｂがＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の縁（図８（Ｂ）においてＰで示す箇所）への接触することが回避できる。ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂ形成面には、入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂ以外の領域が絶縁体膜５０Ｐで被覆されているので、パッド電極２１ａ，２１ｂはビア導体４５ａ，４５ｂを介する押圧力によって、ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の入出力端子５０Ｅａ，５０Ｅｂ形成面に押しつけられたとしても、パッド電極２１ａ，２１ｂがＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０のサブストレートに電気的に導通することはない。

《第４の実施形態》
第４の実施形態ではＲＦＩＤタグの例を示す。本実施形態のＲＦＩＤタグは、例えばリネン管理用のタグ、ユニフォーム管理等に用いられる衣類のラベルタグ、各種ネームタグ等に適用される。

図９は第４の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０３の斜視図である。このＲＦＩＤタグ２０３は、導体パターンによる放射素子８１ａ，８１ｂが形成されたアンテナ基材９１と、ＲＦＩＤモジュール１０１を備えている。ＲＦＩＤモジュール１０１の構成は第１の実施形態で示したとおりである。

放射素子８１ａ，８１ｂはダイポールアンテナを構成する。アンテナ基材９１は、ＰＥＴ等の可撓性を有する樹脂シートである。また、放射素子８１ａ，８１ｂは、アルミニウム箔または銅箔等の可撓性を有する導体である。

図１０は、アンテナ基材９１に対するＲＦＩＤモジュール１０１の接続部の構造を示す断面図である。ＲＦＩＤモジュール１０１の外部端子２４ａ，２４ｂは放射素子８１ａ，８１ｂにはんだ３８ａ，３８ｂを介して接続される。ＲＦＩＤモジュール１０１は、外部端子２４ａ，２４ｂの形成領域とＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０の埋設領域はそれぞれリジッド領域であり、それ以外はフレキシブル領域である。そのため、ＲＦＩＤタグ２０３が湾曲しても、アンテナ基材９１およびＲＦＩＤモジュール１０１は図１０に示すように撓んで、ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０には大きな曲げ応力が掛からない。

図１１は、ＲＦＩＤタグ２０３におけるＲＦＩＤモジュール１０１の作用を示す回路図である。外部端子２４ａ，２４ｂの間には、ＲＦＩＤ用ＩＣチップ５０内の容量Ｃｐが存在し、ＲＦＩＤタグ２０３では２つの共振が発生する。第１の共振は放射素子８１ａ，８１ｂ、インダクタＬ３，Ｌ４で構成される、電流ｉ１で示す電流経路に生じる共振であり、第２の共振は、インダクタＬ１〜Ｌ４および容量Ｃｐで構成される、電流ｉ２で示す電流経路（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によって結合される。

上記第１の共振による共振周波数および第２の共振による共振周波数のいずれも、インダクタＬ３〜Ｌ４の影響を受ける。第１の共振による共振周波数と第２の共振による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。このように２つの共振を結合させることで、広帯域の共振周波数特性を得る。

《第５の実施形態》
第５の実施形態では、アンテナ基材および放射素子の形状が、第４の実施形態で示したものとは異なる幾つかのＲＦＩＤタグについて示す。

図１２（Ａ）は第５の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０４Ａの斜視図である。図１２（Ｂ）はＲＦＩＤモジュール１０１を分離して、放射素子８１ａ，８１ｂの形状を示す斜視図である。放射素子８２ａ，８２ｂの長さ方向中央には、長方形の貫通孔ＨＬ２が設けられ、さらに外縁から貫通孔ＨＬ２に達する切り欠きＣＴ１が設けられる。このように、ＲＦＩＤモジュールの実装位置に整合用導体パターンを形成してもよい。

図１３は第５の実施形態に係る別のＲＦＩＤタグ２０４Ｂの斜視図である。アンテナ基材９２には、一部が開放された方形ループ状の放射素子８３が形成されていて、この開放部にＲＦＩＤモジュール１０１の外部端子が接続される。

図１４は第５の実施形態に係る更に別のＲＦＩＤタグ２０４Ｃの斜視図である。アンテナ基材９２には、図１２（Ｂ）に示した放射素子と同様の貫通孔ＨＬ２および切り欠きＣＴ１を有する方形ループ状の放射素子８４が形成されていて、この切り欠きＣＴ１の両端にＲＦＩＤモジュール１０１の外部端子が接続される。

図１２（Ａ）（Ｂ）、図１４に示すように、放射素子に整合用導体パターンが形成されていてもよい。また、図１３、図１４に示すように、放射素子はループ状であってもよい。

なお、以上に示した例では、異なる層に形成されている導体同士を接続する層間接続導体の例としてビア導体を挙げた。ビア導体は、シートにあけた孔（ビアホール導体用孔）に導電性ペースト等の導電材料を充填し、これを金属化したものであるが、層間接続導体としては、その他に、孔の内面にめっき等で金属膜を形成したスルーホール導体や、金属ピンやスタッド状はんだ等の金属体が挙げられる。

最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。

Ｃｐ…容量
ＣＴ１…切り欠き
ＨＬ２…貫通孔
Ｌ１〜Ｌ４…インダクタ
１１…積層体
１１ａ〜１１ｅ…熱可塑性樹脂シート（熱可塑性樹脂層）
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…素子パターン
２１ａ，２１ｂ…パッド電極
２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ…端部電極
２４ａ，２４ｂ…外部端子
３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａ，３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ…ビア導体（第２層間接続導体）
３５ａ１，３５ａ２，３５ｂ１，３５ｂ２…ビア導体（第１層間接続導体）
３６ａ，３６ｂ…ビア導体（第１層間接続導体）
３７ａ，３７ｂ…ビア導体（第１層間接続導体）
３８ａ，３８ｂ…はんだ
４５ａ，４５ｂ…ビア導体
５０…ＲＦＩＤ用ＩＣチップ（チップ状電子部品）
５０Ｅａ，５０Ｅｂ…入出力端子
５０Ｐ…絶縁体膜
８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３，８４…放射素子
９１，９２…アンテナ基材
１０１…ＲＦＩＤモジュール（部品内蔵デバイス）
２０３…ＲＦＩＤタグ
２０４Ａ，２０４Ｂ，２０４Ｃ…ＲＦＩＤタグ

Claims (9)

1. 複数の熱可塑性樹脂層の積層体、および前記積層体に埋設されたチップ状電子部品を備える部品内蔵デバイスであって、
   前記チップ状電子部品は入出力端子を有し、
   前記積層体には、前記複数の熱可塑性樹脂層のうち、前記チップ状電子部品の入出力端子が位置する層とは異なる熱可塑性樹脂層に形成されたパッド電極、および、
   前記入出力端子と前記パッド電極とを層間方向に導通させる、複数の第１層間接続導体を備え、
   前記積層体は、前記熱可塑性樹脂層の面内方向に沿った導体パターンおよび当該導体パターンに導通する第２層間接続導体を含み、前記導体パターンおよび前記第２層間接続導体によって素子が構成され、
   前記複数の第１層間接続導体の径は、前記第２層間接続導体の径より小さい、部品内蔵デバイス。
2. 前記チップ状電子部品は直方体状であり、前記入出力端子は前記チップ状電子部品の底面の互いに平行な２辺に沿って配置され、
   前記パッド電極は前記２辺に沿って延出された形状であり、
   前記複数の第１層間接続導体は前記２辺に沿った前記入出力端子の長手方向の中央に対して対称位置に配置されている、請求項１に記載の部品内蔵デバイス。
3. 前記複数の第１層間接続導体のうち互いに隣接する第１層間接続導体は連続している、請求項１または２に記載の部品内蔵デバイス。
4. 複数の熱可塑性樹脂層の積層体、および前記積層体に埋設されたチップ状電子部品を備える部品内蔵デバイスであって、
   前記チップ状電子部品は入出力端子を有し、
   前記積層体には、前記複数の熱可塑性樹脂層のうち、前記チップ状電子部品の入出力端子が位置する層とは異なる熱可塑性樹脂層に形成されたパッド電極、および、
   前記入出力端子と前記パッド電極とを層間方向に導通させる、前記熱可塑性樹脂層に沿った面での断面形状が長円形で長軸を有する第１層間接続導体を備え、
   前記積層体は、前記熱可塑性樹脂層の面内方向に沿った導体パターンおよび当該導体パターンに導通する第２層間接続導体を含み、前記導体パターンおよび前記第２層間接続導体によって素子が構成され、
   前記複数の第１層間接続導体の径は、前記第２層間接続導体の径より小さい、部品内蔵デバイス。
5. 前記チップ状電子部品は直方体であり、前記入出力端子は前記チップ状電子部品の底面の互いに平行な２辺に沿って配置され、
   前記パッド電極は前記２辺に沿って延出された形状であり、
   前記第１層間接続導体は前記２辺に沿って配置されている、請求項４に記載の部品内蔵デバイス。
6. 前記第１層間接続導体は前記２辺に沿った前記入出力端子の長手方向の中央に対して対称位置に配置されている、請求項５に記載の部品内蔵デバイス。
7. 前記パッド電極は、前記入出力端子よりも面積が大きく、前記熱可塑性樹脂層の積層方向からの平面視で前記チップ状電子部品と重ならない領域を有する、請求項１から６のいずれかに記載の部品内蔵デバイス。
8. 導体パターンによる放射素子を有する可撓性の絶縁体基板と、外部端子を有するＲＦＩＤモジュールと、を備え、前記絶縁体基板に前記ＲＦＩＤモジュールが実装されて、前記外部端子が前記放射素子に接続されたＲＦＩＤタグであって、
   前記ＲＦＩＤモジュールは、
   複数の熱可塑性樹脂層の積層体、前記熱可塑性樹脂層に形成された導体によるコイル状導体パターン、および前記積層体に埋設されたＲＦＩＤ用ＩＣを備え、
   前記ＲＦＩＤ用ＩＣは入出力端子を有し、
   前記積層体は、前記ＲＦＩＤ用ＩＣの入出力端子と導通するパッド電極および前記外部端子を有し、
   前記ＲＦＩＤ用ＩＣと前記コイル状導体パターンとは、前記入出力端子と前記パッド電極とが接合されることによって接続され、
   前記パッド電極は、前記複数の熱可塑性樹脂層のうち、前記ＲＦＩＤ用ＩＣの入出力端子が位置する層とは異なる熱可塑性樹脂層に形成され、
   前記入出力端子と前記パッド電極とは、複数の第１層間接続導体によって層間方向に導通され、
   前記積層体は長手方向を有し、
   前記コイル状導体パターンは第１コイル状導体パターンおよび第２コイル状導体パターンを含み、
   前記第１コイル状導体パターンは前記長手方向の第１端寄りに配置され、前記第２コイル状導体パターンは前記長手方向の第２端寄りに配置され、前記ＲＦＩＤ用ＩＣは、前記熱可塑性樹脂層の積層方向からの平面視で、前記第１コイル状導体パターンと前記第２コイル状導体パターンとの間に配置された、ＲＦＩＤタグ。
9. 複数の熱可塑性樹脂層をそれぞれ形成する複数の熱可塑性樹脂シートの積層体、および前記積層体に埋設されたチップ状電子部品を備える部品内蔵デバイスの製造方法であって、
   前記チップ状電子部品の入出力端子が接続されるパッド電極を、前記複数の熱可塑性樹脂シートのうち所定の熱可塑性樹脂シートに形成する工程と、
   前記熱可塑性樹脂層の面内方向に沿った導体パターンを、前記複数の熱可塑性樹脂シートのうち所定の熱可塑性樹脂シートに形成する工程と、
   前記複数の熱可塑性樹脂シートのうち所定の熱可塑性樹脂シートに、前記入出力端子と前記パッド電極とを層間接続する複数の第１層間接続導体形成用の孔を形成し、当該孔に導電ペーストを充填する工程と、
   前記複数の熱可塑性樹脂シートのうち所定の熱可塑性樹脂シートに、前記導体パターンに導通する、前記第１層間接続導体形成用の孔より径が大きな第２層間接続導体形成用の孔を形成し、当該孔に導電ペーストを充填する工程と、
   前記チップ状電子部品とともに前記複数の熱可塑性樹脂シートを積層圧着して積層体を形成する工程と、
   を備える、部品内蔵デバイスの製造方法。

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