JPWO2017179562A1 - Ｒｆｉｄタグおよびｒｆｉｄシステム - Google Patents

Abstract

本開示のＲＦＩＤタグ10は、上面１ａを有する絶縁基板１と、該絶縁基板１の内部に配置されたコイル導体２と、前記絶縁基板１の前記上面１ａに搭載された半導体素子３と、前記絶縁基板１の前記上面１ａおよび前記半導体素子３を被覆しているモールド樹脂４とを備えており、該モールド樹脂４が、互いに粒径の異なる複数の磁性体粒子５を含有している。【選択図】 図１

Description

本開示は、半導体素子と外部との間で無線による情報の送受が行なわれる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、コイル導体を有する基板上に搭載された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は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。

この場合に、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（特許文献１等を参照。）。

国際公開第2011/108340号

本開示の１つの態様のＲＦＩＤタグは、上面を有する絶縁基板と、該絶縁基板の内部に配置されたコイル導体と、該絶縁基板の前記上面に搭載された半導体素子と、前記絶縁基板の上面および前記半導体素子を被覆しているモールド樹脂とを有している。そして、モールド樹脂は、互いに粒径の異なる複数の磁性体粒子を含有している。

本開示の１つの態様のＲＦＩＤシステムは、上記構成のＲＦＩＤタグと、該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有している。

図１は本開示の実施形態のＲＦＩＤタグの一例を示す断面図である。 図２は本開示の実施形態のＲＦＩＤシステムの一例を示す断面図である。 図３（ａ）は図１の要部の一例を拡大して示す斜視図であり、図３（ｂ）は図１の要部の一例を拡大して示す断面図である。 図４（ａ）および図４（ｂ）は図１の要部の他の例を拡大して示す断面図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は図１の要部のさらに他の例を拡大して示す断面図である。

近年、工業用の用具等の、各種の金属製の道具、ジグまたは用具等の物品に上記のような半導体素子を含むタグを実装することが求められている。しかしながら、半導体素子を含むタグが金属製の物品に実装されたときには、外部から送信される電波に伴う磁束により金属製の物品に渦電流が生じる。この渦電流に妨げられて、コイル導体に磁束を集めることが難しくなる可能性が高くなる。本開示のＲＦＩＤタグは、このような可能性を低減することができる。

本開示の実施形態の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。また、以下の説明における磁性体は強磁性体である。

図１は本開示の実施形態のＲＦＩＤタグを示す断面図であり、図２は本開示の実施形態のＲＦＩＤシステムを示す断面図である。また、図３（ａ）は図１の要部の一例を拡大して示す斜視図であり、図３（ｂ）は図１の要部の一例を拡大して示す断面図である。

上面１ａを有する絶縁基板１と、絶縁基板１の内部に配置されたコイル導体２と、絶縁基板１の上面１ａに搭載された半導体素子３と、絶縁基板１の上面１ａおよび半導体素子３を被覆しているモールド樹脂４とによって実施形態のＲＦＩＤタグ10が基本的に構成されている。このモールド樹脂４は、例えば図３に示す例のように、互いに粒径の異なる複数の磁性体粒子５を含有している。また、このＲＦＩＤタグ10と、ＲＦＩＤタグ10のコイル導体２と対向するアンテナ21を有するリーダライタ20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。

ＲＦＩＤ10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３に書きこまれている。この情報は、ＲＦＩＤタグ10を含むＲＦＩＤシステム30においてリーダライタ20とＲＦＩＤ10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、コイル導体２を配置するとともに、半導体素子３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、コイル導体２を、コイル導体２自体における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。また、絶縁基板１は、半導体素子３を固定するための基体部分でもある。

絶縁基板１は、例えば四角形状の平板状である。この絶縁基板１の上面１ａの中央部に半導体素子３が搭載されている。また、平面透視で半導体素子３を囲むように、絶縁基板１の内部の外周部分にコイル導体２が設けられている。平面透視で半導体素子３を囲むコイル導体２の内側、つまりは半導体素子３が位置する部分を通過するように磁束が通り、コイル導体２で誘導電流が生じる。また、半導体素子３とリーダライタ20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。

コイル導体２は、上記のようにリーダライタ20のアンテナ21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21からコイル導体２を通して半導体素子３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ＲＦＩＤタグ10とリーダライタ20との間で各種の情報の送受が行なわれる。

コイル導体２は、例えば図１に示すように単層のコイル（符号なし）が上下に複数積層された構成であり、上下のコイル同士は、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（図示せず）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導体２は、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。コイル導体２の中心を磁束が通ると、電磁誘導によってコイル導体２に上記のような誘導電流が生じる。

コイル導体２の巻き数は、コイル導体２における所定の誘導電流、ＲＦＩＤタグ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２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２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２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。

半導体素子３は、ＲＦＩＤタグ10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20に伝える機能（書き込みおよび読み取り機能）を有する部分である。

半導体素子３とコイル導体２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。図１に示す例では、絶縁基板１の上面１ａにコイル導体２と電気的に接続された端子７が配置されている。コイル導体２と端子７とは破線で示すビア導体等の内部導体（符号なし）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の一端がこの端子７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３に接続されている。つまり、半導体素子３とコイル導体２とは、ボンディングワイヤ６、端子７および内部導体を介して互いに電気的に接続されている。

モールド樹脂４は、半導体素子３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４は、絶縁基板１の上面１ａから半導体素子３にかけて一体的に被覆している。

また、モールド樹脂４は、磁束をＲＦＩＤタグ10に誘導するための磁性体粒子５を保持して絶縁基板１上の固定するための結合材または接着材としても機能している。モールド樹脂４は、半導体素子３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４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４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４は、このような各種の樹脂材料から、ＲＦＩＤタグ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。

ＲＦＩＤタグ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。

ＲＦＩＤタグ10の物品40への実装は、図１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。すなわち、ＲＦＩＤタグ10は、モールド樹脂４を物品40に向け、コイル導体２を含む絶縁基板１を外側、つまりアンテナ21側にして物品40の表面に実装することができる。このような実装の場合には、コイル導体２とアンテナ21との距離を小さくする上では有利である。

モールド樹脂４が含有している複数の磁性体粒子５は、アンテナ21から送信される電波に伴う磁束をモールド樹脂４の方向、つまり図２の例ではモールド樹脂４とアンテナ21との間に位置するコイル導体２の方向に誘導する機能を有する。磁性体粒子５による効果を得るためには、このように、アンテナ21と磁性体粒子５との間にコイル導体２が位置する（両者に挟まれる）ように実装することができる。

図２においては、アンテナ21に対して上方向から物品40を近付ける形式のＲＦＩＤシステム30を示しているが、この逆（アンテナ21がＲＦＩＤタグ10の上側に位置する）場合であれば、ＲＦＩＤタグ10は図１に対して上下逆方向になって、物品40上に実装される。なお、これらの実際の使用時の上下方向は、特に限定されず、前述したようにアンテナ21と磁性体粒子５との間にコイル導体２が位置するようなＲＦＩＤシステム30であればよい。

磁性体粒子５は、例えば図３に示す例のように、互いに粒径の異なる複数の磁性体粒子５を含有している。これによって、モールド樹脂４中での磁性体粒子５の分散が容易になっている。また、コイル導体２の方向に有効に磁束を導くことができる程度に、磁性体粒子５をモールド樹脂４内に含有させることが容易になっている。

磁性体粒子５は、例えば鉄、ニッケルおよびコバルトといった磁性材料が粉末状に成形されてなるものである。磁性体粒子５は、例えば鉄材料をミルで粉砕する粉砕法、溶液から析出させるイオン反応法または溶融した鉄等を用いるアトマイズ法等の方法で作製することができる。

磁性体粒子５は、ボンディングワイヤ６同士、および半導体素子３上に形成された回路同士が磁性体粒子５を介して電気的に接続されないように、磁性体粒子５の表面に絶縁処理を施すことができる。この場合、リン酸塩等各種成分を適用することができる。絶縁処理の磁性体粒子５に対する比率は、電気的に接続されないよう、また使用時等の熱、機械的な外力等により磁性体粒子５表面から剥がれない程度に適宜調整可能である。

この場合、例えば粉砕法における粉砕時間、イオン反応法における溶液の濃度またはアトマイズ法における冷却速度等の条件を調整することによって、磁性体粒子５の粒径を調整することができる。また、粒度分布を有する複数の磁性体粒子５（粉末）を作製した後に、これを分級してもよい。分級した後に、あらためて適当な粒径の割合で複数の磁性体粒子５を混合する方法で、モールド樹脂４中の磁性体粒子５の粒径（分布）を調整することもできる。

複数の磁性体粒子５は、例えば球状であって後述するように0.5〜50μｍ程度の範囲で分布している形態で、互いに粒径が異なっている。この分布の範囲内で磁性体粒子５の粒径が互いに異なっている。分布の形態は、正規分布でもよく、離散分布でもよい。また、特に規則性がなくランダムに粒径が異なるものを含む形態であってもよい。個々の磁性体粒子５の粒径は、例えば電子顕微鏡観察等で測定することができる。

モールド樹脂４における磁性体粒子５の含有率は、大きいほど磁束による起電力を効果的に得ることができ、小さいほどモールド樹脂４の絶縁基板１に対する接着を強固とすることができる。例えば、モールド樹脂４がエポキシ樹脂であり、磁性体粒子５が、粒径0.5〜50μｍ程度の鉄粒子の場合であれば、モールド樹脂４における磁性体粒子５の含有率は、約85〜95質量％程度に設定すればよい。

磁性体粒子５のモールド樹脂４における含有率は、モールド樹脂４の下部において上部よりも大きいものであってもよい。言い換えれば、モールド樹脂４は、コイル導体２により近い部分においてより大きな割合で磁性体粒子５を含有しているものであってもよい。さらに言い換えれば、モールド樹脂４は、物品40に接合される部分である上部において樹脂材料の割合がより大きなものであってもよい。

この場合には、コイル導体２に近い部分に磁性体粒子５がより多く存在しているため、コイル導体２（コイル導体２の中心）に効果的に磁束を導くことができる。そのため、例えば物品40が工業用のジグまたは医療用具等の金属製のものであったとしても、コイル導体２（ＩＣタグ10）とアンテナ21（リーダライタ20）との間で有効に、無線による情報の送受ができる。

また、物品40に接合される部分でモールド樹脂４における樹脂材料、つまりは接着用の材料の割合が大きいため、ＩＣタグ10としての物品40への接合（接着）を容易かつ強固なものとする上で有利である。

モールド樹脂４中の磁性体粒子５の含有率は、例えば、モールド樹脂４の縦断面を電子顕微鏡等で観察し、断面における磁性体粒子５の面積割合から求めることができる。このとき、例えば、モールド樹脂４を厚み方向におおよそ３等分した上側の領域（絶縁基板１から最も離れた領域）をモールド樹脂４の上部とし、下側の領域（絶縁基板１に最も近い領域）をモールド樹脂４の下部として、上部における磁性体粒子５の含有率と下部における磁性体粒子５の含有率とを比較することができる。後述する上部および下部についても同様である。

磁性体粒子５のモールド樹脂４における含有率が、モールド樹脂４の下部において上部よりも大きいものとするには、例えば、モールド樹脂４となる樹脂材料（未硬化で流動性を有するもの。以下、未硬化樹脂材料ともいう。）に磁性体粒子５を添加して絶縁基板１の上面１ａに塗布し、磁性体粒子５が沈降して未硬化の樹脂材料内において絶縁基板１側、すなわち下部の方が磁性体粒子５の含有率が大きくなった状態で硬化させてモールド樹脂４を形成することができる。あるいは、未硬化の樹脂材料中の磁性体粒子５の含有率が異なる２種類を準備し、絶縁基板１の上面１ａに磁性体粒子５の含有率の大きいものを塗布し、その上に磁性体粒子５の含有率の小さいものを塗布して硬化させてモールド樹脂４を形成することもできる。また、この場合は、磁性体粒子５の含有率の大きい樹脂材料を硬化させた後に磁性体粒子５の含有率の小さい樹脂材料を塗布して硬化させてもよい。

磁性体粒子５は、例えば図３に示す例のように、扁平状の磁性体粒子５（以下、単に扁平状の磁性体粒子５ｂという。）を含んでいてもよい。この扁平状の磁性体粒子５ｂは、扁平面が絶縁基板１の上面１ａに沿うように配置されている。扁平状とは扁平面が平坦な板状であってもよいし、扁平面が曲面であってもよい。例えば、扁平状の磁性体粒子５ｂは、平面視および側面視（または縦断面視）において互いに長軸の長さが同じ程度の楕円形状であり、平面視よりも側面視において短軸の長さが短い。言い換えれば、平面視および側面視で楕円形の板状であり、両主面が凸曲面で、側面も厚み方向の中央部が凸で、主面より曲率半径が小さい凸曲面である。図３（ｂ）に示す例においては、扁平状の磁性体粒子５ｂの断面が示されているが、この断面図における扁平状の磁性体粒子５ｂの厚みより、図面における奥行き方向の幅の方が大きいものである。このような扁平状の磁性体粒子５ｂが絶縁基板１の上面に沿うように配置されていると、ＲＦＩＤタグ10の平面視における磁性体粒子５（５ｂ）面積の方が、側面視における面積よりも大きいものとなる。逆にいえば、扁平状の磁性体粒子５ｂが絶縁基板１の上面１ａに沿うように配置されているとは、扁平状の磁性体粒子５ｂが、ＲＦＩＤタグ10の側面視における面積より平面視における面積の方が大きくなるように配置されているということである。より具体的には、扁平状の磁性体粒子５ｂの扁平面（板状の場合の主面）が平坦な場合であれば、扁平面の絶縁基板１の上面１ａに対する角度が４５°未満である。扁平状の磁性体粒子５ｂの扁平面が平坦でない場合であれば、図３（ｂ）に示す例のように、横断面（厚み方向に垂直な方向の断面）形状が平面視形状と同じとなる横断面ＣＳの上面１ａに対する角度θが４５°未満である。簡易的には、ＲＦＩＤタグ10を絶縁基板１の上面にほぼ垂直に切断した断面におけるモールド樹脂４中の磁性体粒子５を観察することで確認できる。すなわち、図３（ｂ）に示す例のように、ＲＦＩＤタグ10の断面に現れている磁性体粒子５の断面の長径（長軸）Ｌａの長さ方向、言い換えれば最大径となる方向の絶縁基板１の上面１ａに対する角度θが４５°未満であれば、扁平状の磁性体粒子５ｂが絶縁基板１の上面１ａに沿うように配置されているとみなしてよい。

なお、磁性体粒子５は、扁平状の磁性体粒子５ｂを含む場合であっても、球形状の磁性体粒子５も含んでいて構わない。磁性体粒子５が扁平状の磁性体粒子５ｂを含む場合には、平面視におけるモールド樹脂４内の磁性体粒子５の存在する割合を大きくする上で有効である。

つまり、ＲＦＩＤタグ10の平面視における（ＲＦＩＤタグ10を上から見たときの）磁性体粒子５全体の面積を効果的に大きくすることができる。モールド樹脂４における磁性体粒子５の含有率が同じ程度である場合に、扁平状の磁性体粒子５ｂが含まれていれば、平面視における磁性体粒子５の面積をより大きくすることができる。したがって、例えばモールド樹脂４において物品40に対する接合性等のために樹脂材料の割合を大きくするような場合でも、アンテナ21からの電波をコイル導体２の方向に効果的に誘導することができる。また、モールド樹脂４中の磁性体粒子５の含有量を少なくすることができるので、磁性体粒子５が導電性であっても、磁性体粒子５によるボンディングワイヤ６同士等の短絡が発生する可能性を低減できる。

扁平状の磁性体粒子５ｂは、例えば前述した各種の製法において粒子形成時の条件、例えば、アトマイズ法におけるノズル形状または冷却条件等の条件を適宜調整することによって作製することができる。また、扁平状の磁性体粒子５ｂは、いったん球状の磁性体粒子５ａを作製した後に、これらを加圧して扁平な形に成形する方法で作製することもできる。

扁平状の磁性体粒子５ｂについて、その扁平面が絶縁基板１の上面１ａに沿うように配置するには、以下のような方法を用いることができる。例えば、まず、モールド樹脂４となる未硬化の樹脂材料に磁性体粒子５を添加して絶縁基板１の上面１ａに塗布する際に、この樹脂材料の流体抵抗に従ってより抵抗が小さくなるように扁平状の磁性体粒子５ｂが流れ方向に並ぶことを利用して扁平状の磁性体粒子５ａを配向させる。その後、樹脂材料を加熱等の方法で硬化させるようにすればよい。流体抵抗は、例えば樹脂材料をスキージニングする（スキージで表面を平らに均す工程等）際に生じる。スキージニングに際して絶縁基板１の上面１ａに対して平行な力がかかる。そのため、扁平状の磁性体粒子５ｂの扁平面が絶縁基板１の上面１ａに対して平行に（横向きに）なる。

なお、扁平状の磁性体粒子５ｂは、例えば鉄からなる、平面視および側面視が楕円形状のものであって、その長軸が約10〜50μｍ程度であり、平面視における短軸が約5〜30μｍ程度であり、側面視における短軸（最大厚み）が約5〜30μｍ程度のものである。

この場合も、扁平状の磁性体粒子５ｂが上記の範囲で適宜、粒径が分布していればよい。なお、このような場合の粒径は、例えば、扁平状の磁性体粒子５ｂの長軸として測定することができる。

磁性体粒子５における扁平状の磁性体粒子５ｂの割合は、モールド樹脂４の下部において上部よりも大きいものであってもよい。言い換えれば、モールド樹脂４のうちコイル導体２により近い部分で、より多くの扁平状の磁性体粒子５ｂが含有されていてもよい。

この場合には、コイル導体２により近い部分で、平面視における磁性体粒子５全体の面積を効果的に、かつ容易に大きくすることができる。したがって、この場合にもコイル導体２（コイル導体２の中心）に効果的に磁束を導くことができ、コイル導体２（ＩＣタグ10）とアンテナ21（リーダライタ20）との間での無線による情報の送受を容易なものにすることができる。この効果は、前述したモールド樹脂４の下部においてより多くの磁性体粒子５が含有されている場合の効果と同様に、物品40が工業用のジグまたは医療用具等の金属製のものであったとしても有効に得ることができる。

磁性体粒子５における扁平状の磁性体粒子５ｂの割合が、モールド樹脂４の下部において上部よりも大きいものとするには、前述したようにモールド樹脂４となる未硬化の樹脂材料の流体抵抗を利用する方法を用いることができる。例えば、球形状のものと扁平状のものとを含む磁性体粒子５を未硬化の樹脂材料に添加して、抵抗がより大きい扁平状の磁性体粒子５ｂがより速く樹脂材料の下部に沈むようにしてから、樹脂材料を加熱または紫外線照射によって硬化させるようにすればよい。

またこの場合、一度磁性体粒子５における扁平状の磁性体粒子５ｂの割合を調整したモールド樹脂４を塗布、硬化させた後に、さらに該塗布上部に、扁平状の磁性体粒子５ｂの割合を、該塗布したモールド樹脂４とは異なる割合に調整したモールド樹脂４を塗布、硬化させることにより形成してもよい。すなわち、例えば、磁性体粒子５が球形状のものと扁平状のものとを含み、扁平状の粒子の割合が大きい未硬化の樹脂材料を絶縁基板１の上面１ａおよび半導体素子３を被覆するように塗布し、さらにその上に磁性体粒子５が球形状のものと扁平状のものとを含み、扁平状の粒子の割合が小さい未硬化の樹脂材料を塗布して硬化させることにより、モールド樹脂４を形成することができる。

また、実施形態のＲＦＩＤタグ10およびＲＦＩＤシステム30において、例えば図４に示すように、磁性体粒子５（球状の磁性体粒子５ａ）が中空の磁性体粒子５ａｂを含んでいてもよい。図４（ａ）および図４（ｂ）は図１の要部の他の例を拡大して示す断面図である。図４において図と同様の部位には同様の符号を付している。

磁性体粒子５が中空の磁性体粒子５ａｂを含んでいる場合には、磁性体粒子５ａの表面積、つまり磁束の誘導に有効な平面視における磁性材料の面積を有効に確保しながら、磁性体粒子５（５ａｂ）における応力の低減に対しても有効なＲＦＩＤタグ10およびＲＦＩＤシステム30とすることができる。

すなわち、中空の磁性体粒子５ａｂは、中空ではない（いわゆる中実の）磁性体粒子５ａに比べて変形が容易である。そのため、例えば、モールド樹脂４と絶縁基板１との熱膨張率の差に起因した熱応力等の応力がモールド樹脂４に作用したとしても、その応力を中空の磁性体粒子５ａｂの変形によって容易に吸収し、緩和することができる。したがって、モールド４の絶縁基板１に対する接合の信頼性の向上について有効なＲＦＩＤタグ10およびＲＦＩＤシステム30とすることができる。

モールド樹脂４に作用する応力は、上記の熱応力に限らず、ＲＦＩDタグ10の搬送または物品40への接着等の取扱い時に生じる応力、および物品40の落下または衝突等の際の衝撃によって誤って生じる応力等が挙げられる。

中空の磁性体粒子５ａｂは、例えばアトマイズ法で磁性体粒子５を作製するときに、粒子にガスを発生させるようにすればよい。例えば水アトマイズ法において、磁性材料としての鉄に若干の炭素成分を添加して、酸素と炭素と反応で磁性体材料の粒子内でガスを発生させて、このガスで磁性体粒子５が中空になるようにすればよい。

なお、磁性体粒子５（５ａ）は、中空の磁性体粒子５ａｂを含む場合であっても、中実の磁性体粒子５ａも含んでいて構わない。この場合、磁性体粒子５（５ａ）における中空の磁性体粒子５ａｂの割合は、緩和しようとする応力、求められている信頼性、ＲＦＩＤタグ10としての生産性および経済性（コスト）等の条件に応じて、適宜設定すればよい。例えば、モールド樹脂４がエポキシ樹脂であり、磁性体粒子５が鉄からなる粒径が粒径0.5〜50μｍ程度のものであるときには、磁性体粒子５における中空の磁性体粒子５ａｂの割合は約0.1〜50体積％程度に設定すればよい。

また、中空の磁性体粒子５ａｂは、比較的少ない添加量でも、中空ではない磁性体粒子５ａ間に入り込むことにより、熱膨張等を効果的に緩和することができる。ただし、中空の磁性体粒子５ａｂの割合が多すぎるとモールド樹脂４内の磁性体密度が絶縁基板１側で疎となる可能性がある。このような場合には、モールド樹脂４内の熱膨張率等の特性が不均一になる（偏りが生じる）。そのため、ＲＦＩＤタグ10がＲＦＩＤシステム30で使用される際に高温環境にさらされた場合、モールド樹脂４と絶縁基板１との界面における互いの接合信頼性を向上させることが難しくなる可能性ある。

また、磁性体粒子５における中空の磁性体粒子５ａｂの割合は、例えば図４に示すように、モールド樹脂４の上部において下部よりも大きいものであってもよい。この場合には、より外部環境に近く、衝撃等に起因した応力がより加わりやすいモールド樹脂４の上部において、より効果的に応力を緩和することができる。したがって、この場合には、例えば誤って応力が加わる可能性が環境での使用に際して、信頼性の向上について有効なＲＦＩＤタグ10およびＲＦＩＤシステム30を提供することができる。

磁性体粒子５における中空の磁性体粒子５ａｂの割合をモールド樹脂４の上部において下部よりも大きいものとするには、例えば、前述したモールド樹脂４となる樹脂材料（流動性があるもの）における中空のものと中実のものとの密度差を利用すればよい。この場合、磁性体粒子５を含むモールド樹脂４を形成する途中段階の上記樹脂材料内で中空の磁性体粒子５ａｂと中実の磁性体粒子５ａとは同じ程度の浮力を受けるが、質量は中空のものの方が小さい。そのため、中空の磁性体粒子５ａｂの方が、モールド樹脂４となる樹脂材料の上部に移動しやすい。したがって、中空の磁性体粒子５ａｂの割合を、モールド樹脂４の上部において下部よりも大きくすることができる。あるいは、磁性体粒子５を含む未硬化の樹脂材料を絶縁基板１の上に塗布する工程を２回に分けて行なうことでも中空の磁性体粒子５ａの割合を調整できる。具体的には、絶縁基板１の上に中空の磁性体粒子５ａｂ、５ｂｂの割合が小さい未硬化の樹脂材料を塗布し、さらにその上に中空の磁性体粒子５ａｂ、５ｂｂの割合が大きい未硬化の樹脂材料を塗布して、これらを硬化することもできる。

図５（ａ）および図５（ｂ）は図１に示すＲＦＩＤタグ10の要部の他の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に示す例において、磁性体粒子５は、球形状の磁性体粒子５ａと扁平状の磁性体粒子５ｂとを含んでいる。また、磁性体粒子５は、球形状であって中空の磁性体粒子５ａｂと、扁平状であって中空の磁性体粒子５ｂｂとを含んでいる。

この例は、前述した複数の例における磁性体粒子５の形状をあわせて含む例とみなすことができる。この場合には、前述した各例における効果と同様の効果を得ることができる。すなわち、扁平状の磁性体粒子５ｂ、５ｂｂが含まれていることによって、平面視における磁性体粒子５の面積を容易に大きくすることができる。そのためコイル導体２の方向に磁束を誘導する上で有効なＲＦＩＤタグ10とすることができる。

また、中空の磁性体粒子５ａｂ、５ｂｂを含んでいることによって、熱応力または衝撃に起因した応力を効果的に緩和することが容易なモールド樹脂４を有するＲＦＩＤタグ10およびＲＦＩＤシステム30とすることができる。この場合、外部からの応力の緩和については、球状のものおよび扁平状のもののいずれについても、中空の磁性体粒子５ａｂ、５ｂｂの含有の割合がモールド樹脂４の上部において下部よりも大きい方がよい。

この場合も、前述したように、中空の磁性体粒子５ａｂ、５ｂｂと中実の磁性体粒子５ａｂとの密度の差を利用して、モールド樹脂４の上部においてより大きい割合で磁性体粒子５を含有させることができる。また、前述したような、中空の磁性体粒子５ａｂ，５ｂｂの割合の異なる樹脂材料を準備して、２回に分けて塗布する方法を用いることもできる。

また、実施形態のＲＦＩＤタグ10およびＲＦＩＤシステム30は、コイル導体２と電気的に接続されて絶縁基板１の上面１ａに配置された端子７を有している。この端子７は、半導体素子３とボンディングワイヤ６を介して電気的に接続されている。

このような端子７が設けられていることによって、半導体素子３とコイル導体２との電気的な接続を容易に行なうことができる。

端子７は、例えば平面視において四角形状または円形状等の形状であり、コイル導体２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。また、端子７はその表面にニッケルおよび金等のめっき層（図示せず）が形成されていてもよい。これによって、端子７の酸化等の抑制、およびボンディングワイヤ６のボンディング性の向上等について有利なものとすることができる。

コイル導体２と半導体素子３との電気的な接続は、端子７を介して行なわれているものでなくてもよく、例えば、コイル導体２の端部等を絶縁基板１の上面１ａに露出させて、この露出した部分に半導体素子３の電極を接続してもよい。また、金属バンプ等の、ボンディングワイヤ６以外の接続手段（図示せず）を介してコイル導体２と半導体素子３との電気的な接続を行なうようにしてもよい。

なお、ボンディングワイヤ６による上記端子７との接続の場合、ボンディングワイヤ６が磁性体粒子５の中を通るため、ボンディングワイヤ６のインダクタンス値が高くなり、絶縁基板１内のコイル導体２のインダクタンス値を小さくすることができる。これによって、コイル導体２の長さを短くできるため、ＲＦＩＤタグ10の小型化において有利である。また、コイル導体２が短くなるので低抵抗化が図れ、通信ロスが少なくなるため、ＲＦＩＤタグ10とアンテナ21との通信距離が伸びるという利点もある。通信距離が伸びると、例えば、物品40をリ−ダライタ20に近付ける（手で持ってかざす等の）時間が短くなり、実用性が向上する。

前述したように、上記いずれかの構成のＲＦＩＤタグ10と、ＲＦＩＤタグ10のコイル導体と対向２するアンテナ21を有するリーダライタ20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。ＲＦＩＤシステム30の一例は図２に示すような形態である。この例の場合には、情報の記憶、演算等の機能を有するプロセッサを備える情報処理用の機器（図示せず）と電気的に接続されたリーダライタ20に、ＲＦＩＤタグ10が実装された物品40が随時近付けられて使用される。物品40は、前述したように各種の用具等である。

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

なお、本開示のＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤシステム30は、上記の実施形態の例に限らず、本開示の要旨の範囲内であれば種々の変更は可能である。

例えば図２の例について、リーダライタ20のアンテナ21を傾けて、主導でＲＦＩＤタグ10に近付ける動作を行ないやすくするようにしてもよく、ＲＦＩＤタグ10とリーダライタ20との配置を上下逆にしてもよい。いずれの場合でも、アンテナ21とコイル導体２との間に半導体素子３が位置するように設定されていればよい。

また、絶縁基板１の上面１ａに凹凸（図示せず）を設けて、絶縁基板１とモールド樹脂４との接合の強度を高めるようにしてもよい。

１・・・絶縁基板
１ａ・・・上面
２・・・コイル導体
３・・・半導体素子
４・・・モールド樹脂
５・・・磁性体粒子
５ａ・・・磁性体粒子（球状のもの）
５ｂ・・・磁性体粒子（扁平状のもの）
５ａｂ・・・磁性体粒子（球状、中空のもの）
５ｂｂ・・・磁性体粒子（扁平状、中空のもの）
６・・・ボンディングワイヤ
７・・・端子
10・・・ＲＦＩＤタグ
20・・・リーダライタ
21・・・アンテナ
30・・・ＲＦＩＤシステム
40・・・物品

Claims (8)

1. 上面を有する絶縁基板と、
   該絶縁基板の内部に配置されたコイル導体と、
   前記絶縁基板の前記上面に搭載された半導体素子と、
   前記絶縁基板の上面および前記半導体素子を被覆しているモールド樹脂とを備えており、
   該モールド樹脂が、互いに粒径の異なる複数の磁性体粒子を含有しているＲＦＩＤタグ。
2. 前記磁性体粒子の前記モールド樹脂における含有率が、前記モールド樹脂の下部において上部よりも大きい請求項１に記載のＲＦＩＤタグ。
3. 前記磁性体粒子が扁平状の磁性体粒子を含んでおり、
   前記扁平状の磁性体粒子は、扁平面が前記絶縁基板の前記上面に沿うように配置されている請求項１または請求項２に記載のＲＦＩＤタグ。
4. 前記磁性体粒子における前記扁平状の磁性体粒子の割合が、前記モールド樹脂の下部において上部よりも大きい請求項３に記載のＲＦＩＤタグ。
5. 前記磁性体粒子が中空の磁性体粒子を含んでいる請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
6. 前記磁性体粒子における前記中空の磁性体粒子の割合が、前記モールド樹脂の上部において下部よりも大きい請求項５に記載のＲＦＩＤタグ。
7. 前記コイル導体と電気的に接続されて前記絶縁基板の上面に配置されており、前記半導体素子とボンディングワイヤを介して電気的に接続された端子をさらに備える請求項１〜請求項６のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の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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