WO2021229857A1 - Ｒｆｉｃモジュール、ｒｆｉｄタグ及び物品 - Google Patents

Ｒｆｉｃモジュール、ｒｆｉｄタグ及び物品 Download PDF

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coil
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紀行 植木
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株式会社村田製作所
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    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Definitions

  • the present invention relates to an RFIC module having an IC for processing high frequency signals, an RFID tag provided with this RFIC module, and an article.
  • Patent Document 1 An antenna-mounted communication IC unit used as an RFID tag is shown in, for example, Patent Document 1.
  • Patent Document 1 includes an antenna portion formed by stacking substrates on which coils are formed, and an IC chip connected to the antenna portion.
  • the antenna portion includes a main element in which a plurality of coils are connected in series.
  • An antenna-mounted communication IC unit is shown which comprises a sub-element consisting of a coil of less than one turn having an open portion and arranged so that the main element and the sub-element are electromagnetically coupled.
  • an antenna-mounted communication IC unit with a conductor is shown, which includes a conductor in which a notch is formed, and an open portion of a sub-element is superposed on the notch of the conductor.
  • an object of the present invention is to provide an RFIC module that is miniaturized while suppressing the shielding of the coil opening by the IC chip and suppressing the deterioration of communication performance, and the RFID tag and the article provided with this RFIC module.
  • the RFIC module as an example of the present disclosure is The first and second sides parallel to the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, the third and fourth sides parallel to the X-axis direction, and the first plane parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction. And a rectangular body-shaped insulating substrate having a second plane and a plurality of layers along the first side surface, the second side surface, the third side surface and the fourth side surface of the insulating substrate, and in the insulating substrate. A laminated coil formed over a conductor pattern, an RFIC mounted on the first plane of the insulating substrate, and an opening having a partially cutout shape formed on the second plane of the insulating substrate.
  • a flat surface coil that has a portion and overlaps the laminated coil when viewed in a direction perpendicular to the first plane of the insulating substrate.
  • the laminated coil and the RFIC are connected to each other.
  • the RFIC is arranged at a position closer to the first side surface and closer to the third side surface of the insulating substrate, and a part of the RFIC is formed on the laminated coil when viewed in a direction perpendicular to the first plane of the insulating substrate.
  • Overlapping, The open portion of the flat coil is formed at a position closer to the first side surface.
  • the RFIC module having the above configuration since the RFIC is arranged at a position closer to the first side surface and the third side surface of the insulating substrate, the shielding of the coil opening of the laminated coil by the RFIC is suppressed. Further, when viewed in the direction perpendicular to the first plane of the insulating substrate, a part of the RFIC overlaps the laminated coil, so that the area of the coil opening that is not shielded by the RFIC and its mounting electrode is secured by that amount.
  • the RFID tag of the present disclosure includes the RFIC module and a planar conductor having a recess having a shape notched in the plane direction in a part thereof, and is perpendicular to the first plane of the insulating substrate of the RFIC module. As seen, the open portion of the flat coil overlaps the recess of the planar conductor.
  • the planar conductor acts as a part of the radiating element.
  • the article of the present disclosure is an article having the RFIC module and a planar conductor, and the planar conductor has a recess having a shape notched in the plane direction as a part of the insulating substrate. When viewed in a direction perpendicular to one plane, the open portion of the plane coil overlaps the recess of the planar conductor.
  • the planar conductor of the article acts as a part of the radiating element.
  • the present invention it is possible to obtain a miniaturized RFIC module while suppressing the shielding of the coil opening by the RFIC and its mounting electrode and suppressing the deterioration of communication performance. Also, small RFID tags and articles equipped with this RFIC module can be obtained.
  • FIG. 1 (A) is a plan view of the RFIC module 101 according to the first embodiment
  • FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1 (A).
  • FIG. 2A is a plan view showing the magnetic flux passing through the coil opening of the laminated coil 2 in the RFIC module of the present embodiment.
  • FIG. 2B is a plan view showing the positional relationship between the laminated coil 2 and the RFIC 3 in the RFIC module as a comparative example.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the RFIC module 101.
  • FIG. 4 is a plan view of the RFID tag 201 according to the second embodiment.
  • FIG. 5A is a partial plan view showing the positional relationship between the recess 6PP of the planar conductor 6 and the RFIC module 101.
  • 5 (B) is a cross-sectional view of the BB portion in FIG. 5 (A).
  • FIG. 6A is a perspective view of the article 301 according to the second embodiment.
  • FIG. 6B is a perspective view of the article 302 according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view of the RFIC module 103 according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the conductor portion inside the RFIC module 103 according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view of the RFIC module 104 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the conductor portion inside the RFIC module 104 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the RFIC module 104.
  • FIG. 12 is a perspective view of the RFIC module 105 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of the conductor portion inside the RFIC module 105 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the RFIC module 105.
  • 15 (A) is a perspective view of the RFID tag 206 according to the sixth embodiment
  • FIG. 15 (B) is an exploded perspective view of the RFID tag 206.
  • FIG. 1 (A) is a plan view of the RFIC module 101 according to the first embodiment
  • FIG. 1 (B) is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1 (A).
  • the RFIC module 101 is provided on a rectangular-shaped insulating substrate 1, a laminated coil 2 formed on the insulating substrate 1 by a conductor pattern, an RFIC 3 mounted on a first plane P1 of the insulating substrate 1, and an insulating substrate 1.
  • the formed flat coil 4 is provided.
  • the insulating substrate 1 is a resin substrate such as a glass / epoxy substrate.
  • the insulating substrate 1 has a first side surface S1 and a second side surface S2 parallel to the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction, a third side surface S3 and a fourth side surface S4 parallel to the X-axis direction, an X-axis direction and a Y-axis direction. It has a first plane P1 and a second plane P2 parallel to.
  • the laminated coil 2 is a conductor pattern formed along the first side surface S1, the second side surface S2, the third side surface S3, and the fourth side surface S4 of the insulating substrate 1 and over a plurality of layers in the insulating substrate 1. It is composed of.
  • the flat coil 4 is formed on the second flat surface P2 of the insulating substrate 1. As shown in FIG. 1 (A), the planar coil 4 has an open portion 4OP having a partially cutout shape. Further, the plane coil 4 overlaps the laminated coil 2 when viewed in the direction perpendicular to the first plane P1 of the insulating substrate 1.
  • the laminated coil 2 is composed of conductor patterns 2A and 2B formed on a predetermined layer of the insulating substrate 1 and via conductors V1, V2 and V3.
  • Mounting electrodes 3P1 and 3P2 for mounting RFIC3 are formed on the first plane P1 of the insulating substrate 1.
  • the mounting electrode 3P1 is conducting to one end of the conductor pattern 2A via the via conductor V1
  • the mounting electrode 3P2 is conducting to one end of the conductor pattern 2B via the via conductor V2.
  • the other ends of the conductor patterns 2A and 2B are conducting with each other via the via conductor V3. In this way, the laminated coil 2 having approximately two turns is connected to the RFIC 3.
  • Both the conductor patterns 2A and 2B are patterned, for example, copper foil.
  • the RFIC 3 is arranged at a position closer to the first side surface S1 and closer to the third side surface S3 of the insulating substrate 1. Further, when viewed in the direction perpendicular to the first plane P1 of the insulating substrate 1, a part of the RFIC 3 overlaps with the laminated coil 2.
  • a resin mold material layer 5 is provided on the first flat surface P1 of the insulating substrate 1.
  • the open portion 4OP of the flat coil 4 is formed at a position closer to the first side surface S1.
  • This magnetic flux ⁇ is a magnetic flux that passes through the coil opening of the laminated coil 2 and the coil opening of the flat coil 4.
  • FIG. 2A is a plan view showing the magnetic flux ⁇ passing through the coil opening of the laminated coil 2 in the RFIC module of the present embodiment.
  • FIG. 2B is a plan view showing the positional relationship between the laminated coil 2 and the RFIC 3 in the RFIC module as a comparative example.
  • the RFIC 3 is arranged at a position closer to the first side surface S1 and the third side surface S3 of the insulating substrate 1, the laminated coil 2 by the RFIC 3 and its mounting electrodes 3P1 and 3P2 The shielding of the coil opening CO is suppressed. Further, when viewed in the direction perpendicular to the first plane P1 of the insulating substrate 1, a part of the RFIC 3 overlaps the laminated coil 2, so that the area of the coil opening CO that is not shielded by the RFIC 3 is secured by that amount.
  • the broken line in FIG. 2A represents the magnetic flux ⁇ passing through the coil opening CO.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the RFIC module 101.
  • the RFIC 3 can be represented by a feeding circuit and a capacitor C3 connected in parallel to the feeding circuit.
  • the RFIC 3 is connected to the laminated coil 2.
  • the first resonant circuit is composed of the laminated coil 2 and the capacitor C3 of the RFIC3.
  • the flat coil 4 has a capacitor C4 formed in the open portion 4OP, and a second resonance circuit is formed by the inductance generated in the flat coil 4 and the capacitance generated in the open portion 4OP.
  • the resonant frequency of the first resonant circuit and the resonant frequency of the second resonant circuit coincide with or are close to each other.
  • the laminated coil 2 and the planar coil 4 are electromagnetically coupled. Further, the first resonant circuit and the second resonant circuit are coupled to each other.
  • the frequency of the communication signal processed by the RFIC 3 is, for example, the 900 MHz band (860 MHz to 960
  • Second Embodiment In the second embodiment, RFID tags and articles will be illustrated.
  • FIG. 4 is a plan view of the RFID tag 201 according to the second embodiment.
  • the RFID tag 201 includes an RFIC module 101 and a planar conductor 6.
  • the configuration example of the RFIC module 101 is as shown in the first embodiment.
  • the planar conductor 6 has a recess 6PP having a shape notched in the plane direction in a part thereof.
  • FIG. 5A is a partial plan view showing the positional relationship between the recess 6PP of the planar conductor 6 and the RFIC module 101.
  • 5 (B) is a cross-sectional view of the BB portion in FIG. 5 (A).
  • the open portion 4OP of the plane coil 4 overlaps the recess 6PP of the planar conductor 6.
  • the magnetic field of the planar coil 4 and the magnetic field due to the eddy current generated in the planar conductor 6 are coupled.
  • the planar conductor 6 is regarded as a part of the coil, the substantial receiving area of the antenna is increased, and the communication performance is improved.
  • the eddy current does not flow in the recess 6PP of the planar conductor 6 (because the eddy current flows so as to bypass the recess 6PP), the magnetic field in the recess 6PP is weak.
  • the RFIC 3 exists in a place where the magnetic field strength is weak, and the RFIC 3 has an adverse effect on the magnetic field coupling between the flat coil 4 and the planar conductor 6. Can be minimized.
  • FIG. 6A is a perspective view of the article 301 according to the second embodiment.
  • the article 301 is composed of an insulating member 310 whose surface is at least insulating, and an RFID tag 201 attached to the insulating member 310.
  • the configuration of the RFID tag 201 is as shown above.
  • FIG. 6B is a perspective view of the article 302 according to the second embodiment.
  • the article 302 is composed of an insulating member 310, a planar conductor 6 formed on the surface of the insulating member 310, and an RFIC module 101 provided on the surface of the planar conductor 6.
  • the relationship between the RFIC module 101 and the planar conductor 6 is as shown in FIGS. 4, 5 (A) and 5 (B).
  • FIG. 7 is a perspective view of the RFIC module 103 according to the third embodiment
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of a conductor portion inside the RFIC module 103. In FIG. 7, the internal structure is seen through.
  • the RFIC module 103 includes a rectangular parallelepiped insulating substrate 1, a laminated coil 2 formed on the insulating substrate 1 having a conductor pattern, an RFIC 3 mounted on the insulating substrate 1, and a flat coil 4 formed on the insulating substrate 1. And.
  • each part of the width W, the depth D, and the height H of the insulating substrate 1 are as follows in this example.
  • conductor patterns 2A to 2D formed over four layers and a laminated coil 2 made of via conductors are formed inside the insulating substrate 1.
  • the conductor patterns 2A to 2D are formed along the first side surface S1, the second side surface S2, the third side surface S3, and the fourth side surface S4 of the insulating substrate 1.
  • the dashed line represents the via conductor.
  • One end of the conductor pattern 2A is connected to the mounting electrode 3P1 of RFIC3 via a via conductor.
  • One end of the conductor pattern 2D is connected to the mounting electrode 3P2 of the RFIC 3 via a plurality of via conductors.
  • the inner and outer diameters of the conductor patterns 2A and 2C are slightly smaller than the inner and outer diameters of the conductor patterns 2B and 2D, and the four conductor patterns 2A to 2D do not completely overlap but partially overlap in the plan view of the insulating substrate 1. Therefore, even if there is a deviation in the formation position of the conductor patterns 2A to 2D (the stacking deviation of each layer of the insulating substrate 1), it is not easily affected by the deviation.
  • the outer diameters of the conductor patterns 2A and 2C are the conductor patterns 2B. It is an intermediate value between the outer diameter and the inner diameter of 2D.
  • the opening diameter of the flat coil 4 is substantially equal to the inner diameter of the conductor patterns 2A to 2D. Therefore, the path of the current flowing through the conductor patterns 2A to 2D and the path of the eddy current flowing along the inner edge of the opening of the planar coil 4 are substantially the same, and the laminated coil 2 and the planar coil 4 are strongly electromagnetically coupled. ..
  • FIG. 9 is a perspective view of the RFIC module 104 according to the fourth embodiment
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of a conductor portion inside the RFIC module 104. In FIG. 9, the internal structure is seen through.
  • the RFIC module 104 includes a rectangular parallelepiped insulating substrate 1, a laminated coil 2 formed on the insulating substrate 1 having a conductor pattern, an RFIC 3 mounted on the insulating substrate 1, and a flat coil 4 formed on the insulating substrate 1. And.
  • the chip-shaped capacitor C2 is mounted on the first plane of the insulating substrate 1 (the lower surface of the insulating substrate 1 in the direction shown in FIG. 9).
  • capacitor mounting electrodes C2P1 and C2P2 are formed continuously on the RFIC3 mounting electrodes 3P1 and 3P2.
  • Other configurations are the same as the RFIC module 103 shown in the third embodiment.
  • FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the RFIC module 104.
  • the RFIC 3 is represented by a feeding circuit and a capacitor C3 connected in parallel to the feeding circuit.
  • the RFIC 3 is connected to the laminated coil 2, and the capacitor C2 is connected in parallel to the laminated coil 2.
  • the laminated coil 2, the capacitor C3 of the RFIC3, and the external capacitor C2 form a first resonance circuit.
  • a second resonant circuit is configured as the inductance generated in the flat coil 4 and the capacitance generated in the open portion 4OP. Then, the laminated coil 2 and the planar coil 4 are electromagnetically coupled. Further, the first resonant circuit and the second resonant circuit are coupled to each other.
  • the resonance frequency of the first resonance circuit is set to a predetermined frequency by externally attaching the capacitor C2 having a predetermined capacitance. Can be done.
  • a fifth embodiment illustrates an RFIC module including a capacitor connected to a laminated coil.
  • FIG. 12 is a perspective view of the RFIC module 105 according to the fifth embodiment
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of a conductor portion inside the RFIC module 105. In FIG. 12, the internal structure is seen through.
  • the RFIC module 105 includes a rectangular-shaped insulating substrate 1, a laminated coil 2 formed on the insulating substrate 1 having a conductor pattern, RFIC 3 mounted on the insulating substrate 1, and a capacitor C2 mounted on the insulating substrate 1.
  • a flat coil 4 formed on the insulating substrate 1 is provided.
  • conductor patterns 2A to 2F formed over six layers and a laminated coil 2 made of via conductors are formed inside the insulating substrate 1.
  • One end of the conductor pattern 2A is connected to the mounting electrode C2P2 of the capacitor C2 via a via conductor.
  • One end of the conductor pattern 2F is connected to the mounting electrode 3P2 of the RFIC 3 via a plurality of via conductors.
  • the mounting electrode C2P1 of the capacitor C2 is continuously formed on the mounting electrode 3P1 of the RFIC3.
  • Other configurations are the same as the RFIC module 103 shown in the third embodiment and the RFIC module 104 shown in the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the RFIC module 105.
  • the RFIC 3 is represented by a feeding circuit and a capacitor C3 connected in parallel to the feeding circuit.
  • the capacitor C2 is connected in series with the laminated coil 2.
  • the RFIC 3 is connected to a series circuit of the laminated coil 2 and the capacitor C2.
  • the laminated coil 2, the capacitor C3 of the RFIC3, and the external capacitor C2 form a first resonance circuit.
  • a second resonant circuit is configured as the inductance generated in the flat coil 4 and the capacitance generated in the open portion 4OP. Then, the laminated coil 2 and the planar coil 4 are electromagnetically coupled. Further, the first resonant circuit and the second resonant circuit are coupled to each other.
  • the resonance frequency of the first resonance circuit can be set to a predetermined frequency by externally attaching the capacitor C2 having a predetermined capacitance. can.
  • a sixth embodiment shows an RFID tag having a planar conductor different from the example shown in the second embodiment.
  • FIG. 15A is a perspective view of the RFID tag 206 according to the sixth embodiment
  • FIG. 15B is an exploded perspective view of the RFID tag 206.
  • the RFID tag 206 is composed of an RFIC module 103 and a planar conductor 6. In FIGS. 15A and 15B, the planar conductor 6 is seen through.
  • the planar conductor 6 has a recess 6PP.
  • the recess 6PP is composed of a recess 6PP1 having a narrow width recessed inward from the outer edge of the planar conductor 6 and a recess 6PP2 having a wide recess inside.
  • the open portion 4OP of the planar coil 4 overlaps the recess 6PP1 of the planar conductor 6 in the plan view of the RFIC module 103. Further, the coil openings of the flat coil 4 and the recess 6PP2 of the planar conductor 6 have substantially the same size and overlap each other.
  • the flat coil 4 is soldered to the planar conductor 6 or joined via a conductive joining material.
  • the width of the recess 6PP of the planar conductor 6 was constant, but as shown in the present embodiment, the portion in contact with the outer edge of the planar conductor 6 has a narrow shape. May be good. As a result, the joint length between the recess 6PP of the planar conductor 6 and the planar coil 4 becomes substantially equal to the peripheral length of the planar coil 4.
  • the communication frequency is not limited to the 900 MHz band, but can be similarly applied to other frequency bands such as the 2.45 GHz band.
  • the laminated coil 2 and the planar coil 4 are overlapped with each other when viewed in the direction perpendicular to the first plane P1 of the insulating substrate 1, but the laminated coil 2 and the planar coil are shown. It may have a structure in which 4 partially overlaps with each other. Further, the laminated coil 2 and the planar coil 4 may only have similar inner and outer diameters.

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Abstract

ＲＦＩＣモジュール（１０１）は、絶縁基板（１）と、この絶縁基板（１）の４側面に沿ってかつ絶縁基板（１）内の複数の層に亘って形成された積層コイル（２）と、絶縁基板（１）の第１平面（Ｐ１）に実装されたＲＦＩＣ（３）と、絶縁基板（１）の第２平面（Ｐ２）に形成され、一部に開放部（４ＯＰ）を有し、絶縁基板（１）の平面視で、積層コイル（２）と重なる平面コイル（４）と、を備える。積層コイル（２）とＲＦＩＣ（３）とは接続され、ＲＦＩＣ（３）は、絶縁基板（１）の第１側面（Ｓ１）寄りかつ第３側面（Ｓ３）寄りの位置に配置され、絶縁基板（１）の平面視で、ＲＦＩＣ（３）の一部は積層コイル（２）に重なり、平面コイル（４）の開放部は第１側面（Ｓ１）寄りの位置に形成されている。

Description

ＲＦＩＣモジュール、ＲＦＩＤタグ及び物品
　本発明は、高周波信号を処理するＩＣを有するＲＦＩＣモジュール、このＲＦＩＣモジュールを備えるＲＦＩＤタグ及び物品に関する。
　ＲＦＩＤタグとして用いるアンテナ搭載型の通信用ＩＣユニットは、例えば特許文献１に示されている。
　特許文献１には、コイルが形成された基板を積層してなるアンテナ部と、このアンテナ部に接続されるＩＣチップとを含み、アンテナ部は、複数のコイルが直列接続されてなる主エレメントと、開放部を有する１ターン未満のコイルからなる副エレメントとを備え、主エレメントと副エレメントとが電磁結合するように配置された、アンテナ搭載形の通信用ＩＣユニットが示されている。また、切り欠き部が形成された導体を備え、この導体の切り欠き部に副エレメントの開放部が重ねられた、導体付きアンテナ搭載形の通信用ＩＣユニットが示されている。
国際公開第２０１８／０７９７１８号
　特許文献１に記載の通信用ＩＣユニットにおいては、主エレメント及び副エレメントのサイズを小さくしようとすると、各コイルのコイル開口を小さくすることになるが、ＩＣチップについては縮小化できない。そのため、通信用ＩＣユニットを小型化するほど、各コイルのコイル開口のサイズがＩＣチップの面積に近くなる。その結果、各コイルのコイル開口がＩＣチップ及びその実装電極で磁気的に遮蔽されることになり、通信性能が低下する。
　そこで、本発明の目的は、ＩＣチップによるコイル開口の遮蔽を抑制し、通信性能の低下を抑制しつつ小型化したＲＦＩＣモジュール、このＲＦＩＣモジュールを備えるＲＦＩＤタグ及び物品を提供することにある。
　本開示の一例としてのＲＦＩＣモジュールは、
　Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に平行な第１側面及び第２側面、前記Ｘ軸方向に平行な第３側面及び第４側面、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に平行な第１平面及び第２平面を有する直方体形状の絶縁基板と、当該絶縁基板の前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面及び前記第４側面に沿って、かつ前記絶縁基板内の複数の層に亘って形成された、導体パターンによる積層コイルと、前記絶縁基板の前記第１平面に実装されたＲＦＩＣと、前記絶縁基板の前記第２平面に形成され、一部に切り欠かれた形状の開放部を有し、前記絶縁基板の前記第１平面に対する垂直方向に視て、前記積層コイルに重なる平面コイルと、を備え、
　前記積層コイルと前記ＲＦＩＣとは接続され、
　前記ＲＦＩＣは、前記絶縁基板の前記第１側面寄りかつ前記第３側面寄りの位置に配置され、前記絶縁基板の前記第１平面に対する垂直方向に視て、前記ＲＦＩＣの一部は前記積層コイルに重なり、
　前記平面コイルの開放部は前記第１側面寄りの位置に形成されている。
　上記構成のＲＦＩＣモジュールでは、ＲＦＩＣは、絶縁基板の第１側面寄りかつ第３側面寄りの位置に配置されているので、ＲＦＩＣによる積層コイルのコイル開口の遮蔽が抑制される。また、絶縁基板の第１平面に対する垂直方向に視て、ＲＦＩＣの一部は積層コイルに重なっているので、その分、ＲＦＩＣ及びその実装電極で遮蔽されないコイル開口の面積が確保される。
　本開示のＲＦＩＤタグは、上記ＲＦＩＣモジュールと、面方向に切り欠かれた形状の陥凹部を一部に有する面状導体と、を備え、ＲＦＩＣモジュールの前記絶縁基板の第１平面に対する垂直方向に視て、前記平面コイルの開放部は前記面状導体の陥凹部に重なる。
　上記構成のＲＦＩＤタグでは、面状導体が放射素子の一部として作用する。
　本開示の物品は、上記ＲＦＩＣモジュールと、面状導体とを有する物品であり、前記面状導体は、面方向に切り欠かれた形状の陥凹部を一部に有し、前記絶縁基板の第１平面に対する垂直方向に視て、前記平面コイルの開放部は前記面状導体の陥凹部に重なる。
　本開示の物品では、物品が有する面状導体が放射素子の一部として作用する。
　本発明によれば、ＲＦＩＣ及びその実装電極によるコイル開口の遮蔽を抑制し、通信性能の低下を抑制しつつ小型化したＲＦＩＣモジュールが得られる。また、このＲＦＩＣモジュールを備える小型のＲＦＩＤタグ及び物品が得られる。
図１（Ａ）は、第１の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０１の平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ－Ｂ部分での断面図である。 図２（Ａ）は本実施形態のＲＦＩＣモジュールにおける積層コイル２のコイル開口を通過する磁束を示す平面図である。図２（Ｂ）は比較例としてのＲＦＩＣモジュールにおける積層コイル２とＲＦＩＣ３との位置関係を示す平面図である。 図３はＲＦＩＣモジュール１０１の等価回路図である。 図４は第２の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０１の平面図である。 図５（Ａ）は面状導体６の陥凹部６ＰＰとＲＦＩＣモジュール１０１との位置関係を示す部分平面図である。図５（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＢ－Ｂ部分の断面図である。 図６（Ａ）は第２の実施形態に係る物品３０１の斜視図である。図６（Ｂ）は第２の実施形態に係る物品３０２の斜視図である。 図７は第３の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０３の斜視図である。 図８は第３の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０３の内部の導体部分の分解斜視図である。 図９は第４の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０４の斜視図である。 図１０は第４の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０４の内部の導体部分の分解斜視図である。 図１１はＲＦＩＣモジュール１０４の等価回路図である。 図１２は第５の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０５の斜視図である。 図１３は第５の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０５の内部の導体部分の分解斜視図である。 図１４はＲＦＩＣモジュール１０５の等価回路図である。 図１５（Ａ）は第６の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０６の斜視図であり、図１５（Ｂ）はＲＦＩＤタグ２０６の分解斜視図である。
《第１の実施形態》
　図１（Ａ）は、第１の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０１の平面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ－Ｂ部分での断面図である。
　このＲＦＩＣモジュール１０１は、直方体形状の絶縁基板１と、この絶縁基板１に形成された、導体パターンによる積層コイル２と、絶縁基板１の第１平面Ｐ１に実装されたＲＦＩＣ３と、絶縁基板１に形成された平面コイル４と、を備える。
　絶縁基板１は例えばガラス・エポキシ基板等の樹脂基材である。絶縁基板１は、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に平行な第１側面Ｓ１及び第２側面Ｓ２、Ｘ軸方向に平行な第３側面Ｓ３及び第４側面Ｓ４、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な第１平面Ｐ１及び第２平面Ｐ２を有する。
　積層コイル２は、絶縁基板１の第１側面Ｓ１、第２側面Ｓ２、第３側面Ｓ３及び第４側面Ｓ４に沿って、かつ絶縁基板１内の複数の層に亘って形成された、導体パターンで構成されている。
　平面コイル４は、絶縁基板１の第２平面Ｐ２に形成されている。図１（Ａ）に表れているように、平面コイル４は、一部に切り欠かれた形状の開放部４ＯＰを有する。また、平面コイル４は、絶縁基板１の第１平面Ｐ１に対する垂直方向に視て、積層コイル２に重なる。
　積層コイル２は、絶縁基板１の所定の層に形成された導体パターン２Ａ，２Ｂ及びビア導体Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３で構成されている。絶縁基板１の第１平面Ｐ１にはＲＦＩＣ３を実装するための実装電極３Ｐ１，３Ｐ２が形成されている。実装電極３Ｐ１はビア導体Ｖ１を介して導体パターン２Ａの一端に導通していて、実装電極３Ｐ２はビア導体Ｖ２を介して導体パターン２Ｂの一端に導通している。導体パターン２Ａ，２Ｂの他端同士はビア導体Ｖ３を介して導通している。このようにして、ほぼ２ターンの積層コイル２がＲＦＩＣ３に接続されている。導体パターン２Ａ，２Ｂはいずれもパターンニングされた、例えば銅箔である。
　ＲＦＩＣ３は、絶縁基板１の第１側面Ｓ１寄りかつ第３側面Ｓ３寄りの位置に配置されている。また、絶縁基板１の第１平面Ｐ１に対する垂直方向に視て、ＲＦＩＣ３の一部は積層コイル２に重なる。絶縁基板１の第１平面Ｐ１には樹脂モールド材層５が設けられている。
　平面コイル４の開放部４ＯＰは第１側面Ｓ１寄りの位置に形成されている。
　図１（Ｂ）中に磁束φで示すように、積層コイル２と平面コイル４とは電磁界結合する。この磁束φは、積層コイル２のコイル開口及び平面コイル４のコイル開口を通過する磁束である。
　図２（Ａ）は本実施形態のＲＦＩＣモジュールにおける積層コイル２のコイル開口を通過する磁束φを示す平面図である。図２（Ｂ）は比較例としてのＲＦＩＣモジュールにおける積層コイル２とＲＦＩＣ３との位置関係を示す平面図である。
　図２（Ｂ）に示す比較例では、ＲＦＩＣ３が積層コイル２のコイル開口の中心に同軸的に配置されているので、積層コイル２のコイル開口ＣＯがＲＦＩＣ３で磁気的に遮蔽されることになり、通信性能が低い。
　これに対し、本実施形態のＲＦＩＣモジュールでは、ＲＦＩＣ３が絶縁基板１の第１側面Ｓ１寄りかつ第３側面Ｓ３寄りの位置に配置されているので、ＲＦＩＣ３及びその実装電極３Ｐ１，３Ｐ２による積層コイル２のコイル開口ＣＯの遮蔽が抑制される。また、絶縁基板１の第１平面Ｐ１に対する垂直方向に視て、ＲＦＩＣ３の一部は積層コイル２に重なっているので、その分、ＲＦＩＣ３で遮蔽されないコイル開口ＣＯの面積が確保される。図２（Ａ）中の破線はコイル開口ＣＯを通過する磁束φを表している。
　図３はＲＦＩＣモジュール１０１の等価回路図である。ＲＦＩＣ３は給電回路とそれに並列接続されたキャパシタＣ３とで表すことができる。このＲＦＩＣ３は積層コイル２に接続されている。積層コイル２とＲＦＩＣ３のキャパシタＣ３とで第１の共振回路が構成されている。平面コイル４は、その開放部４ＯＰにキャパシタＣ４が構成されていて、平面コイル４に生じるインダクタンスと開放部４ＯＰに生じるキャパシタンスとで第２の共振回路が構成されている。第１の共振回路の共振周波数と第２の共振回路の共振周波数とは一致又は近接している。そして、積層コイル２と平面コイル４とは電磁界結合する。また、第１の共振回路と第２の共振回路とは相互に結合する。ＲＦＩＣ３の処理する通信信号の周波数は例えば900MHz帯（860MHz～960MHz）である。
《第２の実施形態》
　第２の実施形態では、ＲＦＩＤタグ及び物品について例示する。
　図４は第２の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０１の平面図である。このＲＦＩＤタグ２０１は、ＲＦＩＣモジュール１０１と面状導体６とを備える。ＲＦＩＣモジュール１０１の構成例は第１の実施形態で示したとおりである。面状導体６は、面方向に切り欠かれた形状の陥凹部６ＰＰを一部に有する。
　図５（Ａ）は面状導体６の陥凹部６ＰＰとＲＦＩＣモジュール１０１との位置関係を示す部分平面図である。図５（Ｂ）は図５（Ａ）におけるＢ－Ｂ部分の断面図である。
　図５（Ａ）に表れているように、絶縁基板１の第１平面Ｐ１に対する垂直方向に視て、平面コイル４の開放部４ＯＰは面状導体６の陥凹部６ＰＰに重なる。
　ＲＦＩＤタグ２０１において、平面コイル４の磁界と面状導体６に発生する渦電流による磁界とは結合する。そのことで、面状導体６はコイルの一部と見なされ、アンテナの実質的な受信面積が大きくなって、通信性能が改善される。このとき、面状導体６の陥凹部６ＰＰには渦電流が流れないので（陥凹部６ＰＰを迂回するように渦電流が流れるので）、陥凹部６ＰＰでの磁界は弱い。平面コイル４の開放部４ＯＰは面状導体６の陥凹部６ＰＰに重なることで、ＲＦＩＣ３は磁界強度の弱い箇所に存在することとなり、平面コイル４と面状導体６との磁界結合に対するＲＦＩＣ３の悪影響を最小限に抑えることができる。
　図６（Ａ）は第２の実施形態に係る物品３０１の斜視図である。この物品３０１は、少なくとも表面が絶縁性の絶縁性部材３１０と、この絶縁性部材３１０に貼付されたＲＦＩＤタグ２０１とで構成される。ＲＦＩＤタグ２０１の構成は既に示したとおりである。
　図６（Ｂ）は第２の実施形態に係る物品３０２の斜視図である。この物品３０２は、絶縁性部材３１０と、この絶縁性部材３１０の表面に形成された面状導体６と、この面状導体６の表面に設けられたＲＦＩＣモジュール１０１とで構成される。ＲＦＩＣモジュール１０１と面状導体６との関係は図４，図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示したとおりである。
《第３の実施形態》
　第３の実施形態では、積層コイルの構成に特徴を有するＲＦＩＣモジュールについて例示する。
　図７は第３の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０３の斜視図であり、図８はその内部の導体部分の分解斜視図である。図７においては、内部の構造を透視して表している。
　ＲＦＩＣモジュール１０３は、直方体形状の絶縁基板１と、この絶縁基板１に形成された、導体パターンによる積層コイル２と、絶縁基板１に実装されたＲＦＩＣ３と、絶縁基板１に形成された平面コイル４と、を備える。
　絶縁基板１の幅Ｗ、奥行きＤ、高さＨの各部の寸法は、この例では次のとおりである。
　Ｗ：1.2mm
　Ｄ：1.2mm
　Ｈ：0.165mm
　また、樹脂モールド材層５を含む全体の高さは0.465mmである。このように、全体に非常に小さなＲＦＩＣモジュールである。
　図７、図８に表れているように、絶縁基板１の内部に４層に亘って形成された導体パターン２Ａ～２Ｄ及びビア導体による積層コイル２が形成されている。導体パターン２Ａ～２Ｄは、絶縁基板１の第１側面Ｓ１、第２側面Ｓ２、第３側面Ｓ３及び第４側面Ｓ４に沿って形成されている。破線はビア導体を表している。
　導体パターン２Ａの一端はビア導体を介してＲＦＩＣ３の実装電極３Ｐ１に接続されている。導体パターン２Ｄの一端は複数のビア導体を介してＲＦＩＣ３の実装電極３Ｐ２に接続されている。
　導体パターン２Ａ，２Ｃの内外径は導体パターン２Ｂ，２Ｄの内外径より僅かに小さく、絶縁基板１の平面視で、４つの導体パターン２Ａ～２Ｄが完全には重ならず、部分的に重なる。そのため、導体パターン２Ａ～２Ｄの形成位置のずれ（絶縁基板１の各層の積みずれ）があっても、そのずれによる影響を受けにくい。例えば、導体パターン２Ａ，２Ｃの外径は導体パターン２Ｂ．２Ｄの外径と内径との中間値である。
　平面コイル４の開口径は、導体パターン２Ａ～２Ｄの内径とほぼ等しい。そのため、導体パターン２Ａ～２Ｄに流れる電流の経路と、平面コイル４の開口の内縁に沿って流れる渦電流の経路とがほぼ一致して、積層コイル２と平面コイル４とは強く電磁界結合する。
《第４の実施形態》
　第４の実施形態では、積層コイルに接続されるキャパシタを備えるＲＦＩＣモジュールについて例示する。
　図９は第４の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０４の斜視図であり、図１０はその内部の導体部分の分解斜視図である。図９においては、内部の構造を透視して表している。
　ＲＦＩＣモジュール１０４は、直方体形状の絶縁基板１と、この絶縁基板１に形成された、導体パターンによる積層コイル２と、絶縁基板１に実装されたＲＦＩＣ３と、絶縁基板１に形成された平面コイル４と、を備える。
　本実施形態では、絶縁基板１の第１平面（図９に示す向きで絶縁基板１の下面）にチップ状のキャパシタＣ２が実装されている。図１０において、ＲＦＩＣ３の実装電極３Ｐ１，３Ｐ２に連続するキャパシタの実装電極Ｃ２Ｐ１，Ｃ２Ｐ２が形成されている。その他の構成は第３の実施形態で示したＲＦＩＣモジュール１０３と同様である。
　図１１はＲＦＩＣモジュール１０４の等価回路図である。ＲＦＩＣ３は給電回路とそれに並列接続されたキャパシタＣ３とで表している。このＲＦＩＣ３は積層コイル２に接続されていて、キャパシタＣ２が積層コイル２に対して並列接続されている。積層コイル２とＲＦＩＣ３のキャパシタＣ３及び外付けのキャパシタＣ２とで第１の共振回路が構成されている。平面コイル４に生じるインダクタンスと開放部４ＯＰに生じるキャパシタンスとして第２の共振回路が構成されている。そして、積層コイル２と平面コイル４とは電磁界結合する。また、第１の共振回路と第２の共振回路とは相互に結合する。
　本実施形態では、ＲＦＩＣ３の内部に含むキャパシタＣ３の容量が規定のキャパシタンスに満たない場合に、所定キャパシタンスのキャパシタＣ２を外付けすることで、第１共振回路の共振周波数を所定の周波数に定めることができる。
《第５の実施形態》
　第５の実施形態では、積層コイルに接続されるキャパシタを備えるＲＦＩＣモジュールについて例示する。
　図１２は第５の実施形態に係るＲＦＩＣモジュール１０５の斜視図であり、図１３はその内部の導体部分の分解斜視図である。図１２においては、内部の構造を透視して表している。
　ＲＦＩＣモジュール１０５は、直方体形状の絶縁基板１と、この絶縁基板１に形成された、導体パターンによる積層コイル２と、絶縁基板１に実装されたＲＦＩＣ３と、絶縁基板１に実装されたキャパシタＣ２と、絶縁基板１に形成された平面コイル４と、を備える。
　図１３に表れているように、絶縁基板１の内部に６層に亘って形成された導体パターン２Ａ～２Ｆ及びビア導体による積層コイル２が形成されている。導体パターン２Ａの一端はビア導体を介してキャパシタＣ２の実装電極Ｃ２Ｐ２に接続されている。導体パターン２Ｆの一端は複数のビア導体を介してＲＦＩＣ３の実装電極３Ｐ２に接続されている。ＲＦＩＣ３の実装電極３Ｐ１には連続してキャパシタＣ２の実装電極Ｃ２Ｐ１が形成されている。その他の構成は、第３の実施形態で示したＲＦＩＣモジュール１０３及び第４の実施形態で示したＲＦＩＣモジュール１０４と同様である。
　図１４はＲＦＩＣモジュール１０５の等価回路図である。ＲＦＩＣ３は給電回路とそれに並列接続されたキャパシタＣ３とで表している。キャパシタＣ２は積層コイル２に対して直列接続されている。ＲＦＩＣ３は積層コイル２とキャパシタＣ２との直列回路に接続されている。積層コイル２とＲＦＩＣ３のキャパシタＣ３及び外付けのキャパシタＣ２とで第１の共振回路が構成されている。平面コイル４に生じるインダクタンスと開放部４ＯＰに生じるキャパシタンスとして第２の共振回路が構成されている。そして、積層コイル２と平面コイル４とは電磁界結合する。また、第１の共振回路と第２の共振回路とは相互に結合する。
　本実施形態では、ＲＦＩＣ３の内部に含むキャパシタＣ３の容量が規定のキャパシタンスを超える場合に、所定キャパシタンスのキャパシタＣ２を外付けすることで、第１共振回路の共振周波数を所定の周波数に定めることができる。
《第６の実施形態》
　第６の実施形態では、第２の実施形態で示した例とは異なる面状導体を備えるＲＦＩＤタグについて示す。
　図１５（Ａ）は第６の実施形態に係るＲＦＩＤタグ２０６の斜視図であり、図１５（Ｂ）はＲＦＩＤタグ２０６の分解斜視図である。ＲＦＩＤタグ２０６は、ＲＦＩＣモジュール１０３と面状導体６とで構成されている。図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）では、面状導体６を透視して表している。
　図１５（Ｂ）に表れているように、面状導体６は陥凹部６ＰＰを有する。この陥凹部６ＰＰは、面状導体６の外縁から内側へ陥凹する幅の狭い陥凹部６ＰＰ１と、内部で幅の拡がった陥凹部６ＰＰ２とで構成されている。
　図１５（Ａ）に表れているように、ＲＦＩＣモジュール１０３の平面視で、平面コイル４の開放部４ＯＰは面状導体６の陥凹部６ＰＰ１に重なる。また、平面コイル４のコイル開口と面状導体６の陥凹部６ＰＰ２のサイズはほぼ等しく、互いに重なる。平面コイル４は面状導体６に対してはんだ付け、または導電性接合材を介して接合されている。
　図５に示した例では、面状導体６の陥凹部６ＰＰの幅が一定であったが、本実施形態で示すように、面状導体６の外縁に接する箇所は幅の狭い形状であってもよい。そのことにより、面状導体６の陥凹部６ＰＰと平面コイル４との接合長は平面コイル４の周長にほぼ等しくなる。
　本実施形態では、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）に示した平面コイル４と面状導体６との接合面積を広くすることができるので、両者の高い固着強度が得られる。このため、外部からの衝撃でＲＦＩＣモジュール１０３が脱落する、といったことを軽減できる。
　最後に、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形及び変更が適宜可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲内と均等の範囲内での実施形態からの変更が含まれる。
　例えば、通信周波数は900MHz帯に限られるものではなく、その他の周波数帯、例えば2.45GHz帯等にも同様に適用できる。
　また、以上に示した各実施形態では、積層コイル２と平面コイル４とは、絶縁基板１の第１平面Ｐ１に対する垂直方向に視て、互いに重なる例を示したが、積層コイル２と平面コイル４とが部分的に重なる構造であってもよい。また、積層コイル２と平面コイル４とはそれぞれの内外径が近似しているだけでもよい。
Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４…キャパシタ
Ｃ２Ｐ１，Ｃ２Ｐ２…キャパシタの実装電極
ＣＯ…コイル開口
Ｐ１…第１平面
Ｐ２…第２平面
Ｓ１…第１側面
Ｓ２…第２側面
Ｓ３…第３側面
Ｓ４…第４側面
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…ビア導体
１…絶縁基板
２…積層コイル
２Ａ～２Ｆ…導体パターン
３…ＲＦＩＣ
３Ｐ１，３Ｐ２…ＲＦＩＣの実装電極
４…平面コイル
４ＯＰ…開放部
５…樹脂モールド材層
６…面状導体
６ＰＰ，６ＰＰ１，６ＰＰ２…陥凹部
１０１，１０３，１０４，１０５…ＲＦＩＣモジュール
２０１，２０６…ＲＦＩＤタグ
３０１，３０２…物品
３１０…絶縁性部材

Claims (5)

  1. 　Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に平行な第１側面及び第２側面、前記Ｘ軸方向に平行な第３側面及び第４側面、前記Ｘ軸方向及び前記Ｙ軸方向に平行な第１平面及び第２平面を有する直方体形状の絶縁基板と、当該絶縁基板の前記第１側面、前記第２側面、前記第３側面及び前記第４側面に沿って、かつ前記絶縁基板内の複数の層に亘って形成された、導体パターンによる積層コイルと、前記絶縁基板の前記第１平面に実装されたＲＦＩＣと、前記絶縁基板の前記第２平面に形成され、一部に切り欠かれた形状の開放部を有し、前記絶縁基板の前記第１平面に対する垂直方向に視て、前記積層コイルに重なる平面コイルと、を備え、
    　前記積層コイルと前記ＲＦＩＣとは接続され、
    　前記ＲＦＩＣは、前記絶縁基板の前記第１側面寄りかつ前記第３側面寄りの位置に配置され、前記絶縁基板の前記第１平面に対する垂直方向に視て、前記ＲＦＩＣの一部は前記積層コイルに重なり、
    　前記平面コイルの開放部は前記第１側面寄りの位置に形成されている、
    　ＲＦＩＣモジュール。
  2. 　前記積層コイルの前記複数の層に形成された前記導体パターンは、前記絶縁基板の前記第１平面に対する垂直方向に視て、互いに部分的に重なる、
    　請求項１に記載のＲＦＩＣモジュール。
  3. 　前記平面コイルに生じるインダクタンスと前記開放部に生じるキャパシタンスとで共振回路が構成され、
    　前記積層コイルに接続されて、当該積層コイルと共に共振回路の一部を構成するキャパシタを備える、
    　請求項１又は２に記載のＲＦＩＣモジュール。
  4. 　請求項１から３のいずれかに記載のＲＦＩＣモジュールと、面方向に切り欠かれた形状の陥凹部を一部に有する面状導体と、を備え、
    　前記絶縁基板の前記第１平面に対する垂直方向に視て、前記平面コイルの開放部は前記面状導体の陥凹部に重なる、
    　ＲＦＩＤタグ。
  5. 　請求項１から３のいずれかに記載のＲＦＩＣモジュールと、面状導体とを有する物品であり、
    　前記面状導体は、面方向に切り欠かれた形状の陥凹部を一部に有し、
    　前記絶縁基板の前記第１平面に対する垂直方向に視て、前記平面コイルの開放部は前記面状導体の陥凹部に重なる、
    　物品。
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