JP6769791B2 - コイル基板、ｒｆｉｄタグおよびｒｆｉｄシステム - Google Patents

Description

本発明は、電磁誘導による情報の送受を行なうコイルを有するコイル基板、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグおよびＲＦＩＤシステムに関する。

各種物品の情報を、物品に実装した半導体素子で検知し、管理することが広く行なわれるようになってきている。この場合の半導体素子は、絶縁基板にコイルが設けられてなるコイル基板上に搭載され、ＲＦＩＤタグとして各種の物品に実装されている。半導体素子に対して電波の送受信機能を有するリーダライタ等の外部機器との間で情報の送受が行なわれる。

この情報の送受は、無線（ＲＦ）通信によって行なわれる。外部機器から送信される電波に伴う磁束によってコイルで誘導電流が生じ、情報の書き込みおよび取り出しを含む半導体素子の作動に必要な電力が供給される。コイル基板は、例えば、互いに積層された複数の絶縁層と、絶縁層同士の複数の層間に配置されたコイル導体とを有している。コイル導体が上下に直列に接続されてコイルが形成される（例えば特許文献１を参照）。

特開2015−59015号公報

近年、ＲＦＩＤタグとしての実用性向上等のために、外部機器との通信距離（コイルで有効な電磁誘導が生じ得るときのコイルと外部機器との間の最大距離）をより大きくすることが求められるようになってきている。これに対して、例えばコイルを形成しているコイル導体の巻き数を多くすると、タグとしての有効な小型化が妨げられてしまう。

上記課題について検討の結果、本発明の発明者は、コイル導体の厚みを大きくすることが、外部機器とコイルとの通信距離の増加に有効であることを見出した。しかしコイル導体の厚みを大きくすると、上下に隣り合うコイル導体間の絶縁層の厚みが小さくなるため、コイル導体間の絶縁抵抗を確保することが難しくなるという問題が誘発される。

本発明の１つの態様のコイル基板は、第１方向に互いに積層された複数の絶縁層を含む絶縁基板と、複数の絶縁層同士の複数の層間に、第１方向に並ぶように配置された複数のコイル導体を含むコイルとを備えている。第１方向に沿った断面において、複数のコイル導体が、第１方向および第１方向に直交する第２方向のいずれに対しても傾いているものを含んでいる。また、複数のコイル導体のうち第１方向において互いに隣り合うコイル導体同士が、互いに第２方向に部分的にずれている。また、複数のコイル導体は、第２方向の一端部における厚みが他端部における厚みよりも小さい変形のコイル導体を含んでおり、変形のコイル導体は、一端部において、他のコイル導体と上下に隣り合っている。

本発明の１つの態様のＲＦＩＤタグは、上記構成のコイル基板と、絶縁基板の外表面に設けられているとともに、コイルと電気的に接続された一対の端子と、絶縁基板に搭載されて、一対の端子と電気的に接続された半導体素子とを備えている。

本発明の１つの態様のＲＦＩＤシステムは、上記構成のＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤタグのコイル導体と対向するアンテナを有するリーダライタとを備えている。

本発明の１つの態様のコイル基板によれば、複数の層間に配置されたコイル導体が第１方向および第２方向のいずれに対しても傾いているとともに、第１方向において互いに隣り合うコイル導体同士が互いに第２方向に部分的にずれている。つまり、第１方向の断面において、複数のコイル導体が湾曲した形態で配置されている。そのため、複数のコイル導体とそれらの間に介在する複数の絶縁層との厚みの合計の長さを大きくしても、第１方向についてはその合計の長さを小さく抑えることができる。したがって、上下のコイル導体間に介在する絶縁層の厚みを有効に確保しながら、コイル導体の厚みを大きくして通信距離を大きくすることが容易なコイル基板を提供することができる。また、一端部における厚みが小さい変形のコイル導体が、一端部において他のコイル導体と上下に隣り合っていることから、変形のコイル導体と他のコイル導体との間の距離を比較的大きくして、それらの間の電気絶縁性を効果的に高めることができる。

本発明の１つの態様のＲＦＩＤタグによれば、上記構成のコイル基板を含むことから、外部機器（リーダライタ）との通信距離の増大について有効なＲＦＩＤタグを提供することができる。

本発明の１つの態様のＲＦＩＤシステムによれば、上記構成のＲＦＩＤタグを含むことから、ＲＦＩＤタグが取り付けられた物品とリーダライタとの間の通信距離を大きくすることができる、情報の送受が容易なＲＦＩＤシステムを提供することができる。

（ａ）は本発明の実施形態のコイル基板の一例を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すコイル基板を上から見たときの一例を示す平面透視図である。 本発明の実施形態のＲＦＩＤタグを示す断面図である。 本発明の実施形態のＲＦＩＤシステムを示す断面図である。 図１に示すコイル基板の第１の変形例を示す断面図である。 図１に示すコイル基板の第２の変形例を示す断面図である。 図１に示すコイル基板の第３の変形例を示す断面図である。

本発明の実施形態のコイル基板、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤシステムを、添付の図面を参照して説明する。なお、以下の説明における上下の区別は説明上の便宜的なものであり、実際にＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤシステムが使用されるときの上下を限定するものではない。なお、各図において第１方向が上下方向に相当し、第２方向が左右方向（水平方向）に相当する。

図１（ａ）は本発明の実施形態のコイル基板を示す断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すコイル基板を上から見たときの一例を示す平面透視図である。図２は本発明の実施形態のＲＦＩＤタグを示す断面図である。図３は本発明の実施形態のＲＦＩＤタグを示す断面図である。

第１方向（この実施形態では上下方向）に互いに積層された複数の絶縁層１ａを含む絶縁基板１と、複数の絶縁層１ａ同士の複数の層間に、第１方向に並ぶように配置された複数のコイル導体２ａを含むコイル２とによって実施形態のコイル基板10が基本的に構成されている。

また、コイル基板10と、絶縁基板１の外表面に設けられているとともに、コイル２と電気的に接続された一対の端子３と、絶縁基板１に搭載されて、一対の端子３と電気的に接続された半導体素子４とによって実施形態のＲＦＩＤタグ20が基本的に構成されている。また、このＲＦＩＤタグ20と、ＲＦＩＤタグ20（コイル基板10）のコイル２と対向するアンテナ31を有するリーダライタ32とによって実施形態のＲＦＩＤシステム30が基本的に構
成されている。

コイル基板10およびこれを含むＲＦＩＤタグ20は、各種の物品40に実装されて用いられ、物品40に関する各種の情報が半導体素子４に書きこまれる。この情報は、コイル基板10およびＲＦＩＤタグ20を含むＲＦＩＤシステム30においてリーダライタ32とコイル基板10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40に関する各種の情報が随時更新される。

絶縁基板１は、コイル２を配置するとともに、半導体素子４を搭載して固定するための基体部分である。また、絶縁基板１は、コイル２を構成しているコイル導体２ａ同士の電気絶縁性を確保しながら所定のパターンで配置するための電気絶縁性の基体部分である。

絶縁基板１は、例えば四角形状の平板状である。なお、絶縁基板１は、全体として平板状であればよく、例えば図１（ａ）に示すように複数の絶縁層１ａ同士の層間が湾曲したようなものでも構わない。

また、図１（ｂ）に示す例のように、平面透視で絶縁基板１の上面の中央部を囲むように、複数の絶縁層１ａの外周部分にコイル導体２ａが設けられている。図１（ｂ）では、最上層の絶縁層１ａと上から２層目の絶縁層１ａとの層間を透視し、この層間に位置するコイル導体２ａ等を実線で示している。また、その下の層間（上から２層目の絶縁層１ａと３層目の絶縁層１ａとの層間）に位置するコイル導体２ａ等を破線で示している。

この絶縁基板１の上面の中央部に半導体素子４が搭載される。つまり、平面透視で半導体素子４を各層間のコイル導体２ａ（コイル２）が囲む。このコイル２の内側、つまりは半導体素子４が位置する部分を通過するように磁束が通り、絶縁基板１の内部のコイル２で誘導電流が生じる。この電磁誘導の作用によって、半導体素子４とリーダライタ32との間で情報の送受が行なわれる。

絶縁基板１は、例えば、酸化アルミニウム質焼結体、窒化アルミニウム質焼結体、ムライト質焼結体またはガラスセラミック焼結体等のセラミック焼結体によって形成されている。絶縁基板１は、例えば酸化アルミニウム質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。すなわち、まず酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末を適当な有機バインダおよび有機溶剤とともにシート状に成形して四角シート状の複数のセラミックグリーンシートを作製する。次に、これらのセラミック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1300〜1600℃の温度で焼成することによって絶縁基板１を製作することができる。

コイル２およびこれを構成しているコイル導体２ａは、上記のようにリーダライタ32のアンテナ31から放射される電波による磁束（磁束の変化）を受けて誘導電流を生じる部分である。つまり、アンテナ31からコイル２を通して半導体素子４の作動（書き込みおよび読み取り）に必要な電流（電力）が供給される。また、これによってコイル基板10とリーダライタ32との間で各種の情報の送受が行なわれる。

コイル２は、前述したように、絶縁層１ａ同士の層間のコイル導体２ａが上下に複数積層された構成である。上下のコイル導体２ａ同士は、例えば絶縁基板１の内部に設けられたビア導体等の内部導体によって互いに直列に接続されている。言い換えれば、この実施形態におけるコイル２は、第１方向（絶縁基板１の厚み方向）に延びるソレノイド状のものである。コイル２の中心を磁束が通ると、電磁誘導によってコイル導体２ａおよびこれを含むコイル２に上記のような誘導電流が生じる。

コイル２の巻き数（つまりコイル導体２ａの層数）は、コイル２における所定の誘導電流、コイル基板10としての生産性および経済性等の種々の条件に応じて適宜設定すればよい。

コイル導体２ａ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材料によって形成されている。また、コイル導体２ａはこれらの金属材料を含む合金材料等によって形成されているものでもよい。このような金属材料等は、メタライズ層等の金属層として絶縁基板１の内部に設けられている。

コイル導体２ａは、例えばタングステンのメタライズ層である場合には、タングステン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絶縁基板１となるセラミック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た後に、これらを同時焼成する方法で形成することができる。この金属ペーストの印刷厚みは、例えば、コイル導体２ａおよびコイル２としての通信距離等の特性を考慮して、約10μｍ以上に設定する。また、上下のセラミックグリーンシート間の密着性の確保および経済性等も考慮すれば、約10〜25μｍ程度に設定すればよい。

また、ビア導体等の内部導体も、コイル導体２ａと同様の金属材料を用いて、同様の方法で形成することができる。

実施形態のコイル基板10では、複数の層間に配置されたコイル導体２ａが第１方向および第２方向のいずれに対しても傾いている。また、これらのコイル導体２ａは、第１方向において互いに隣り合うコイル導体２ａ同士が互いに第２方向に部分的にずれている。つまり、第１方向の断面において、複数のコイル導体２ａが湾曲した形態で配置されている。そのため、複数のコイル導体２ａとそれらの間に介在する複数の絶縁層１ａとの厚みの合計の長さを大きくしても、第１方向についてはその合計の長さを小さく抑えることができる。

したがって、実施形態のコイル基板10では、上下のコイル導体２ａ間に介在する絶縁層１ａの厚みを有効に確保しながら、コイル導体２ａの厚みを大きくすることができる。これによって、通信距離を大きくすることが容易なコイル基板10を提供することができる。また、通信距離の増大に対して有効なＲＦＩＤタグ20を提供することができる。

なお、上記のようなコイル導体２ａが傾いている状態は、コイル導体２ａの厚み方向の中央部を通る仮想の直線が、第１方向および第２方向に対して平行ではない状態である。また、この傾きの角度は、上記の仮想線が第１方向または第２方向に対して交差する角度であり、０度を超え90度未満の角度である。上下の層間に位置するコイル導体２ａ間の電気絶縁性の確保、平面視における絶縁基板１の小型化およびコイル基板10の製作時の生産性および経済性等を考慮すれば、上記のコイル導体２ａの傾きは、第２方向に対して約30度以下に設定されていればよい。

また、第１方向において隣り合うコイル導体２ａの第２方向におけるずれは、部分的なものである。この部分的なずれとは、第１方向に見たとき（上面透視したとき）に、上下のコイル導体２ａの幅方向の一部が互いに重なり合い、他の部分が重なり合っていない状態を意味する。コイル導体２ａの幅は、図１（ｂ）に例として示すように、コイル導体２ａの長さ方向に直交する方向における寸法である。

このようにコイル導体２ａ同士が第２方向において部分的にずれていることによって、例えば上面透視で完全に重ならないようにしたときに比べて、絶縁基板１の小型化に対し
て有利である。また、コイル２としての面積（上面透視におけるコイル２の径）を大きくすることができる。これによって、磁束が取り抜ける面積が大きくなり、コイル２で受信されるエネルギーを効果的に大きくすることができる。

第１方向において互いに隣り合うコイル導体２ａ同士の第２方向におけるずれは、例えばコイル導体２ａの幅の約20〜80％で互いに重なり合う程度に設定される。この重なりが80％以下であれば、コイル導体２ａ間の電気絶縁性がより効果的に確保される。また、この重なりが20％以上であれば、絶縁基板１（つまりは物品に取り付けられるＲＦＩＤタグ20）の小型化において有利である。

また、上記のコイル導体２ａ同士の重なり、コイル導体２ａの幅に対して約40〜60％程度に設定されてもよい。これによって、第１方向において隣り合うコイル導体２ａ同士の電気絶縁性の確保、または絶縁基板１の小型化をより効果的なものとすることもできる。

図１（ａ）に示す例では、第１方向の中央部に位置する層間ではコイル導体２ａが第２方向について傾いていない。このように、複数の層間に配置されたコイル導体２ａが第１方向および第２方向に対して傾いているものを含んでいれば、上記のようなコイル導体２ａの厚みの増大、およびこれによる通信距離の増大の効果を得ることができる。また、全てのコイル導体２ａが、第１方向の断面において、第１方向および第２方向に対して傾いていてもよい。

実施形態のＲＦＩＤタグ20に含まれている半導体素子４は、上記のようにコイル基板10およびこれを含むＲＦＩＤタグ20が実装される物品40に関する情報を随時更新しながら記憶し、その情報をリーダライタ32に伝える機能（読み取りおよび書き込み機能）を有する部分である。半導体素子４は、例えばはんだ等の低融点ろう材、ガラス材料、樹脂材料またはこれらの材料の複合材料等の接合材（図示せず）によって絶縁基板１に接合され、固定される。

このＲＦＩＤタグ20において、絶縁基板１の外表面に一対の端子３が配置され、それぞれの端子３は、コイル２と電気的に接続されている。一対の端子３は、コイル２の両端に接続され、コイル２とともに直列回路の一部を形成している。コイル２の両端は、例えば最も上側の層間に位置するコイル導体２ａの１つの端部分と、最も下側の層間に位置するコイル導体２ａの１つの端部である。これらのコイル導体２ａと端子３との電気的な接続は、例えば絶縁基板１を第１方向の少なくとも一部において貫通する貫通導体５を介して行なわせることができる。貫通導体５は、前述したビア導体と同様の金属材料を用い、同様の方法で形成することができる。

なお、図２では、絶縁基板１に設けられた２つの貫通導体５を、破線を用いて模式的に示している。すなわち、貫通導体５は、必ずしもこの断面に位置するものである必要はなく、コイル導体２ａの形状等の都合に応じて適宜の位置に設けられて構わない。また、貫通導体５が複数の絶縁層１ａを貫通するときに、直線状に貫通するものである必要はなく、途中で横方向（層間に沿った方向）にランドパターン等の内部導体（図示せず）で折れ曲がったものでも構わない。図２に示す例においては、貫通導体５のうち１つは、最も上側の層間に位置するコイル導体２ａから最上層の絶縁層１ａを貫通して端子３（図２の左側）に接続されている。また、貫通導体５のうち他の１つは、最も下側の層間に位置するコイル導体２ａから上側に積層された複数の絶縁層１ａを直線状に貫通して端子３（図２の右側）に接続されている。

複数のコイル導体２ａについて、第１方向に沿った断面において上記のように傾いた形態にする方法としては、コイル導体２ａとなる金属ペーストを印刷した複数のセラミック
グリーンシートを積層してなる積層体を加圧する方法が挙げられる。この加圧時の圧力によって、コイル導体２ａとなる金属ペーストの厚みに応じて上下のセラミックグリーンシート同士が互いの層間で第１方向に曲がり、これに応じてコイル導体２ａとなる金属ペーストに傾きが生じる。これを焼成すれば、上記のように傾いたコイル導体２ａを含むコイル２を絶縁基板１に形成することができる。

上記のセラミックグリーンシートの曲がり、つまりコイル導体２ａの傾きは、セラミックグリーンシートの密度、金属ペーストの厚み、密度および粘性、加圧の圧力、および加圧時の温度等の条件によって、適宜調整することができる。また、上記のセラミックグリーンシートの曲がりは、セラミックグリーンシートに含有される有機バインダの種類もしくは量、または可塑剤の添加等の組成条件で調整することもできる。上記の有機バインダの種類の調整は、例えば有機バインダのガラス転移点を変更することであり、これによってセラミックグリーンシートの弾性（変形のしやすさ）を調整することに相当する。上記の可塑剤としては、ＤＯＰ（フタル酸ジオクチル）、ＤＢＰ（フタル酸ジブチル）等のフタル酸系可塑剤を挙げることができる。

また、複数のコイル導体２ａについて、第１方向において隣り合うもの同士が第２方向にずれた形態とするには、これらの金属ペーストの印刷位置を、上記のようにずれた位置に設定すればよい。

また、図１に示す例のコイル基板10およびこれを含むＲＦＩＤタグ20およびＲＦＩＤシステム30では、第１方向の断面視において、複数のコイル導体２ａは、第１方向における端部に配置されたものから第１方向における中央部に配置されたものにかけて、第２方向の１方向に順次ずれている。この１方向は、環状または枠状であるコイル導体２ａの内側または外側である。また、コイル導体２ａは枠状または環状である。すなわち、第１方向の両端部から中央部にかけて、複数のコイル導体２ａは、それぞれの対角線の長さ（または直径等）が次第に小さくなっているか、または次第に大きくなっている。言い換えれば、絶縁基板１の厚み方向に対して、コイル２は中央部が外側に凸状になっているか、または内側に凸状（つまり凹状）になっている。

このような形態のコイル２であれば、複数のコイル導体２ａの並びが規則的になるため、複数のコイル導体２ａにおいて生じる磁束をコイル２の内側に集束させやすい。そのため、コイル２における電磁誘導の起電力（半導体素子４に供給される電力に相当）が効果的に高められる。そのため、ＲＦＩＤタグ20およびＲＦＩＤシステム30としての通信距離の増大に対して有利である。

図１に示す例では、上記の第２方向の１方向が、コイル導体２ａの内側方向である。つまり、枠状の複数のコイル導体２ａは、第１方向の両端部のそれぞれから中央部にかけて、それぞれの対角線の長さが次第に小さくなっている。言い換えれば、絶縁基板１の厚み方向に対して、コイル２は中央部が内側に凹状になっている。

このように、コイル２の第１方向における中央部が内側に凸状になっている場合には、コイル導体２ａのうち第２方向において最も外側に位置するものと絶縁基板１の外周（外側面）との間の距離を一定としたときに、コイル２としての径が相対的に大きくなる。そのため、コイル２について磁束が通り抜ける面積が大きくなり、コイル２で受信されるエネルギー量が効果的に大きくなる。また、このコイル２を含むＲＦＩＤタグ20が受信できるエネルギー量が大きくなる。したがって、通信距離の増大に有利なＲＦＩＤタグ20とすることもできる。

また、図１に示す例では、複数のコイル導体２ａのそれぞれの第２方向に対する傾きは
、第１方向における中央部に配置されたものよりも、第１方向における端部に配置されたものの方が大きい。

この場合には、第１方向において隣り合うコイル導体２ａ間の電気絶縁性の確保に対して有利である。すなわち、第１方向の中央部に配置された、比較的傾きが小さいコイル導体２ａによって、平面透視におけるコイル２としての径を大きく確保することができる。また、これ以外の層間ではコイル導体２ａの傾きが比較的大きいため、絶縁基板１の厚みを比較的小さく（薄く）抑えた状態で、第１方向において隣り合うコイル導体２ａ間の電気絶縁性を効果的に高めることができる。

また、図１に示す例では、複数のコイル導体２ａは、第２方向の一端部における厚みが他端部における厚みよりも小さい変形のコイル導体２ａａを含んでいる。これらの変形のコイル導体２ａａは、厚みが比較的小さい一端部において、他のコイル導体２ａ（変形のコイル導体２ａａを含む）と上下に隣り合っている。

図１に示す例では、変形のコイル導体２ａａは、第１方向の断面で三角形状である。この三角形は、比較的短い底辺と、これよりも長い等辺状の２つの辺とを有する二等辺三角形状であり、頂角およびその周辺で比較的厚みが小さい。その、頂角およびその周辺において、変形のコイル導体２ａａは他のコイル導体２ａ（２ａａ）と第１方向において隣り合っている。

この場合には、変形のコイル導体２ａと他のコイル導体２ａ（２ａａ）との間の距離を比較的大きくして、それらの間の電気絶縁性を効果的に高めることができる。そのため、コイル基板10、ならびにこれを含むＲＦＩＤタグ20およびＲＦＩＤシステム30としての信頼性および実用性等が効果的に向上する。

図４は、図１に示すコイル基板10の第１の変形例を示す断面図である。図４において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図４に示す例においても、複数のコイル導体２ａは、記第１方向における端部に配置されたものから第１方向における中央部に配置されたものにかけて、第２方向の１方向に順次ずれている。ただし、図４に示す例では、この第２方向の１方向が、複数のコイル導体２ａの外側方向である。つまり、コイル２は、第１方向の中央部において内側に凹状である。コイル２は、第１方向における中央部が凹状になっている。言い換えれば、図４に示す例は、図１に示す例と内外逆方向にコイル２が膨らんでいる。

このような場合には、絶縁基板１の上面における端子３の位置によるコイル２の径への制約を低減することができる。例えば、絶縁基板１の上面の中央部側に端子３が配置されたときに、その端子３と電気的に接続される、最も上側の層間に位置するコイル導体２ａ（端子３の直下に位置するもの）の径を大きくすることが難しい。これに対して、図４に示す例のように第１方向の中央部でコイル２が外側に凸状であれば、平面透視におけるコイル２としての径を効果的に大きくすることができる。

これによって、コイル２を通過する磁束を増大させて、受信されるエネルギー量を大きくすることができる。したがって、端子３の位置による制約を低減して、コイル基板10（ＲＦＩＤタグ20）の通信距離を増大させることができる。

図５は、図１に示すコイル基板10の第２の変形例を示す断面図である。図５において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図５に示す例では、複数のコイル導体２ａは、上記のような変形のコイル導体２ａａを含んでいない。つまり、複数のコイル導体２ａは、いずれについても、厚みが特に小さくなっている部分を含んでいない。

このような場合には、複数のコイル導体２ａのそれぞれ幅方向における断面の面積（以下、単に断面積という）を比較的大きくすることが容易である。そのため、コイル導体２ａおよびコイル２全体としての導通抵抗を低減する上では有利である。そのため、例えばコイル２から半導体素子４への電力の供給の効率において有利なＲＦＩＤタグ20の製作が容易なコイル基板10等とすることができる。

複数のコイル導体２ａは、図１〜図５に示した例のような、第１方向における中央部が内側または外側に凸状になったものには限定されない。

例えば図６は、図１に示すコイル基板の第３の変形例を示す断面図である。図６において図１と同様の部位には同様の符号を付している。図６に示す例では、複数のコイル導体２ａは、第１方向の１つの端部（図６では上端部）から他の端部（図６では下端部）にかけて、第２方向に関して同じ１方向（図６の右方向）に順次すれている。

この場合にも、複数のコイル導体２ａについて第１方向に隣り合うもの同士の電気絶縁性を確保しながら、コイル導体２ａの厚みを大きくして通信距離を大きくする効果を得ることができる。

また、この場合には、複数のコイル導体２ａの全部が同じ方向に順次ずれているので、コイル導体２ａとなる金属ペーストの厚み、密度および粘度等の調整を容易にすることができる。そのため、コイル基板10としての生産性および経済性等の点では有利である。

図６に示す例では、コイル２の中心部分で、第１方向の両端部に位置する２つのコイル導体２ａの互いに対向し合う内周同士が、第１方向に関して互いに重なり合っていない。図６においてこれらの内周の位置を仮想線Ｎ１、Ｎ２で示している。つまり、複数のコイル導体２ａはいずれも、コイル２の中央部では第１方向において重なり合っていない。これによって、コイル２は、磁束が通りやすい空心部分（２つの仮想線Ｎ１とＮとの間の部分）を有するものになっている。言い換えれば、コイル２内への磁束誘導に関しては、上から見たときにコイル２の中央部にコイル導体２ａが存在しないように、複数のコイル導体２ａがずれている方がよい。

前述したように、本発明の実施形態のＲＦＩＤタグ20は、上記構成のコイル基板10と、絶縁基板１の外表面に設けられているとともに、コイル２と電気的に接続された一対の端子３と、絶縁基板１に搭載されて、一対の端子３と電気的に接続された半導体素子４とを含んでいる。このようなＲＦＩＤタグ20によれば、上記構成のコイル基板10を含むことから、外部機器（リーダライタ）32との通信距離の増大について有効なＲＦＩＤタグ20を提供することができる。

半導体素子４と端子３とは、例えばボンディングワイヤ６等の接続材によって互いに電気的に接続されている。ボンディングワイヤ６の一端が端子３に接続されているとともに、ボンディングワイヤ６の他端が半導体素子４に接続されている。つまり、半導体素子４とコイル２とは、ボンディングワイヤ６、端子３および貫通導体５を介して互いに電気的に接続されている。

また、図２に示す例のＲＦＩＤタグ20では、半導体素子４はモールド樹脂７によって被覆されている。モールド樹脂７は、半導体素子４を被覆して、例えば外気の水分または酸素等の外気および外部からの機械的な応力等から保護するための部分である。そのため、モールド樹脂７は、絶縁基板１の上面１ａから半導体素子４にかけて一体的に被覆している。モールド樹脂７は、半導体素子４の外部環境から保護する被覆材および接着材として
の機能を有するものであればよい。

このようなモールド樹脂７を形成する樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂およびシリコーン樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂材料にシリカ粒子またはガラス粒子等のフィラー粒子（図示せず）が添加されていても構わない。フィラー粒子は、例えば、モールド樹脂７の機械的な強度、耐湿性または電気特性等の各種の特性を調整するために添加される。モールド樹脂７は、このような各種の樹脂材料から、コイル基板10の生産時の作業性（生産性）および経済性等の条件に応じて適宜選択して用いることができる。

また、モールド樹脂７は、磁束をコイル基板10に誘導するための磁性体粒子（図示せず）を含有しているものでも構わない。磁性体は、例えば鉄、ニッケルおよびコバルト、ならびにこれらを含む合金等から適宜選択された強磁性の材料である。

モールド樹脂７における磁性体粒子の含有率は、磁束による起電力を効果的に得ること、およびモールド樹脂７の絶縁基板１に対する接着性等を考慮して、例えばモールド樹脂７において約85〜95質量％程度であればよい。

前述したように、実施形態のＲＦＩＤシステム30は、上記構成のＲＦＩＤタグ20と、ＲＦＩＤタグ20のコイル導体２ａと対向するアンテナ31を有するリーダライタ32とを含んでいる。

実施形態のＲＦＩＤシステム30によれば、上記構成のＲＦＩＤタグ20を含むことから、ＲＦＩＤタグが20取り付けられた物品40とリーダライタ32との間の通信距離を大きくすることができる、情報の送受が容易なＲＦＩＤシステム30を提供することができる。つまり、物品40をあまりリーダライタ32に近付けなくても物品40の情報の読み取りおよび書き込みが可能で、実用性が高いＲＦＩＤシステム30とすることができる。

コイル基板10が実装される物品40は、使用に際して、その使用履歴等が必要な各種の物品である。例えば、機械加工、金属加工、樹脂加工等の各種の工業用加工において用いられるジグまたは工具等の用具が挙げられる。この用具には、切削または研磨等の消耗性のものも含まれる。また、工業用に限らず、家庭用の日用品、農産物、交通機関用等の各種のプリペイドカードおよび医療用の器具等も上記の物品40に含まれる。

コイル基板10およびこれを含むＲＦＩＤタグ20の物品40への実装は、図３に示すように、図１および図２に示す状態から上下ひっくり返された状態であってもよい。このような実装の場合には、コイル導体２ａ（コイル２）とアンテナ31との距離を小さくする上では有利である。

リーダライタ32へのＲＦＩＤタグ20の接近は、手動（物品40を手で持ってリーダライタ32に近付けること）でもよく、例えば搬送用機器等で自動的に物品40（コイル基板10）がリーダライタ32の近くを通過するようにして行なってもよい。

なお、モールド樹脂７が磁性体粒子を含有しているときには、アンテナ31とモールド樹脂７（磁性体粒子）との間にコイル導体２ａが位置する（両者に挟まれる）ような配置にする。これによって、アンテナ31から送信される電波に伴う磁束をモールド樹脂７の方向、つまりコイル２の方向に効果的に誘導することができる。

なお、本発明のコイル基板10、ＲＦＩＤタグ20およびＲＦＩＤシステム30は、上記の実施形態の例に限らず、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変更は可能である。

例えば、複数のコイル導体２ａは、第１方向の断面において記第１方向に沿った断面において、第１方向におよび第２方向に対しても傾いているものを含み、第１方向において互いに隣り合うもの同士が互いに第２方向に部分的にずれているという条件を満たすものであればよく、第１方向の一方の端部から他方の端部にかけて（上端から下端にかけて）順次反対方向に（つまりジグザグに）ずれているものでもよく、不規則にずれているものでもよい。

また、図３の例について、リーダライタ32のアンテナ31を傾けて、手動でコイル基板10に近付ける動作を行ないやすくするようにしてもよい。

また、端子３等の露出した金属部分がニッケルおよび金等のめっき層で被覆されているものでもよい。

１・・・絶縁基板
１ａ・・・絶縁層
２・・・コイル
２ａ・・・コイル導体
２ａａ・・・変形のコイル導体
３・・・端子
４・・・半導体素子
５・・・貫通導体
６・・・ボンディングワイヤ
７・・・モールド樹脂
10・・・コイル基板
20・・・ＲＦＩＤタグ
31・・・アンテナ
32・・・リーダライタ
30・・・ＲＦＩＤシステム
40・・・物品

Claims (6)

1. 第１方向に互いに積層された複数の絶縁層を含む絶縁基板と、
   前記複数の絶縁層同士の複数の層間に、前記第１方向に並ぶように配置された複数のコイル導体を含むコイルとを備えており、
   前記第１方向に沿った断面において、前記複数のコイル導体が、前記第１方向および該第１方向に直交する第２方向のいずれに対しても傾いているものを含んでおり、
   前記複数のコイル導体のうち前記第１方向において互いに隣り合うコイル導体同士が、互いに前記第２方向に部分的にずれており、
   前記複数のコイル導体は、前記第２方向の一端部における厚みが他端部における厚みよりも小さい変形のコイル導体を含んでおり、該変形のコイル導体は、前記一端部において、他のコイル導体と上下に隣り合っているコイル基板。
2. 前記第１方向の断面視において、前記複数のコイル導体は、前記第１方向における端部に配置されたものから前記第１方向における中央部に配置されたものにかけて、前記第２方向の１方向に順次ずれている請求項１記載のコイル基板。
3. 前記第２方向の１方向が、前記コイル導体の内側方向である請求項２記載のコイル基板。
4. 前記複数のコイル導体のそれぞれの前記第２方向に対する傾きは、前記第１方向における中央部に配置されたものよりも、前記第１方向における端部に配置されたものの方が大きい請求項２または請求項３記載のコイル基板。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のコイル基板と、
   前記絶縁基板の外表面に設けられているとともに、前記コイルと電気的に接続された一対の端子と、
   前記絶縁基板に搭載されて、前記一対の端子と電気的に接続された半導体素子とを備えるＲＦＩＤタグ。
6. 請求項５記載のＲＦＩＤタグと、
   該ＲＦＩＤタグの前記コイル導体と対向するアンテナを有するリーダライタとを備えるＲＦＩＤシステム。

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