WO2011108340A1 - 無線通信モジュール及び無線通信デバイス - Google Patents

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WO2011108340A1
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wireless communication
communication module
wireless
antenna pattern
chip
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村山　博美
加藤　登
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株式会社村田製作所
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    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
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    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication module and a wireless communication device, and more particularly to a wireless communication module and a wireless communication device used in an RFID (Radio Frequency Identification) system.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • the RFID tag includes a wireless IC that stores predetermined information and processes predetermined wireless signals, and an antenna that transmits and receives high-frequency signals.
  • Patent Document 1 describes a wireless IC tag provided with an antenna coil having a multilayer structure.
  • This wireless IC tag includes a multilayer coil provided on the surface and inner layer of a multilayer substrate in which a plurality of insulating substrates are stacked, and a wireless IC chip mounted on the surface of the multilayer substrate. Since the laminated coil provided on the multilayer substrate is used as the radiating element, the communication distance cannot be expected so much, but the size of the wireless IC tag can be reduced to about 5 mm square.
  • the insulating substrate constituting the wireless IC tag is a glass epoxy substrate and is very hard, if this insulating substrate is attached to a flexible base film, the flexibility of the base film is not obtained at the attached portion. Will be damaged. Furthermore, if the base film is bent or bent, the insulating substrate itself may fall off the base film. In addition, since the wireless IC chip is mounted on the surface of the flat insulating substrate, the overall height of the wireless IC tag is increased, making it difficult to use for applications that require a reduction in height.
  • an object of the present invention is to provide a wireless communication module and a wireless communication device that are less likely to drop off even when attached to a flexible base material and can achieve a low profile.
  • the wireless communication module is A plurality of flexible base materials, and a flexible laminated substrate having a cavity portion; A wireless IC chip disposed in the cavity portion; A sealing material harder than the flexible base material, which is filled in the cavity so as to cover the wireless IC chip, A loop electrode composed of a coil pattern formed on the flexible laminated substrate and coupled to the wireless IC chip; It is provided with.
  • a wireless communication device includes the wireless communication module.
  • a wireless IC chip is arranged in a cavity formed in a flexible laminated substrate formed by laminating a flexible base material, and the wireless IC chip is covered with a sealing material harder than the flexible base material. Since the cavity portion is filled, the wireless IC chip is protected with a sealing material. Therefore, even when the flexible laminated substrate is bent or bent due to an external force, stress is hardly applied to the wireless IC chip. In addition, since the laminated substrate itself is flexible, even when it is attached to a flexible base substrate, it will bend or bend according to the base substrate, and the possibility of falling off from the base substrate is small. Further, since the wireless IC chip is accommodated in the cavity portion of the flexible laminated substrate, the height of the wireless communication module is reduced.
  • wireless communication module which is 1st Example is shown, (A) is sectional drawing, (B) is explanatory drawing when external force acts on a laminated substrate. It is a perspective view which shows the laminated structure of the laminated substrate which comprises the radio
  • 1A and 1B show a first example of a wireless communication device equipped with a wireless communication module, where FIG. 1A is a perspective view, FIG. 1B is a cross-sectional view, and FIG. 2C is a schematic explanatory diagram when an external force is applied to a base substrate. .
  • the wireless communication module which is 6th Example is shown, (A) is sectional drawing, (B) is sectional drawing which shows the wireless communication device carrying this wireless communication module. It is sectional drawing which shows the 3rd example of a radio
  • wireless communication device shown in FIG. 11 is shown, (A) is a front view, (B) is a back view. It is an equivalent circuit diagram of the antenna pattern which is the 2nd example. It is a surface view which shows the 3rd example of an antenna putter. It is a surface view which shows the 4th example of an antenna pattern. It is a surface view which shows the 5th example of an antenna pattern. It is a surface view which shows the 6th example of an antenna pattern. It is the equivalent circuit schematic of the antenna pattern which is a 6th example. It is sectional drawing which shows the comparative example which attached the radio
  • the wireless communication module 5 As shown in FIG. 1A, the wireless communication module 5 according to the first embodiment is used for the 13.56 MHz band.
  • the wireless IC chip 10 that processes wireless signals and the wireless IC chip 10 are electrically connected.
  • the wireless IC chip 10 includes a clock circuit, a logic circuit, a memory circuit, and the like, and necessary information is stored in the memory.
  • input terminal electrodes and output terminal electrodes provided on the back surface thereof are electrically connected to both ends of the loop electrode 20.
  • the feeder circuit board 15 is a flexible laminated board, and has a cavity 16 in the center.
  • the cavity 16 accommodates the wireless IC chip 10 and is filled with a sealing material 17.
  • the power supply circuit board 15 has a built-in loop electrode 20 in which a plurality of coil patterns 21a to 21d are laminated in multiple layers. Specifically, as shown in FIG. 2, a plurality of base material layers 18a to 18e are laminated and pressure-bonded.
  • the base material layers 18a to 18e are made of a flexible material, for example, a thermoplastic resin such as a liquid crystal polymer.
  • a thermoplastic resin such as a liquid crystal polymer.
  • stacked the base material layer which consists of a thermoplastic resin comes to have elasticity, although it is flexible.
  • the sealing material 17 is made of a resin material harder than the flexible base layers 18a to 18e, for example, a thermosetting resin such as an epoxy polymer.
  • an opening 25 is formed in the center of the uppermost base material layer 18a.
  • an opening 25 is formed in the center, and coil patterns 21a to 21c are formed.
  • the lowermost base material layer 18e is provided with a coil pattern 21d having a land 23b at one end, and a pattern 21e having lands 23a and lands 23c and 23d at one end.
  • These coil patterns and lands may be formed of a metal material mainly composed of Ag, Cu, or the like, or may be formed by patterning a metal film by a photolithography method or an etching method, or a conductive paste. May be formed by screen printing.
  • one end 21d-1 of the lowermost coil pattern 21d is connected to one end 21c-1 of the fourth layer coil pattern 21c via an interlayer conductor, and the coil pattern
  • the other end 21c-2 of 21c is connected to one end 21b-1 of the third layer coil pattern 21b via an interlayer conductor.
  • the other end 21b-2 of the coil pattern 21b is connected to one end 21a-1 of the second layer coil pattern 21a via an interlayer conductor.
  • the other end 21a-2 of the coil pattern 21a is connected to a pattern 21e provided on the lowermost layer via an interlayer conductor.
  • the opening 25 forms a cavity 16, and the wireless IC chip 10 accommodated in the cavity 16 has an input terminal electrode on the land 23b, an output terminal electrode on the land 23a, a solder bump 29 (see FIG. 1), etc. It is connected with the conductive bonding material. Further, the mounting terminal electrodes provided on the back surface of the wireless IC chip 10 are connected to the lands 23c and 23d provided in the lowermost layer.
  • the rectangular loop electrode 20 is formed in a plan view.
  • the predetermined width W1 around which the coil patterns 21a to 21d are wound is a width from the inner peripheral pattern to the outer peripheral pattern.
  • the current flows through the coil patterns 21a to 21d in the first direction indicated by the arrow x and in the second direction indicated by the arrow y opposite to the first direction. That is, each of the coil patterns 21a to 21d is wound so that a current flows in the same direction in a portion adjacent to the stacking direction.
  • a region extending in the first direction x is referred to as a first region X
  • a region extending in the second direction y is referred to as a second region Y.
  • the wireless IC chip 10 is made of a semiconductor substrate such as silicon, and may be damaged by bending or bending stress.
  • the wireless IC chip 10 is disposed in the cavity 16 formed in the flexible laminated substrate (feeding circuit substrate 15) formed by laminating the flexible base layers 18a to 18e, and the flexible base layers 18a to 18e. Since the cavity 16 is filled with the hard sealing material 17 so as to cover the wireless IC chip 10, the wireless IC chip 10 is protected by the sealing material 17. Therefore, as shown by the dotted line in FIG. 1B, even when an external force acts on the power supply circuit board 15 to bend or bend, stress is generated at the interface A between the cavity 16 and the sealing material 17. In addition, no stress is generated in the wireless IC chip 10.
  • a portion where the sealing material 17 is disposed is referred to as a rigid region 15a
  • a portion from the periphery to the edge is referred to as a flexible region 15b.
  • the height of the wireless communication module 5 is reduced.
  • the depth of the cavity 16 is preferably half or more of the thickness of the substrate 15.
  • the sealing material 17 occupies most of the inner peripheral portion of the loop electrode 20 (the rigidity of the rigid region 15a is increased), and the stress generated when the flexible region 15b is bent or bent is determined by the cavity 16. Therefore, almost no stress is applied to the bottom surface of the cavity 16, that is, the joint portion with the loop electrode 20 of the wireless IC chip 10.
  • the sealing material 17 preferably contains a magnetic filler such as ferrite powder.
  • a magnetic filler such as ferrite powder.
  • the wireless communication device 1 is a first example in which the wireless communication module 5 and the loop electrode 20 are magnetically coupled (which may be electromagnetic coupling, the same applies hereinafter).
  • Antenna pattern 35 is formed by winding three turns in the form of a coil on the front and back surfaces of a flexible base substrate 36 made of PET or the like, and both ends are formed in an open state.
  • FIG. FIG. 4B shows the antenna pattern 35 on the back surface side as seen through from the front surface side.
  • the antenna patterns 35 on the front and back sides have the same line width W2, are overlapped in a plan view and are capacitively coupled via the base substrate 36, and currents flow in the same direction.
  • the antenna pattern 35 is formed of a metal material mainly composed of Ag, Cu or the like, and may be formed by patterning a metal film by a photolithography method or an etching method, or may be formed by screen printing a conductive paste. May be.
  • the wireless communication module 5 is disposed in a state where the power feeding circuit board 15 is along the inner corner portion of the antenna pattern 35 on the front surface (see FIG. 4A), and is adhered with an insulating adhesive 19 (FIG. 3). (See (B)).
  • the loop electrode 20 is magnetically coupled to the antenna pattern 35. Therefore, the high frequency signal radiated from the reader / writer of the RFID system and received by the antenna pattern 35 is supplied to the wireless IC chip 10 via the loop electrode 20, and the wireless IC chip 10 operates. On the other hand, a response signal from the wireless IC chip 10 is transmitted to the antenna pattern 35 via the loop electrode 20 and radiated to the reader / writer.
  • the loop electrode 20 forms a resonance circuit having a predetermined frequency by the inductance component and the capacitance component between the lines of the coil patterns 21a to 21d, and serves as an impedance matching circuit between the wireless IC chip 10 and the antenna pattern 35. Also works.
  • the loop electrode 20 has its resonance frequency and impedance adjusted by adjusting its electrical length and pattern width.
  • the power supply circuit board 15 is flexible in itself and has elasticity, even when the board 15 is attached to the flexible base material 36, it matches the base material 36. Therefore, it is unlikely that the adhesive 19 will be dropped from the base substrate 36 due to excessive stress acting on the adhesive 19 (see FIG. 3C). As described above, the built-in wireless IC chip 10 is protected even if the feeder circuit board 15 is bent or bent in accordance with the base substrate 36.
  • the wireless communication module 5 can communicate with the reader / writer at a short distance without being combined with the antenna pattern 35.
  • the loop electrode 20 functions as a radiating element.
  • the wireless IC chip 10 is accommodated in the cavity 16 of the feeder circuit board 15 and connected to the lands 23a and 23b, and then sealed with an underfill resin. It is fixed with a fixing material 17a and then sealed with a sealing material 17 made of hard resin.
  • a sealing material 17a made of underfill resin for example, epoxy resin can be used.
  • the coil patterns 21a to 21d constituting the loop electrode 20 are made of a conductive material harder than the flexible base layers 18a to 18e, and are wound a plurality of turns.
  • the coil patterns 21a to 21d may have a density that increases continuously or stepwise from the outer periphery toward the inner periphery when viewed in plan from the coil axis direction.
  • the hardness of the flexible region 15b of the power supply circuit board 15 increases from the outer periphery toward the inner periphery, and stress due to bending or bending is prevented from being concentrated on the side surface portion (interface A) of the sealing material 17.
  • Can do That is, since stress due to bending or bending can be applied to the outside of the power supply circuit board 15 from the side surface portion (interface A) of the sealing material 17, the wireless IC chip 10 accommodated in the cavity 16 is more Can be protected.
  • the coil patterns 21a to 21d are arranged so as to have the same width and the interval between adjacent patterns becomes narrower from the outer periphery toward the inner periphery. It is a thing.
  • the coil patterns 21a to 21d are arranged so that the interval between adjacent patterns is uniform and the line width increases from the outer periphery toward the inner periphery. Is.
  • a wireless communication module 5D according to the fifth embodiment shown in FIG. 8 is obtained by arranging coil patterns 21a to 21d formed in adjacent layers so as not to overlap each other in plan view. If the upper and lower adjacent coil patterns are overlapped in plan view, when the feeder circuit board 15 is bent or bent, the interval between the upper and lower adjacent coil patterns is reduced, and the line capacitance varies ( The resonance frequency of the LC resonance circuit formed by the loop electrode 20 fluctuates. However, in the fifth embodiment, the coil patterns adjacent to each other in the vertical direction do not overlap with each other in plan view, so that the fluctuation of the line capacitance (and hence the resonance frequency) due to the bending or bending of the substrate 15 can be prevented.
  • the wireless communication module 5 is arranged so that the power feeding circuit board 15 faces the inner corner of the antenna pattern 35 on the surface.
  • Other configurations are the same as those of the wireless communication device 1 as the first example shown in FIG.
  • the arrangement relationship of the loop electrodes 20 in the vertical direction with respect to the antenna pattern 35 is as shown in FIG. 9B.
  • the first region X is arranged so as to overlap the antenna pattern 35, and the second region Y is arranged on the antenna pattern 35. Arranged so as not to overlap. Further, the first direction x (the line length direction of the coil patterns 21a to 21d) and the line length direction of the antenna pattern 35 coincide with each other.
  • the first region X of the loop electrode 20 is magnetically coupled to the antenna pattern 35. Therefore, the high frequency signal radiated from the reader / writer of the RFID system and received by the antenna pattern 35 is supplied to the wireless IC chip 10 via the loop electrode 20, and the wireless IC chip 10 operates. On the other hand, a response signal from the wireless IC chip 10 is transmitted to the antenna pattern 35 via the loop electrode 20 and radiated to the reader / writer.
  • the first region X extending in the first direction x of the loop electrode 20 is disposed so as to overlap the antenna pattern 35 and is magnetically coupled. Even if they are close to each other, the magnetic field coupling between the loop electrode 20 and the antenna pattern 35 is maintained in the overlapping portion, and there is no problem in coupling the two.
  • the value of the stray capacitance formed between the loop electrode 20 and the antenna pattern 35 when the entire width W1 of the loop electrode 20 overlaps the antenna pattern 35 in the first region X as in the present embodiment. Does not substantially vary, and fluctuations in frequency characteristics can be minimized.
  • the first direction x (the line length direction of the coil patterns 21a to 21d) and the line length direction of the antenna pattern 35 coincide with each other, the current flows through the coil patterns 21a to 21d when transmitting a high-frequency signal.
  • the induced current is guided to the antenna pattern 35 as an induced current in the line length direction, and high frequency power is efficiently transmitted.
  • the line length directions of the coil patterns 21a to 21d and the antenna pattern 35 are not necessarily completely coincident with each other in the magnetic field coupling portion, and may be substantially coincident with each other. In other words, the line length directions of both need not be orthogonal.
  • the third direction is a direction orthogonal to the first direction of the loop electrode 20.
  • the third region Z extending in () also overlaps with the antenna pattern 35, and the third direction z and the line length direction of the antenna pattern 35 coincide with each other. Thereby, in the two regions of the first region X and the third region Z, the loop electrode 20 and the antenna pattern 35 are magnetically coupled, and the degree of coupling between the two is increased.
  • the wireless communication module 5E is formed such that a cavity portion 16 is formed in the power feeding circuit substrate 15 so as to open on the back side of the substrate 15, and the cavity portion 16 is wirelessly connected.
  • the IC chip 10 is accommodated and the sealing material 17 is filled.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment. However, the number of turns of the loop electrode 20 is increased.
  • the wireless communication module 5E is adhered to the base substrate 36 with an insulating adhesive 19 in a state where the opening of the cavity portion 16 faces the base substrate 36.
  • the wireless communication device 1B is adhered to the base substrate 36 with an insulating adhesive 19 in a state where the opening of the cavity portion 16 faces the base substrate 36.
  • the operational effects of the wireless communication module 5E and the wireless communication device 1B are basically the same as those shown in FIGS. 1 and 3, and are particularly arranged on the bottom surface of the cavity portion 16 (FIG. 10A).
  • Wireless IC chip 10 is protected.
  • the bottom surface of the power supply circuit board 15 (which is the top surface in FIG. 10A) has high flatness, suction when the wireless communication module 5E is mounted on the base substrate 36 by vacuum suction using a mounter is mounted. Good performance.
  • the sealing material 17 slightly protrudes from the cavity portion 16, so that the protruding portion is not mounted when mounted on the base substrate 36 (when bonded with the adhesive 19). The anchor effect is exhibited, and the feeder circuit board 15 is firmly bonded onto the base substrate 36. In addition, even if the sealing material 17 has a concave shape on the contrary, the anchor effect is exhibited.
  • the wireless communication device 1C is obtained by mounting the wireless communication module 5 on a flexible base substrate 36A having a circular shape, and on the front and back surfaces of the base substrate 36A, FIG.
  • An antenna pattern 35A as a second example shown in (B) is formed. Note that the antenna pattern 35A on the back surface side shown in FIG. 12B is seen through from the front surface side.
  • the antenna patterns 35A are wound in a circular shape, overlap each other in plan view over almost the entire length, and are capacitively coupled to each other.
  • the antenna pattern 35A forms the equivalent circuit shown in FIG.
  • Capacitance C3 is generated between the front and back patterns which are coupled by the capacitance C2.
  • the operation of the antenna pattern 35A capacitively coupled to each other is the same as that of the antenna pattern 35 shown in FIG. 3, and the current flows in the same direction.
  • the coiled electrode 20 of the wireless communication module 5 disposed on the surface of the base substrate 36A and partially overlapping the antenna pattern 35A is magnetically coupled to the antenna pattern 35A. Therefore, the reader / writer antenna and the wireless communication module 5 can communicate with each other via the antenna pattern 35A.
  • the basic operational effects of the wireless communication device 1C are as described in the wireless communication device 1.
  • both end portions of the antenna pattern 35A arranged on the front and back sides of the base substrate 36A may be DC coupled by crimping (pouching). May be combined. In short, it is only necessary that the directions of the currents flowing through the antenna patterns 35A on the front and back sides are the same.
  • FIG. 14 shows an antenna pattern 35B as a third example.
  • the antenna pattern 35B has a substantially circular shape having a rectangular portion 35B ′, is formed on the front and back surfaces of the base substrate 36A, and the antenna pattern on the back surface side is formed so as to overlap the antenna pattern 35B on the front surface side in plan view. Yes.
  • the antenna patterns 35B on the front and back surfaces are capacitively coupled to each other, and the equivalent circuit thereof is the same as in FIG.
  • the wireless communication module 5 is mounted along the inner peripheral portion of the rectangular portion 35B ′ on the surface side of the base substrate 36A, and the coiled electrode 20 built in the wireless communication module 5 is connected to the antenna pattern 35B and the magnetic field. Combine to form a wireless communication device.
  • the operational effects of the antenna pattern 35B are as described for the antenna pattern 35A.
  • the antenna pattern 35B is coupled to the coiled electrode 20 at three sides, and the amount of coupling between the antenna pattern 35B and the coiled electrode 20 is increased.
  • FIG. 15 shows an antenna pattern 35C as a fourth example.
  • the antenna pattern 35C has a substantially circular shape having a stepped portion 35C ′, is formed on the front and back surfaces of the base substrate 36A, and the antenna pattern on the back surface side is formed so as to overlap the antenna pattern 35C on the front surface side in plan view. ing.
  • the antenna patterns 35C on the front and back surfaces are capacitively coupled to each other, and the equivalent circuit thereof is the same as in FIG.
  • the wireless communication module 5 is mounted on the surface side of the base substrate 36A along the inner peripheral portion of the stepped portion 35C ′, and the coiled electrode 20 is magnetically coupled to the antenna pattern 35C to constitute a wireless communication device. To do.
  • the operational effects of the antenna pattern 35C are as described for the antenna pattern 35A.
  • the antenna pattern 35C is coupled to the coiled electrode 20 at two sides, and the amount of coupling between the antenna pattern 35C and the coiled electrode 20 is increased.
  • FIG. 16 shows an antenna pattern 35D as a fifth example.
  • the antenna pattern 35D is basically arranged in the same shape as the antenna pattern 35A shown in FIG. 12, and the outermost turn portion 35D ′ is formed to be thicker than the other portions. Other configurations and operational effects are basically the same as described in the antenna pattern 35A.
  • the coupling capacitance value at the outermost turn portion 35D ′ increases, the resonance frequency of the antenna pattern 35D can be lowered.
  • the magnetic flux passage region can be increased without reducing the opening diameter. That is, in the antenna pattern 35D, the resonance frequency can be shifted to the lower side, and the communication distance can be maintained and improved without increasing the overall size.
  • FIG. 17 shows an antenna pattern 35E as a sixth example.
  • the outermost turn portion 35E ′ is thick, and one end 35E ′′ of the antenna pattern 35E disposed on the front and back surfaces of the base substrate 36A is crimped (pouching).
  • the antenna pattern 35E forms an equivalent circuit shown in FIG.18, and the inductor L1 formed by the antenna pattern 35E on the front surface side and the inductor L2 formed by the antenna pattern 35E on the back surface side are magnetically coupled to each other.
  • DC coupling is made at one end 35E ′′, and the outermost turn portions 35E ′ are coupled by a capacitor C2.
  • the operation of the antenna patterns 35E magnetically coupled to each other is the same as that of the antenna pattern 35A shown in FIG.
  • the coupling capacitance value at the outermost turn portion 35E ' is increased, so that the resonance frequency of the antenna pattern 35E can be lowered.
  • the magnetic flux passage area can be increased without reducing the opening diameter. That is, in the antenna pattern 35E, the resonance frequency can be shifted to the lower side, and the communication distance can be maintained and improved without increasing the overall size.
  • the wireless communication module and the wireless communication device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist.
  • the loop electrode has a predetermined width by winding the coil pattern a plurality of turns, but may be wound by one turn to have a predetermined width.
  • the coil pattern may be wound in a single layer without being wound in multiple layers.
  • the wireless IC chip and the loop electrode may not be DC-connected (directly connected), and may be coupled via an electromagnetic field. In other words, it only needs to be electrically connected.
  • the antenna pattern may have various shapes as long as it plays a role as an antenna.
  • Various arrangements other than the arrangements shown in FIGS. 3 and 9 can be adopted as the arrangement relationship of the feeder circuit board with respect to the antenna pattern.
  • the present invention is not limited to the HF band such as the 13.56 MHz band, and can be used for a UHF band or a SHF band wireless communication device.
  • the wireless communication device may be configured as a card-type device, or may be configured as a communication terminal device such as a mobile phone.
  • the present invention is useful for a wireless communication module and a wireless communication device.
  • the present invention is excellent in that it is less likely to fall off even when attached to a flexible base film and can achieve a low profile. ing.

Abstract

　フレキシブルなベース基材に貼着されても脱落のおそれが少なく、かつ、低背化を達成できる無線通信モジュール及び無線通信デバイスを得る。　複数のフレキシブル基材を積層してなり、キャビティ１６を有するフレキシブル積層基板１５と、キャビティ１６に配置された無線ＩＣチップ１０と、無線ＩＣチップ１０を覆うようにキャビティ１６に充填された封止材１７とからなる無線通信モジュール。封止材１７はフレキシブル基材よりも硬質な素材である。フレキシブル積層基板１５にはコイルパターン２１ａ～２１ｄからなるループ状電極２０が内蔵されており、ループ状電極２０は無線ＩＣチップ１０に電気的に接続されている。

Description

無線通信モジュール及び無線通信デバイス
　本発明は、無線通信モジュール及び無線通信デバイス、特にＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる無線通信モジュール及び無線通信デバイスに関する。
　近年、物品の情報管理システムとして、誘導磁界を発生するリーダライタと、物品に付されたＲＦＩＤタグ（無線通信デバイスとも称する）とを電磁界を利用した非接触方式で通信し、所定の情報を伝達するＲＦＩＤシステムが実用化されている。ＲＦＩＤタグは、所定の情報を記憶し、所定の無線信号を処理する無線ＩＣと、高周波信号の送受信を行うアンテナとを備えている。
　特許文献１には、多層構造のアンテナコイルを備えた無線ＩＣタグが記載されている。この無線ＩＣタグは、複数の絶縁基板を積層した多層基板の表面及び内層に設けられた積層型コイルと、該多層基板の表面に搭載された無線ＩＣチップとを備えている。多層基板に設けた積層型コイルを放射素子としているため、通信距離はそれほど期待できないものの、５ｍｍ角程度に無線ＩＣタグの小型化を図ることができる。
　しかしながら、前記無線ＩＣタグを構成する絶縁基板は、ガラスエポキシ系基板であって非常に硬質であるため、この絶縁基板をフレキシブルなベースフィルムに貼着すると、貼着した部分ではベースフィルムのフレキシブル性が損なわれてしまう。さらに、ベースフィルムが曲がったり撓むと、絶縁基板自体がベースフィルムから脱落してしまう可能性がある。また、平板状の絶縁基板の表面に無線ＩＣチップが搭載されているため、無線ＩＣタグの全体的な高さが大きくなってしまい、低背化が要求される用途には利用しにくい。
特開２００７－１０２３４８号公報
　そこで、本発明の目的は、フレキシブルなベース基材に貼着されても脱落のおそれが少なく、かつ、低背化を達成できる無線通信モジュール及び無線通信デバイスを提供することにある。
　本発明の第１の形態である無線通信モジュールは、
　複数のフレキシブル基材を積層してなり、キャビティ部を有するフレキシブル積層基板と、
　前記キャビティ部に配置された無線ＩＣチップと、
　前記無線ＩＣチップを覆うように前記キャビティ部に充填された、前記フレキシブル基材よりも硬質な封止材と、
　前記フレキシブル積層基板に形成されたコイルパターンからなり、前記無線ＩＣチップに結合されたループ状電極と、
　を備えたことを特徴とする。
　本発明の第２の形態である無線通信デバイスは、前記無線通信モジュールを備えたことを特徴とする。
　前記無線通信モジュールにおいては、フレキシブル基材を積層してなるフレキシブル積層基板に形成したキャビティ部に無線ＩＣチップを配置し、フレキシブル基材よりも硬質な封止材にて無線ＩＣチップを覆うようにキャビティ部に充填したため、無線ＩＣチップは封止材にて保護される。それゆえ、フレキシブル積層基板に外力が作用して曲がったり撓んだ場合であっても、無線ＩＣチップに応力が加わりにくい。また、積層基板自体はフレキシブルであるため、フレキシブルなベース基材に貼着した際も、ベース基材に合わせて曲がったり撓むことになり、ベース基材から脱落する可能性は小さい。さらに、無線ＩＣチップはフレキシブル積層基板のキャビティ部に収容されるために、無線通信モジュールが低背化される。
　本発明によれば、フレキシブルなベース基材に貼着されても脱落のおそれが少なく、かつ、低背化を達成できる。
第１実施例である無線通信モジュールを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は積層基板に外力が作用した場合の説明図である。 第１実施例である無線通信モジュールを構成する積層基板の積層構造を示す斜視図である。 無線通信モジュールを搭載した無線通信デバイスの第１例を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）ベース基材に外力が作用した場合の模式的な説明図である。 図３（Ａ）に示した無線通信モジュールを構成するアンテナパターン（第１例）示し、（Ａ）は表面図、（Ｂ）は裏面図である。 第２実施例である無線通信モジュールを示す断面図である。 第３実施例である無線通信モジュールを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。 第４実施例である無線通信モジュールを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は平面図である。 第５実施例である無線通信モジュールを示す断面図である。 無線通信モジュールを搭載した無線通信デバイスの第２例を示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は要部の平面図である。 第６実施例である無線通信モジュールを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は該無線通信モジュールを搭載した無線通信デバイスを示す断面図である。 無線通信デバイスの第３例を示す断面図である。 図１１に示す無線通信デバイスを構成するアンテナパターン（第２例）を示し、（Ａ）は表面図、（Ｂ）は裏面図である。 第２例であるアンテナパターンの等価回路図である。 アンテナパターの第３例を示す表面図である。 アンテナパターンの第４例を示す表面図である。 アンテナパターンの第５例を示す表面図である。 アンテナパターンの第６例を示す表面図である。 第６例であるアンテナパターンの等価回路図である。 無線ＩＣチップを積層基板の表面に外付けした比較例を示す断面図である。
　以下、本発明に係る無線通信モジュール及び無線通信デバイスの実施例について添付図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部品、部分は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
　（第１実施例、図１及び図２参照）
　図１（Ａ）に示すように、第１実施例である無線通信モジュール５は１３．５６ＭＨｚ帯に使用されるものであり、無線信号を処理する無線ＩＣチップ１０と、無線ＩＣチップ１０に電気的に接続され、コイルパターン２１ａ～２１ｄが所定幅Ｗ１（図２参照）で巻回されてなるループ状電極２０を含む給電回路基板１５と、を備えている。無線ＩＣチップ１０は、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路などを含み、必要な情報がメモリされている。無線ＩＣチップ１０は、その裏面に設けた入力用端子電極及び出力用端子電極がループ状電極２０の両端に電気的に接続されている。
　給電回路基板１５はフレキシブルな積層基板であって、中央部にキャビティ１６を有し、該キャビティ１６には前記無線ＩＣチップ１０が収容され、封止材１７が充填されている。給電回路基板１５には複数のコイルパターン２１ａ～２１ｄを多層に積層したループ状電極２０が内蔵されている。具体的には、図２に示すように、複数の基材層１８ａ～１８ｅを積層、圧着したものである。
　ここで、基材層１８ａ～１８ｅは、フレキシブルな材料、例えば、液晶ポリマなどのような熱可塑性樹脂からなる。このように、熱可塑性樹脂からなる基材層を積層した基板１５は、フレキシブルでありながらも弾性を有するようになる。封止材１７は、フレキシブル基材層１８ａ～１８ｅよりも硬質な樹脂材、例えば、エポキシ系ポリマなどのような熱硬化性樹脂からなる。
　図２において、最上層の基材層１８ａには、中央に開口部２５が形成されている。２～４層目の基材層１８ｂ～１８ｄには、中央に開口部２５が形成され、コイルパターン２１ａ～２１ｃが形成されている。最下層の基材層１８ｅには、一端にランド２３ｂを有するコイルパターン２１ｄ、一端にランド２３ａを有するパターン２１ｅ及びランド２３ｃ，２３ｄが形成されている。これらのコイルパターンやランドは、Ａｇ，Ｃｕなどを主成分とする金属材料で形成されていてもよく、金属膜をフォトリソ法やエッチング法によってパターニングして形成してもよく、あるいは、導電性ペーストをスクリーン印刷して形成してもよい。
　以上の基材層１８ａ～１８ｅを積層することにより、最下層のコイルパターン２１ｄは一端２１ｄ－１が層間導体を介して４層目のコイルパターン２１ｃの一端２１ｃ－１に接続され、該コイルパターン２１ｃの他端２１ｃ－２は層間導体を介して３層目のコイルパターン２１ｂの一端２１ｂ－１に接続される。該コイルパターン２１ｂの他端２１ｂ－２は層間導体を介して２層目のコイルパターン２１ａの一端２１ａ－１に接続される。該コイルパターン２１ａの他端２１ａ－２は層間導体を介して最下層に設けたパターン２１ｅに接続される。
　開口部２５はキャビティ１６を形成し、該キャビティ１６に収容された無線ＩＣチップ１０は入力用端子電極がランド２３ｂに、出力用端子電極がランド２３ａに、それぞれはんだバンプ２９（図１参照）などの導電性接合材で接続される。また、無線ＩＣチップ１０の裏面に設けた実装用端子電極が最下層に設けたランド２３ｃ，２３ｄに接続される。
　以上のごとくコイルパターン２１ａ～２１ｄが巻回されることにより、平面視で矩形状のループ状電極２０が形成される。コイルパターン２１ａ～２１ｄが巻回されている所定幅Ｗ１とは内周側のパターンから外周側のパターンまでの幅である。ランド２３ａから電流が供給されると、該電流は各コイルパターン２１ａ～２１ｄを矢印ｘで示す第１の方向及び第１の方向とは反対方向の矢印ｙで示す第２の方向に流れる。即ち、各コイルパターン２１ａ～２１ｄは、積層方向に隣接する部分では、同方向に電流が流れるように巻回されている。コイル軸方向から平面視したとき、第１の方向ｘに延在している領域を第１領域Ｘと称し、第２の方向ｙに延在している領域を第２領域Ｙと称する。
　前記無線ＩＣチップ１０は、シリコンなどの半導体基板からなり、曲げや撓みの応力で破損するおそれがある。無線通信モジュール５においては、フレキシブル基材層１８ａ～１８ｅを積層してなるフレキシブル積層基板（給電回路基板１５）に形成したキャビティ１６に無線ＩＣチップ１０を配置し、フレキシブル基材層１８ａ～１８ｅよりも硬質な封止材１７を無線ＩＣチップ１０を覆うようにキャビティ１６に充填したため、無線ＩＣチップ１０は封止材１７にて保護される。それゆえ、図１（Ｂ）に点線で示すように、給電回路基板１５に外力が作用して曲がったり撓んだ場合であっても、応力はキャビティ１６と封止材１７の界面Ａに発生し、無線ＩＣチップ１０に応力が生じることがない。基板１５において、封止材１７が配置されている部分をリジッド領域１５ａと称し、その周辺から縁部までの部分をフレキシブル領域１５ｂと称する。
　ちなみに、図１９に示す比較例のように、無線ＩＣチップ１０をフレキシブル積層基板１５の表面に搭載し、硬質封止材１７で被覆した場合、積層基板１５の曲げや撓みによる応力は、積層基板１５と封止材１７の界面Ｂに発生する。応力が界面Ｂに作用してクラックなどが発生すると、無線ＩＣチップ１０とランド２３ａ，２３ｂとの接合信頼性が低下する。本実施例では、無線ＩＣチップ１０の接合部に近い界面Ｂには応力が発生することはないので、接合信頼性は十分に保障されている。
　また、本第１実施例において、無線ＩＣチップ１０は基板１５のキャビティ１６に収容されるために、無線通信モジュール５が低背化される。キャビティ１６の深さは基板１５の厚みの半分以上であることが好ましい。これにて、ループ状電極２０の内周部は封止材１７が大半を占めることになり（リジッド領域１５ａの剛性が高くなり）、フレキシブル領域１５ｂが曲がったり撓んだ際の応力をキャビティ１６の側面にて確実に遮ることができ、キャビティ１６の底面、即ち、無線ＩＣチップ１０のループ状電極２０との接合部には応力がほとんど加わらない。
　また、本第１実施例において、封止材１７はフェライト粉末のような磁性体フィラーを含有していることが好ましい。これにより、無線ＩＣチップ１０からの輻射ノイズを低減できるとともに、コイルパターン２１ａ～２１ｄのインダクタンス値を大きくすることができる。インダクタンス値を大きくするという点で、前述したように、キャビティ１６を深くすることが好ましい。
　（無線通信デバイスの第１例、図３及び図４参照）
　次に、前記無線通信モジュール５を搭載した無線通信デバイスの第１例について説明する。
　図３（Ａ）に示すように、無線通信デバイス１は、前記無線通信モジュール５と、ループ状電極２０と磁界結合（電磁界結合であってもよい、以下同じ）された第１例としてのアンテナパターン３５と、からなる。アンテナパターン３５は、ＰＥＴなどからなるフレキシブルなベース基材３６の表面及び裏面にコイル状に３ターン巻回され、かつ、両端が開放状態で形成されたもので、図４（Ａ）は表面側のアンテナパターン３５を示し、図４（Ｂ）は裏面側のアンテナパターン３５を表面側から透視した状態で示している。表裏のアンテナパターン３５は、線幅Ｗ２が同じであり、平面視で重なってベース基材３６を介して容量結合しており、電流は同じ方向に流れる。アンテナパターン３５は、Ａｇ，Ｃｕなどを主成分とする金属材料で形成され、金属膜をフォトリソ法やエッチング法によってパターニングして形成してもよく、あるいは、導電性ペーストをスクリーン印刷して形成してもよい。
　無線通信モジュール５は給電回路基板１５が表面のアンテナパターン３５の内側のコーナー部に沿った状態で配置され（図４（Ａ）参照）、絶縁性の接着剤１９で貼着される（図３（Ｂ）参照）。
　以上の構成からなる無線通信デバイス１において、ループ状電極２０がアンテナパターン３５と磁界結合している。それゆえ、ＲＦＩＤシステムのリーダライタから放射されてアンテナパターン３５で受信された高周波信号がループ状電極２０を介して無線ＩＣチップ１０に供給され、無線ＩＣチップ１０が動作する。一方、無線ＩＣチップ１０からの応答信号がループ状電極２０を介してアンテナパターン３５に伝達されてリーダライタに放射される。
　ループ状電極２０は、それぞれのコイルパターン２１ａ～２１ｄによるインダクタンス成分と線間のキャパシタンス成分とで所定周波数の共振回路を形成し、かつ、無線ＩＣチップ１０とアンテナパターン３５とのインピーダンスの整合回路としても機能する。ループ状電極２０はその電気長やパターン幅などを調整することで、共振周波数やインピーダンスが調整される。
　また、前述のように、給電回路基板１５はそれ自体フレキシブルであり、かつ、弾性を有しているため、基板１５をフレキシブルなベース基材３６に貼着した際も、ベース基材３６に合わせて曲がったり撓むことになり（図３（Ｃ）参照）、接着剤１９に無理な応力が作用してベース基材３６から脱落する可能性は小さい。ベース基材３６に合わせて給電回路基板１５が曲がったり撓んでも内蔵されている無線ＩＣチップ１０が保護されることは前述のとおりである。
　なお、無線通信モジュール５は、前記アンテナパターン３５と組み合わせることなく、単独でもリーダライタと近距離ではあるが通信が可能である。この場合は、ループ状電極２０が放射素子として機能する。
　（第２実施例、図５参照）
　図５に示すように、第２実施例である無線通信モジュール５Ａは、給電回路基板１５のキャビティ１６に無線ＩＣチップ１０を収容し、ランド２３ａ，２３ｂに接続した後、アンダーフィル樹脂からなる封止材１７ａにて固定し、その後に硬質な樹脂からなる封止材１７にて封止したものである。アンダーフィル樹脂からなる封止材１７ａとしては、例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。封止材１７ａの硬度を給電回路基板１５と封止材１７との中間程度に設定することにより、基板１５と封止材１７との間に生じる応力を分散させることができ、接合信頼性が向上する。
　（第３及び第４実施例、図６及び図７参照）
　ループ状電極２０を構成する前記コイルパターン２１ａ～２１ｄは、フレキシブルな基材層１８ａ～１８ｅよりも硬質な導電性材料にて形成されており、かつ、複数ターン巻回されている。このようなコイルパターン２１ａ～２１ｄは、コイル軸方向から平面視したときに外周から内周に向かって密度が連続的に又は段階的に大きくなっていてもよい。これにて、給電回路基板１５のフレキシブル領域１５ｂの硬さが外周から内周に向かって大きくなり、曲げや撓みによる応力が封止材１７の側面部分（界面Ａ）に集中するのを防ぐことができる。即ち、曲げや撓みによる応力を、封止材１７の側面部分（界面Ａ）からより給電回路基板１５の外側にかかるようにすることができるので、キャビティ１６に収容された無線ＩＣチップ１０をより保護することができる。
　具体的には、図６に示す第３実施例である無線通信モジュール５Ｂは、コイルパターン２１ａ～２１ｄを同一幅であって隣接するパターンの間隔が外周から内周に向かって狭くなるように配置したものである。
　また、図７に示す第４実施例である無線通信モジュール５Ｃは、コイルパターン２１ａ～２１ｄを隣接するパターンの間隔が均等であって外周から内周に向かって線幅が広くなるように配置したものである。
　（第５実施例、図８参照）
　図８に示す第５実施例である無線通信モジュール５Ｄは、隣接する層に形成されたコイルパターン２１ａ～２１ｄを平面視で重ならないように配置したものである。仮に、上下に隣接しているコイルパターンが平面視で重なっていると、給電回路基板１５が曲がったり撓んだりすると、上下に隣接するコイルパターンの間隔が小さくなり、線間容量が変動し（大きくなり）、ループ状電極２０にて形成されるＬＣ共振回路の共振周波数が変動してしまう。しかし、本第５実施例では、上下に隣接するコイルパターンが平面視で重なっていないことにより、基板１５の曲がりや撓みによる線間容量（ひいては共振周波数）の変動を防止することができる。
　（無線通信デバイスの第２例、図９参照）
　次に、前記無線通信モジュール５を搭載した無線通信デバイスの第２例について説明する。
　図９（Ａ）に示すように、この無線通信デバイス１Ａにおいては、無線通信モジュール５を給電回路基板１５が表面のアンテナパターン３５の内側のコーナー部に対向するように配置したものである。他の構成は図３に示した第１例である無線通信デバイス１と同様である。
　アンテナパターン３５に対するループ状電極２０の垂直方向の配置関係は図９（Ｂ）に示すとおりであり、第１領域Ｘがアンテナパターン３５に重なるように配置され、第２領域Ｙはアンテナパターン３５に重ならないように配置されている。また、第１の方向ｘ（コイルパターン２１ａ～２１ｄの線路長方向）とアンテナパターン３５の線路長方向とが一致している。
　以上の構成からなる無線通信デバイス１Ａにおいて、ループ状電極２０の第１領域Ｘがアンテナパターン３５と磁界結合している。それゆえ、ＲＦＩＤシステムのリーダライタから放射されてアンテナパターン３５で受信された高周波信号がループ状電極２０を介して無線ＩＣチップ１０に供給され、無線ＩＣチップ１０が動作する。一方、無線ＩＣチップ１０からの応答信号がループ状電極２０を介してアンテナパターン３５に伝達されてリーダライタに放射される。
　無線通信デバイス１Ａにおいては、ループ状電極２０の第１の方向ｘに延在している第１領域Ｘがアンテナパターン３５に重なるように配置されて磁界結合しているため、仮に他の金属体が近接したとしても、ループ状電極２０とアンテナパターン３５との磁界結合が重なり部分では保たれ、両者の結合に支障が生じることはない。特に、本実施例のように、第１領域Ｘでループ状電極２０の全幅Ｗ１がアンテナパターン３５と重なるようにすると、ループ状電極２０とアンテナパターン３５との間に形成される浮遊容量の値が実質的にばらつくことがなく、周波数特性の変動を最小限に抑えることができる。
　また、第１の方向ｘ（コイルパターン２１ａ～２１ｄの線路長方向）とアンテナパターン３５の線路長方向とが一致しているため、高周波信号の送信時であれば、コイルパターン２１ａ～２１ｄに流れた電流がアンテナパターン３５にその線路長方向に誘導電流として導かれ、高周波電力が効率よく伝送される。なお、磁界結合部分においてコイルパターン２１ａ～２１ｄ及びアンテナパターン３５の線路長方向は必ずしも完全に一致している必要はなく、略一致していればよい。換言すれば、両者の線路長方向は直交していなければよい。
　また、給電回路基板１５がアンテナパターン３５の内側のコーナー部に対向して配置されているため、ループ状電極２０の第１の方向に対して直交する方向である第３の方向（矢印ｚ参照）に延在している第３領域Ｚもアンテナパターン３５と重なるようになり、第３の方向ｚとアンテナパターン３５の線路長方向とが一致している。これにより、第１領域Ｘと第３領域Ｚの２つの領域で、ループ状電極２０とアンテナパターン３５とが磁界結合することになり、両者の結合度が強くなる。
　（第６実施例、図１０参照）
　第６実施例である無線通信モジュール５Ｅは、図１０（Ａ）に示すように、給電回路基板１５にキャビティ部１６を基板１５の裏面側に開口するように形成し、該キャビティ部１６に無線ＩＣチップ１０を収容して封止材１７を充填したものである。他の構成は前記第１実施例と同様である。但し、ループ状電極２０の巻回数が増加されている。この無線通信モジュール５Ｅは、図１０（Ｂ）に示すように、キャビティ部１６の開口部分がベース基材３６に対向した状態でベース基材３６上に絶縁性の接着剤１９にて貼着され、無線通信デバイス１Ｂとされる。
　この無線通信モジュール５Ｅ及び無線通信デバイス１Ｂの作用効果は、基本的には図１、図３に示したものと同様であり、特にキャビティ部１６の底面（図１０（Ａ）では上面に配置されている）によって無線ＩＣチップ１０が保護される。また、給電回路基板１５の底面（図１０（Ａ）では上面となっている）は平坦性が高いので、無線通信モジュール５Ｅをベース基材３６上にマウンタで真空吸引して搭載する場合の吸引性能が良好である。さらに、図１０（Ａ）に示すように、封止材１７がキャビティ部１６から若干突出した状態となるので、ベース基材３６への搭載時（接着剤１９での接着時）に突出部分がアンカー効果を発揮し、給電回路基板１５がベース基材３６上に強固に接合されることになる。なお、封止材１７がこれとは逆に凹状となっていても、アンカー効果が発揮される。
　（無線通信デバイスの第３例、図１１～図１３参照）
　次に、無線通信モジュール５を搭載した無線通信デバイスの第３例について説明する。
　図１１に示すように、無線通信デバイス１Ｃは、無線通信モジュール５を円形状をなすフレキシブルなベース基材３６Ａ上に搭載したもので、ベース基材３６Ａの表裏面には図１２（Ａ），（Ｂ）に示す第２例としてのアンテナパターン３５Ａが形成されている。なお、図１２（Ｂ）に示す裏面側のアンテナパターン３５Ａは表面側から透視した状態で示している。アンテナパターン３５Ａは、円形状に巻回され、ほぼ全長にわたって互いに平面視で重なっており、互いに容量結合している。アンテナパターン３５Ａは、図１３に示す等価回路を形成しており、表面側のアンテナパターン３５ＡによるインダクタＬ１と裏面側のアンテナパターン３５ＡによるインダクタＬ２とが、最内パターンどうしの容量Ｃ１と最外パターンどうしの容量Ｃ２によって結合され、かつ、表裏のパターン間にも容量Ｃ３が発生している。
　互いに容量結合しているアンテナパターン３５Ａの作用は図３に示したアンテナパターン３５と同様であり、電流は同じ方向に流れる。そして、ベース基材３６Ａの表面であってアンテナパターン３５Ａと部分的に重なるように配置された無線通信モジュール５のコイル状電極２０とアンテナパターン３５Ａとが磁界結合している。それゆえ、リーダライタのアンテナと無線通信モジュール５とがアンテナパターン３５Ａを介して通信が可能となる。無線通信デバイス１Ｃの基本的な作用効果は前記無線通信デバイス１で説明したとおりである。
　なお、本無線通信デバイス１Ｃにおいて、ベース基材３６Ａの表裏に配置されたアンテナパターン３５Ａの両端部をそれぞれクリンピング（パウチング）によって直流的に結合させてもよく、一方端部どうしを同様に直流的に結合させてもよい。要は、表裏のアンテナパターン３５Ａに流れる電流の向きが同じ方向となるように結合していればよい。
　（アンテナパターンの第３例、図１４参照）
　図１４に第３例であるアンテナパターン３５Ｂを示す。このアンテナパターン３５Ｂは方形部３５Ｂ'を有する概略円形状をなし、ベース基材３６Ａの表裏面に形成され、裏面側のアンテナパターンは表面側のアンテナパターン３５Ｂと平面視で重なるように形成されている。表裏面のアンテナパターン３５Ｂは互いに容量結合しており、その等価回路は図１３と同様である。
　無線通信モジュール５は、ベース基材３６Ａの表面側であって、方形部３５Ｂ'の内周部分に沿って搭載され、無線通信モジュール５に内蔵されているコイル状電極２０がアンテナパターン３５Ｂと磁界結合し、無線通信デバイスを構成する。アンテナパターン３５Ｂの作用効果は前記アンテナパターン３５Ａで説明したとおりである。特に、アンテナパターン３５Ｂは、コイル状電極２０と３辺で結合しており、アンテナパターン３５Ｂとコイル状電極２０との結合量が多くなる。
　（アンテナパターンの第４例、図１５参照）
　図１５に第４例であるアンテナパターン３５Ｃを示す。このアンテナパターン３５Ｃは階段状部３５Ｃ'を有する概略円形状をなし、ベース基材３６Ａの表裏面に形成され、裏面側のアンテナパターンは表面側のアンテナパターン３５Ｃと平面視で重なるように形成されている。表裏面のアンテナパターン３５Ｃは互いに容量結合しており、その等価回路は図１３と同様である。
　無線通信モジュール５は、ベース基材３６Ａの表面側であって、階段状部３５Ｃ'の内周部分に沿って搭載され、コイル状電極２０がアンテナパターン３５Ｃと磁界結合し、無線通信デバイスを構成する。アンテナパターン３５Ｃの作用効果は前記アンテナパターン３５Ａで説明したとおりである。特に、アンテナパターン３５Ｃは、コイル状電極２０と２辺で結合しており、アンテナパターン３５Ｃとコイル状電極２０との結合量が多くなる。
　（アンテナパターンの第５例、図１６参照）
　図１６に第５例であるアンテナパターン３５Ｄを示す。このアンテナパターン３５Ｄは、図１２に示したアンテナパターン３５Ａと基本的には同じ形状に配置され、最外ターン部分３５Ｄ’が他の部分よりも線太に形成されている。他の構成及び作用効果は基本的には前記アンテナパターン３５Ａで説明したとおりである。加えて、最外ターン部分３５Ｄ’での結合容量値が大きくなるため、アンテナパターン３５Ｄの共振周波数を低下させることができる。換言すれば、アンテナパターン３５Ｄでは開口径を小さくしないで磁束の通過領域を大きくできる。つまり、アンテナパターン３５Ｄでは全体のサイズを大きくすることなく、共振周波数の低域側へのシフト、及び、通信距離の維持、向上を実現できる。
　（アンテナパターンの第６例、図１７及び図１８参照）
　図１７に第６例であるアンテナパターン３５Ｅを示す。このアンテナパターン３５Ｅは、図１６に示したアンテナパターン３５Ｄと同様に最外ターン部分３５Ｅ'を線太とし、ベース基材３６Ａの表裏面に配置したアンテナパターン３５Ｅの一端３５Ｅ”どうしをクリンピング（パウチング）によって直流的に結合したものである。アンテナパターン３５Ｅは図１８に示す等価回路を形成し、表面側のアンテナパターン３５ＥによるインダクタＬ１と裏面側のアンテナパターン３５ＥによるインダクタＬ２とが互いに磁気結合Ｍし、かつ、一端３５Ｅ”で直流的に結合し、最外ターン部分３５Ｅ'どうしは容量Ｃ２によって結合されている。
　互いに磁気結合しているアンテナパターン３５Ｅの作用は図１２に示したアンテナパターン３５Ａと同様である。特に、アンテナパターン３５Ｅでは、前記アンテナパターン３５Ｄと同様に、最外ターン部分３５Ｅ’での結合容量値が大きくなるため、アンテナパターン３５Ｅの共振周波数を低下させることができる。換言すれば、アンテナパターン３５Ｅでは開口径を小さくしないで磁束の通過領域を大きくできる。つまり、アンテナパターン３５Ｅでは全体のサイズを大きくすることなく、共振周波数の低域側へのシフト、及び、通信距離の維持、向上を実現できる。
　（他の実施例）
　なお、本発明に係る無線通信モジュール及び無線通信デバイスは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
　例えば、前記実施例において、ループ状電極は、コイルパターンを複数ターン巻回させて所定幅としたが、１ターン巻回させて所定幅としてもよい。また、コイルパターンを多層に巻回せず、単層に巻回してもよい。
　また、無線ＩＣチップとループ状電極とはＤＣ接続（直結）していなくてもよく、電磁界を介して結合していてもよい。即ち、電気的に接続していればよい。
　また、アンテナパターンはアンテナとしての役割を果たすものであれば、種々の形状であってもよい。アンテナパターンに対する給電回路基板の配置関係は、図３及び図９に示した配置以外に種々の配置を採用することができる。また、１３．５６ＭＨｚ帯のようなＨＦ帯に限定されず、ＵＨＦ帯やＳＨＦ帯の無線通信デバイスにも利用できる。無線通信デバイスはカード型デバイスとして構成されていてもよいし、携帯電話のような通信端末装置として構成されていてもよい。
　以上のように、本発明は、無線通信モジュール及び無線通信デバイスに有用であり、特に、フレキシブルなベースフィルムに貼着されても脱落のおそれが少なく、かつ、低背化を達成できる点で優れている。
　１，１Ａ～１Ｃ…無線通信デバイス
　５，５Ａ～５Ｅ…無線通信モジュール
　１０…無線ＩＣチップ
　１５…給電回路基板
　１６…キャビティ
　１７…封止材
　１８ａ～１８ｅ…フレキシブル基材層
　２０…ループ状電極
　２１ａ～２１ｄ…コイルパターン
　３５，３５Ａ～３５Ｅ…アンテナパターン
　３６，３６Ａ…ベース基材

Claims (10)

  1. 　複数のフレキシブル基材を積層してなり、キャビティ部を有するフレキシブル積層基板と、
    　前記キャビティ部に配置された無線ＩＣチップと、
    　前記無線ＩＣチップを覆うように前記キャビティ部に充填された、前記フレキシブル基材よりも硬質な封止材と、
    　前記フレキシブル積層基板に形成されたコイルパターンからなり、前記無線ＩＣチップに結合されたループ状電極と、
    　を備えたことを特徴とする無線通信モジュール。
  2. 　前記フレキシブル基材は熱可塑性樹脂からなり、前記封止材は熱硬化性樹脂からなること、を特徴とする請求項１に記載の無線通信モジュール。
  3. 　前記キャビティ部の深さは前記フレキシブル積層基板の厚みの半分以上であること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信モジュール。
  4. 　前記コイルパターンは、前記フレキシブル基材よりも硬質な導電性材料にて形成されており、かつ、複数ターン巻回され、コイル軸方向から平面視したときに外周から内周に向かってコイルパターンの密度が連続的に又は段階的に大きいこと、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の無線通信モジュール。
  5. 　前記コイルパターンは前記フレキシブル積層基板内に複数層に形成されており、隣接する層に形成されたコイルパターンはコイル軸方向から平面視したときに少なくとも一部が重なっていないこと、を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線通信モジュール。
  6. 　前記封止材は磁性体フィラーを含有すること、を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の無線通信モジュール。
  7. 　無線通信モジュールと、該無線通信モジュールを搭載したフレキシブルなベース基材と、を備えた無線通信デバイスであって、
    　前記無線通信モジュールは、
    　　複数のフレキシブル基材を積層してなり、キャビティ部を有するフレキシブル積層基板と、
    　　前記キャビティ部に配置された無線ＩＣチップと、
    　　前記無線ＩＣチップを覆うように前記キャビティ部に充填された、前記フレキシブル基材よりも硬質な封止材と、
    　　前記フレキシブル積層基板に形成されたコイルパターンからなり、前記無線ＩＣチップに結合されたループ状電極と、
    　　を備えたこと、
    　を特徴とする無線通信デバイス。
  8. 　前記ベース基材にはアンテナパターンが形成されており、該アンテナパターンは前記ループ状電極と磁界結合していること、を特徴とする請求項７に記載の無線通信デバイス。
  9. 　前記無線通信モジュールは、平面視したとき、前記コイルパターンが前記アンテナパターンと重なっている第１領域と、重なっていない第２領域とを有するように、前記ベース基材上に配置されていること、を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の無線通信デバイス。
  10. 　前記無線通信モジュールは、そのキャビティの開口部分が前記ベース基材に対向した状態で、前記ベース基材上に搭載されていること、を特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の無線通信デバイス。
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