(57)【要約】  ＲＦＩＤタグ１０を形成する基板１２は、絶縁性を有する。コイルアンテナＣＩＬ１は、基板１２の主面に沿ってスパイラル状に延びるように基板１２に設けられる。つまり、コイルアンテナＣＩＬ１は、環状パターンを複数ターン巻回してなるスパイラル部を有する。ＲＦＩＣ素子１６，チップコンデンサ１８ａ〜１８ｂは、コイルアンテナＣＩＬ１の一方端および他方端を跨ぐように基板１２に設けられる。ここで、コイルアンテナＣＩＬ１の一方端および他方端は、スパイラル部のうち最外周の環状パターンに設けられる。また、最外周パターンには、リード線２４ａおよび２４ｂと接合するための第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂが形成される。
2015178127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状パターンを複数ターン巻回してなるスパイラル部を有するコイルアンテナと、
２つの入出力端子を有するＲＦＩＣ素子と、
を備えるＲＦＩＤタグであって、
前記コイルアンテナの前記一方端および前記他方端は前記スパイラル部のうち最外周の環状パターンに設けられ、前記ＲＦＩＣ素子の前記２つの入出力端子は前記一方端および前記他方端にそれぞれ接続されており、
前記スパイラル部のうち前記最外周の環状パターンには、リード線と接合するためのパッド電極がさらに形成されている、
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記スパイラル部は、基板の一方主面にスパイラル状に形成された第１コイル導体と、前記基板の他方主面にスパイラル状に形成された第２コイル導体と、前記第１コイル導体の一方端および前記第２コイル導体の一方端を互いに接続する第１層間接続導体と、前記第１コイル導体の他方端および前記第２コイル導体の他方端を互いに接続する第２層間接続導体とを含む、請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記パッド電極は、前記第１コイル導体に接続された第１パッド導体および第２パッド導体を含む、請求項２記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記第２パッド導体は平面視して前記第２層間接続導体と重なる位置に設けられる、請求項３記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記スパイラル部のうち前記最外周の環状パターンの一部に前記基板を貫通する第３層間接続導体をさらに備え、
前記パッド電極は、前記基板の他方主面に形成されかつ前記第３層間接続導体を介して前記第１パッド導体と接続された第３パッド導体と、前記基板の他方主面に形成されかつ前記第２接続導体を介して前記第２パッド導体と接続された第４パッド導体とを含む、請求項２ないし４のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記スパイラル部のうち前記最外周の環状パターンに前記コイルアンテナに並列接続されたチップコンデンサをさらに備える、請求項１ないし５のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
ＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグに接続された他の通信回路と、を備える通信装置であって、
前記ＲＦＩＤタグは、環状パターンを複数ターン巻回してなるスパイラル部を有するコイルアンテナと、２つの入出力端子を有するＲＦＩＣ素子と、を備え、
前記コイルアンテナの前記一方端および前記他方端は前記スパイラル部のうち最外周の環状パターンに設けられ、前記ＲＦＩＣ素子の前記２つの入出力端子は前記一方端および前記他方端にそれぞれ接続されており、
前記コイルアンテナの前記最外周の環状パターンには、リード線と接合するためのパッド電極がさらに形成されており、
前記他の通信回路は前記リード線を介して前記ＲＦＩＤタグと接続される、通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)タグに関し、スパイラル状のコイルアンテナと、コイルアンテナに接続されたＲＦＩＣ(Radio Frequency Integration Circuit)素子とを備える、ＲＦＩＤタグに関する。この発明はまた、このようなＲＦＩＤタグを備える通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リーダライタとＲＦＩＤタグとを非接触で無線通信し、両者の間で情報を伝達するＲＦＩＤシステムが普及している。このＲＦＩＤシステムとしては、１３．５６ＭＨｚ帯を利用したＨＦ帯ＲＦＩＤシステム、および９００ＭＨｚ帯を利用したＵＨＦ帯ＲＦＩＤシステムが一般的である。特に、ＨＦ帯ＲＦＩＤシステムは、主に磁界を利用した比較的近距離の通信であって、セキュリティ性が高いことから、ＩＤ認証システムや課金システムに広く利用されている。【０００３】
ＨＦ帯ＲＦＩＤシステムにおいて、たとえば特許文献１に開示されているように、ＲＦＩＣチップに直接的にデータを書き込むため、或いはＲＦＩＣチップから直接的にデータを読み出すため、ＲＦＩＤタグに外部回路への配線のための引出し用パッドが設けられる場合がある。すなわち、ＲＦＩＤタグを通信装置の内部に設置し、これを通信装置内の他の回路にリード線を介して接続することにより、直接的に、ＲＦＩＣチップへのデータの書き込みや、ＲＦＩＣチップからのデータの読み出しを行うことができるような構成とする場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４８１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のようにコイルアンテナの内側に引出し用パッドを設けた場合、引出し用パッドがコイルアンテナの磁界形成を妨げてしまい、通信距離が小さくなってしまうことがある。また、ＲＦＩＣチップと引出し用パッドとの配線パターンの引回し方によっては、この配線パターンによってコイルアンテナの電流が妨げられ、負荷変調(Load Modulation)の安定性を確保できないことがある。【０００６】
それゆえに、この発明の主たる目的は、通信距離を確保でき、かつ負荷変調を安定させることができるＲＦＩＤタグおよびこれを備える通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のＲＦＩＤタグは、環状パターンを複数ターン巻回してなるスパイラル部を有するコイルアンテナと、２つの入出力端子を有するＲＦＩＣ素子と、備えるＲＦＩＤタグであって、コイルアンテナの一方端および他方端はスパイラル部のうち最外周の環状パターンに設けられ、ＲＦＩＣ素子の２つの入出力端子は一方端および他方端にそれぞれ接続されており、スパイラル部のうち最外周の環状パターンには、リード線と接合するためのパッド電極がさらに形成されている、ことを特徴とする。【０００８】
好ましくは、スパイラル部は、基板の一方主面にスパイラル状に形成された第１コイル導体と、基板の他方主面にスパイラル状に形成された第２コイル導体と、第１コイル導体の一方端および第２コイル導体の一方端を互いに接続する第１層間接続導体と、第１コイル導体の他方端および第２コイル導体の他方端を互いに接続する第２層間接続導体とを含む。【０００９】
さらに好ましくは、パッド電極は、第１コイル導体に接続された第１パッド導体および第２パッド導体を含む。【００１０】
或る局面では、第２パッド導体は平面視して第２層間接続導体と重なる位置に設けられる。【００１１】
さらに好ましくは、スパイラル部のうち最外周の環状パターンの一部に基板を貫通する第３層間接続導体がさらに備えられ、パッド電極は、基板の他方主面に形成されかつ第３層間接続導体を介して第１パッド導体と接続された第３パッド導体と、基板の他方主面に形成されかつ第２接続導体を介して第２パッド導体と接続された第４パッド導体とを含む。【００１２】
好ましくは、スパイラル部のうち最外周の環状パターンにコイルアンテナに並列接続されたチップコンデンサがさらに備えられる。【００１３】
この発明の通信装置は、ＲＦＩＤタグと、ＲＦＩＤタグに接続された他の通信回路と、を備える通信装置であって、ＲＦＩＤタグは、環状パターンを複数ターン巻回してなるスパイラル部を有するコイルアンテナと、２つの入出力端子を有するＲＦＩＣ素子と、を備え、コイルアンテナの一方端および他方端はスパイラル部のうち最外周の環状パターンに設けられ、ＲＦＩＣ素子の２つの入出力端子は一方端および他方端にそれぞれ接続されており、コイルアンテナの最外周の環状パターンには、リード線と接合するためのパッド電極がさらに形成されており、他の通信回路はリード線を介してＲＦＩＤタグと接続される。
【発明の効果】
【００１４】
ＲＦＩＣ素子をスパイラル部のうち最外周の環状パターンに設け、かつパッド電極を同じく最外周の環状パターンに形成することで、コイルアンテナによる磁界形成がＲＦＩＣ素子，パッド導体およびリード線によって妨げられにくくなる。これによって、十分な通信距離が確保される。また、コイルアンテナを流れる電流の向きと逆向きの電流が生じにくくなる。これによって、負荷変調の安定化が図られる。【００１５】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の基本的構成を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）はこの実施例のＲＦＩＤタグを上方から眺めた状態を示す上面図であり、（Ｂ）はこの実施例のＲＦＩＤタグのＡ−Ａ断面を示す断面図であり、（Ｃ）はこの実施例のＲＦＩＤタグを下方から眺めた状態を示す下面図である。
【図３】（Ａ）はこの実施例に適用される基板の上面に形成された導体を上方から眺めた状態を示す図解図であり、（Ｂ）はこの実施例に適用される基板の下面に形成された導体を上方から眺めた状態を示す図解図である。
【図４】この実施例のＲＦＩＤタグを構成するＲＦＩＣチップの或る断面を示す断面図である。
【図５】この実施例のＲＦＩＤタグの等価回路図である。
【図６】この実施例のＲＦＩＤタグが実装された通信装置の一例を示す図解図である。
【図７】（Ａ）はこの実施例のＲＦＩＤタグを構成するコイルアンテナにおける電流の流れを示す図解図であり、（Ｂ）は従来のＲＦＩＤタグを構成するコイルアンテナにおける電流の流れを示す図解図である。
【図８】（Ａ）は他の実施例に適用される基板の上面に形成された導体を上方から眺めた状態を示す図解図であり、（Ｂ）は他の実施例に適用される基板の下面に形成された導体を上方から眺めた状態を示す図解図である。
【図９】（Ａ）はその他の実施例に適用される基板の上面に形成された導体を上方から眺めた状態を示す図解図であり、（Ｂ）はその他の実施例に適用される基板の下面に形成された導体を上方から眺めた状態を示す図解図である。
【図１０】（Ａ）はさらにその他の実施例に適用される基板の上面に形成された導体を上方から眺めた状態を示す図解図であり、（Ｂ）はさらにその他の実施例に適用される基板の下面に形成された導体を上方から眺めた状態を示す図解図である。
【図１１】（Ａ）は他の実施例に適用される基板を上方から眺めた状態を示す上面図であり、（Ｂ）は他の実施例に適用される基板を下方から眺めた状態を示す下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［基本的構成］
図１を参照して、この発明のＲＦＩＤタグは、代表的には、ＨＦ帯を通信周波数とするＲＦＩＤタグである。基板１は絶縁性を有し、その上面および下面に沿ってスパイラル状に延びるコイルアンテナＣＩＬ０が設けられる。つまり、コイルアンテナＣＩＬ０は、環状パターンを複数ターン巻回してなるスパイラル部を有する。
【００１８】
詳しくは、コイルアンテナＣＩＬ０は、基板１の上面にスパイラル状に形成された第１コイル導体ＣＰ０ａと、基板１の下面にスパイラル状に形成された第２コイル導体（図示せず）と、コイルアンテナＣＩＬ０の最外周の環状パターンの一部をなすべく基板１の上面に形成された線状導体ＣＰ０ｂと、第１コイル導体ＣＰ１ａの一方端および第２コイル導体の一方端を互いに接続する第１層間接続導体ＴＨ０ａと、第２コイル導体の他方端および線状導体ＣＰ０ｂの一方端を互いに接続する第２層間接続導体ＴＨ０ｂとを含む。
【００１９】
ＲＦＩＣ素子３は、図示しない２つの入出力端子を有し、第１コイル導体ＣＰ０ａの他方端および線状導体ＣＰ０ｂの他方端を跨ぐように実装される。同様に、チップコンデンサ４ａおよび４ｂの各々も、第１コイル導体ＣＰ０ａの他方端および線状導体ＣＰ０ｂの他方端を跨ぐように実装される。換言すれば、チップコンデンサ４ａおよび４ｂの各々は、コイルアンテナＣＩＬ０またはスパイラル部のうちの最外周の環状パターンにおいてコイルアンテナＣＩＬ０に並列接続される。
【００２０】
第１コイル導体ＣＰ０ａの他方端および線状導体ＣＰ０ｂの他方端は、コイルアンテナＣＩＬ０またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンに設けられ、ＲＦＩＣ素子３の２つの入出力端子は、第１コイル導体ＣＰ０ａの他方端および線状導体ＣＰ０ｂの他方端にそれぞれ接続される。このため、ＲＦＩＣ素子３，チップコンデンサ４ａおよび４ｂは、コイルアンテナＣＩＬ０またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンにおいて基板１の上面に実装される。
【００２１】
また、コイルアンテナＣＩＬ０またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンには、リード線５ａおよび５ｂがそれぞれ接合される第１パッド導体ＰＤ０ａおよび第２パッド導体ＰＤ０ｂが形成される。第１パッド導体ＰＤ０ａは第１コイル導体ＣＰ０ａと一体形成され、第２パッド導体ＰＤ０ｂは線状導体ＣＰ０ｂと一体形成される。なお、第１パッド導体ＰＤ０ａおよび第２パッド導体ＰＤ０ｂの各々は、パッド電極の一部をなす。
【００２２】
ＲＦＩＣ素子３，チップコンデンサ４ａおよび４ｂをコイルアンテナＣＩＬ０またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンにおいて基板１に実装し、かつ第１パッド導体ＰＤ０ａおよび第２パッド導体ＰＤ０ｂをコイルアンテナＣＩＬ０またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンに形成することで、コイルアンテナＣＩＬ０による磁界形成がＲＦＩＣ素子３，チップコンデンサ４ａ〜４ｂ，第１パッド導体ＰＤ０ａ，第２パッド導体ＰＤ０ｂ，リード線５ａ〜５ｂによって妨げられにくくなる。これによって、十分な通信距離が確保される。
【００２３】
また、第１パッド導体ＰＤ０ａおよび第２パッド導体ＰＤ０ｂをコイルアンテナＣＩＬ０またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンに形成することで、つまり、コイルアンテナの最外周ターンの一部に、幅広部（コイルパターンよりも線幅の広い部分）を形成し、これを他の回路に接続するためのパッド電極として利用することにより、複雑な配線引き回しを必ずしも必要とせず、その結果、コイルアンテナＣＩＬ０を流れる電流の向きと逆向きの電流（逆位相の電流）が生じにくくなる。すなわち、磁界の変化に対する高周波信号の追従性が向上し、負荷変調(Load Modulation)の安定化が図られる（負荷変調の信号強度を大きくすることができる）。
［実施例１］
【００２４】
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）および図３（Ａ）〜図３（Ｂ）を参照して、この実施例のＲＦＩＤタグ１０は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を母材とする絶縁性でかつ硬質の基板１２を含む。基板１２の主面は、長方形をなす。この実施例では、長方形の長辺に沿ってＸ軸を割り当て、長方形の短辺に沿ってＹ軸を割り当て、主面に直交する方向にＺ軸を割り当てる。また、Ｚ軸方向の正側を向く主面を“上面”と定義し、Ｚ軸方向の負側を向く主面を“下面”と定義する。
【００２５】
基板１２には、導電性のコイルアンテナＣＩＬ１が設けられる。コイルアンテナＣＩＬ１は、基板１２の主面に沿ってスパイラル状に延びる。換言すれば、コイルアンテナＣＩＬ１は、環状パターンを複数ターン巻回してなるスパイラル部を有する。より詳しくは、コイルアンテナＣＩＬ１をなす第１コイル導体ＣＰ１ａおよび第２コイル導体ＣＰ２は、基板１２の上面および下面をスパイラル状に延びる。また、線状導体ＣＰ１ｂは、コイルアンテナＣＩＬ１の最外周の環状パターンの一部をなすべく基板１２の上面に形成される。
【００２６】
第１コイル導体ＣＰ１ａの一方端および第２コイル導体ＣＰ２の一方端は、いずれもコイルアンテナＣＩＬ１の最内周側の端部であり、Ｚ軸方向から眺めて互いに重なる。第１層間接続導体ＴＨ１ａは、この重複位置において基板１２を貫通するスルーホールに形成される。したがって、第１コイル導体ＣＰ１ａの一方端および第２コイル導体ＣＰ２の一方端は、第１層間接続導体ＴＨ１ａによって互いに接続される。
【００２７】
第２コイル導体ＣＰ２の他方端および線状導体ＣＰ１ｂの一方端は、いずれもコイルアンテナＣＩＬ１またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンの端部であり、Ｚ軸方向から眺めて互いに重なる。第２層間接続導体ＴＨ１ｂは、この重複位置において基板１２を貫通するスルーホールに形成される。したがって、第２コイル導体ＣＰ２の他方端および線状導体ＣＰ１ｂの一方端は、第２層間接続導体ＴＨ１ｂによって互いに接続される。
【００２８】
図３（Ａ）に示すように、基板１２の上面には、第１コイル導体ＣＰ１ａの他方端近傍で第１コイル導体ＣＰ１ａと一体形成されたランドＬＤ１ａ〜ＬＤ４ａが設けられ、さらに線状導体ＣＰ１ｂの他方端近傍で線状導体ＣＰ１ｂと一体形成されたランドＬＤ１ｂ〜ＬＤ４ｂが設けられる。
【００２９】
より詳しくは、第１コイル導体ＣＰ１ａは他方端の近傍においてＹ軸方向に延び、線状導体ＣＰ１ｂも他方端の近傍においてＹ軸方向に延びる。ここで、第１コイル導体ＣＰ１ａの他方端近傍が延びる位置は、線状導体ＣＰ１ｂの他方端近傍が延びる位置よりもＸ軸方向の正側である。また、Ｘ軸方向から眺めたとき、第１コイル導体ＣＰ１ａの他方端近傍は線状導体ＣＰ１ｂの他方端近傍と重なる。
【００３０】
ランドＬＤ１ａ〜ＬＤ４ａは、第１コイル導体ＣＰ１ａの他方端近傍においてＹ軸方向に並び、かつＸ軸方向の負側に突出する。これに対して、ランドＬＤ１ｂ〜ＬＤ４ｂは、線状導体ＣＰ１ｂの他方端近傍においてＹ軸方向に並び、かつＸ軸方向の正側に突出する。Ｘ軸方向から眺めたとき、ランドＬＤ１ａはランドＬＤ１ｂと重なり、ランドＬＤ２ａはランドＬＤ２ｂと重なり、ランドＬＤ３ａはランドＬＤ３ｂと重なり、そしてランドＬＤ４ａはランドＬＤ４ｂと重なる。
【００３１】
図２（Ａ）および図３（Ａ）を参照して、ＲＦＩＣ素子１６は、ランドＬＤ１ａ，ＬＤ２ａ，ＬＤ１ｂ，ＬＤ２ｂに実装される。また、共振周波数調整用のチップコンデンサ１８ａはランドＬＤ３ａおよびＬＤ３ｂに実装され、同じく共振周波数調整用のチップコンデンサ１８ｂはランドＬＤ４ａおよびＬＤ４ｂに実装される。つまり、ＲＦＩＣ素子１６，チップコンデンサ１８ａ〜１８ｂの各々は、コイルアンテナＣＩＬ１またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンにおいて、第１コイル導体ＣＰ１ａおよび線状導体ＣＰ１ｂを跨ぐように、基板１２に実装される。特に、チップコンデンサ１８ａ〜１８ｂの各々は、コイルアンテナＣＩＬ１またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンにおいてコイルアンテナＣＩＬ１に並列接続される。なお、ＲＦＩＣ素子１６とコイルアンテナＣＩＬ１との接続については、後段で詳述する。
【００３２】
また、コイルアンテナＣＩＬ１またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンには、後述するリード線２４ａおよび２４ｂ（図６参照）がそれぞれ接合される第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂが形成される。第１パッド導体ＰＤ１ａは第１コイル導体ＣＰ１ａと一体形成され、第２パッド導体ＰＤ１ｂは線状導体ＣＰ１ｂと一体形成される。なお、第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂの各々は、パッド電極の一部をなす。
【００３３】
なお、コイルアンテナＣＩＬ１，ランドＬＤ１ａ，ＬＤ１ｂ，ＬＤ２ａ，ＬＤ２ｂ，第１パッド導体ＰＤ１ａ，第２パッド導体ＰＤ１ｂは、銅箔などの金属膜を所定形状にパターニングすることで形成される。また、第１層間接続導体ＴＨ１ａおよび第２層間接続導体ＴＨ１ｂは、穴あけ処理およびメッキ処理によって形成されるスルーホール型の導体である。さらに、リード線２４ａおよび２４ｂは、半田ペーストなどの導電性接合材（図示せず）によって第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂに接合される。
【００３４】
基板１２の上面はレジスト膜１４ａによって部分的に覆われ、基板１２の下面はレジスト膜１４ｂによって全面的に覆われる。基板１２の上面について詳しく説明すると、レジスト膜１４ａは、ランドＬＤ１ａ，ＬＤ２ａ，ＬＤ１ｂ，ＬＤ２ｂが形成された領域の近傍と、第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂが形成された領域の近傍とを除いて、基板１２の上面を覆う。コイルアンテナＣＩＬ１は、こうして形成されたレジスト膜１４ａおよび１４ｂによって保護される。
【００３５】
図４を参照して、ＲＦＩＣ素子１６は、ＲＦＩＤ信号を処理するＲＦＩＣチップ１６ｃｐとこれを実装する配線基板１６ｂｓとを含んで構成される。配線基板１６ｂｓは、セラミックまたは樹脂を材料として板状に形成される。ＲＦＩＣチップ１６ｃｐは、メモリ回路や信号処理回路を内蔵し、かつ封止樹脂１６ｒｓによって封止される。配線基板１６ｂｓの側面はＸ軸およびＹ軸の各々に直交し、封止樹脂１６ｒｓの側面は配線基板１６ｂｓの側面と面一となる。
【００３６】
配線基板１６ｂｓの下面の四隅には、下部電極ＬＥ１ａ，ＬＥ２ａ，ＬＥ１ｂ，ＬＥ２ｂがそれぞれ設けられる。下部電極ＬＥ１ａは導電性接合材ＰＳ１ａによってランドＬＤ１ａに接続され、下部電極ＬＥ２ａは導電性接合材ＰＳ２ａによってランドＬＤ２ａに接続される。また、下部電極ＬＥ１ｂは導電性接合材ＰＳ１ｂによってランドＬＤ１ｂに接続され、下部電極ＬＥ２ｂは導電性接合材ＰＳ２ｂによってランドＬＤ２ｂに接続される。なお、導電性接合材ＰＳ１ａ，ＰＳ２ａ，ＰＳ１ｂ，ＰＳ２ｂはいずれも、半田ペーストを材料とする。
【００３７】
配線基板１６ｂｓの上面の四隅には、上部電極ＵＥ１ａ，ＵＥ２ａ，ＵＥ１ｂ，ＵＥ２ｂがそれぞれ設けられる。上部電極ＵＥ１ａはＺ軸に沿って延びる配線導体ＣＬ１ａによって下部電極ＬＥ１ａと接続され、上部電極ＵＥ２ａはＺ軸に沿って延びる配線導体ＣＬ２ａによって下部電極ＬＥ２ａと接続される。また、上部電極ＵＥ１ｂはＺ軸に沿って延びる配線導体ＣＬ１ｂによって下部電極ＬＥ１ｂと接続され、上部電極ＵＥ２ｂはＺ軸に沿って延びる配線導体ＣＬ２ｂによって下部電極ＬＥ２ｂと接続される。
【００３８】
ＲＦＩＣチップ１６ｃｐの下面の四隅には、入出力端子ＴＭ１ａ，ＴＭ２ａ，ＴＭ１ｂ，ＴＭ２ｂがそれぞれ設けられる。入出力端子ＴＭ１ａは上部電極ＵＥ１ａと接続され、入出力端子ＴＭ２ａは上部電極ＵＥ２ａと接続される。また、入出力端子ＴＭ１ａは上部電極ＵＥ１ａと接続され、入出力端子ＴＭ１ａは上部電極ＵＥ１ａと接続される。
【００３９】
ＲＦＩＤタグ１０の等価回路を図５に示す。ＲＦＩＣ素子１６の一方端は、コンデンサＣ１の一方端およびインダクタＬ１の一方端と接続される。また、ＲＦＩＣ素子１６の他方端は、コンデンサＣ１の他方端およびインダクタＬ１の他方端と接続される。なお、インダクタＬ１の一方端はリード線２４ａによって外部回路の一方端と接続され、インダクタＬ１の他方端はリード線２４ｂによって外部回路の他方端と接続される。なお、インダクタＬ１は、コイルアンテナＣＩＬ１のインダクタ成分である。また、コンデンサＣ１は、チップコンデンサ１８ａおよび１８ｂの容量成分である。インダクタＬ１およびコンデンサＣ１の共振周波数は、チップコンデンサ１８ａおよび１８ｂの容量によって規定される。
【００４０】
こうして構成されたＲＦＩＤタグ１０は、図６に示す通信装置２０をなす筐体ＣＳ１に収められる。筐体ＣＳ１には、ＲＦＩＤタグ１０の他に、近距離無線通信を行う通信回路２２が収められる。通信回路２２は、基板２６を有し、さらに基板２６に実装されたＩＣ２８ａ〜２８ｃおよび受動素子３０ａ〜３０ｅを有する。通信回路２２に設けられた或る端子は、リード線２４ａを介してＲＦＩＤタグ１０の第１パッド導体ＰＤ１ａと接続される。また、通信回路２２に設けられた別の端子は、リード線２４ｂを介してＲＦＩＤタグ１０の第２パッド導体ＰＤ１ｂと接続される。通信回路２２は、ＲＦＩＤタグ１０と協働して、他の通信装置との近距離無線通信を実現する。
【００４１】
なお、図２（Ａ）から分かるように、ＲＦＩＣ素子１６，チップコンデンサ１８ａ〜１８ｂは、Ｘ軸方向の負側端部の近傍で基板１２の上面に実装される。したがって、ＲＦＩＤタグ１０は、Ｘ軸方向の正側において良好な指向性が得られる。これを踏まえて、ＲＦＩＤタグ１０は、Ｘ軸方向の正側端部が通信装置２０の端部により近づく姿勢で筐体ＣＳ１に収められる。
【００４２】
以上の説明から分かるように、ＲＦＩＤタグ１０を形成する基板１２は、絶縁性を有する。コイルアンテナＣＩＬ１は、基板１２の主面に沿ってスパイラル状に延びるように基板１２に設けられる。つまり、コイルアンテナＣＩＬ１は、環状パターンを複数ターン巻回してなるスパイラル部を有する。ＲＦＩＣ素子１６，チップコンデンサ１８ａ〜１８ｂは、コイルアンテナＣＩＬ１の一方端および他方端を跨ぐように基板１２に設けられる。ここで、コイルアンテナＣＩＬ１の一方端および他方端は、コイルアンテナＣＩＬ１またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンに設けられる。また、コイルアンテナＣＩＬ１またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンには、リード線２４ａおよび２４ｂと接合するための第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂが形成される。
【００４３】
ＲＦＩＣ素子１６，チップコンデンサ１８ａ〜１８ｂをコイルアンテナＣＩＬ１またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンにおいて基板１２に設け、かつ第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂをコイルアンテナＣＩＬ１またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンに形成することで、コイルアンテナＣＩＬ１による磁界形成がＲＦＩＣ素子１６，チップコンデンサ１８ａ〜１８ｂ，第１パッド導体ＰＤ１ａ，第２パッド導体ＰＤ１ｂ，リード線２４ａ〜２４ｂによって妨げられにくくなる。これによって、十分な通信距離が確保される。
【００４４】
また、図７（Ｂ）に示すようにコイルアンテナＣＩＬ１´の内側に引出し用の第１パッド導体ＰＤ１ａ´および第２パッド導体ＰＤ１ｂ´を設けた場合、第１パッド導体ＰＤ１ａ´および第２パッド導体ＰＤ１ｂ´がコイルアンテナＣＩＬ１´の磁界形成を妨げてしまい、通信距離が小さくなってしまうことがある。さらに、ＲＦＩＣ素子１６´，チップコンデンサ１８ａ´〜１８ｂ´と第１パッド導体ＰＤ１ａ´および第２パッド導体ＰＤ１ｂ´との配線パターンの引回し方によっては、この配線パターンによってコイルアンテナＣＩＬ１´の電流が妨げられ、負荷変調が不安定となる可能性がある。
【００４５】
これに対して、この実施例では、第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂがコイルアンテナＣＩＬ１またはスパイラル部のうち最外周の環状パターンに形成される。これによって、図７（Ａ）に示すように、コイルアンテナＣＩＬ１を流れる電流の向きと逆向きの電流が生じにくくなり、負荷変調の安定化が図られる。
【００４６】
なお、この実施例では、基板１２は、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を母材とする硬質の基板である。しかし、ポリイミド樹脂などの可撓性樹脂を母材とする軟質の基板を基板１２として採用するようにしてもよい。
【００４７】
また、この実施例では、コイルアンテナＣＩＬ１，ランドＬＤ１ａ，ＬＤ１ｂ，ＬＤ２ａ，ＬＤ２ｂ，第１パッド導体ＰＤ１ａ，第２パッド導体ＰＤ１ｂは、銅箔などの金属膜を所定形状にパターニングすることで形成される。しかし、コイルアンテナＣＩＬ１，ランドＬＤ１ａ，ＬＤ１ｂ，ＬＤ２ａ，ＬＤ２ｂ，第１パッド導体ＰＤ１ａ，第２パッド導体ＰＤ１ｂは、導電性ペーストのスクリーン印刷などによって形成するようにしてもよい。
【００４８】
さらに、この実施例では、第１層間接続導体ＴＨ１ａおよび第２層間接続導体ＴＨ１ｂは、穴あけ処理およびメッキ処理によるスルーホール型の導体である。しかし、第１層間接続導体ＴＨ１ａおよび第２層間接続導体ＴＨ１ｂは、穴あけ処理および導電材充填処理によるビアホール型の導体であってもよい。
【００４９】
また、この実施例では、コイルアンテナＣＩＬ１は、基板１２の上面に形成された第１コイル導体ＣＰ１ａ，線状導体ＣＰ１ｂと基板１２の下面に形成された第２コイル導体ＣＰ２とを第１層間接続導体ＴＨ１ａ，第２層間接続導体ＴＨ１ｂによって接続してなる２層スパイラル型のコイルである。しかし、これに代えて、１層スパイラル型または３層以上のスパイラル型のコイルアンテナを基板１２に設けるようにしてもよい。さらに、この実施例では、コイルアンテナＣＩＬ１のターン数は３ターンであるが、ターン数は２ターンや４ターン以上であってもよい。
［実施例２］
【００５０】
他の実施例のＲＦＩＤタグ１０を構成する基板１２を図８（Ａ）〜図８（Ｂ）に示す。図３（Ａ）〜図３（Ｂ）と対比すれば分かるように、ランドＬＤ５が線状導体ＣＰ１ｂに追加的に一体形成される。より詳しくは、ランドＬＤ５は、ランドＬＤ４ｂよりもＹ軸方向のやや負側の位置に形成される。また、第２コイル導体ＣＰ２の他方端は、Ｚ軸方向から眺めてランドＬＤ５と重なる位置にまで延びる。第２層間接続導体ＴＨ１ｂはこの重複位置において基板１２を貫通し、第２コイル導体ＣＰ２および線状導体ＣＰ１ｂは第２層間接続導体ＴＨ１ｂによって互いに接続される。第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂの形成位置は、図３（Ａ）〜図３（Ｂ）に示す基板１２と図８（Ａ）〜図８（Ｂ）に示す基板１２との間で一致する。
【００５１】
ランドＬＤ５がランドＬＤ４ｂと第２パッド導体ＰＤ１ｂとの間に設けられ、第２層間接続導体ＴＨ１ｂがランドＬＤ５に設けられることから、見方によっては、第２パッド導体ＰＤ１ｂが配線導体ＣＬ１１を介して線状導体ＣＰ１ｂの他方端近傍に接続されていると言える。
【００５２】
この結果、第２層間接続導体ＴＨ１ｂを経て線状導体ＣＰ１ｂに流入した電流は、ランドＬＤ１ｂ〜ＬＤ３ｂ側と第２パッド導体ＰＤ１ｂ側とに分岐する。この分岐は、通信距離を短くし、かつ負荷変調を不安定とする可能性がある。しかし、この実施例では、第２パッド導体ＰＤ１ｂから離れた位置に第２層間接続導体ＴＨ１ｂ（またはスルーホール）が形成されるため、リード線２４ｂを第２パッド導体ＰＤ１ｂに接合する際の作業性が向上する。
［実施例３］
【００５３】
その他の実施例のＲＦＩＤタグ１０を構成する基板１２を図９（Ａ）〜図９（Ｂ）に示す。図３（Ａ）〜図３（Ｂ）と対比すれば分かるように、第３パッド導体ＰＤ２ａおよび第４パッド導体ＰＤ２ｂが、基板１２の下面に追加的に形成される。Ｚ軸方向から眺めたとき、第３パッド導体ＰＤ２ａは第１パッド導体ＰＤ１ａと重なり、第４パッド導体ＰＤ２ｂは第２パッド導体ＰＤ１ｂと重なる。なお、第３パッド導体ＰＤ２ａおよび第４パッド導体ＰＤ２ｂの各々もまた、パッド電極の一部をなす。
【００５４】
第３層間接続導体ＴＨ２は、第３パッド導体ＰＤ２ａと重なる位置で基板１２を貫通する。したがって、第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第３パッド導体ＰＤ２ａは、第３層間接続導体ＴＨ２によって互いに接続される。なお、第４パッド導体ＰＤ２ｂは、第２層間接続導体ＴＨ１ｂによって第２パッド導体ＰＤ１ｂと接続される。
【００５５】
こうして第３パッド導体ＰＤ２ａおよび第４パッド導体ＰＤ２ｂを追加的に形成することで、リード線２４ａおよび２４ｂは、基板１２の上面および下面のいずれにも接合することができる。これによって、設計の自由度が向上する。
［実施例４］
【００５６】
さらにその他の実施例のＲＦＩＤタグ１０を構成する基板１２を図１０（Ａ）〜図１０（Ｂ）に示す。図９（Ａ）〜図９（Ｂ）と対比すれば分かるように、第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂが省略される。リード線２４ａおよび２４ｂは、基板１２の下面に接合されることとなる。これによって、リード線２４ａおよび２４ｂを半田付けする際に、半田ゴテ）がＲＦＩＣ素子１６，チップコンデンサ１８ａ，１８ｂに当たりにくくなる。この結果、作業性が向上するとともに、ＲＦＩＣ素子１６，チップコンデンサ１８ａ，１８ｂの位置ずれが防止される。
【００５７】
なお、第３パッド導体ＰＤ２ａおよび第４パッド導体ＰＤ２ｂは、図８（Ａ）〜図８（Ｂ）に示す基板１２に追加的に形成するようにしてもよい。
【００５８】
また、図２に示すＲＦＩＤタグ１０では、レジスト膜１４ａは、第１コイル導体ＣＰ１ａの一部（第１パッド導体ＰＤ１ａの周辺）および線状導体ＣＰ１ｂの一部（第２パッド導体ＰＤ１ｂの周辺）をも回避するように、基板１２の上面に形成される。しかし、図１１（Ａ）〜図１１（Ｂ）に示すように、第１パッド導体ＰＤ１ａおよび第２パッド導体ＰＤ１ｂを除いて、基板１２の上面の全域にレジスト膜１４ａを形成するようにしてもよい。これによって、第２層間接続導体ＴＨ１ｂがレジスト膜１４ａによって覆われ、リード線２４ｂを第２パッド導体ＰＤ１ｂに接合する際の作業性が向上する。
【００５９】
また、本発明のＲＦＩＤタグは、例えばＮＦＣシステムのように、カードエミュレーション（Card Emulation）機能、リーダライタ（Reader/Writer）機能、端末間通信（Ｐ２Ｐ）機能を有していてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０  …ＲＦＩＤタグ
１，１２  …基板
ＣＩＬ０，ＣＩＬ１  …コイルアンテナ
３，１６  …ＲＦＩＣ素子
５ａ，５ｂ，２４ａ，２４ｂ  …リード線
ＣＰ０ａ，ＣＰ１ａ  …第１コイル導体
ＣＰ２  …第２コイル導体
ＣＰ０ｂ，ＣＰ１ｂ  …線状導体
ＴＨ０ａ，ＴＨ１ａ  …第１層間接続導体
ＴＨ０ｂ，ＴＨ１ｂ  …第２層間接続導体
ＴＨ２  …第３層間接続導体
ＰＤ０ａ，ＰＤ１ａ  …第１パッド導体（パッド電極の一部）
ＰＤ０ｂ，ＰＤ１ｂ  …第２パッド導体（パッド電極の一部）
ＰＤ２ａ  …第３パッド導体（パッド電極の一部）
ＰＤ２ｂ  …第４パッド導体（パッド電極の一部）
ＣＬ１１  …配線導体
４ａ，４ｂ，１８ａ，１８ｂ  …チップコンデンサ
２０  …通信装置
２２  …通信回路
【図１】
2015178127.tif 000003
【図２】
2015178127.tif 000004
【図３】
2015178127.tif 000005
【図４】
2015178127.tif 000006
【図５】
2015178127.tif 000007
【図６】
2015178127.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015178127.tif 000012
【図１１】
2015178127.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月16日(2016.11.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられ、帯状パターンを複数巻回してなるスパイラル部を有するコイルアンテナと、
２つの入出力端子を有するＲＦＩＣ素子と、
を備えるＲＦＩＤタグであって、
前記コイルアンテナの一方端および他方端は前記スパイラル部のうち最外周の帯状パターンに設けられ、前記ＲＦＩＣ素子の前記２つの入出力端子は前記一方端および前記他方端にそれぞれ接続されており、
前記スパイラル部のうち前記最外周の帯状パターンには、リード線と接合するためのパッド電極がさらに形成されている、
ことを特徴とするＲＦＩＤタグ。
【請求項２】
前記スパイラル部は、前記基板の一方主面にスパイラル状に形成された第１コイル導体と、前記基板の他方主面にスパイラル状に形成された第２コイル導体と、前記基板の一方の主面に形成された線状導体と、前記第１コイル導体の一方端および前記第２コイル導体の一方端を互いに接続する第１層間接続導体と、前記線状導体の一端と前記第２コイル導体の他方端を互いに接続する第２層間接続導体とを含む、請求項１記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項３】
前記パッド電極は、前記第１コイル導体に接続された第１パッド導体と、前記線状導体に接続された第２パッド導体を含む、請求項２記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項４】
前記第２パッド導体は平面視して前記第２層間接続導体と重なる位置に設けられる、請求項３記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項５】
前記スパイラル部のうち前記最外周の帯状パターンの一部に前記基板を貫通する第３層間接続導体をさらに備え、
前記パッド電極は、前記基板の他方主面に形成されかつ前記第３層間接続導体を介して前記第１パッド導体と接続された第３パッド導体と、前記基板の他方主面に形成されかつ前記第２接続導体を介して前記第２パッド導体と接続された第４パッド導体とを含む、請求項２ないし４のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項６】
前記スパイラル部のうち前記最外周の帯状パターンに前記コイルアンテナに並列接続されたチップコンデンサをさらに備える、請求項１ないし５のいずれかに記載のＲＦＩＤタグ。
【請求項７】
ＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグに接続された他の通信回路と、を備える通信装置であって、
前記ＲＦＩＤタグは、基板と、前記基板上に設けられ、帯状パターンを複数巻回してなるスパイラル部を有するコイルアンテナと、２つの入出力端子を有するＲＦＩＣ素子と、を備え、
前記コイルアンテナの一方端および他方端は前記スパイラル部のうち最外周の帯状パターンに設けられ、前記ＲＦＩＣ素子の前記２つの入出力端子は前記一方端および前記他方端にそれぞれ接続されており、
前記コイルアンテナの前記最外周の帯状パターンには、リード線と接合するためのパッド電極がさらに形成されており、
前記他の通信回路は前記リード線を介して前記ＲＦＩＤタグと接続される、通信装置。
【国際調査報告】
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