WO2009142288A1 - 無線icデバイス - Google Patents

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WO2009142288A1
WO2009142288A1 PCT/JP2009/059410 JP2009059410W WO2009142288A1 WO 2009142288 A1 WO2009142288 A1 WO 2009142288A1 JP 2009059410 W JP2009059410 W JP 2009059410W WO 2009142288 A1 WO2009142288 A1 WO 2009142288A1
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wireless
conductor
coil
hole
conductors
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PCT/JP2009/059410
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登 加藤
純 佐々木
聡 石野
勝己 谷口
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株式会社村田製作所
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    • Y10T29/49117Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.

Definitions

  • the present invention relates to a wireless IC (Integrated Circuit) device, and more particularly to a wireless IC device having a wireless IC used in an RFID (Radio Frequency Identification) system.
  • a wireless IC Integrated Circuit
  • RFID Radio Frequency Identification
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of the RFID tag 500 described in Patent Document 1.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of the RFID tag 500 described in Patent Document 1.
  • the RFID tag 500 shown in FIG. 14 includes an antenna substrate 502 (502a to 502d), chip connection terminals 506a and 506b, an IC chip 508, a sealing resin 510, and an antenna coil L.
  • the antenna coil L includes antenna patterns 504 (504a to 504d) and through holes b501 to b504.
  • the antenna substrate 502 is a rectangular insulator layer.
  • the antenna patterns 504a to 504d are spiral conductors, and are provided on the antenna substrates 502a to 502d.
  • the through hole b501 connects the antenna patterns 504a and 504b.
  • the through hole b502 connects the antenna patterns 504b and 504c.
  • the through hole b503 connects the antenna patterns 504c and 504d.
  • the through hole b504 connects the antenna patterns 504a and 504d.
  • the chip connection terminal 506a is provided on the antenna substrate 502a and connected to the antenna pattern 504a.
  • the chip connection terminal 506b is provided on the antenna substrate 502a and is electrically connected to the through hole b504.
  • the IC chip 508 is mounted on the chip connection terminals 506a and 506b. The IC chip 508 is covered and protected by the sealing resin 510.
  • the antenna coil L and the IC chip 508 are connected.
  • the RFID tag 500 exchanges signals with a reader / writer (not shown).
  • the through hole b501 and the through holes b502 to b504 extend in parallel. Therefore, stray capacitance is generated between each of the through hole b504 and the through holes b501 to b503. The generation of such stray capacitance causes the resonance frequency of the RFID tag 500 to deviate from a desired value.
  • an object of the present invention is to provide a wireless IC device that can suppress the resonance frequency from deviating from a desired value.
  • a wireless IC device includes a spiral antenna coil configured by connecting a stacked body in which a plurality of insulator layers are stacked, a plurality of conductor layers, and a plurality of via-hole conductors.
  • the first end located in the conductor layer provided on the lowermost side in the laminating direction and the second end located in the conductor layer provided on the uppermost side in the laminating direction
  • Has the shortest current path length A first via hole conductor provided so as to have a second via hole conductor other than the first via hole conductor, and the through via hole conductor and the first via conductor when viewed in a plan view from the stacking direction. The distance from the via hole conductor is larger than the distance between the through via hole conductor and the second via hole conductor.
  • the resonance frequency can be suppressed from deviating from a desired value.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a wireless IC device according to a first embodiment.
  • FIG. 2A is a plan view of the wireless IC device shown in FIG. 1 from the z-axis direction.
  • FIG. 2B is a cross-sectional structure view taken along line AA of the wireless IC device shown in FIG.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the wireless IC device shown in FIG. 1. It is a disassembled perspective view of the radio
  • FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram in the zy plane of the wireless IC device shown in FIG. 4. It is a disassembled perspective view of the radio
  • FIG. 7 is a cross-sectional structure diagram in the zy plane of the wireless IC device shown in FIG. 6. It is a disassembled perspective view of the radio
  • FIG. 9 is a cross-sectional structure diagram in the xz plane near the electromagnetic coupling module of the wireless IC device shown in FIG. 8. It is a disassembled perspective view of a feeder circuit board. It is a disassembled perspective view of the radio
  • wireless IC device which concerns on 6th Embodiment. It is a disassembled perspective view of a wireless IC card. 2 is an exploded perspective view of an RFID tag described in Patent Document 1.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a wireless IC device 10a according to the first embodiment.
  • the x axis is the long side direction of the wireless IC device 10a
  • the y axis is the short side direction of the wireless IC device 10a
  • the z axis is the stacking direction of the wireless IC device 10a.
  • FIG. 2A is a plan view of the wireless IC device 10a from the z-axis direction.
  • FIG. 2B is a cross-sectional structure view taken along line AA of the wireless IC device shown in FIG.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the wireless IC device 10a shown in FIG.
  • the wireless IC device 10a has a resonance frequency of 13.56 MHz and transmits a transmission / reception signal to / from the reader / writer by an electromagnetic induction method.
  • the wireless IC device 10a includes insulator layers 12a to 12d, a connection portion 16, a wireless IC 18, an antenna coil L, and via-hole conductors b11 to b13.
  • the antenna coil L advances in the z-axis direction while turning by connecting the coil conductors (conductor layers) 14a to 14d, the connection portions (conductor layers) 20a and 20d, and the via-hole conductors b1 to b3. It has a spiral shape.
  • an alphabet or numeral is appended to the reference symbol, and when an element is generically referred to, the alphabet or number after the reference symbol is omitted.
  • the insulator layer 12 is a rectangular sheet made of an insulating material, and is made of, for example, an LCP (liquid crystal polymer) or a polyethylene terephthalate (PET) resin sheet.
  • LCP liquid crystal polymer
  • PET polyethylene terephthalate
  • the coil conductors 14a to 14d are formed on the insulator layers 12a to 12d so as to have the same line width by a metal foil such as a copper foil or an aluminum foil. More specifically, the coil conductor 14 has a shape in which four linear conductors extending along each side of the insulator layer 12 are connected and a part of a ring (rectangle) is cut out. That is, the coil conductor 14 circulates around the coil axis of the antenna coil L with a length of less than one turn. Further, as shown in FIG. 2A, the coil conductors 14a to 14d are overlapped with each other to form one rectangular annular track R when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the via-hole conductor b1 is a connection conductor formed so as to penetrate the insulator layer 12a, and connects the coil conductor 14a and the coil conductor 14b.
  • the via-hole conductor b2 is a connection conductor formed so as to penetrate the insulator layer 12b, and connects the coil conductor 14b and the coil conductor 14c.
  • the via-hole conductor b3 is a connection conductor formed so as to penetrate the insulator layer 12c, and connects the coil conductor 14c and the coil conductor 14d.
  • the via-hole conductors b1 to b3 are preferably provided at positions overlapping the coil conductors 14a and 14d as shown in FIG. 1 when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the connecting portion 16 is a linear conductor formed of a metal foil in a rectangular annular track constituted by the coil conductor 14 on the insulator layer 12a located on the uppermost side in the z-axis direction.
  • One end of the connection portion 16 constitutes a land conductor 17a.
  • the connecting portion 20a is a linear conductor formed of a metal foil on the insulator layer 12a located on the uppermost side in the z-axis direction. One end of the connecting portion 20a is connected to the end of the coil conductor 14a that is not connected to the via-hole conductor b1. The other end of the connecting portion 20a constitutes an end t2 of the antenna coil L and constitutes a land conductor 17b.
  • the connecting portion 20d is a linear conductor formed of a metal foil on the insulator layer 12d located on the lowest side in the z-axis direction. One end of the connecting portion 20d is connected to the end of the coil conductor 14d that is not connected to the via-hole conductor b3. The other end of the connecting portion 20d overlaps with the connecting portion 16 when viewed in plan from the z-axis direction, and constitutes an end t1 of the antenna coil L.
  • the wireless IC 18 is an integrated circuit that is electrically connected to the land conductors 17a and 17b and processes transmission / reception signals exchanged with the reader / writer.
  • the wireless IC 18 is directly mounted on the land conductors 17a and 17b with solder or the like.
  • the wireless IC 18 stores information related to a usable section of the commuter pass and information related to the owner of the commuter pass. These pieces of information may be rewritable or may have an information processing function other than the RFID system including the reader / writer and the wireless IC device 10a.
  • the via-hole conductors b11 to b13 constitute a single via-hole conductor (through via-hole conductor) B, and are provided between the end t1 and the wireless IC 18.
  • the via-hole conductors b11 to b13 are connection conductors provided so as to penetrate the insulator layers 12a to 12c, respectively, and connect the connection portion 16 and the end t1 of the connection portion 20d. Therefore, the via-hole conductors b11 to b13 are a connection portion 16 that is a conductor layer provided on the most positive side in the z-axis direction and a connection portion that is a conductor layer provided on the most negative side in the z-axis direction. 20d is connected.
  • the wireless IC device 10a is configured by laminating a plurality of insulator layers 12a to 12d shown in FIG.
  • the wireless IC device 10a forms an equivalent circuit as shown in FIG. More specifically, the capacitor C10a of the coil conductor 14 is connected in parallel between the inductance L10a of the antenna coil L and the resistor R10a of the wireless IC 18. In FIG. 3, the parasitic capacitance of the wireless IC 18 is omitted.
  • the wireless IC device 10a has a configuration for suppressing the resonance frequency from deviating from a desired value.
  • a configuration for suppressing the resonance frequency from deviating from a desired value will be described with reference to FIG.
  • the via-hole conductors b1, b2, and b3 have the length of the current path from the end t2 in this order in the antenna coil L.
  • the length of the current path is the length of the antenna coil L existing between the end t2 and the via-hole conductors b1, b2, b3.
  • the distance D1 between the via-hole conductor B and the via-hole conductor b1 is a distance D2 between the via-hole conductor B and the other via-hole conductors b2 and b3 as shown in FIG. 2A when viewed in plan from the z-axis direction. , D3 is larger.
  • the distance D2 is larger than the distance D3.
  • the via-hole conductor B is provided closer to the wireless IC 18 than the via-hole conductors b1 to b3, as shown in FIG.
  • the conventional antenna pattern 504 shown in FIG. 14 is provided on a plurality of antenna substrates 502 and connected to each other through through holes b501 to b504. Since the through hole b504 connects the antenna patterns 504a and 504d, the through hole b504 extends in parallel with the through hole b501.
  • the through hole b501 is connected near one terminal of the IC chip 508, and the through hole b504 is connected near the other terminal of the IC chip 508.
  • the IC chip 508 has the highest resistance value. Therefore, the potential difference between the through hole b501 and the through hole b504 is larger than the potential difference between the through hole b501 and the other through holes b502 and b503.
  • stray capacitance is generated between each of the through hole b501 and the through holes b502 to b504. Therefore, charging / discharging of electric charges is generated between the through hole b501 and the through holes b502 to b504 due to a potential difference. In particular, a large amount of charge is easily charged and discharged between the through hole b501 and the through hole b504 where the largest potential difference occurs. As described above, when charge is charged and discharged, the through hole b501 and the through hole b504 function as a capacitor, and the resonance frequency of the antenna coil L is shifted. Therefore, it is desirable to minimize the stray capacitance generated between the through hole b501 and the through hole b504 where a large potential difference occurs.
  • the distance D1 between the via-hole conductor B and the via-hole conductor b1 is, as viewed in plan from the z-axis direction, as shown in FIG. 2A, the via-hole conductor B and another via-hole conductor b2 , B3 are larger than the distances D2, D3.
  • the stray capacitance generated between the via-hole conductor B and the via-hole conductor b1 is smaller than the stray capacitance generated between the via-hole conductor B and the other via-hole conductors b2 and b3.
  • the wireless IC device 10a As described above, it is possible to reduce the variation of the resonance frequency depending on the use situation as described below.
  • the coil electrodes 14a to 14d overlap each other in the z-axis direction as shown in FIG. Therefore, when a current flows through the antenna coil L, as shown in FIG. 2B, between the coil electrodes 14 facing each other (between the coil electrode 14a and the coil electrode 14b in FIG. 2B).
  • the electric lines of force E10a that contribute to the formation of the capacitor C10a in FIG. 3 are generated. That is, the electric lines of force E10a are not generated above the coil electrode 14a in the z-axis direction.
  • the capacitance C10a does not vary depending on how the wireless IC device 10a is held, and the resonance frequency of the wireless IC device 10a is suppressed from varying depending on the use situation.
  • the via hole conductor B is provided closer to the wireless IC 18 than the via hole conductors b1 to b3, as shown in FIG. Therefore, the length of the connecting portion 16 that connects the via-hole conductor B and the wireless IC 18 can be shortened. Since the connection portion 16 is provided in the antenna coil L when viewed in plan from the z-axis direction, the magnetic flux generated by the antenna coil L is obstructed. Therefore, by shortening the connection part 16 like the wireless IC device 10a, the connection part 16 is prevented from interfering with the magnetic flux of the antenna coil L. As a result, the inductance value of the antenna coil L can be increased.
  • the coil conductors 14a to 14d are overlapped when viewed in plan from the z-axis direction. This suppresses leakage of magnetic flux generated by the coil conductors 14a to 14d from the space sandwiched between the coil conductors 14a to 14d in the z-axis direction. That is, the magnetic flux generated by the coil conductors 14a to 14d is suppressed from leaking out of the wireless IC device 10a. As a result, even if the dielectric constant around the wireless IC device 10a changes due to the human hand touching the wireless IC device 10a, the magnetic flux does not pass through the human hand, so that it is generated between the coil conductors 14a to 14d. Stray capacitance does not change. As described above, in the wireless IC device 10a, when the stray capacitance between the coil conductors 14a to 14d changes during use, the resonance frequency of the antenna coil L is suppressed from fluctuating.
  • the coil conductor 14d provided on the most negative side in the z-axis direction circulates around the coil axis of the antenna coil L with a length of less than one turn. Therefore, the potential difference between the via hole conductor B and the via hole conductor b3 is reduced. Therefore, even if the via-hole conductor B and the via-hole conductor b3 are brought close to each other as in the wireless IC device 10a, the resonance frequency of the antenna coil L is unlikely to fluctuate.
  • the inductance value is likely to change due to magnetic coupling between the via-hole conductor B and the via-hole conductors b1 to b3. Therefore, it is desirable that the distance between the via-hole conductor B and the via-hole conductors b1 to b3 is as large as possible.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the wireless IC device 10b according to the second embodiment.
  • the x axis is the long side direction of the wireless IC device 10b
  • the y axis is the short side direction of the wireless IC device 10b
  • the z axis is the stacking direction of the wireless IC device 10b.
  • FIG. 5 is a cross-sectional structure diagram of the wireless IC device 10b in the zy plane. 4 and 5, the same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. 1 and 2A.
  • the difference between the wireless IC device 10a and the wireless IC device 10b is that the coil conductors 14a and 14d are replaced with coil conductors 24a and 24d. More specifically, the line widths of the coil conductors 24a and 24d are formed wider than the line widths of the coil conductors 14b and 14c. Accordingly, the coil conductors 24a and 24d located at both ends in the z-axis direction have a wider line width than the other coil conductors 14b and 14c.
  • the coil conductors 24a and 24d cover at least a part of the other coil conductors 14b and 14c in the line width direction when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the coil conductor 24a and the coil conductor 14b will be described.
  • the coil conductor 14b is provided so that both ends thereof are accommodated in the coil conductor 24a and do not protrude in the line width direction. Thereby, the electric lines of force E10b generated between the coil conductor 24a and the coil conductor 14b are unlikely to protrude from the coil conductor 24a when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the coil conductors 24a and 24d cover at least part of the other coil conductors 14b and 14c when viewed in plan from the z-axis direction.
  • This “being at least partially covered” means, for example, that there is a portion where the coil conductor 24a is not provided on the upper side of the coil conductor 14b in the z-axis direction (portion ⁇ in FIG. 4).
  • 24a means that the coil conductor 14b may not be completely covered.
  • the other configuration of the wireless IC device 10b is the same as that of the wireless IC device 10a, and thus the description thereof is omitted.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the wireless IC device 10c according to the third embodiment.
  • the x-axis is the long side direction of the wireless IC device 10c
  • the y-axis is the short side direction of the wireless IC device 10c
  • the z-axis is the stacking direction of the wireless IC device 10c.
  • FIG. 7 is a cross-sectional structure diagram of the wireless IC device 10c in the zy plane. 6 and 7, the same reference numerals are assigned to the same components as those in FIGS. 4 and 5.
  • the difference between the wireless IC device 10b and the wireless IC device 10c is that the insulator layer 12c is not provided and that the coil conductor 14b is replaced with the coil conductor 34b.
  • the wireless IC device 10b is configured by stacking four insulating layers 12, whereas the wireless IC device 10c is configured by stacking three insulating layers 12 as shown in FIG. Configured. Therefore, in the wireless IC device 10c, the number of coil conductors 24 and 34 is one less than that in the wireless IC device 10b. Therefore, in the wireless IC device 10c, the number of turns of the antenna coil L of the wireless IC device 10c is made equal to the number of turns of the antenna coil L of the wireless IC device 10b by setting the length of the coil conductor 34b to two turns. Yes.
  • the other configuration of the wireless IC device 10c is the same as that of the wireless IC device 10b, and thus the description thereof is omitted.
  • the resonance frequency of the antenna coil L is suppressed from deviating from a desired value.
  • the coil conductors 24a and 24d positioned at both ends in the z-axis direction circulate around the coil axis of the antenna coil L with a length of less than one turn
  • the coil conductors 34b other than the coil conductors 24a and 24d are used. May circulate around the coil axis of the antenna coil L with a length of one or more rounds. Since the wireless IC device 10c has the above-described configuration, as described below, it is possible to reduce the variation in the resonance frequency depending on the use situation, and to increase the number of turns of the antenna coil L even with a small number of layers. Is possible.
  • the coil conductor 34b since the coil conductor 34b circulates around the coil axis a plurality of times as shown in FIG. 6, the coil conductors 34b are close to each other on the insulator layer 12b as shown in FIG. Lined up in a state. Therefore, when a current flows through the antenna coil L, an electric force line E10c is generated in the vertical direction of the coil conductor 34b in the z-axis direction.
  • the coil conductor 34b is not a coil conductor located at both ends in the z-axis direction, there is a sufficient distance from the coil conductor 34b to the outside of the wireless IC device 10c. Therefore, as shown in FIG. 7, the electric lines of force E10c generated between the coil conductors 34b hardly protrude from the wireless IC device 10c. Therefore, when the wireless IC device 10c is held by a human hand, the capacitance of the antenna coil L is suppressed from changing due to the electric lines of force E10c passing through the human hand.
  • the coil conductors 24a and 24d when the coil conductors 24a and 24d are viewed in plan from the z-axis direction, at least a part of the other coil conductors 34b is covered in the line width direction, which will be described below. As described above, it is possible to more effectively suppress the variation in the resonance frequency depending on the usage state of the wireless IC device 10c. More specifically, as shown in FIG. 7, the coil conductor 34 b does not protrude into both ends of the coil conductors 24 a and 24 d (the coil conductor 24 d is not shown in FIG. 7) in the line width direction. It is provided as follows.
  • the electric lines of force E10c are shielded by the coil conductors 24a and 24d, and are more effectively suppressed from protruding out of the wireless IC device 10c. As a result, it is possible to more effectively suppress variations in resonance frequency due to the holding state of the wireless IC device 10c. Although electric lines of force are also generated between the coil conductor 24a and the coil conductor 34b, it is difficult to protrude outside the coil conductor 24a as in the first and second embodiments. Can be suppressed.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view of the wireless IC device 10d according to the fourth embodiment.
  • the x-axis is the long-side direction of the wireless IC device 10d
  • the y-axis is the short-side direction of the wireless IC device 10d
  • the z-axis is the stacking direction of the wireless IC device 10d.
  • FIG. 9 is a cross-sectional structure diagram in the xz plane in the vicinity of the electromagnetic coupling module 60 of the wireless IC device 10d.
  • the same components as those in FIGS. 1 and 2A are denoted by the same reference numerals.
  • the wireless IC 18 is directly connected to the land conductors 17a and 17b of the connecting portions 16 and 20a, whereas in the wireless IC device 10d, as shown in FIG. Are electrically connected to the land conductors 17a and 17b of the connecting portions 16 and 20a via the feeder circuit board 70.
  • the wireless IC 18 and the power feeding circuit board 70 constitute an electromagnetic coupling module 60.
  • connection electrode 58 is provided on the lower surface of the wireless IC 18.
  • the wireless IC 18 is mounted on the power supply circuit board 70 via the connection electrode 58.
  • the power feeding circuit board 70 includes an inductance element connected to the wireless IC 18 and includes external electrodes 79a and 79b on the lower surface.
  • the external electrodes 79a and 79b are connected to the land conductors 17a and 17b of the connection portions 16 and 20a, respectively.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the feeder circuit board 70.
  • the feeder circuit board 70 is formed by laminating, pressing and firing ceramic sheets 71A to 71H made of a dielectric material, and connection electrodes 72a and 72b, electrodes 72c and 72d, and via-hole conductors 73a and 73b are formed on the sheet 71A.
  • the ceramic sheet 71B has capacitor electrodes 78a, conductor patterns 75a and 75b, and via-hole conductors 73c to 73e
  • the ceramic sheet 71C has capacitor electrodes 78b and via-hole conductors 73d to 73f.
  • conductor patterns 76a and 76b and via-hole conductors 73e, 73f, 74a, 74b and 74d are formed on the ceramic sheet 71D
  • conductor patterns 76a and 76b and via-hole conductors 73e, 73f, 74a, 74c and 74e are formed on the ceramic sheet 71E.
  • the ceramic sheet 71F is formed with capacitor electrodes 77, conductor patterns 76a and 76b, and via-hole conductors 73e, 73f, 74f, and 74g.
  • the ceramic sheet 71G is formed with conductor patterns 76a and 76b and via-hole conductors 73e, 73f, and 74f. 74g and conductor patterns 76a and 76b and via-hole conductors 73f are formed on the ceramic sheet 71H.
  • the inductance element L1 is configured by the conductor pattern 76a spirally connected by the via-hole conductors 74c, 74d, and 74g, and spirally formed by the via-hole conductors 74b, 74e, and 74f.
  • the connected conductor pattern 76b constitutes an inductance element L2
  • the capacitor electrodes 78a and 78b constitute a capacitance element C1
  • the capacitor electrodes 78b and 77 constitute a capacitance element C2.
  • One end of the inductance element L1 is connected to the capacitor electrode 78b via the via-hole conductor 73d, the conductor pattern 75a, and the via-hole conductor 73c, and one end of the inductance element L2 is connected to the capacitor electrode 77 via the via-hole conductor 74a.
  • the other ends of the inductance elements L1 and L2 are combined together on the ceramic sheet 71H and connected to the connection electrode 72a via the via-hole conductor 73e, the conductor pattern 75b, and the via-hole conductor 73a.
  • the capacitor electrode 78a is electrically connected to the connection electrode 72b through the via-hole conductor 73b.
  • connection electrodes 72 a to 72 d are connected to the wireless IC 18 through the connection electrode 58.
  • external electrodes 79a and 79b are provided on the lower surface of the feeder circuit board 70 by applying a conductive paste, the external electrode 79a is coupled to the inductance elements L1 and L2 by a magnetic field, and the external electrode 79b is connected via a via-hole conductor 73f.
  • the capacitor electrode 78b is electrically connected.
  • the inductance elements L1 and L2 have a structure in which two conductor patterns 76a and 76b are arranged in parallel.
  • the two conductor patterns 76a and 76b have different line lengths, can have different resonance frequencies, and can widen the band of the wireless IC device.
  • Each of the ceramic sheets 71A to 71H may be a sheet made of a magnetic ceramic material, and the power supply circuit board 70 may be manufactured by a multilayer substrate manufacturing process such as a conventionally used sheet lamination method or thick film printing method. Can be easily obtained.
  • the ceramic sheets 71A to 71H are formed as flexible sheets made of a dielectric material such as polyimide or liquid crystal polymer, and electrodes and conductors are formed on the sheet by a thick film forming method or the like.
  • a laminated body may be formed by thermocompression bonding or the like, and inductance elements L1 and L2 and capacitance elements C1 and C2 may be incorporated.
  • the inductance elements L1 and L2 and the capacitance elements C1 and C2 are provided at different positions in a plan view, and are coupled magnetically to the external electrode 79a by the inductance elements L1 and L2, and the external electrode 79b is a capacitance. This is one electrode constituting the element C1.
  • the electromagnetic coupling module 60 in which the wireless IC 18 is mounted on the power supply circuit board 70 receives a high-frequency signal from a reader / writer (not shown) by the antenna coil L, and magnetically couples with the external electrodes 79a and 79b via the antenna coil L.
  • the resonance circuit is resonated, and only a reception signal in a predetermined frequency band is supplied to the wireless IC 18.
  • a predetermined energy is extracted from the received signal, and information stored in the wireless IC 18 using this energy as a drive source is matched with a predetermined frequency by a resonance circuit, and then the external electrodes 79a and 79b and the antenna coil L are matched.
  • the data is transmitted to the reader / writer via.
  • the resonance frequency characteristic is determined by a resonance circuit composed of the inductance elements L1 and L2 and the capacitance elements C1 and C2.
  • the frequency of the signal from the antenna coil L is substantially determined by the self-resonance frequency of the resonance circuit.
  • the other configuration of the wireless IC device 10d is the same as that of the wireless IC device 10a, and thus the description thereof is omitted.
  • the power supply circuit board 70 can also be applied to the wireless IC devices 10b and 10c other than the wireless IC device 10a.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of a wireless IC device 10e according to the fifth embodiment.
  • the x-axis is the long side direction of the wireless IC device 10e
  • the y-axis is the short side direction of the wireless IC device 10e
  • the z-axis is the stacking direction of the wireless IC device 10e.
  • the first difference between the wireless IC device 10a and the wireless IC device 10e is that in the wireless IC device 10a, the coil conductors 14a to 14d circulate around the coil axis of the antenna coil L with a length of less than one turn. On the other hand, in the wireless IC device 10e, the coil conductors 114b and 114c circulate around the coil axis of the antenna coil L by a length of 7/4.
  • the second difference between the wireless IC device 10a and the wireless IC device 10e is that, in the wireless IC device 10a, the coil conductor 14a is provided on the insulator layer 12a provided on the most positive side in the z-axis direction. On the other hand, in the wireless IC device 10e, the coil conductor 114 is not provided on the insulator layer 112a provided on the most positive side in the z-axis direction. Details of the wireless IC device 10e will be described below.
  • the wireless IC device 10e includes insulator layers 112a to 112c, land conductors 17a, 19a, and 19b, a wireless IC 18, an antenna coil L, and via-hole conductors b31 and b32.
  • the antenna coil L has a spiral shape that advances in the z-axis direction while rotating by connecting the land conductor 17b, the coil conductors (conductor layers) 114b and 114c, and the via-hole conductors b21 and b22.
  • an alphabet or numeral is appended to the reference symbol, and when an element is generically referred to, the alphabet or number after the reference symbol is omitted.
  • the insulator layer 112 is a rectangular sheet made of an insulating material, and is made of, for example, an LCP (liquid crystal polymer) or a polyethylene terephthalate (PET) resin sheet.
  • LCP liquid crystal polymer
  • PET polyethylene terephthalate
  • the land conductors 17a, 17b, 19a, 19b are formed on the insulator layer 112a by a metal foil such as a copper foil or an aluminum foil.
  • the land conductor 17b constitutes an end t2 of the antenna coil L.
  • the land conductors 19a and 19b are dummy conductors that are not electrically connected to the antenna coil L.
  • the coil conductors 114b and 114c are formed on the insulator layers 112b and 112c so as to have the same line width by a metal foil such as a copper foil or an aluminum foil.
  • the coil conductor 114 circulates around the coil axis of the antenna coil L with a length of 7/4. Further, as shown in FIG. 11, the coil conductors 114b and 114c overlap each other when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the via-hole conductor b21 is a connection conductor formed so as to penetrate the insulator layer 112a, and connects the land conductor 17b and the coil conductor 114b.
  • the via-hole conductor b22 is a connection conductor formed so as to penetrate the insulator layer 112b, and connects the coil conductor 114b and the coil conductor 114c.
  • the wireless IC 18 is an integrated circuit that is electrically connected to the land conductors 17a and 17b and processes transmission / reception signals exchanged with the reader / writer.
  • the wireless IC 18 is directly mounted on the land conductors 17a, 17b, 19a, 19b with solder or the like.
  • the wireless IC 18 stores information relating to a usable section of the commuter pass and information relating to the owner of the commuter pass. These pieces of information may be rewritable and may have an information processing function other than the RFID system including the reader / writer and the wireless IC device 10e.
  • the via-hole conductors b31 and b32 constitute a single via-hole conductor (through via-hole conductor) B, and are provided between the end t1 and the wireless IC 18.
  • the via-hole conductors b31 and b32 are connection conductors provided so as to penetrate the insulator layers 112a and 112b, respectively, and connect the land conductor 17a and the end t1 of the coil conductor 114c. Therefore, the via-hole conductors b31 and b32 are the land conductor 17a that is the conductor layer provided on the most positive side in the z-axis direction and the coil conductor that is the conductor layer provided on the most negative direction side in the z-axis direction. 114c.
  • a plurality of insulator layers 112a to 112c shown in FIG. 11 are laminated to form a wireless IC device 10e.
  • the wireless IC device 10e has a configuration for suppressing the resonance frequency from deviating from a desired value, similarly to the wireless IC device 10a.
  • the via-hole conductors b21 and b22 have the length of the current path from the end t2 in this order in the antenna coil L.
  • the distance D11 between the via-hole conductor B and the via-hole conductor b21 is larger than the distance D12 between the via-hole conductor B and the via-hole conductor b22 as shown in FIG. 11 when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the resonance frequency can be prevented from deviating from a desired value, similarly to the wireless IC device 10a.
  • the coil conductor 14 of the wireless IC device 10a circulates around the coil axis of the antenna coil L with a length of one round, whereas the coil conductor 114 of the wireless IC device 10e is The coil shaft is circulated with a length of 7/4. Therefore, the wireless IC device 10e can obtain the same inductance value as the wireless IC device 10e with fewer coil conductors 114 than the wireless IC device 10a. As a result, in the wireless IC device 10e, the thickness in the z-axis direction can be reduced as compared with the wireless IC device 10a.
  • FIG. 12 is an exploded perspective view of a wireless IC device 10f according to the sixth embodiment.
  • the x axis is the long side direction of the wireless IC device 10f
  • the y axis is the short side direction of the wireless IC device 10f
  • the z axis is the stacking direction of the wireless IC device 10f.
  • the first difference between the wireless IC device 10e and the wireless IC device 10f is that, in the wireless IC device 10e, the via-hole conductor B extends in the z-axis direction inside the antenna coil L, whereas the wireless IC device 10e is wireless. In the IC device 10f, the via-hole conductor B extends in the z-axis direction outside the antenna coil L.
  • the second difference between the wireless IC device 10e and the wireless IC device 10f is that in the wireless IC device 10e, the via-hole conductor B is directly connected to the land conductor 17a, whereas in the wireless IC device 10f, The via-hole conductor B is not directly connected to the land conductor 17a. Details of the wireless IC device 10f will be described below.
  • the wireless IC device 10f includes insulator layers 212a to 212e, land conductors 17a, 19a, and 19b, a wireless IC 18, a connection portion 120, an antenna coil L, and via-hole conductors b31 to b33, b41.
  • the antenna coil L has a spiral shape that rotates in the z-axis direction while being rotated by connecting the land conductor 17b, the coil conductors (conductor layers) 214c to 214e, and the via-hole conductors b21 to b24.
  • an alphabet or numeral is appended to the reference symbol, and when an element is generically referred to, the alphabet or number after the reference symbol is omitted.
  • the insulator layer 212 is a rectangular sheet made of an insulating material, and is made of, for example, an LCP (liquid crystal polymer) or a polyethylene terephthalate (PET) resin sheet.
  • LCP liquid crystal polymer
  • PET polyethylene terephthalate
  • the land conductors 17a, 17b, 19a, and 19b are formed of a metal foil such as a copper foil or an aluminum foil on the insulator layer 212a.
  • the land conductor 17b constitutes an end t2 of the antenna coil L.
  • the land conductors 19a and 19b are dummy conductors that are not electrically connected to the antenna coil L.
  • the coil conductors 214c to 214e are formed on the insulating layers 212c to 212e so as to have the same line width by a metal foil such as a copper foil or an aluminum foil.
  • the coil conductors 214c and 214d circulate around the coil axis of the antenna coil L with a length of 7/4.
  • the coil conductor 214e circulates around the coil axis of the antenna coil L with a length of two rounds. Further, as shown in FIG. 12, the coil conductors 214c to 214e overlap each other when viewed in plan from the z-axis direction. One end of the coil conductor 214e constitutes an end t1 of the antenna coil L.
  • the via-hole conductors b21 and b22 are connection conductors formed so as to penetrate the insulator layers 212a and 212b, respectively, and connect the land conductor 17b and the coil conductor 214c.
  • the via-hole conductor b23 is a connection conductor formed so as to penetrate the insulator layer 212c, and connects the coil conductor 214c and the coil conductor 214d.
  • the via-hole conductor b24 is a connection conductor formed so as to penetrate the insulator layer 212d, and connects the coil conductor 214d and the coil conductor 214e.
  • the wireless IC 18 is an integrated circuit that is electrically connected to the land conductors 17a and 17b and processes transmission / reception signals exchanged with the reader / writer.
  • the wireless IC 18 is directly mounted on the land conductors 17a, 17b, 19a, 19b with solder or the like.
  • the wireless IC device 10f When the wireless IC device 10f is used as a commuter pass, the wireless IC 18 stores information relating to a usable section of the commuter pass and information relating to the owner of the commuter pass. These pieces of information may be rewritable and may have an information processing function other than the RFID system including the reader / writer and the wireless IC device 10f.
  • the connecting portion 120 is a linear conductor formed of a metal foil such as a copper foil or an aluminum foil on the insulator layer 212b. One end of the connecting portion 120 overlaps the land conductor 17a when viewed in plan from the z-axis direction. The other end of the connecting portion 120 overlaps the coil conductor 214e when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the via-hole conductors b31 to b33 constitute a single via-hole conductor (through via-hole conductor) B, and are provided between the end t1 and the wireless IC 18.
  • the via-hole conductors b31 to b33 are connection conductors provided so as to penetrate the insulator layers 212b to 212d, respectively, and connect the other end of the connection part 120 and the end t1 of the coil conductor 214e. ing.
  • the via-hole conductor b41 is a connection conductor provided so as to penetrate the insulator layer 212a, and connects the land conductor 17a and one end of the connection portion 120.
  • a plurality of insulator layers 212a to 212e shown in FIG. 12 are laminated to constitute the wireless IC device 10f.
  • the wireless IC device 10f has a configuration for suppressing the resonance frequency from deviating from a desired value, similarly to the wireless IC device 10a.
  • the via-hole conductors b21, b22, b23, and b24 have the length of the current path from the end t2 in this order in the antenna coil L.
  • the distance D21 between the via-hole conductor B and the via-hole conductors b21 and b22 is as shown in FIG. 12 from the distances D22 and D23 between the via-hole conductor B and the via-hole conductors b23 and b24 when viewed in plan from the z-axis direction. Is also getting bigger.
  • the wireless IC device 10f similarly to the wireless IC device 10a, it is possible to suppress the resonance frequency from deviating from a desired value.
  • the wireless IC device according to the embodiment of the present invention is not limited to the wireless IC devices 10a to 10f described in the first to sixth embodiments, and can be changed within the scope of the gist thereof.
  • the length of the coil conductor 14 being less than one turn means that the length is substantially less than one turn. Therefore, it is allowed that the length of the coil conductor 14 slightly exceeds one turn so that the resonance frequency of the wireless IC device 10 does not vary depending on the use situation.
  • the coil conductors 14, 24, 34, 114, and 214 are provided so as to coincide with the line width direction when viewed in plan from the z-axis direction.
  • the lower coil conductors 14, 24, 34, 114, and 214 in the z-axis direction are viewed from the upper coil conductors 14, 24, 34, 114, and 214 in the z-axis direction when viewed in plan from the z-axis direction. You may protrude a little.
  • the amount of protrusion of the coil conductors 14, 24, 34, 114, and 214 needs to be an extent that does not affect the resonance frequency.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of the wireless IC card 80.
  • an insulator layer 12 such as a glass epoxy substrate, polyimide, vinyl chloride, polyethylene terephthalate (PET), PET-G, or liquid crystal polymer resin.
  • a coil conductor 14 shown in FIG. 1 is formed on each of the insulator layers 12.
  • the coil conductor 14 is formed by, for example, an etching process.
  • connection portions 16, 20a, 20d are also formed by, for example, an etching process. More specifically, the connecting portion 20a connected to the coil conductor 14a is formed on the insulator layer 12a, and the connecting portion 16 is formed at a position away from the connecting portion 20a by a region where the wireless IC 18 is mounted. Further, on the insulator layer 12d, a connection portion 20d that overlaps with the connection portion 16 and is connected to the coil conductor 14d when viewed in plan from the z-axis direction is formed.
  • the coil conductors 14a to 14d and the connection portions 16, 20a, and 20d can also be formed by a screen printing method in which a conductive paste is applied.
  • a laser beam is irradiated from the back side to the positions where the via-hole conductors b1 to b3 and b11 to b13 of the insulator layers 12a to 12c are formed to form via holes.
  • the via holes formed in the insulator layers 12a to 12c are filled with a conductive paste mainly composed of copper to form via hole conductors b1 to b3 and b11 to b13 shown in FIG.
  • the plurality of insulator layers 12a to 12d are aligned and laminated so that the plurality of coil conductors 14a to 14d are overlapped to form one ring.
  • the connecting portions 16 and 20d also overlap each other.
  • the wireless IC 18 is mounted on the connection parts 16 and 20a of the insulator layer 12a. Specifically, the wireless IC 18 is mounted by a flip chip mounting method using an anisotropic conductive film (ACF). At this time, alignment is performed so that the wireless IC 18 is connected to the connection portions 16 and 20a, and temporary bonding is performed, and then the wireless IC 18 is permanently bonded by applying heat pressure.
  • the wireless IC device 10a is completed through the above steps.
  • the wireless IC card 80 is manufactured by attaching the overlay sheets 82a and 82b using the adhesive sheets 84a and 84b. More specifically, the adhesive sheet 84a and the overlay sheet 82a are stacked on the upper side in the z-axis direction of the wireless IC device 10a, and the adhesive sheet 84b and the overlay sheet 82b are stacked on the lower side of the wireless IC device 10a. And these are heated and pressure-bonded. Thereby, the wireless IC card 80 is completed.
  • the wireless IC device manufacturing method the method of manufacturing the wireless IC device 10a has been described.
  • the wireless IC devices 10b to 10f can be manufactured by substantially the same manufacturing method.
  • an electromagnetic coupling module 60 including the wireless IC 18 and the power feeding circuit board 70 is mounted instead of the wireless IC 18.
  • the present invention is useful for a wireless IC device, and is particularly excellent in that the resonance frequency can be suppressed from deviating from a desired value.
  • Electromagnetic coupling module 70 Feeding circuit board 80 Wireless IC card

Abstract

 共振周波数が所望の値からずれることを抑制できる無線ICデバイスを提供する。  アンテナコイル(L)は、z軸方向の最も負方向側に設けられている接続部(20d)に位置する端部(t1)、及び、z軸方向の最も正方向側に設けられている接続部(20a)に位置する端部(t2)を有している。無線IC(18)は、端部(t1,t2)に電気的に接続されている。ビアホール導体(B)は、端部(t1)と無線IC(18)との間に設けられ、かつ、複数の絶縁体層(12a~12c)を貫通している。ビアホール導体(b1)は、アンテナコイル(L)において、複数のビアホール導体(b1~b3)の内で、端部(t2)からの電流経路の長さが最も短くなるように設けられている。ビアホール導体(B)とビアホール導体(b1)との距離は、貫通ビアホール導体(B)とビアホール導体(b2,b3)との距離よりも大きい。

Description

無線ICデバイス
 本発明は、無線IC(Integrated Circuit)デバイスに関し、より特定的には、RFID(Radio Frequency Identification)システムに用いられる無線ICを有する無線ICデバイスに関する。
 入退室管理、定期券、クレジットカード等に使用される無線ICデバイスとしては、例えば、特許文献1に記載のRFIDタグが知られている。図14は、特許文献1に記載のRFIDタグ500の分解斜視図である。
 図14に示すRFIDタグ500は、アンテナ基板502(502a~502d)、チップ接続端子506a,506b、ICチップ508、封止樹脂510及びアンテナコイルLを備えている。アンテナコイルLは、図14に示すように、アンテナパターン504(504a~504d)及びスルーホールb501~b504により構成されている。
 アンテナ基板502は、長方形状の絶縁体層である。アンテナパターン504a~504dはそれぞれ、渦巻状をなす線状導体であり、アンテナ基板502a~502d上に設けられている。スルーホールb501は、アンテナパターン504a,504b間を接続している。スルーホールb502は、アンテナパターン504b,504c間を接続している。スルーホールb503は、アンテナパターン504c,504d間を接続している。スルーホールb504は、アンテナパターン504a,504d間を接続している。
 チップ接続端子506aは、アンテナ基板502aに設けられ、アンテナパターン504aに接続されている。チップ接続端子506bは、アンテナ基板502aに設けられ、スルーホールb504に電気的に接続されている。ICチップ508は、チップ接続端子506a,506bに実装される。そして、ICチップ508は、封止樹脂510により覆われて保護されている。
 以上のようなRFIDタグ500では、アンテナコイルLとICチップ508とが接続されている。そして、RFIDタグ500は、図示しないリーダライタとの間で信号のやり取りを行う。
 ところで、特許文献1に記載のRFIDタグ500では、スルーホールb501とスルーホールb502~b504とは、平行に延在している。故に、スルーホールb504とスルーホールb501~b503との間のそれぞれには、浮遊容量が発生している。このような浮遊容量の発生は、RFIDタグ500の共振周波数が所望の値からずれる原因となる。
特開2007-102348号公報
 そこで、本発明の目的は、共振周波数が所望の値からずれること抑制できる無線ICデバイスを提供することである。
 本発明の一形態に係る無線ICデバイスは、複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、複数の導体層及び複数のビアホール導体が接続されることにより構成されている螺旋状のアンテナコイルであって、積層方向の最も下側に設けられている前記導体層に位置する第1の端部、及び、積層方向の最も上側に設けられている前記導体層に位置する第2の端部を有しているアンテナコイルと、前記第1の端部及び前記第2の端部に電気的に接続されている無線ICと、前記第1の端部と前記無線ICとの間に設けられ、かつ、複数の前記絶縁体層を貫通している貫通ビアホール導体と、を備え、前記複数のビアホール導体は、前記アンテナコイルにおいて、前記複数のビアホール導体の内で、前記第2の端部からの電流経路の長さが最も短くなるように設けられている第1のビアホール導体と、前記第1のビアホール導体以外の第2のビアホール導体と、を含み、積層方向から平面視したときに、前記貫通ビアホール導体と前記第1のビアホール導体との距離は、該貫通ビアホール導体と前記第2のビアホール導体との距離よりも大きいこと、を特徴とする。
 本発明の一形態である無線ICデバイスによれば、共振周波数が所望の値からずれること抑制できる。
第1の実施形態に係る無線ICデバイスの分解斜視図である。 図2(a)は、図1に示す無線ICデバイスをz軸方向から平面視した図である。図2(b)は、図2(a)に示す無線ICデバイスのA-Aにおける断面構造図である。 図1に示す無線ICデバイスの等価回路図である。 第2の実施形態に係る無線ICデバイスの分解斜視図である。 図4に示す無線ICデバイスのzy平面における断面構造図である。 第3の実施形態に係る無線ICデバイスの分解斜視図である。 図6に示す無線ICデバイスのzy平面における断面構造図である。 第4の実施形態に係る無線ICデバイスの分解斜視図である。 図8に示す無線ICデバイスの電磁結合モジュール近傍のxz平面における断面構造図である。 給電回路基板の分解斜視図である。 第5の実施形態に係る無線ICデバイスの分解斜視図である。 第6の実施形態に係る無線ICデバイスの分解斜視図である。 無線ICカードの分解斜視図である。 特許文献1に記載のRFIDタグの分解斜視図である。
 以下に、本発明の実施形態に係る無線ICデバイスについて図面を参照しながら説明する。なお、各図において、共通する部品、部分は同じ参照符号を付し、重複する説明は省略する。
(第1の実施形態)
 以下に、本発明の第1の実施形態に係る無線ICデバイスについて図面を参照しながら説明する。図1は、第1の実施形態に係る無線ICデバイス10aの分解斜視図である。図1において、x軸は、無線ICデバイス10aの長辺方向であり、y軸は、無線ICデバイス10aの短辺方向であり、z軸は、無線ICデバイス10aの積層方向である。図2(a)は、無線ICデバイス10aをz軸方向から平面視した図である。図2(b)は、図2(a)に示す無線ICデバイスのA-Aにおける断面構造図である。図3は、図1に示す無線ICデバイス10aの等価回路図である。
 無線ICデバイス10aは、13.56MHzの共振周波数を有し、電磁誘導方式によりリーダライタとの間で送受信信号を伝達する。無線ICデバイス10aは、図1に示すように、絶縁体層12a~12d、接続部16、無線IC18、アンテナコイルL及びビアホール導体b11~b13を備えている。また、アンテナコイルLは、コイル導体(導体層)14a~14d、接続部(導体層)20a,20d、及び、ビアホール導体b1~b3が接続されることにより、旋廻しながらz軸方向に進行する螺旋状をなしている。以下、個別の構成要素を示す場合には、参照符号の後ろにアルファベットや数字を付し、構成要素を総称する場合には、参照符号の後ろのアルファベットや数字を省略する。
 絶縁体層12は、絶縁性材料からなる長方形状のシートであり、例えば、LCP(液晶ポリマー)やポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂シートで作製される。
 コイル導体14a~14dはそれぞれ、絶縁体層12a~12d上に銅箔やアルミ箔などの金属箔により同じ線幅を有するように形成されている。より詳細には、コイル導体14は、絶縁体層12の各辺に沿って延びる4本の線状導体が接続されて環状(長方形)の一部が切り欠かれた形状を有している。すなわち、コイル導体14は、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を1周未満の長さで周回している。更に、コイル導体14a~14dは、図2(a)に示すように、z軸方向から平面視したときに、互いに重なることにより一つの長方形状の環状の軌道Rを構成している。
 ビアホール導体b1は、絶縁体層12aを貫通するように形成された接続導体であり、コイル導体14aとコイル導体14bとを接続している。ビアホール導体b2は、絶縁体層12bを貫通するように形成された接続導体であり、コイル導体14bとコイル導体14cとを接続している。ビアホール導体b3は、絶縁体層12cを貫通するように形成された接続導体であり、コイル導体14cとコイル導体14dとを接続している。なお、ビアホール導体b1~b3は、z軸方向から平面視したときに、図1に示すように、コイル導体14a,14dと重なる位置に設けられていることが好ましい。
 接続部16は、z軸方向の最も上側に位置する絶縁体層12a上において、コイル導体14により構成されている長方形状の環状の軌道内に金属箔により形成されている線状導体である。接続部16の一端は、ランド導体17aを構成している。
 接続部20aは、z軸方向の最も上側に位置する絶縁体層12a上に金属箔により形成されている線状導体である。接続部20aの一端は、コイル導体14aのビアホール導体b1が接続されていない方の端部に接続されている。接続部20aの他端は、アンテナコイルLの端部t2を構成していると共に、ランド導体17bを構成している。
 接続部20dは、z軸方向の最も下側に位置する絶縁体層12d上に金属箔により形成されている線状導体である。接続部20dの一端は、コイル導体14dのビアホール導体b3が接続されていない方の端部に接続されている。接続部20dの他端は、z軸方向から平面視したときに、接続部16と重なっており、アンテナコイルLの端部t1を構成している。
 無線IC18は、ランド導体17a,17bに電気的に接続され、リーダライタとの間でやり取りされる送受信信号を処理するための集積回路である。無線IC18は、ランド導体17a,17b上にはんだ等により直接に実装されている。無線IC18は、無線ICデバイス10aが定期券として用いられる場合には、定期券の利用可能な区間に関する情報や定期券の持ち主に関する情報を記憶している。これらの情報は、書き換え可能であっても良く、また、リーダライタ及び無線ICデバイス10aからなるRFIDシステム以外の情報処理機能を有していてもよい。
 ビアホール導体b11~b13は、一本のビアホール導体(貫通ビアホール導体)Bを構成しており、端部t1と無線IC18との間に設けられている。具体的には、ビアホール導体b11~b13はそれぞれ、絶縁体層12a~12cを貫通するように設けられた接続導体であり、接続部16と接続部20dの端部t1とを接続している。よって、ビアホール導体b11~b13は、z軸方向の最も正方向側に設けられている導体層である接続部16と、z軸方向の最も負方向側に設けられている導体層である接続部20dとを接続している。
 図1に示す複数の絶縁体層12a~12dが積層されることにより、無線ICデバイス10aが構成されている。これにより、無線ICデバイス10aは、図3に示すような等価回路を構成する。より詳細には、アンテナコイルLのインダクタンスL10aと無線IC18の抵抗R10aとの間に、コイル導体14の容量C10aが並列に接続されている。なお、図3では、無線IC18の有する寄生容量については省略してある。
 ところで、無線ICデバイス10aは、共振周波数が所望の値からずれること抑制するための構成を有している。以下に、かかる構成について図2(a)を参照しながら説明する。
 無線ICデバイス10aでは、ビアホール導体b1,b2,b3は、アンテナコイルLにおいて、端部t2からの電流経路の長さがこの順に長くなっている。電流経路の長さとは、端部t2からビアホール導体b1,b2,b3までの間の存在するアンテナコイルLの長さである。そして、ビアホール導体Bとビアホール導体b1との距離D1は、z軸方向から平面視したときに、図2(a)に示すように、ビアホール導体Bと他のビアホール導体b2,b3との距離D2,D3よりも大きくなっている。更に、本実施形態では、距離D2は、距離D3よりも大きくなっている。
 更に、無線ICデバイス10aでは、ビアホール導体Bは、図2(a)に示すように、ビアホール導体b1~b3よりも無線IC18の近くに設けられている。
(効果)
 以上のような無線ICデバイス10aによれば、以下に説明するように、共振周波数が所望の値からずれることを抑制できる。
 より詳細には、従来の図14に示すアンテナパターン504は、複数のアンテナ基板502に設けられ、スルーホールb501~b504により互いに接続されている。スルーホールb504は、アンテナパターン504a,504d間を接続しているので、スルーホールb501と平行に延在している。そして、スルーホールb501は、ICチップ508の一方の端子の近くに接続され、スルーホールb504は、ICチップ508の他方の端子の近くに接続されている。RFIDタグ500内において、最も抵抗値が高いのは、ICチップ508である。よって、スルーホールb501とスルーホールb504との間の電位差は、スルーホールb501と他のスルーホールb502,b503との間の電位差よりも大きくなる。
 ここで、スルーホールb501とスルーホールb502~b504との間のそれぞれには、浮遊容量が発生している。故に、スルーホールb501とスルーホールb502~b504との間のそれぞれには、電位差によって、電荷の充放電が発生する。特に、最も大きな電位差が発生するスルーホールb501とスルーホールb504との間には、多量の電荷が充放電されやすい。このように、電荷の充放電が発生すると、スルーホールb501とスルーホールb504とがコンデンサとして機能してしまい、アンテナコイルLの共振周波数がずれてしまう。よって、大きな電位差が発生するスルーホールb501とスルーホールb504との間に発生する浮遊容量をできるだけ小さくすることが望ましい。
 そこで、無線ICデバイス10aでは、ビアホール導体Bとビアホール導体b1との距離D1は、z軸方向から平面視したときに、図2(a)に示すように、ビアホール導体Bと他のビアホール導体b2,b3との距離D2,D3よりも大きくなっている。これにより、ビアホール導体Bとビアホール導体b1との間に発生する浮遊容量は、ビアホール導体Bと他のビアホール導体b2,b3との間に発生する浮遊容量よりも小さくなる。すなわち、無線ICデバイス10aでは、最も大きな電位差が発生しうるビアホール導体Bとビアホール導体b1との間に発生する浮遊容量を、その他のビアホール導体Bとビアホール導体b2,b3との間に発生する浮遊容量よりも小さくしている。そのため、ビアホール導体Bとビアホール導体b1との間に多量の電荷が充放電されることが抑制される。その結果、ビアホール導体Bとビアホール導体b1とがコンデンサとして機能することが抑制され、アンテナコイルLの共振周波数が所望の値からずれることが抑制される。
 以上のような無線ICデバイス10aによれば、以下に説明するように、使用状況によって共振周波数がばらつくことを低減できる。
 より詳細には、無線ICデバイス10aでは、コイル電極14a~14dは、図2(a)に示すように、z軸方向において、互いに重なり合っている。したがって、アンテナコイルLに電流が流れると、図2(b)に示すように、互いに対向するコイル電極14同士の間(図2(b)では、コイル電極14aとコイル電極14bとの間)に、図3の容量C10aの形成に寄与する電気力線E10aが発生する。すなわち、電気力線E10aは、コイル電極14aよりもz軸方向の上側には発生しない。その結果、図2(b)に示すように、コイル電極14aに人の手Fin1が近づいてきても、電気力線E10aが人の手Fin1を通過することがない。故に、容量C10aは、無線ICデバイス10aの保持の仕方によってばらつくことがなくなり、無線ICデバイス10aの共振周波数が使用状況によってばらつくことが抑制される。
 また、無線ICデバイス10aでは、ビアホール導体Bは、図2(a)に示すように、ビアホール導体b1~b3よりも無線IC18の近くに設けられている。そのため、ビアホール導体Bと無線IC18とを接続する接続部16の長さが短くて済む。接続部16は、z軸方向から平面視したときに、アンテナコイルL内に設けられているので、アンテナコイルLが発生した磁束を妨げてしまう。よって、無線ICデバイス10aのように、接続部16を短くすることにより、接続部16が、アンテナコイルLの磁束を妨げることが抑制されるようになる。その結果、アンテナコイルLのインダクタンス値を大きくすることができる。
 また、コイル導体14a~14dは、z軸方向から平面視したときに、重なり合っている。これにより、z軸方向においてコイル導体14a~14dによって挟まれた空間から、コイル導体14a~14dが発生した磁束が漏れることが抑制される。すなわち、コイル導体14a~14dが発生した磁束は、無線ICデバイス10a外に漏れることが抑制されている。その結果、無線ICデバイス10aに人の手が触れることにより、無線ICデバイス10aの周囲の誘電率が変化したとしても、磁束が人の手を通過しないため、コイル導体14a~14dの間に発生している浮遊容量が変化しない。以上より、無線ICデバイス10aでは、使用時において、コイル導体14a~14d間の浮遊容量が変化することによって、アンテナコイルLの共振周波数が変動することが抑制される。
 また、無線ICデバイス10aでは、z軸方向の最も負方向側に設けられているコイル導体14dは、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を1周未満の長さで周回している。そのため、ビアホール導体Bとビアホール導体b3との間の電位差が小さくなる。よって、無線ICデバイス10aのように、ビアホール導体Bとビアホール導体b3とを近づけたとしても、アンテナコイルLの共振周波数が変動しにくい。
 なお、ビアホール導体Bに流れる電流の向きとビアホール導体b1~b3に流れる電流の向きとは逆向きである。よって、アンテナコイルLでは、ビアホール導体Bとビアホール導体b1~b3との磁気結合によるインダクタンス値の変化が発生しやすくなる。よって、ビアホール導体Bとビアホール導体b1~b3との距離は、できるだけ大きいことが望ましい。
(第2の実施形態)
 以下に、本発明の第2の実施形態に係る無線ICデバイスについて図面を参照しながら説明する。図4は、第2の実施形態に係る無線ICデバイス10bの分解斜視図である。図4において、x軸は、無線ICデバイス10bの長辺方向であり、y軸は、無線ICデバイス10bの短辺方向であり、z軸は、無線ICデバイス10bの積層方向である。図5は、無線ICデバイス10bのzy平面における断面構造図である。なお、図4及び図5において、図1及び図2(a)と同じ構成については同じ参照符号が付してある。
 無線ICデバイス10aと無線ICデバイス10bとの相違点は、コイル導体14a,14dがコイル導体24a,24dに置き換えられている点である。より詳細には、コイル導体24a,24dの線幅は、コイル導体14b,14cの線幅よりも広く形成されている。これにより、z軸方向の両端に位置するコイル導体24a,24dは、その他のコイル導体14b,14cよりも広い線幅を有するようになる。
 更に、コイル導体24a,24dは、z軸方向から平面視したときに、その他のコイル導体14b,14cの少なくとも一部を、線幅方向において覆い隠している。一例として、コイル導体24aとコイル導体14bとについて説明する。図5に示すように、コイル導体14bは、線幅方向において、その両端がコイル導体24a内に収まってはみ出さないように設けられている。これにより、コイル導体24aとコイル導体14bとの間に発生している電気力線E10bは、z軸方向から平面視したときに、コイル導体24a外にはみ出しにくくなる。その結果、無線ICデバイス10bが保持された際に、人の手を電気力線E10bが通過しにくくなる。その結果、無線ICデバイス10bの使用状況による共振周波数のばらつきをより効果的に抑制できる。
 なお、コイル導体24a,24dが、z軸方向から平面視したときに、その他のコイル導体14b,14cの少なくとも一部を覆い隠していると説明した。この「少なくとも一部を覆い隠している」とは、例えば、コイル導体14bのz軸方向の上側にコイル導体24aが設けられていない部分(図4のαの部分)が存在するため、コイル導体24aがコイル導体14bを完全に覆い隠していなくてもよいことを意味している。
 なお、無線ICデバイス10bのその他の構成については、無線ICデバイス10aと同様であるので、説明を省略する。
(第3の実施形態)
 以下に、本発明の第3の実施形態に係る無線ICデバイスについて図面を参照しながら説明する。図6は、第3の実施形態に係る無線ICデバイス10cの分解斜視図である。図6において、x軸は、無線ICデバイス10cの長辺方向であり、y軸は、無線ICデバイス10cの短辺方向であり、z軸は、無線ICデバイス10cの積層方向である。図7は、無線ICデバイス10cのzy平面における断面構造図である。なお、図6及び図7において、図4及び図5と同じ構成については同じ参照符号が付してある。
 無線ICデバイス10bと無線ICデバイス10cとの相違点は、絶縁体層12cが設けられていない点、及び、コイル導体14bがコイル導体34bに置き換えられている点である。
 より詳細には、無線ICデバイス10bは、絶縁体層12を4枚重ねて構成されていたのに対して、無線ICデバイス10cは、図6に示すように、絶縁体層12を3枚重ねて構成されている。そのため、無線ICデバイス10cでは、無線ICデバイス10bよりもコイル導体24,34の数が1つ少ない。そこで、無線ICデバイス10cでは、コイル導体34bの長さを2周分とすることにより、無線ICデバイス10cのアンテナコイルLの巻き数を無線ICデバイス10bのアンテナコイルLの巻き数と等しくしている。
 なお、無線ICデバイス10cのその他の構成については、無線ICデバイス10bと同様であるので、説明を省略する。
 無線ICデバイス10cによれば、無線ICデバイス10aと同様に、アンテナコイルLの共振周波数が所望の値からずれることが抑制される。
 また、z軸方向の両端に位置するコイル導体24a,24dが、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を1周未満の長さで周回してさえいれば、コイル導体24a,24d以外のコイル導体34bは、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を1周以上の長さで周回していてもよい。無線ICデバイス10cが以上のような構成を有することにより、以下に説明するように、使用状況によって共振周波数がばらつくことを低減でき、かつ、少ない積層数でもアンテナコイルLの巻き数を多くすることが可能となる。
 より詳細には、コイル導体34bは、図6に示すようにコイル軸の周りを複数回周回しているので、コイル導体34b同士は、図7に示すように、絶縁体層12b上において近接した状態で並んでしまう。そのため、アンテナコイルLに電流が流れると、コイル導体34bのz軸方向の上下方向において、電気力線E10cが発生してしまう。
 しかしながら、コイル導体34bは、z軸方向の両端に位置するコイル導体ではないので、コイル導体34bから無線ICデバイス10c外まで十分な距離がある。故に、図7に示すように、コイル導体34b間に発生する電気力線E10cは、無線ICデバイス10cからはみ出すことは殆どない。そのため、無線ICデバイス10cが人の手により保持された場合に、電気力線E10cが人の手を通過することにより、アンテナコイルLの容量が変化することが抑制される。
 特に、図7に示すように、コイル導体24a,24dが、z軸方向から平面視したときに、その他のコイル導体34bの少なくとも一部を、線幅方向に覆い隠すことにより、以下に説明するように、無線ICデバイス10cの使用状況による共振周波数のばらつきをより効果的に抑制できる。より詳細には、図7に示すように、コイル導体34bは、線幅方向において、その両端がコイル導体24a,24d(コイル導体24dについては図7に図示せず)内に収まってはみ出さないように設けられている。これにより、電気力線E10cは、コイル導体24a,24dにより遮蔽され、無線ICデバイス10c外にはみ出すことがより効果的に抑制されるようになる。その結果、無線ICデバイス10cの保持状態による共振周波数のばらつきをより効果的に抑制できる。なお、コイル導体24aとコイル導体34bとの間にも電気力線が発生するが、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様にコイル導体24a外にはみ出しにくいため、共振周波数のばらつきを抑制することができる。
(第4の実施形態)
 以下に、本発明の第4の実施形態に係る無線ICデバイスについて図面を参照しながら説明する。図8は、第4の実施形態に係る無線ICデバイス10dの分解斜視図である。図8において、x軸は、無線ICデバイス10dの長辺方向であり、y軸は、無線ICデバイス10dの短辺方向であり、z軸は、無線ICデバイス10dの積層方向である。図9は、無線ICデバイス10dの電磁結合モジュール60近傍のxz平面における断面構造図である。なお、図8及び図9において、図1及び図2(a)と同じ構成については同じ参照符号が付してある。
 無線ICデバイス10aでは、無線IC18は、接続部16,20aのランド導体17a,17bに対して直接に接続されていたのに対して、無線ICデバイス10dでは、図8に示すように、無線IC18は、給電回路基板70を介して、接続部16,20aのランド導体17a,17bに対して電気的に接続されている。無線ICデバイス10dにおいて、無線IC18と給電回路基板70とは電磁結合モジュール60を構成している。
 より詳細には、図9に示すように、無線IC18の下面には、接続用電極58が設けられている。無線IC18は、該接続用電極58を介して給電回路基板70に実装されている。給電回路基板70は、無線IC18と接続されているインダクタンス素子を含んでおり、下面に外部電極79a,79bを備えている。外部電極79a,79bはそれぞれ、接続部16,20aのランド導体17a,17bに接続されている。
 次に、給電回路基板70の詳細について、図10を参照しながら説明する。図10は、給電回路基板70の分解斜視図である。
 給電回路基板70は、誘電体からなるセラミックシート71A~71Hを積層、圧着、焼成したもので、シート71Aには接続用電極72a,72bと電極72c,72dとビアホール導体73a,73bが形成され、セラミックシート71Bにはキャパシタ電極78aと導体パターン75a,75bとビアホール導体73c~73eが形成され、セラミックシート71Cにはキャパシタ電極78bとビアホール導体73d~73fが形成されている。更に、セラミックシート71Dには導体パターン76a,76bとビアホール導体73e,73f,74a,74b,74dが形成され、セラミックシート71Eには導体パターン76a,76bとビアホール導体73e,73f,74a,74c,74eが形成され、セラミックシート71Fにはキャパシタ電極77と導体パターン76a,76bとビアホール導体73e,73f,74f,74gが形成され、セラミックシート71Gには導体パターン76a,76bとビアホール導体73e,73f,74f,74gが形成され、セラミックシート71Hには導体パターン76a,76bとビアホール導体73fが形成されている。
 以上のセラミックシート71A~71Hを積層することにより、ビアホール導体74c,74d,74gで螺旋状に接続された導体パターン76aにてインダクタンス素子L1が構成され、ビアホール導体74b,74e,74fで螺旋状に接続された導体パターン76bにてインダクタンス素子L2が構成され、キャパシタ電極78a,78bにてキャパシタンス素子C1が構成され、キャパシタ電極78b,77にてキャパシタンス素子C2が構成される。
 インダクタンス素子L1の一端はビアホール導体73d、導体パターン75a、ビアホール導体73cを介してキャパシタ電極78bに接続され、インダクタンス素子L2の一端はビアホール導体74aを介してキャパシタ電極77に接続される。また、インダクタンス素子L1,L2の他端は、セラミックシート71H上で一つにまとめられ、ビアホール導体73e、導体パターン75b、ビアホール導体73aを介して接続用電極72aに接続されている。更に、キャパシタ電極78aはビアホール導体73bを介して接続用電極72bに電気的に接続されている。
 また、接続用電極72a~72dは、接続用電極58を介して無線IC18と接続されている。
 また、給電回路基板70の下面には外部電極79a,79bが導体ペーストの塗布などで設けられ、外部電極79aはインダクタンス素子L1,L2と磁界により結合し、外部電極79bはビアホール導体73fを介してキャパシタ電極78bに電気的に接続される。
 なお、この共振回路において、インダクタンス素子L1,L2は2本の導体パターン76a,76bを並列に配置した構造としている。2本の導体パターン76a,76bはそれぞれ線路長が異なっており、異なる共振周波数とすることができ、無線ICデバイスを広帯域化できる。
 なお、各セラミックシート71A~71Hは磁性体のセラミック材料からなるシートであってもよく、給電回路基板70は従来から用いられているシート積層法、厚膜印刷法などの多層基板の製作工程により容易に得ることができる。
 また、前記セラミックシート71A~71Hを、例えば、ポリイミドや液晶ポリマなどの誘電体からなるフレキシブルなシートとして形成し、該シート上に厚膜形成法などで電極や導体を形成し、それらのシートを積層して熱圧着などで積層体とし、インダクタンス素子L1,L2やキャパシタンス素子C1,C2を内蔵させてもよい。
 前記給電回路基板70において、インダクタンス素子L1,L2とキャパシタンス素子C1,C2とは平面透視で異なる位置に設けられ、インダクタンス素子L1,L2により外部電極79aと磁界的に結合し、外部電極79bはキャパシタンス素子C1を構成する一方の電極となっている。
 したがって、給電回路基板70上に前記無線IC18を搭載した電磁結合モジュール60は、図示しないリーダライタからの高周波信号をアンテナコイルLで受信し、アンテナコイルLを介して外部電極79a,79bと磁界結合している共振回路を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線IC18に供給する。一方、この受信信号から所定のエネルギーを取り出し、このエネルギーを駆動源として無線IC18にメモリされている情報を、共振回路にて所定の周波数に整合させた後、外部電極79a,79b及びアンテナコイルLを介してリーダライタに送信、転送する。
 給電回路基板70においては、インダクタンス素子L1,L2とキャパシタンス素子C1,C2で構成された共振回路にて共振周波数特性が決定される。アンテナコイルLからの信号の周波数は、共振回路の自己共振周波数によって実質的に決まる。
 なお、無線ICデバイス10dのその他の構成については、無線ICデバイス10aと同様であるので、説明を省略する。また、給電回路基板70は、無線ICデバイス10a以外の無線ICデバイス10b,10cに対しても適用可能である。
 以上のような無線ICデバイス10dによっても、無線ICデバイス10aと同様に、使用状況によって共振周波数がばらつくことを低減できる。
(第5の実施形態)
 以下に、本発明の第5の実施形態に係る無線ICデバイスについて図面を参照しながら説明する。図11は、第5の実施形態に係る無線ICデバイス10eの分解斜視図である。図11において、x軸は、無線ICデバイス10eの長辺方向であり、y軸は、無線ICデバイス10eの短辺方向であり、z軸は、無線ICデバイス10eの積層方向である。
 無線ICデバイス10aと無線ICデバイス10eとの第1の相違点は、無線ICデバイス10aでは、コイル導体14a~14dは、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を1周未満の長さで周回しているのに対して、無線ICデバイス10eでは、コイル導体114b,114cは、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を7/4周の長さで周回している点である。また、無線ICデバイス10aと無線ICデバイス10eとの第2の相違点は、無線ICデバイス10aでは、z軸方向の最も正方向側に設けられている絶縁体層12aにコイル導体14aが設けられているのに対して、無線ICデバイス10eでは、z軸方向の最も正方向側に設けられている絶縁体層112aにコイル導体114が設けられていない点である。以下に、無線ICデバイス10eの詳細について説明する。
 無線ICデバイス10eは、図11に示すように、絶縁体層112a~112c、ランド導体17a,19a,19b、無線IC18、アンテナコイルL及びビアホール導体b31,b32を備えている。また、アンテナコイルLは、ランド導体17b、コイル導体(導体層)114b,114c、及び、ビアホール導体b21,b22が接続されることにより、旋廻しながらz軸方向に進行する螺旋状をなしている。以下、個別の構成要素を示す場合には、参照符号の後ろにアルファベットや数字を付し、構成要素を総称する場合には、参照符号の後ろのアルファベットや数字を省略する。
 絶縁体層112は、絶縁性材料からなる長方形状のシートであり、例えば、LCP(液晶ポリマー)やポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂シートで作製される。
 ランド導体17a,17b,19a,19bは、絶縁体層112a上に銅箔やアルミ箔などの金属箔などにより形成されている。ランド導体17bは、アンテナコイルLの端部t2を構成している。また、ランド導体19a,19bは、アンテナコイルLとは電気的に接続されていないダミー導体である。
 コイル導体114b,114cはそれぞれ、絶縁体層112b,112c上に銅箔やアルミ箔などの金属箔により同じ線幅を有するように形成されている。コイル導体114は、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を7/4周の長さで周回している。更に、コイル導体114b,114cは、図11に示すように、z軸方向から平面視したときに、互いに重なっている。
 ビアホール導体b21は、絶縁体層112aを貫通するように形成された接続導体であり、ランド導体17bとコイル導体114bとを接続している。ビアホール導体b22は、絶縁体層112bを貫通するように形成された接続導体であり、コイル導体114bとコイル導体114cとを接続している。
 無線IC18は、ランド導体17a,17bに電気的に接続され、リーダライタとの間でやり取りされる送受信信号を処理するための集積回路である。無線IC18は、ランド導体17a,17b,19a,19b上にはんだ等により直接に実装されている。無線IC18は、無線ICデバイス10eが定期券として用いられる場合には、定期券の利用可能な区間に関する情報や定期券の持ち主に関する情報を記憶している。これらの情報は、書き換え可能であっても良く、また、リーダライタ及び無線ICデバイス10eからなるRFIDシステム以外の情報処理機能を有していてもよい。
 ビアホール導体b31,b32は、一本のビアホール導体(貫通ビアホール導体)Bを構成しており、端部t1と無線IC18との間に設けられている。具体的には、ビアホール導体b31,b32はそれぞれ、絶縁体層112a,112bを貫通するように設けられた接続導体であり、ランド導体17aとコイル導体114cの端部t1とを接続している。よって、ビアホール導体b31,b32は、z軸方向の最も正方向側に設けられている導体層であるランド導体17aと、z軸方向の最も負方向側に設けられている導体層であるコイル導体114cとを接続している。
 図11に示す複数の絶縁体層112a~112cが積層されることにより、無線ICデバイス10eが構成されている。
 ところで、無線ICデバイス10eは、無線ICデバイス10aと同様に、共振周波数が所望の値からずれることを抑制するための構成を有している。具体的には、無線ICデバイス10eでは、ビアホール導体b21,b22は、アンテナコイルLにおいて、端部t2からの電流経路の長さがこの順に長くなっている。そして、ビアホール導体Bとビアホール導体b21との距離D11は、z軸方向から平面視したときに、図11に示すように、ビアホール導体Bとビアホール導体b22との距離D12よりも大きくなっている。
 以上のような無線ICデバイス10eにおいても、無線ICデバイス10aと同様に、共振周波数が所望の値からずれることを抑制できる。
 また、無線ICデバイス10aのコイル導体14は、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を1周の長さで周回しているのに対して、無線ICデバイス10eのコイル導体114は、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を7/4周の長さで周回している。よって、無線ICデバイス10eでは、無線ICデバイス10aよりも、少ないコイル導体114により、無線ICデバイス10eと同じインダクタンス値を得ることができる。その結果、無線ICデバイス10eでは、無線ICデバイス10aよりも、z軸方向の厚みを低減することができる。
(第6の実施形態)
 以下に、本発明の第6の実施形態に係る無線ICデバイスについて図面を参照しながら説明する。図12は、第6の実施形態に係る無線ICデバイス10fの分解斜視図である。図12において、x軸は、無線ICデバイス10fの長辺方向であり、y軸は、無線ICデバイス10fの短辺方向であり、z軸は、無線ICデバイス10fの積層方向である。
 無線ICデバイス10eと無線ICデバイス10fとの第1の相違点は、無線ICデバイス10eでは、ビアホール導体Bは、アンテナコイルLの内部においてz軸方向に延在しているのに対して、無線ICデバイス10fでは、ビアホール導体Bは、アンテナコイルLの外部においてz軸方向に延在している。無線ICデバイス10eと無線ICデバイス10fとの第2の相違点は、無線ICデバイス10eでは、ビアホール導体Bは、ランド導体17aに直接に接続されているのに対して、無線ICデバイス10fでは、ビアホール導体Bは、ランド導体17aに直接に接続されていない点である。以下に、無線ICデバイス10fの詳細について説明する。
 無線ICデバイス10fは、図12に示すように、絶縁体層212a~212e、ランド導体17a,19a,19b、無線IC18、接続部120、アンテナコイルL及びビアホール導体b31~b33,b41を備えている。また、アンテナコイルLは、ランド導体17b、コイル導体(導体層)214c~214e、及び、ビアホール導体b21~b24が接続されることにより、旋廻しながらz軸方向に進行する螺旋状をなしている。以下、個別の構成要素を示す場合には、参照符号の後ろにアルファベットや数字を付し、構成要素を総称する場合には、参照符号の後ろのアルファベットや数字を省略する。
 絶縁体層212は、絶縁性材料からなる長方形状のシートであり、例えば、LCP(液晶ポリマー)やポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂シートで作製される。
 ランド導体17a,17b,19a,19bは、絶縁体層212a上に銅箔やアルミ箔などの金属箔などにより形成されている。ランド導体17bは、アンテナコイルLの端部t2を構成している。また、ランド導体19a,19bは、アンテナコイルLとは電気的に接続されていないダミー導体である。
 コイル導体214c~214eはそれぞれ、絶縁体層212c~212e上に銅箔やアルミ箔などの金属箔により同じ線幅を有するように形成されている。コイル導体214c,214dは、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を7/4周の長さで周回している。また、コイル導体214eは、アンテナコイルLのコイル軸の周囲を2周の長さで周回している。更に、コイル導体214c~214eは、図12に示すように、z軸方向から平面視したときに、互いに重なっている。また、コイル導体214eの一端は、アンテナコイルLの端部t1を構成している。
 ビアホール導体b21,b22はそれぞれ、絶縁体層212a,212bを貫通するように形成された接続導体であり、ランド導体17bとコイル導体214cとを接続している。ビアホール導体b23は、絶縁体層212cを貫通するように形成された接続導体であり、コイル導体214cとコイル導体214dとを接続している。ビアホール導体b24は、絶縁体層212dを貫通するように形成された接続導体であり、コイル導体214dとコイル導体214eとを接続している。
 無線IC18は、ランド導体17a,17bに電気的に接続され、リーダライタとの間でやり取りされる送受信信号を処理するための集積回路である。無線IC18は、ランド導体17a,17b,19a,19b上にはんだ等により直接に実装されている。無線IC18は、無線ICデバイス10fが定期券として用いられる場合には、定期券の利用可能な区間に関する情報や定期券の持ち主に関する情報を記憶している。これらの情報は、書き換え可能であっても良く、また、リーダライタ及び無線ICデバイス10fからなるRFIDシステム以外の情報処理機能を有していてもよい。
 接続部120は、絶縁体層212b上に銅箔やアルミ箔などの金属箔により形成されている線状導体である。該接続部120の一端は、z軸方向から平面視したときに、ランド導体17aに重なっている。接続部120の他端は、z軸方向から平面視したときに、コイル導体214eに重なっている。
 ビアホール導体b31~b33は、一本のビアホール導体(貫通ビアホール導体)Bを構成しており、端部t1と無線IC18との間に設けられている。具体的には、ビアホール導体b31~b33はそれぞれ、絶縁体層212b~212dを貫通するように設けられた接続導体であり、接続部120の他端とコイル導体214eの端部t1とを接続している。
 ビアホール導体b41は、絶縁体層212aを貫通するように設けられた接続導体であり、ランド導体17aと接続部120の一端とを接続している。
 図12に示す複数の絶縁体層212a~212eが積層されることにより、無線ICデバイス10fが構成されている。
 ところで、無線ICデバイス10fは、無線ICデバイス10aと同様に、共振周波数が所望の値からずれることを抑制するための構成を有している。具体的には、無線ICデバイス10fでは、ビアホール導体b21,b22,b23,b24は、アンテナコイルLにおいて、端部t2からの電流経路の長さがこの順に長くなっている。そして、ビアホール導体Bとビアホール導体b21,b22との距離D21は、z軸方向から平面視したときに、図12に示すように、ビアホール導体Bとビアホール導体b23,b24との距離D22,D23よりも大きくなっている。
 以上のような無線ICデバイス10fにおいても、無線ICデバイス10aと同様に、共振周波数が所望の値からずれること抑制することを抑制できる。
(その他の実施形態)
 本発明の実施形態に係る無線ICデバイスは、第1の実施形態ないし第6の実施形態において説明した無線ICデバイス10a~10fに限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。
 なお、コイル導体14が1周未満の長さであるとは、実質的に1周未満の長さであることを意味する。故に、使用状況によって無線ICデバイス10の共振周波数がばらつかない程度で、コイル導体14の長さが僅かに1周を越えていることは許容される。
 なお、無線ICデバイス10a~10fでは、コイル導体14,24,34,114,214は、z軸方向から平面視したときに、線幅方向に一致するように設けられている。しかしながら、z軸方向の下側のコイル導体14,24,34,114,214は、z軸方向から平面視したときに、z軸方向の上側のコイル導体14,24,34,114,214から少しだけはみ出していてもよい。ただし、コイル導体14,24,34,114,214のはみ出している量は、共振周波数に影響を及ぼさない程度である必要がある。
(無線ICデバイスの製造方法)
 本発明の一実施形態に係る無線ICデバイスの製造方法について、図面を参照しながら説明する。以下では、本発明の一実施形態に係る無線ICデバイスの一例として、無線ICデバイス10aの製造方法について説明する。併せて、無線ICデバイス10aが適用された無線ICカード80の製造方法についても説明する。図13は、無線ICカード80の分解斜視図である。
 ガラスエポキシ基盤、ポリイミド、塩化ビニール、ポリエチレンテレフタレート(PET)、PET-G、液晶ポリマー樹脂等の絶縁体層12を準備する。絶縁体層12のそれぞれに、図1に示すコイル導体14を形成する。コイル導体14が銅箔である場合には、該コイル導体14は、例えば、エッチング処理により形成される。
 また、前記コイル導体14の形成と同時に、接続部16,20a,20dも、例えば、エッチング処理により形成する。より詳細には、絶縁体層12a上において、コイル導体14aと接続される接続部20aを形成すると共に、接続部20aから無線IC18が実装される領域だけ離れた位置に接続部16を形成する。更に、絶縁体層12d上において、z軸方向から平面視したときに、接続部16と重なると共に、コイル導体14dに接続される接続部20dを形成する。
 なお、コイル導体14a~14d及び接続部16,20a,20dは、導電性ペーストを塗布するスクリーン印刷法によっても形成可能である。
 次に、絶縁体層12a~12cのビアホール導体b1~b3,b11~b13が形成される位置に対して、裏面側からレーザービームを照射して、ビアホールを形成する。その後、絶縁体層12a~12cに形成したビアホールに対して、銅を主成分とする導電性ペーストを充填し、図1に示すビアホール導体b1~b3,b11~b13を形成する。
 次に、z軸方向から平面視したときに、複数のコイル導体14a~14dが、重なることにより一つの環を構成するように、複数の絶縁体層12a~12dを位置合わせして積層する。このとき、z軸方向から平面視したときに、接続部16,20dも互いに重なっている。絶縁体層12a~12dの積層が完了すると、これらを加熱・圧着する。
 次に、絶縁体層12aの接続部16,20a上に無線IC18を実装する。具体的には、異方性導電フィルム(ACF)を用いたフリップチップ実装法により、無線IC18を実装する。この際、無線IC18が接続部16,20aに接続されるように位置合わせして仮貼りを行った後、熱圧をかけて無線IC18を本接着する。以上の工程により、無線ICデバイス10aが完成する。
 無線ICデバイス10aが完成したら、図13に示すように、オーバーレイシート82a,82bを接着シート84a,84bを用いて貼り付けて無線ICカード80を作製する。より詳細には、無線ICデバイス10aのz軸方向の上側に接着シート84a及びオーバーレイシート82aを積層し、無線ICデバイス10aの下側に接着シート84b及びオーバーレイシート82bを積層する。そして、これらを加熱・圧着する。これにより、無線ICカード80が完成する。
 なお、前記無線ICデバイスの製造方法では、無線ICデバイス10aの製造方法について説明したが、無線ICデバイス10b~10fについても、略同様の製造方法により製造可能である。
 なお、無線ICデバイス10dの製造の際には、無線IC18の代わりに、無線IC18及び給電回路基板70からなる電磁結合モジュール60が実装される。
 本発明は、無線ICデバイスに有用であり、特に、共振周波数が所望の値からずれること抑制できる点において優れている。
 b1~b3,b11~b13,b21~b24,b31,b32,b33,b41 ビアホール導体
 t1,t2 端部
 L アンテナコイル
 10a~10f 無線ICデバイス
 12a~12d,112a~112c,212a~212e 絶縁体層
 14a~14d,24a,24d,34b,114b,114c,214c~214e コイル導体
 16,20a,20d,120 接続部
 17a,17b,19a,19b ランド導体
 60 電磁結合モジュール
 70 給電回路基板
 80 無線ICカード

Claims (8)

  1.  複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、
     複数の導体層及び複数のビアホール導体が接続されることにより構成されている螺旋状のアンテナコイルであって、積層方向の最も下側に設けられている前記導体層に位置する第1の端部、及び、積層方向の最も上側に設けられている前記導体層に位置する第2の端部を有しているアンテナコイルと、
     前記第1の端部及び前記第2の端部に電気的に接続されている無線ICと、
     前記第1の端部と前記無線ICとの間に設けられ、かつ、複数の前記絶縁体層を貫通している貫通ビアホール導体と、
     を備え、
     前記複数のビアホール導体は、
      前記アンテナコイルにおいて、前記複数のビアホール導体の内で、前記第2の端部からの電流経路の長さが最も短くなるように設けられている第1のビアホール導体と、
      前記第1のビアホール導体以外の第2のビアホール導体と、
     を含み、
     積層方向から平面視したときに、前記貫通ビアホール導体と前記第1のビアホール導体との距離は、該貫通ビアホール導体と前記第2のビアホール導体との距離よりも大きいこと、
     を特徴とする無線ICデバイス。
  2.  前記貫通ビアホール導体は、積層方向から平面視したときに、前記複数のビアホール導体よりも前記無線ICの近くに設けられていること、
     を特徴とする請求項1に記載の無線ICデバイス。
  3.  前記複数の導体層は、積層方向から平面視したときに、重なっていること、
     を特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の無線ICデバイス。
  4.  前記複数の導体層は、積層方向から平面視したときに、重なることにより一つの環状の軌道を構成していること、
     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ICデバイス。
  5.  積層方向の最も下側に設けられている前記導体層は、前記アンテナコイルのコイル軸の周囲を1周未満の長さで周回していること、
     を特徴とする請求項4に記載の無線ICデバイス。
  6.  前記貫通ビアホール導体は、積層方向の最も上側に設けられている前記導体層と積層方向の最も下側に設けられている前記導体層とを接続していること、
     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ICデバイス。
  7.  前記第2の端部は、前記無線ICが実装される第1のランド電極であること、
     を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の無線ICデバイス。
  8.  前記無線ICが実装され、かつ、前記貫通ビアホール導体と電気的に接続されている第2のランド電極を、
     更に備えていること、
     を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の無線ICデバイス。
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