JP7417621B2 - Ｒｆｉｄタグ用基板およびｒｆｉｄタグならびにｒｆｉｄシステム - Google Patents

Description

本開示は、ＲＦＩＤタグ用基板およびＲＦＩＤタグならびにＲＦＩＤシステム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ＨＦ帯の周波数を用いた電磁誘導式のものがあり、このＨＦ帯のＲＦＩＤタグとして、コイル導体を有する基板上に半導体素子が搭載されたものがある。半導体素子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。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導体で誘導電流が生じ、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。

国際公開２０１４/０８８０２８号には、コイル導体の一部の線幅を大きくすることで、コイル導体の抵抗値を小さくしてＱ値を向上させているＲＦＩＤタグが開示されている。また、特開２０１９－２４１８６号公報には、通信状態を安定させるために、絶縁基板内に厚み方向に配置した複数のコイル導体の内径を絶縁基板の厚み方向で異ならせているＲＦＩＤタグが開示されている。

本開示のＲＦＩＤタグ用基板は、第１面に半導体素子の搭載領域を有する絶縁基板と、該絶縁基板の外縁部に位置するコイルと、を備えており、前記コイルは、複数の第１コイル導体および、該第１コイル導体と巻き数が同じで巻き方向が逆である複数の第２コイル導体を含んでおり、前記第１コイル導体と前記第２コイル導体とは、前記絶縁基板の厚み方向において交互に位置し、互いに直列に接続されており、前記絶縁基板の厚み方向における前記コイルの両端部には、前記第１コイル導体および前記第２コイル導体よりも巻き数が多く、導体長さが長い第３コイル導体が接続されている。

本開示のＲＦＩＤタグは、上記構成のＲＦＩＤタグ用基板と、該ＲＦＩＤタグ用基板に搭載された半導体素子とを備える。

本開示のＲＦＩＤシステムは、上記構成のＲＦＩＤタグと、該ＲＦＩＤタグとの間で電波を送受するアンテナを有するリーダライタとを備えている。

［図１]ＲＦＩＤタグ用基板およびＲＦＩＤタグの一例を示す斜視図である。
［図２Ａ］図１に示すＲＦＩＤタグの平面図である。
［図２Ｂ］図２ＡのＢ－Ｂ線における断面図である。
［図２Ｃ］図２ＡのＣ－Ｃ線における断面図である。
［図３］図１に示すＲＦＩＤタグ用基板およびＲＦＩＤタグの分解斜視図である。
［図４］図１に示すＲＦＩＤタグ用基板の一部を示す分解平面図である。
［図５］図１に示すＲＦＩＤタグ用基板の一部を示す分解平面図である。
［図６]ＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。
［図７]ＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。
［図８]ＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。
［図９］図８に示すＲＦＩＤタグ用基板の一部を示す平面図である。
［図１０]ＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。
［図１１]ＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。
［図１２Ａ］図１１に示すＲＦＩＤタグ用基板の平面図である。
［図１２Ｂ］図１２ＡのＢ－Ｂ線における断面図である。
［図１３]ＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。
［図１４]ＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。
［図１５Ａ］図１４に示すＲＦＩＤタグ用基板の平面図である。
［図１５Ｂ］図１５ＡのＢ－Ｂ線における断面図である。
［図１５Ｃ］図１５ＡのＣ－Ｃ線における断面図である。
［図１６］図１４に示すＲＦＩＤタグ用基板の一部を示す平面図である。
［図１７]ＲＦＩＤシステムの一例を示す模式図である。

ＲＦＩＤタグ用基板、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤシステムについて、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便宜的なものであり、実際にＲＦＩＤタグ３００が使用されるときの上下を限定するものではない。図１はＲＦＩＤタグ用基板およびＲＦＩＤタグの一例を示す斜視図である。図２Ａは図１に示すＲＦＩＤタグの平面図であり、図２Ｂは図２ＡのＢ－Ｂ線における断面図であり、図２Ｃは図２ＡのＣ－Ｃ線における断面図である。図３は図１に示すＲＦＩＤタグ用基板およびＲＦＩＤタグの分解斜視図である。図４は図１に示すＲＦＩＤタグ用基板の一部を示す分解平面図である。図５は図１に示すＲＦＩＤタグ用基板の一部を示す分解平面図である。なお、図３の分解斜視図、図４および図５の平面図においては、コイル接続導体および配線導体の貫通導体は、接続部である両端部が黒丸である長破線で示している。

従来のＲＦＩＤタグは、コイル導体が絶縁基板の外縁部から中央部まで配置されて内径が小さいものであると、Ｑ値が低下して通信距離が短くなりやすいものであった。また、内径が異なるコイル導体のような、形状が異なる多数のコイル導体を有するものは、多種の製版やマスク等を用いてコイル導体作製するため、コイル導体の寸法のばらつきによって複数の基板間で通信特性のばらつきが大きくなる場合があった。ＲＦＩＤタグへの小型化の要求にともなってＲＦＩＤタグ用基板も小型化する必要があり、従来のＲＦＩＤタグ用基板では、小型化した場合には特に上記のような通信特性がより低下しやすいものであった。

本開示のＲＦＩＤタグ用基板１００は、第１面１１に半導体素子２００の搭載領域１１ａを有する絶縁基板１と、絶縁基板１の外縁部１２に位置するコイル２と、を備えている。コイル２は、複数の第１コイル導体２１および、第１コイル導体２１と巻き数が同じで巻き方向が逆である複数の第２コイル導体２２を含んでおり、第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とは、絶縁基板１の厚み方向において交互に位置し、互いに直列に接続されている。

このような構成のＲＦＩＤタグ用基板１００によれば、コイル２が絶縁基板１の外縁部１２に位置していることから、コイル２の内寸（内径）が大きいものとなり、コイル２の内側を磁束が通りやすくＱ値が高いものとなるので、通信距離の長いものなる。

外縁部１２は、平面視で絶縁基板１の第１面１１の外辺（絶縁基板１の側面）に沿った枠状の部分であり、図２Ａ等の各平面図において二点鎖線で示した部分が外縁部１２の内縁を示しており、二点鎖線より外側の部分が外縁部１２である。二点鎖線より内側の部分は中央部であり、中央部は外縁部１２に囲まれている。二点鎖線は外縁部１２と中央部との境界線である。また、図２Ｂおよび図２Ｃ等の断面図においては、外縁部１２は二点鎖線で囲まれた２つの部分であり、中央部は２つの外縁部１２に挟まれている部分である。

コイル２（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）は、外縁部１２において平面透視で中央部を取り囲むように、中央部を巻回中心として外縁（側面）に沿って巻回している。また、絶縁基板１の第１面１１の中央部に半導体素子２００の搭載領域１１ａがあり、図１～図５に示す例では、搭載領域１１ａは点線で示している。第１面１１は、絶縁基板１の外表面であり、例えば図１～図５に示す例における、絶縁層１ａ～１ｅの積層方向（絶縁基板１の厚み方向）に交差する主面である。搭載領域１１ａは、必ずしも中央部に位置していなくてもよく、第１面１１にコイル２（の一部）が位置しない場合は外縁部１２に位置していてもよい。

絶縁基板１の平面視の形状は方形状であり、正方形状あるいは長方形状である。方形状とは、厳密な方形ではない、例えば方形の角部が丸められたもの等を含むことを意味している。外縁部１２は、第１面１１の外辺（絶縁基板１の側面）から内側へ第１面１１の１辺の長さの１０％～２５％程度の幅の部分である。絶縁基板１の平面視形状が長方形状である場合は、短辺の長さの１０％～２５％程度の幅の部分である。

図２Ａ～図２Ｃに示す例では、第１面１１の外辺（絶縁基板１の側面）から内側へ第１面１１の１辺の長さの２５％の位置に二点鎖線を付している。しかしながら、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２は絶縁基板１の側面から内側へ第１面１１の１辺の長さの８．５％の位置までの領域にあり、実質的な外縁部１２はこの辺の長さの８．５％以下の幅の部分である。幅が第１面１１の１辺の長さの１０％以下である外縁部１２にコイル２（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）があると、ＲＦＩＤタグ用基板１００は、小型であってもコイル２（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）の内寸（内径）が十分大きく、Ｑ値の大きいものとなる。

ＲＦＩＤタグ用基板１００の小型化は特に平面視の小型化が重視されるので、外縁部１２の幅も小さいものとなる。絶縁性や強度を考慮すると、コイル２（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）と絶縁基板１の側面との間にある程度の距離が必要である。そのため、外縁部１２におけるコイル２（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）を配置することが可能な領域の幅はより小さいものになる。

第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の線幅が小さすぎると抵抗が大きくなってＱ値が小さくなるため、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の線幅はある程度必要である。また、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２における内側の導体と外側の導体の間隔もある程度必要である。内寸を大きくするためにもこの間隔はできるだけ小さくするが、導体間で短絡しない程度の間隔は必要である。そのため、幅の小さい外縁部１２における第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の巻き数は少ないものとすることができる。具体的には、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の巻き数は３巻き以下（１巻き～３巻き）にすることができる。

コイル２は、ＲＦＩＤシステム５００のリーダライタ４００等の外部機器から送信される電波に伴う磁束によって誘導電流を発生させるアンテナの機能を有している。また、コイル２はインダクタであり、周波数に応じたインダクタンスを得るためのインダクタ長（導体長さ）が必要である。１つの第１コイル導体２１および第２コイル導体２２は巻き数が少なく導体長さが短いため、複数の第１コイル導体２１および複数の第２コイル導体２２を絶縁基板１の厚み方向に配置して直列に接続することで必要なインダクタ長にすることができる。ここで、第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とは巻き数が同じである。そのため、幅の小さい外縁部１２において、第１コイル導体２１と第２コイル導体２２の両方を同じ最大の巻き数（インダクタ長さ）にすることができる。これにより、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の数および絶縁層の積層数、すなわちＲＦＩＤタグ用基板１００の厚みが大きくなり過ぎないようにすることができる。

以上のようなことから、幅が第１面１１の１辺の長さの１０％以下である外縁部１２に、巻き数が２巻である第１コイル導体２１および第２コイル導体２２を備えるコイル２が位置しているＲＦＩＤタグ用基板１００とすることができる。これにより、コイル２の内寸が十分に大きくて抵抗が小さいものとなり、Ｑ値が高く、厚みの小さいＲＦＩＤタグ用基板１００とすることができる。

第１コイル導体と第２コイル導体とは巻き方向が逆であり、第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とは絶縁基板１の厚み方向に交互に配置されている。そして、図３～図５に示す例のように、絶縁基板１の厚み方向に隣接している第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とを、内側の端部２１ａ,２２ａ同士あるいは外側の端部同２１ｂ,２２ｂ同士で接続している。このような構成により、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２が複数巻きであっても、交互に配置された複数の第１コイル導体２１および第２コイル導体２２が直列に接続されたコイル２となっている。第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とは、これらの間に位置する絶縁層を貫通する貫通導体である、コイル接続導体２３で接続されている。このようなコイル２は、第１コイル導体２１に流れる電流の向きと第２コイル導体２２に流れる電流の向きとが同じになる。これにより、コイル２は、その周囲に大きな磁束を生じさせることができる。第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とは、これらの間に位置する絶縁層を貫通する貫通導体である、コイル接続導体２３で接続されている。

１つのコイル導体の巻き数を複数にし、複数のコイル導体を接続することでインダクタンスの大きいコイルとする場合に、複数のコイル導体の巻き方向が同じであると、絶縁基板１の厚み方向に隣接するコイル導体間を接続するための配線層を設ける必要がある。隣接するコイル導体間を接続するには、内側の端部と外側の端部とを接続しなければならず、絶縁層の面方向に延びる導体（配線層）で接続する必要があるためである。この配線層が上下２つコイル導体における導体間を短絡させないように、配線層と上下のコイル導体との間には絶縁層が必要となる。上下のコイル導体の間に少なくとも２層の絶縁層を配置して、この絶縁層間に配線層を設けなければならない。この絶縁層間の配線層と上のコイル導体とは、上の絶縁層を貫通する貫通導体で接続され、配線層と下のコイル導体とは下の絶縁層を貫通する貫通導体で接続される。

本開示のＲＦＩＤタグ用基板１００においては、巻き方向が互いに逆である第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とを交互に配置している。そのため、上下に位置する第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とは、これらの間の１つの絶縁層１ａ～１ｄを貫通するコイル接続導体２３だけで接続することができる。よって、巻き数の多いコイル２であっても厚みの薄いＲＦＩＤタグ用基板１００とすることができる。

なお、巻き方向が逆とは、平面透視における巻きの方向が逆ということであり、例えば、図１～図５に示す例の第１コイル導体２１は巻きの方向が右向き（右巻き）で、第２コイル導体２２は左向き（左巻き）である。上下に位置する第１コイル導体２１と第２コイル導体２２との接続点（内側の端部２１ａ、２２ａまたは外側の端部２１ｂ、２２ｂ）から見た巻き方向が逆であるということもできる。図１～図５に示す例においては、第１コイル導体２１は外側の端部２１ｂから時計回りに内側へ巻いている。また、第２コイル導体２２は外側の端部２２ｂから反時計回りに内側へ巻いている。別の見方をすると、第１コイル導体２１は、内側の端部２１ａから巻きが大きくなるように反時計回りに外側の端部２１ｂまで２巻きしている。その下の第２コイル導体２２は、この第１コイル導体２１の外側の端部２１ｂに（コイル接続導体２３を介して）接続されている外側の端部２２ｂから巻きが小さくなるように反時計回りに内側の端部２２ａまで２巻きしている。さらに、第２コイル導体２２の下の第１コイル導体２１は、第２コイル導体２２の内側の端部２２ａに接続されている内側の端部２１ａから巻きが大きくなるように反時計回りに外側の端部２１ｂまで２巻きしている。

また、コイル２の大部分は、第１コイル導体２１と第２コイル導体２２の２つの導体パターンで構成されているので、コイル２の形成に用いる印刷製版あるいはマスクが２種類あればコイル２の大部分を形成することができる。印刷製版は、例えば導体ペーストを印刷することでコイル２（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）を形成する場合に用いられる。マスクは、例えば銅箔をエッチング加工することでコイル２（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）を形成する場合に用いられる。これに対して従来の多種のコイル導体パターンを有するものは、多種の製版等を用いて作製しなければならない。このような場合と比較すると、同じ製版等を用いて複数のコイル導体を形成する場合は、コイル導体パターンの寸法のばらつきが小さくなるので、複数のＲＦＩＤタグ用基板１００間における通信特性のばらつきが小さくなる。また、製版等の数が少ないことなどから製造コストも抑えられる。よって、量産性に優れたＲＦＩＤタグ用基板１００となる。

コイル２は、図１～図５に示す例においては、第１コイル導体２１、第２コイル導体２２およびこれらを接続するコイル接続導体２３とからなる。２つの第１コイル導体２１および２つの第２コイル導体２２はいずれも絶縁層間に配置されており、コイル２は絶縁基板１の内部に配置されている。この例における絶縁基板１は、上から順に絶縁層１ａ、絶縁層１ｂ、絶縁層１ｃ、絶縁層１ｄおよび絶縁層１ｅの５層の絶縁層が積層されてなるものである。一番上の絶縁層１ａの上面は絶縁基板１の第１面１１である。絶縁層１ａとその下の絶縁層１ｂとの間に１つの第１コイル導体２１があり、絶縁層１ｂとその下の絶縁層１ｃとの間に１つの第２コイル導体２２がある。そして、第１コイル導体２１の外側の端部２１ｂと第２コイル導体２２の外側の端部２２ｂとが、絶縁層１ｂを貫通するコイル接続導体２３で接続されている。さらに、絶縁層１ｃとその下の絶縁層１ｄとの間に１つの第１コイル導体２１があり、この第１コイル導体２１の内側の端部２１ａとその上の第２コイル導体２２の内側の端部２２ａとが、絶縁層１ｃを貫通するコイル接続導体２３で接続されている。そしてさらに、絶縁層１ｄとその下の絶縁層１ｅとの間に１つの第２コイル導体２２があり、この第２コイル導体２２の外側の端部２２ｂとその上の第１コイル導体２１の外側の端部２１ｂとが、絶縁層１ｅを貫通するコイル接続導体２３で接続されている。なお、図１～図５に示す例における第１コイル導体２１の端部２１ａ，２１ｂおよび第２コイル導体２２の端部２２ａ，２２ｂは、コイル接続導体２３または貫通導体３３との接続性を高めるために幅広のパッド状になっているが、幅広のパッド状でなく他の部分と同じ幅であってもよい。

図１～図５に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００は、絶縁基板１の第１面１１の中央部（一番上の絶縁層１ａの上面の中央部）に半導体素子２００が搭載される搭載領域１１ａを有している。この搭載領域１１ａに半導体素子２００と電気的に接続するための配線導体３として２つの接続パッド３１（３１ａ，３１ｂ）がある。この例では、半導体素子２００の端子電極２０１と接続パッド３１とは、接続部材２１０としてボンディングワイヤで電気的に接続されている。２つの接続パッド３１は、コイル２の端部と電気的に接続されている。１つの接続パッド３１ａは、絶縁層１ａを貫通する貫通導体３３および直下の絶縁層１ａ，１ｂ間にあり、外縁部１２から中央部へ延在する配線層３２を介して、同じ絶縁層１ａ，１ｂ間にある第１コイル導体２１の内側の端部２１ａに接続されている。もう１つの接続パッド３１ｂは、各絶縁層１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを貫通する貫通導体３３、各絶縁層１ａ～１ｅの層間の配線層３２、および一番下の絶縁層１ｄ，１ｅ間にあり、外縁部１２から中央部へ延在する配線層３２を介して、絶縁層１ｄ，１ｅ間にある第２コイル導体２２の内側の端部２２ａに接続されている。上下に位置する貫通導体３３，３３に挟まれている配線層３２は、貫通導体３３，３３同士の電気的な接続信頼性を高めるためのものであり、省略することができる。

図６～図８、図１０および図１１は、いずれもＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。図９は図８に示すＲＦＩＤタグ用基板の一部を示す平面図である。より具体的には、絶縁層１ｂ上の第３コイル導体２１１および絶縁層１ｇ上の第３コイル導体２２１を示す分解平面図である。なお、これらの各分解斜視図および平面図においても、コイル接続導体および配線導体の貫通導体は、接続部である両端部が黒丸である長破線で示している。

図６に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００は、図１～図５に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００に対して、絶縁層の数およびコイル２の構成が異なる。コイル２は、３つの第１コイル導体２１、３つの第２コイル導体２２およびこれらを接続するコイル接続導体２３からなる。１つの第１コイル導体２１は、接続パッド３１（３１ａ，３１ｂ）と同じ絶縁基板１の第１面１１（一番上の絶縁層１ａの上面）にあり、２つの第１コイル導体２１および３つの第２コイル導体２２はいずれも絶縁層間に配置されている。すなわち、コイル２は絶縁基板１の表面（第１面１１）から内部にかけて配置されている。また、接続パッド３１（３１ａ）と一番上に位置する第１コイル導体２１の内側の端部２１ａとを接続する配線層３２もまた、接続パッド３１（３１ａ，３１ｂ）と同じ絶縁基板１の第１面１１（一番上の絶縁層１ａの上面）にある。

図７に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００におけるコイル２は、３つの第１コイル導体２１、２つの第２コイル導体２２およびこれらを接続するコイル接続導体２３からなる。図１～図５に示す例のコイル２のコイル導体の数（第１コイル導体２１の数と第２コイル導体２２の数とを合わせた数）は４つで、図６に示す例のコイル２のコイル導体（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）の数は６つと、いずれも偶数である。これに対して、図７に示す例のコイル２のコイル導体（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）の数は５つであり奇数である。コイル導体の数が奇数である場合には、一番下のコイル導体（第１コイル導体２１）と、これを接続パッド３１（３１ｂ）に接続するために中央部へ引き回す配線層３２と、を同じ絶縁層１ｆ，１ｇ間に配置すると、これらが交差してしまう。あるいは、コイル導体（第１コイル導体２１）の狭い導体間を引き回して配線層３２を配置することになり困難である。図７に示す例では一番下の第１コイル導体２１とこれに接続される配線層３２とが異なる絶縁層間に配置されている。一番下の第１コイル導体２１は絶縁層１ｆ，１ｇ間に位置し、その下の絶縁層１ｇ，１ｈ間に配線層３２が位置している。そのため、コイル２を構成するコイル導体の数が奇数であっても一番下のコイル導体（第１コイル導体２１）を、配線層３２を介して容易に接続パッド３１ｂと接続することができる。よって、コイル２に含まれる第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の数に制限がなく、コイル２のインダクタ長さの設計自由度が高いものとなる。

また、図７に示す例においては、一番上の第１コイル導体２１に接続される配線層３２も異なる絶縁層間に配置されている。これにより、第１コイル導体２１が位置している絶縁層１ｃ，１ｅ，１ｇ上の導体パターンはいずれも同じものになり、これらを１つの製版等で形成することができる。コイル導体とこれに接続される配線層３２とが同じ絶縁層間にある場合、例えば図３の絶縁層１ｂ上には第１コイル導体２１とこれに接続されている配線層３２が形成される。第１コイル導体２１とこれに接続される配線層３２とを１つの製版等で形成すると、絶縁層１ｂ上の第１コイル導体２１等を形成するための製版とは異なるものになる。あるいは、絶縁層１ｂ上に第１コイル導体２１の製版とこれに接続される配線層３２の製版の２つの製版で２回に分けて形成することになる。

図７のＲＦＩＤタグ用基板１００における、絶縁層１ａ，１ｂ間の配線層３２は、絶縁層１ａの上に設けることができる。このとき、絶縁層１ｂは省くことができ、配線層３２は、絶縁基板１の第１面１１上において接続パッド３１ａと直接接続される。また、絶縁層１ｇ、１ｈ間の配線層３２は、絶縁層１ｇの下面に設けることができる。このとき絶縁層１ｈは省くことができ、配線層３２は絶縁基板１の第１面１１とは反対側の面（下面）に位置することになる。絶縁層の数を少なくしてＲＦＩＤタグ用基板１００の厚みを小さくすることができる。また、接続パッド３１ａと配線層３２とを接続する貫通導体３３も省くことができるのでコイル２の抵抗をより小さくすることができ、ＲＦＩＤタグ用基板１００のＱ値をより高くすることができる。

図８に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００におけるコイル２は、２つの第１コイル導体２１と、２つの第２コイル導体２２とを有している。第１面１１に最も近い位置にあるのは第２コイル導体２２であり、第２コイル導体２２と第１コイル導体２１とが交互に配置されてコイル２の中央部分を成している。そして、このコイル２の中央部分の上下にそれぞれ１つの第３コイル導体２１１，２２１が配置されてコイル接続導体２３で接続されている。言い換えれば、コイル２は、上側の端部に第３コイル導体２１１を有し、下側の端部には第３コイル導体２２１を有している。図９に示すように、上の第３コイル導体２１１は、図４および図５に示す第１コイル導体２１が、０．９２巻き程度内側に延びて巻き数が多くなった形状である。また、下の第３コイル導体２２１は、図４および図５に示す第２コイル導体２２が０．８４巻き度内側に延びて巻き数が多くなった形状である。２つの第３コイル導体２１１，２２１のいずれも第１コイル導体２１および第２コイル導体２２よりも導体長さが長いものである。上の第３コイル導体２１１の巻き方向は、第１コイル導体２１の巻き方向と同じであり、上の第３コイル導体２１１が接続されている第２コイル導体２２とは巻きの方向が逆である。また、下の第３コイル導体２２１の巻き方向は、第２コイル導体２２の巻き方向と同じであり、下の第３コイル導体２２１が接続されている第１コイル導体２１とは巻きの方向が逆である。コイル２全体としては、第３コイル導体２１１，２２１を有さないものと同様に、巻きの方向が逆のものが交互に位置している。そのため、上下に位置するコイル導体（第１コイル導体２１、第２コイル導体２２、第３コイル導体２１１，２２１）間は、これらの間の１つの絶縁層１ａ～１ｅを貫通するコイル接続導体２３だけで接続することができる。よって、巻き数の多いコイル２であっても厚みの薄いＲＦＩＤタグ用基板１００とすることができる。

また、図８に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００は、上面に半導体素子２００の搭載領域１１ａおよび接続パッド３１（３１ａ，３１ｂ）がある絶縁層１ａの上に、貫通孔１ｔａを有する枠状絶縁層１ｔを有している。貫通孔１ｔａは枠状絶縁層１ｔの中央部にあり、枠状絶縁層１ｔは平面視で搭載領域１１ａを取り囲んでいる。枠状絶縁層１ｔは他の絶縁層１ａ～１ｇと一体的になっており、これらで絶縁基板１が構成されている。絶縁基板１の主面（上面）には、枠状絶縁層１ｔと貫通孔１ｔａ内に位置する絶縁層１ａの上面とで囲まれた凹部が形成されている。この凹部の底面が搭載領域１１ａであり、ここに接続パッド３１（３１ａ，３１ｂ）が位置している。この凹部は半導体素子２００を収容するためのキャビティとなる。枠状絶縁層１ｔの厚みが半導体素子２００よりも厚いと、半導体素子２００の保護に有効である。この例における第１面１１は、枠状絶縁層１ｔの上面および凹部の底面となる。

図１０に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００におけるコイル２は、３つの第１コイル導体２１と、３つの第２コイル導体２２と、１つの第３コイル導体２１１とを有している。第１面１１に近い方（上方）から順に第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とが交互に配置され、この下に第３コイル導体２１１がある。第１コイル導体２１、第２コイル導体２２および第３コイル導体２１１は、隣接するもの同士がコイル接続導体２３で接続されている。言い換えれば、コイル２は、下側の端部のみに第３コイル導体２１１を有している。第３コイル導体２１１は、第１コイル導体２１に対して、外側の０．４１巻き程度がカットされて巻き数が少なくなった形状である。つまり、この例の第３コイル導体２１１は、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２よりも導体長さが短いものである。図１０に示す例と図８に示す例とではコイル２の構成は異なるが、コイル２の全体の導体長さは同じである。

また、第３コイル導体２１１の巻き方向は、第１コイル導体２１の巻き方向と同じであり、その上の絶縁層１ｇ，１ｈ間に位置する、第３コイル導体２１１が接続されている第２コイル導体２２とは巻きの方向が逆である。この例においても、コイル２全体としては、巻きの方向が逆のものが交互に位置している。そのため、上下に位置するコイル導体（第１コイル導体２１、第２コイル導体２２、第３コイル導体２１１，２２１）間は、これらの間の１つの絶縁層１ｂ～１ｇを貫通するコイル接続導体２３だけで接続することができる。よって、巻き数の多いコイル２であっても厚みの薄いＲＦＩＤタグ用基板１００とすることができる。 図１０に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００においては、コイル２の一番下に位置する第３コイル導体２１１の内側の端部２１１ａとその上の第２コイル導体２２の内側の端部２２ａとがコイル接続導体２３で接続されている。また、第３コイル導体２１１の外側の端部２１１ｂと第１面１１の中央部にある接続パッド３１（３１ｂ）とは、配線層３２を介して接続されている。この配線層３２は、第３コイル導体２１１がある絶縁層１ｇ，１ｈ間の下に位置する絶縁層１ｈ，１ｉ間にあり、外縁部１２から中央部に延びる形状である。また、コイル２の一番上に位置する第１コイル導体２１と接続パッド３１（３１ａ）とは、別の配線層３２で接続されている。この配線層３２は、一番上の第１コイル導体２１と同じ絶縁層１ａ，１ｂ間にあり、外縁部１２から中央部に延びる形状である。

図８～図１０に示す例のように、コイル２が、絶縁基板１の厚み方向における両端部のうち少なくとも一方の端部に第１コイル導体２１および第２コイル導体２２とは導体長さの異なる第３コイル導体２１１，２２１を有しているＲＦＩＤタグ用基板１００とすることができる。

第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とを交互に直列に接続してコイル２が構成されると、コイル２の導体の長さ、インダクタの長さは、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さの整数倍になる。コイル２に必要なインダクタ長さを等分してコイル導体（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）の長さを設定すればよい。しかしながら、上述したようにコイル導体の大きさ（径および巻き数）はＲＦＩＤタグ用基板１００（絶縁基板１）の大きさに応じて設定される。そのため、同じ長さの複数の第１コイル導体２１および第２コイル導体２２でコイル２を設計することは容易ではない。ＲＦＩＤタグ用基板１００が、第３コイル導体２１１，２２１を有する場合は、第３コイル導体２１１，２２１の導体長さを調整することでコイル２全体の長さ（インダクタの長さ）を細かく調整することができる。ＲＦＩＤタグ３００の通信周波数はインダクタの長さで設定することができる。そのため、第３コイル導体２１１，２２１を有することで精度の高い周波数調整ができるので、より通信特性に優れたＲＦＩＤタグ３００を得ることのできるＲＦＩＤタグ用基板１００となる。

第３コイル導体２１１，２２１は、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２と外寸を同じにすることができる。上述したように、コイル２（第１コイル導体２１および第２コイル導体２２）と絶縁基板１の側面との間に絶縁性や強度を確保するための距離を設けるとともに、コイル導体（第１コイル導体２１、第２コイル導体２２）の内寸をできるだけ大きくしてもよい。第３コイル導体２１１，２２１についても同様であるため、その外寸は、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２と同じにしてもよい。第３コイル導体２１１，２２１の線幅も第１コイル導体２１および第２コイル導体２２と同様に小さすぎると抵抗が大きくなってＱ値が小さくなるため、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の線幅と同じにすることができる。

また、第３コイル導体２１１，２２１の導体長さは、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さの２倍未満である。また、第３コイル導体２１１，２２１がコイル２の両端部にそれぞれある場合は、２つの第３コイル導体２１１，２２１の導体長さを合わせた長さが、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さの３倍未満とすることができる。上述したように、第３コイル導体２１１，２２１は、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さの整数倍でコイル２に必要なインダクタ長さとならない場合に、コイル２全体の長さ（インダクタの長さ）を細かく調整するためのものである。そのため、例えば、１つの第３コイル導体２１１，２２１の導体長さが、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さの２倍となる場合は、第３コイル導体２１１，２２１ではなく、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２とすればよい。また、例えば、２つの第３コイル導体２１１，２２１の導体長さを合わせた長さが、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さの３倍となる場合には、２つの第３コイル導体２１１，２２１ではなく、２つの第１コイル導体２１および１つの第２コイル導体２２とすればよい。あるいは、１つの第１コイル導体２１および２つの第２コイル導体２２とすればよい。このようにすることで、第３コイル導体２１１，２２１の内寸が第１コイル導体２１および第２コイル導体２２に比較して小さくなりすぎることがなく、コイル２のＱ値が低下することがない。

さらには、第３コイル導体２１１，２２１の導体長さが第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さよりも長い場合は、第３コイル導体２１１，２２１の巻き数は第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の巻き数＋１巻き以下にすることができる。これにより、第３コイル導体２１１，２２１の内寸をできるだけ大きくすることができる。第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の内寸よりも、第３コイル導体２１１，２２１の内寸が１巻き程度分だけ小さくなっても、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の数が多いので、コイル２全体としてのＱ値の低下は十分小さいものとなる。図１０に示す例の場合は、第３コイル導体２２１を設けるための絶縁層１ｈの分だけＲＦＩＤタグ用基板１００の厚みは増加する。しかしながら、第３コイル導体２１１，２２１の内寸は第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の内寸より小さくならないのでＱ値の観点ではより有利である。

第３コイル導体２１１，２２１における内側の導体（線）と外側の導体（線）の間隔は一定で、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体（線）間隔と同じにすることができる。導体間で短絡しない程度の小さい間隔とすることで、第３コイル導体２１１，２２１の内寸が第１コイル導体２１および第２コイル導体２２に比較して小さくなりすぎることがなく、コイル２のＱ値が低下することがない。

図１１はＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。図１２Ａは図１１に示すＲＦＩＤタグ用基板の平面図であり、図１２Ｂは図１２ＡのＢ－Ｂ線における断面図である。図１３はＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。なお、これらの各分解斜視図においても、コイル接続導体および配線導体の貫通導体は、接続部である両端部が黒丸である長破線で示している。

図１１～図１２Ｂに示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００におけるコイル２は、２つの第１コイル導体２１と、２つの第２コイル導体２２と、１つの第４コイル導体２４を有している。絶縁基板１内において、第１面１１に近い方（上方）から順に第２コイル導体２２と第１コイル導体２１とが交互に配置され、一番上の絶縁層１ａの上、絶縁基板１の第１面１１の上に第４コイル導体２４がある。第４コイル導体２４は、絶縁基板１の第１面１１に最も近い位置にある第２コイル導体２２にコイル接続導体２３で接続されている。第４コイル導体２４、２つの第１コイル導体２１および２つの第２コイル導体２２がコイル接続導体２３で直列に接続されてコイル２が構成されている。そして、絶縁基板１の第１面１１の中央部における、第４コイル導体２４の内側に半導体素子２００の搭載領域１１ａがある。

また、この例の第４コイル導体２４は、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２と外寸は同じであり、第１コイル導体２１を内側に延ばして、導体長さを長く、巻数を５巻き増やした形状である。すなわち、第４コイル導体２４は、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２に対して内寸が小さいものである。第１コイル導体２１および第２コイル導体２２は外縁部１２の外側の領域、絶縁基板１の側面に近い領域にある。これに対して、本例の第４コイル導体２４は、絶縁基板１の側面に近い位置から外縁部１２の内縁に近い位置まで延在しており、第１面１１の外縁部１２のほぼ全域にわたって存在している。

また、第４コイル導体２４の巻き方向は、第１コイル導体２１の巻き方向と同じであり、第４コイル導体２４が接続されている第２コイル導体２２の巻き方向とは逆向きである。コイル２全体としては、巻きの方向が逆のコイル導体が交互に位置している。そのため、上下に位置するコイル導体（第１コイル導体２１、第２コイル導体２２、第４コイル導体２４）間は、これらの間の１つの絶縁層１ａ～１ｄを貫通するコイル接続導体２３だけで接続することができる。よって、巻き数の多いコイル２であっても厚みの薄いＲＦＩＤタグ用基板１００とすることができる。

図１３に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００におけるコイル２は、２つの第１コイル導体２１と、３つの第２コイル導体２２と、１つの第４コイル導体２４を有している。一番上の絶縁層１ａとその下の絶縁層１ｂとの間に、第４コイル導体２４を有している。言い換えれば、この例のコイル２は、絶縁基板１の第１面１１に最も近い絶縁層１ａ，１ｂ間に第４コイル導体２４を有している。絶縁基板１内において第１面１１に近い方（上方）から順に第２コイル導体２２と第１コイル導体２１とが交互に配置されている。この例においても、第４コイル導体２４は、最も上方に位置する第２コイル導体２２にコイル接続導体２３で接続されている。第４コイル導体２４、２つの第１コイル導体２１および３つの第２コイル導体２２がコイル接続導体２３で直列に接続されてコイル２が構成されている。

また、この例の第４コイル導体２４は、外寸が第１コイル導体２１および第２コイル導体２２と同じで、第１コイル導体２１を内側に延ばして巻数を増やした形状である点は、図１１～図１２Ｂに示す例と同様である。しかしながら、内側に延ばした長さが異なり、第１コイル導体２１を内側に２．２巻き程度増やした形状である。図１１～図１２Ｂに示す例と比較して、本例の第４コイル導体２４の導体長さ、第１コイル導体２１に対して内側に延ばした部分の長さは短いが、その分第２コイル導体２２の数が多いので、コイル２としての導体長さは同じである。この例の第４コイル導体２４では内側と外側とでは導体の間隔が異なっており、外側の２巻きの間隔よりも内側の２巻きの間隔の方が大きい。そのため、この例の第４コイル導体２４の内寸は、図１１～図１２Ｂに示す例における第４コイル導体２４の内寸と同じであり、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の内寸よりも小さい。この例においても絶縁基板１の第１面１１の中央部に半導体素子２００の搭載領域１１ａがあり、平面透視で第４コイル導体２４の内側に搭載領域１１ａがある。

図１１～図１３に示す例のように、絶縁基板１が第１面１１の中央部に半導体素子２００の搭載領域１１ａを有し、コイル２が、絶縁基板１の第１面１１に近い端部（第１面１１を含む）に、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２よりも内寸が小さい第４コイル導体２４を有しているＲＦＩＤタグ用基板１００とすることができる。

第４コイル導体２４は、その下の第１コイル導体２１および第２コイル導体２２よりも内寸が小さく、第４コイル導体２４は絶縁基板１の第１面１１に近い位置にある。そのため、コイル２の周りに発生する磁束は、絶縁基板１の第１面１１の近傍においては、第４コイル導体２４の内側の中央部に集中しやすくなる。第１面１１の中央部には半導体素子２００の搭載領域１１ａがあるので、搭載領域１１ａに搭載される半導体素子２００とＲＦＩＤタグ用基板１００との間の結合性が向上する。よって、通信信頼性の向上したＲＦＩＤタグ３００を提供することのできるＲＦＩＤタグ用基板１００となる。この例のＲＦＩＤタグ用基板１００は、図１１～図１２Ｂに示す例のように、搭載される半導体素子２００と電気的に接続する接続パッド３１を有していない。このように、ＲＦＩＤタグ用基板１００のコイル２と半導体素子２００とが電気的に接続されず、電磁界だけで接続される場合に有効である。

第４コイル導体２４は、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２導体とは導体長さが異なるという点では第３コイル導体２１１，２２１と同じである。上述したように、第３コイル導体２１１，２２１は、コイル２全体の長さ（インダクタの長さ）を細かく調整するためのものであり、できるだけ内寸を小さくしないものである。そのため、第３コイル導体２１１，２２１は、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２に対して巻き数（導体長さ）はそれほど多い（長い）ものではない。より具体的には、第３コイル導体２１１，２２１の導体長さは、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さの２倍未満である。これに対して、第４コイル導体２４は内寸を小さくして磁束を中央部に集中させるためのものであるため、図１１～図１２Ｂに示す例の第４コイル導体２４の導体長さは、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さの２倍以上である。

図１３に示す例の第４コイル導体２４の導体長さは、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さよりも長いが、これらの導体長さの２倍未満であり、第３コイル導体２１１，２２１と同様である。しかしながら、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２よりも導体間隔を大きくして内寸を小さくしている点で第３コイル導体２１１，２２１とは異なる。図１１～図１２Ｂに示す例の第４コイル導体２４は、導体長さが第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さの２倍以上であるため、第４コイル導体２４がある絶縁層１ａ上における導体の密度は、他の絶縁層上（絶縁層間）よりも大きいものとなっている。これに対して、図１３に示す例の第４コイル導体２４の導体長さは第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さの２倍未満であるため、他の部分と導体の密度差が小さい。そのため、ＲＦＩＤタグ用基板１００の反りが大きくなる可能性が低減されている。ＲＦＩＤタグ用基板１００を作製する際の焼成工程において、導体とセラミック体との焼成収縮差によって発生する反りが小さく、ＲＦＩＤタグ用基板１００の表面、絶縁基板１の第１面１１の平坦性が高いものとなる。よって、半導体素子２００の実装性、ＲＦＩＤタグ３００の物品への実装性に優れたものとなる。

第４コイル導体２４は内寸が小さければよいので、導体長さは第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体長さよりも短くてもよく、また巻き数も少なくてもよい。例えば、図１３に示す例の第４コイル導体２４を、第１コイル導体２１と、第１コイル導体２１よりも導体長さが短く内寸が小さい第４コイル導体２４との２つに分けることもできる。

図１１～図１２Ｂに示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００では、最下層の絶縁層１ｅは他の絶縁層１ａ～１ｄよりも厚みが厚い。また、図１３に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００においても、最下層の絶縁層１ｇは他の絶縁層１ａ～１ｆよりも厚みが厚い。このように絶縁基板１を構成する絶縁層は全てが同じ厚みでなくてもよい。また、厚みの厚い１つの絶縁層に替えて、層間に導体のない複数の絶縁層としてもよい。必要なインダクタ長さのコイル２を設けるための絶縁層に加えて、このような絶縁層を備えることで絶縁基板１の強度を向上させることができる。また、ＲＦＩＤタグ用基板１００の下面を物品に張り付けるなどして実装した際に、物品の表面が金属等の導電体であっても、物品とコイル２との間の絶縁層の厚みが厚いので、ここを磁束が通りやすくなり、通信特性が向上する。

図１４はＲＦＩＤタグ用基板の他の例を示す分解斜視図である。図１５Ａは図１４に示すＲＦＩＤタグ用基板の平面図であり、図１５Ｂは図１５ＡのＢ－Ｂ線における断面図であり、図１５Ｃは図１５ＡのＣ－Ｃ線における断面図である。図１６は図１４に示すＲＦＩＤタグ用基板の一部を示す平面図である。より具体的には、絶縁層１ｂ，１ｄ，１ｆ上の第１コイル導体２１と絶縁層１ｃ，１ｅ，１ｇ上の第２コイル導体２２とを縦に並べて示す分解平面図である。なお、図１４の分解斜視図においても、コイル接続導体および配線導体の貫通導体は、接続部である両端部が黒丸である長破線で示している。

図１～図１３に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００においては、第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とは、巻き方向は逆であるが巻き数が同じで外寸および内寸も同じであるため、平面透視でほぼ全体が重なっている。これに対して、図１４、図１５Ａ～図１５Ｃおよび図１６に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００においては、平面透視で第１コイル導体２１と第２コイル導体２２はほとんど重なっていない。第１コイル導体２１は第２コイル導体２２より内寸および外寸が一回り小さく、導体の位置がずれている。２巻きの第１コイル導体２１のうち外側の導体は平面透視で第２コイル導体２２の２つの導体間に位置し、また第１コイル導体２１の内側の導体は第２コイル導体２２の内側に位置している。

このように、第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とが、平面透視でずれているＲＦＩＤタグ用基板１００とすることができる。第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とが、平面透視でずれているため、平面透視で第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とが重ならない、あるいは重なりが小さい。よって、第１コイル導体２１と第２コイル導体２２との間に形成される容量成分が小さくなり、コイル２のＱ値が高くなるため、通信距離の長いＲＦＩＤタグ用基板１００となる。また、第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とが重なると（重なりが大きいと）、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２がある部分とない部分とで積層厚み差が大きくなり、絶縁層間の剥がれ等が発生する可能性がある。第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とが平面透視でずれていることで、このような剥がれが発生する可能性が低減される。

平面透視でずれているとは、重なる部分が全くないということではない。図１４、図１５Ａ～図１５Ｃおよび図１６に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００においては、第１コイル導体２１の端部２１ａ，２１ｂと第２コイル導体２２の端部２２ａ，２２ｂとは平面透視で重なる位置にあり、コイル接続導体２３で接続されている。また、第１コイル導体２１と第２コイル導体２２とでは巻き方向が異なるため、平面透視で交差して重なる部分がある。このような一部を除いて、上述したように、第１コイル導体２１の導体線間に第２コイル導体２２の導体線が位置するということである。第１コイル導体２１の導体線幅の中心の位置（中心線ＣＬ２１）と第２コイル導体２２の導体線幅の中心の位置（中心線ＣＬ２２）とがずれているということもできる。図１５Ｂ、図１５Ｃおよび図１６においては、第１コイル導体２１の中心線ＣＬ２１と第２コイル導体２２の中心線ＣＬ２２とがずれており重なっていない。第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の導体線幅が導体線間隔よりも大きい場合は、導体線の一部同士（導体線の幅方向の両端部）が重なることになる。

コイル２が、第３コイル導体２１１，２２１または第４コイル導体２４を有している場合は、これらも隣接する第１コイル導体２１または第２コイル導体２２と互いに重ならないようにすることができる。

上記のようなＲＦＩＤタグ用基板１００の搭載領域１１ａに半導体素子２００を搭載することでＲＦＩＤタグ３００を得ることができる。すなわち、ＲＦＩＤタグ３００は、上記のようなＲＦＩＤタグ用基板１００と、ＲＦＩＤタグ用基板１００に搭載された半導体素子２００とを備えるものである。上記のような小型で通信特性に優れるＲＦＩＤタグ用基板１００を備えているため、ＲＦＩＤタグ３００もまた小型で通信特性に優れたものとなる。

図１７はＲＦＩＤシステムの一例を示す模式図である。図１７に示すＲＦＩＤシステム５００は、図１～図５に示すＲＦＩＤタグ３００を備える例である。ＲＦＩＤシステム５００は、例えば図１７に示す例のように、上記構成のＲＦＩＤタグ３００と、ＲＦＩＤタグ３００との間で電波を送受するアンテナ４０１を有するリーダライタ４００とを備えている。図１７に示すＲＦＩＤシステム５００においては、ＲＦＩＤタグ３００は、半導体素子２００が搭載されている第１面１１（上面）とは反対側の面（下面）を物品６００に対向させて接着部材６１０で貼り付けて使用される。上記のような通信特性に優れるＲＦＩＤタグ３００を備えているため、小型のＲＦＩＤタグ３００を用いていても通信距離が長いなど通信特性に優れたＲＦＩＤシステム５００となる。ＲＦＩＤシステム５００のＲＦＩＤタグ３００は、図１～図５に示すＲＦＩＤタグ３００に限られるものではなく、図６～図１６に示すＲＦＩＤタグ用基板１００を用いたＲＦＩＤタグ３００を備えるものであってもよい。

図１～図１０に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００ならびに図１４、図１５Ａ～図１５Ｃおよび図１６に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００を用いたＲＦＩＤタグ３００では、図１および図２Ａ～図２Ｃに示す例のようにコイル２は配線導体３（接続パッド３１，配線層３２，貫通導体３３）を介して半導体素子２００と電気的に接続される。これは、コイル２に発生した電流（電力）を半導体素子２００に供給し、半導体素子２００を作動（物品情報の書き込みおよび読み取り）させるためである。これによってＲＦＩＤタグ３００とリーダライタ４００との間で各種の情報の送受が行なわれる。

また、図１１および図１２Ａ～図１２Ｂに示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００ならびに図１３に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００を用いたＲＦＩＤタグ３００では、例えばアンテナ用のコイルを内蔵している半導体素子２００が用いられる。この場合には、半導体素子２００とＲＦＩＤタグ用基板１００のコイル２とは直接電気的に接続する必要がなく、半導体素子２００のコイルとＲＦＩＤタグ用基板１００のコイル２との間において非接触で給電される。この場合、半導体素子２００自身の中のアンテナ用のコイルとＲＦＩＤタグ用基板１００のコイル２との通信性をより高めるためには、半導体素子２００のコイルとＲＦＩＤタグ用基板１００のコイル２とはできるだけ近くにある方がいい。そのため図１１および図１２Ａ～図１２Ｂに示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００においては、コイル２の上端に位置する第４コイル導体２４は、半導体素子２００の搭載領域１１ａと同じ絶縁基板１の第１面１１にある。また、図１３に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００においては、コイル２の上端に位置する第４コイル導体２４は、半導体素子２００の搭載領域１１ａがある第１面１１のすぐ下に位置する絶縁層１ａ，１ｂ間にある。

図１７に示す例におけるＲＦＩＤタグ３００のように、半導体素子２００が封止部材２２０で覆われているものとすることができる。封止部材２２０は、例えば絶縁性の樹脂を主成分とするものであり、半導体素子２００および第１面１１を覆うことで、半導体素子２００および第１面１１上の配線導体３（接続パッド３１）または第４コイル導体２４等を保護することができる。図８に示す例のＲＦＩＤタグ用基板１００においては、枠状絶縁層１ｔの貫通孔１ｔａ内すなわち凹部を封止部材２２０で充填するなどして半導体素子２００および配線導体３（接続パッド３１）を保護することができる。

絶縁基板１は、ＲＦＩＤタグ用基板１００の基本的な構造部分であり、ＲＦＩＤタグ用基板１００としての機械的な強度の確保、および複数の導体（コイル２、配線導体３）間の絶縁性の確保等の機能を有している。絶縁基板１は、上述したように、例えば上から見たときに（平面視において）正方形状等の方形状である。絶縁基板１の寸法は、例えば、四角形の一辺の長さが２ｍｍ～２０ｍｍで、厚みが０．３ｍｍ～３ｍｍである。

絶縁基板１は、第１面１１に半導体素子２００が搭載される搭載領域１１ａを有している。各図において、搭載領域１１ａは仮想的に示した点線で囲まれた部分である。搭載領域１１ａは、文字通り、半導体素子２００が搭載される領域であるが、半導体素子２００と電気的に接続される接続パッド３１がある場合は、半導体素子２００が固定される領域と接続パッド３１が位置する領域とを含む領域である。

絶縁基板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、あるいは例えばエポキシ樹脂を主成分とする有機材料等の絶縁材料からなるものである。絶縁基板１は、複数の絶縁層１ａ～１ｉ，および枠状絶縁層１ｔが積層されて形成されている。絶縁層の層数は、図１～図５に示す例ならびに図１１～図１２Ｂに示す例では５層、図６に示す例では６層、図１３～図１５Ｃに示す例では７層、図７および図８に示す例では８層、図１０に示す例では９層であるが、これらに限られるものではない。ＲＦＩＤタグ用基板１００に求められる特性に応じたコイル２を内蔵することのできる層数とすることができる。絶縁基板１（絶縁層）がセラミック材料からなる場合には、強度および耐熱性が高く高信頼性のＲＦＩＤタグ３００を得ることができる。絶縁基板１（絶縁層）が、セラミック材料の中でもガラス成分とセラミック粒子とを含むガラスセラミック焼結体からなる場合には、低抵抗の銅や銀をコイル２および配線導体３に用いることができ、損失が小さくより通信距離の長いＲＦＩＤタグ３００とすることができる。絶縁基板１（絶縁層）が有機材料からなる場合もコイル２および配線導体３に低抵抗の銅を用いることができる。

絶縁基板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。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絶縁基板１の絶縁層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。貫通孔１ｔａを有する枠状絶縁層１ｔとなるグリーンシートには、金型等を用いてグリーンシートを打ち抜き加工することで貫通孔を形成する。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絶縁基板１を製作することができる。絶縁基板１が有機材料からなる場合であれば、エポキシ樹脂のシートを積層して接着することで絶縁基板１を作製することができる。

絶縁基板１を含むＲＦＩＤタグ用基板１００は、このようなＲＦＩＤタグ用基板１００となる複数の基板領域が母基板に配列された多数個取り基板として製作することもできる。複数の基板領域を含む母基板を、基板領域毎に分割して複数のＲＦＩＤタグ用基板１００をより効率よく製作することもできる。この場合には、母基板は、基板領域の境界に沿って分割用の溝を有していてもよい。

絶縁基板１にはコイル２および配線導体３といった導体がある。上述したように、コイル２は、第１コイル導体２１、第２コイル導体２２および絶縁層を貫通してこれらを接続するコイル接続導体２３を含み、さらに第３コイル導体２１１，２２１または第４コイル導体２４を有するものとすることができる。配線導体３は、搭載領域１１ａの接続パッド３１、絶縁基板１の表面や内部（絶縁層間）の配線層３２、ならびに絶縁層を貫通して接続パッド３１と配線層３２、および配線層３２同士を接続する貫通導体３３を含んでいる。

コイル２および配線導体３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のいずれか２つ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がメタライズ、めっきや蒸着等による薄膜金属あるいは金属箔として絶縁基板１に設けられている。例えば、絶縁基板１がセラミック材料からなる場合にはメタライズで絶縁基板１に設けられている。

コイル２の第１コイル導体２１、第２コイル導体２２、第３コイル導体２１１，２２１および第４コイル導体２４ならびに配線導体３の接続パッド３１および配線層３２のような導体層は、以下のようにして形成することができる。例えば、導体層が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、接続パッド３１やコイル２の一部等の絶縁基板１の表面にあるメタライズ層の露出表面には、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。また、コイル２のコイル接続導体２３および配線導体３の貫通導体３３は、上記の金属ペーストの印刷に先駆けてセラミック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。絶縁基板１が有機材料からなる場合には、エッチング等で所定形状に形成した金属箔を樹脂シートに転写することで導体層を形成することができる。また、樹脂シートにあらかじめ形成しておいた貫通孔内に導電性樹脂ペーストを塗布または充填する、あるいはめっきにより貫通孔に金属を充填することで貫通導体を形成することができる。

コイル２は、上述したように、その内寸をできるだけ大きくするために、外縁（側面）に沿って巻回している形状である。絶縁基板１の平面視形状が方形状であるので、コイル導体（第１コイル導体２１、第２コイル導体２２、第３コイル導体２１１，２２１および第４コイル導体２４）の平面視の外縁形状も方形状である。この場合の方形状も厳密な方形だけでなく、例えば方形の角部が丸められたもの等を含むものである。このとき、特に絶縁基板１の内部に位置するコイル導体は、例えば図１４および図１６に示す例のように角部等を丸めた形状とすることができる。このようにすると、コイル導体の材料と絶縁基板１の材料との間に熱膨張差があって熱応力が発生しても、この応力が集中しやすい角部が丸まっているので、応力が分散され、応力によって絶縁基板１が破損してしまう可能性が低減される。なお、図１４および図１６に示す例おいては、第１コイル導体２１の内側の端部２１ａに接続された配線層３２および第２コイル導体２２の内側の端部２２ａに接続された配線層３２の屈曲部分も丸められている。

また、必要なインダクタ長にするために、コイル２は、複数の第１コイル導体２１および複数の第２コイル導体２２ならびに必要に応じて第３コイル導体２１１，２２１、第４コイル導体２４を、絶縁基板１の厚み方向に配置して直列に接続したものである。コイル導体（第１コイル導体２１～第４コイル導体２４）の大きさ（径、巻き数）および絶縁基板１の厚み方向に配置される数は、ＲＦＩＤタグ３００の通信周波数およびＲＦＩＤタグ用基板１００（絶縁基板１）の大きさに応じて設定することができる。例えば、内寸を大きくしてＱ値を高めるために、第１コイル導体２１および第２コイル導体２２の巻き数を３巻き以下として、それぞれの数を２～１０程度とすることができる。また、コイル導体の幅は５０μｍ～２００μｍ程度であり、コイル導体の外縁は、例えば、絶縁基板１の側面から５０μｍ～１ｍｍ程度内側の位置に配置される。

半導体素子２００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。コイルを内蔵していない場合は、半導体素子２００（の端子電極２０１）はＲＦＩＤタグ用基板１００の搭載領域１１ａにある配線導体３（接続パッド３１）と直接的に接続される。

図１～図３に示す例および図１７に示す例では、半導体素子２００の端子電極２０１と配線導体３（接続パッド３１）とを電気的に接続する接続部材２１０は、ボンディングワイヤである。半導体素子２００は不図示の樹脂接着剤等の接合材で絶縁基板１の第１面１１(の搭載領域１１ａ)に接合されて固定される。半導体素子２００はいわゆるフリップチップ接続でＲＦＩＤタグ用基板１００に接続することもでき、この場合の接続部材２１０は例えばはんだや導電性接着剤である。このとき、半導体素子２００の第１面１１への固定も接続部材２１０で行なわれるが、例えばエポキシ樹脂等の樹脂接着剤で固定を補強することもできる。

図１７に示す例のように、半導体素子２００を封止部材２２０で覆う場合の封止部材２２０は、例えばエポキシやフェノール等の樹脂を主成分とするものを用いることができる。例えば、一般的な封止樹脂であるセラミック粒子等のフィラーを含むエポキシ樹脂を用いることができる。封止部材２２０は、例えば、液状の樹脂を印刷機やディスペンサ等を用いて絶縁基板１の第１面１１および半導体素子２００の上に塗布して硬化させることで形成することができる。液状の樹脂は例えば熱硬化性の樹脂である。

上述したような多数個取り基板でＲＦＩＤタグ用基板１００を作製する場合には、多数個取り基板の各基板領域に半導体素子２００を搭載し、半導体素子２００を封止部材２２０で覆った後に、これをダイシング等で切断分割して複数のＲＦＩＤタグ３００を得るようにしてもよい。

このようなＲＦＩＤタグ３００は、ＲＦＩＤシステム５００において各種の物品６００に実装されて用いられる。ＲＦＩＤタグ３００の半導体素子２００に物品６００に関する各種の情報が書きこまれており、この情報は、リーダライタ４００のアンテナ４０１とＲＦＩＤタグ３００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６００に関する各種の情報が随時更新される。

ＲＦＩＤタグ３００の物品６００への実装は、例えば、図１７に示す例のように接着部材６１０による貼り付けで行なわれる。接着部材６１０は、例えば両面テープのような粘着部材、樹脂接着材等を用いることができる。

ＲＦＩＤタグ３００を金属等の導電性の物品６００に貼り付けて用いる場合には、接着部材６１０は、磁性体材料を含むものとすることができる。例えばエポキシやフェノール等の樹脂と磁性体粒子とを含むものである。リーダライタ４００からの電磁波を、ＲＦＩＤタグ用基板１００が貼り付けられた物品６００に到達する前にＲＦＩＤタグ用基板１００内のコイル２に誘導し、ＲＦＩＤタグ用基板１００と物品６００との間に磁束をより多く通過させることができる。封止部材２２０も磁性体材料を含むものであると、封止部材２２０内に磁束が通り易くなり、コイル２の周りに磁束が集中しやすくなる。

１・・・絶縁基板
１１・・・第１面
１１ａ・・・搭載領域
１２・・・外縁部
１ａ～１ｉ・・・絶縁層
１ｔ・・・枠状絶縁層
１ｔａ・・・貫通孔
２・・・コイル
２１・・・第１コイル導体
２１ａ・・・（第１コイル導体の）内側の端部
２１ｂ・・・（第１コイル導体の）外側の端部
２２・・・第２コイル導体
２２ａ・・・（第２コイル導体の）内側の端部
２２ｂ・・・（第２コイル導体の）外側の端部
２１１、２２１・・・第３コイル導体
２１１ａ、２２１ａ・・・（第３コイル導体の）内側の端部
２１１ｂ、２２１ｂ・・・（第３コイル導体の）外側の端部
２３・・・コイル接続導体
２４・・・第４コイル導体
３・・・配線導体
３１，３１ａ，３１ｂ・・・接続パッド
３２・・・配線層
３３・・・貫通導体
１００・・・ＲＦＩＤタグ用基板
２００・・・半導体素子
２０１・・・端子電極
２１０・・・接続部材
２２０・・・封止部材
３００・・・ＲＦＩＤタグ
４００・・・リーダライタ
４０１・・・アンテナ
５００・・・ＲＦＩＤシステム
６００・・・物品
６１０・・・接着部材

Claims (4)

1. 第１面に半導体素子の搭載領域を有する絶縁基板と、
   該絶縁基板の外縁部に位置するコイルと、を備えており、
   前記コイルは、複数の第１コイル導体および、該第１コイル導体と巻き数が同じで巻き方向が逆である複数の第２コイル導体を含んでおり、
   前記第１コイル導体と前記第２コイル導体とは、前記絶縁基板の厚み方向において交互に位置し、互いに直列に接続されており、
   前記絶縁基板の厚み方向における前記コイルの両端部には、前記第１コイル導体および前記第２コイル導体よりも巻き数が多く、導体長さが長い第３コイル導体が接続されている、ＲＦＩＤタグ用基板。
2. 前記第１コイル導体と前記第２コイル導体とは、平面透視でずれている請求項１に記載のＲＦＩＤタグ用基板。
3. 請求項１に記載のＲＦＩＤタグ用基板と、該ＲＦＩＤタグ用基板に搭載された半導体素子とを備えるＲＦＩＤタグ。
4. 請求項３に記載のＲＦＩＤタグと、該ＲＦＩＤタグとの間で電波を送受するアンテナを有するリーダライタとを備えているＲＦＩＤシステム。
   

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