(57)【要約】  ＲＦＩＣ素子内蔵樹脂成形体１０は、金属製の芯材１４とこれに接続されたＲＦＩＣ素子１６とを内蔵してインサート成形される。ＲＦＩＣ素子１６は、コイル導体を内蔵したセラミック製の多層基板と、多層基板の実装面に実装されたＲＦＩＣチップとを有する。ＲＦＩＣチップは、ナノ粒子接合または超音波接合によってコイル導体と接続される。また、コイル導体は、磁界結合方式で芯材１４と結合される。
2015186451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インサート成形された樹脂成形体と、
前記樹脂成形体に内蔵された金属製の芯材と、
前記樹脂成形体に内蔵され、前記芯材に接続されたＲＦＩＣパッケージと、
を有するＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体であって、
前記ＲＦＩＣパッケージは、コイル導体を内蔵した耐熱性基板と、前記耐熱性基板に設けられたＲＦＩＣチップとを有し、
前記コイル導体は磁界結合を介して前記芯材と接続されている、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項２】
前記ＲＦＩＣチップは、Ａｇナノ粒子接合またはＡｕ超音波接合によって、前記耐熱性基板の表面に実装され、前記コイル導体と接続されている、請求項１記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項３】
前記ＲＦＩＣチップは少なくとも各々の表面がＡｕを主成分とする金属材料によって形成された第１入出力端子および第２入出力端子を有し、
前記コイル導体の一端および他端は、前記耐熱性基板の実装面に設けられかつ少なくとも各々の表面がＡｕを主成分とする金属材料によって形成された第１端子電極および第２端子電極に接続されており、
前記第１入出力端子および前記第２入出力端子が前記Ａｇナノ粒子接合または前記Ａｕ超音波接合によって前記第１端子電極および前記第２端子電極とそれぞれ接続されている、請求項２記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項４】
前記樹脂成形体はＡＢＳ系樹脂であり、
前記インサート成形は２００℃以上の温度下で行われる、請求項１ないし３のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項５】
前記ＲＦＩＣパッケージは前記ＲＦＩＣチップを封止する封止樹脂を含む、請求項２ないし４のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項６】
前記芯材は、その一部に略Ｃ字状の小径ループ部を有し、
前記コイル導体は前記小径ループ部と前記磁界結合を介して接続されている、請求項１ないし５のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項７】
前記芯材は前記小径ループ部の両端から互いに近接して平行に延びる第１延在部をさらに有する、請求項６記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項８】
前記樹脂成形体は人形をなし、
前記第１延在部は前記人形の頭部の近傍に設けられている、請求項７記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項９】
前記芯材は、前記小径ループ部の一方端に接続された一方端を有する第１骨格部と、前記小径ループ部の他方端に接続された一方端を有する第２骨格部と、前記第１骨格部の他方端および前記第２骨格部の他方端から互いに近接して平行に延びる第２延在部とをさらに有する、請求項５ないし７のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項１０】
前記第２延在部は前記小径ループ部，前記第１骨格部および前記第２骨格部とともに共振回路を構成し、
前記共振回路の共振周波数は前記ＲＦＩＣチップから出力される高周波信号の周波数帯域に合わせられている、請求項９記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項１１】
金属製の芯材を加工する加工工程と、
コイル導体を内蔵した耐熱性基板と前記耐熱性基板に設けられたＲＦＩＣチップとを有したＲＦＩＣパッケージを、前記コイル導体が磁界結合を介して前記芯材と接続されるように前記芯材に装着する装着工程と、
前記芯材および前記ＲＦＩＣパッケージの少なくとも一部が内蔵された樹脂成形体をインサート成形によって作成する作成工程と、
を備える、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＲＦＩＣ(Radio Frequency Integration Circuit)パッケージ内蔵樹脂成形体に関し、特に、金属製の芯材とこれに接続されたＲＦＩＣパッケージとをインサート成形した、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体に関する。【０００２】
この発明はまた、このようなＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体を製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
玩具等の構成部材としては、強度が高く、表面光沢性にも優れるため、ＡＢＳ系樹脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer)が広く利用されている。しかし、たとえば特許文献１に開示されているように、表面光沢性に優れたＡＢＳ系樹脂成形体を得るためには、成形時の温度を高温（たとえば２００℃以上）にしなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２００３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
他方、玩具等の構成部材にＲＦＩＤ(Radio Frequency IDentification)タグを埋設し、玩具にＲＦＩＤ機能を持たせようとする試みがある。一般に、ＲＦＩＤタグは、アンテナを有した基材上にＲＦＩＣチップをＳｎ系はんだ等の導電性接合材を介して実装したものである。そのため、ＡＢＳ系樹脂のように高い成形温度を必要とする樹脂の成形体に、こうした一般的なＲＦＩＤタグを内蔵することは難しい。ＲＦＩＣチップを基材に実装するためのＳｎ系はんだが成形時に溶融してしまうおそれがあるからである。【０００６】
ここで、アンテナとＲＦＩＣチップとの接続にＡｕバンプのような耐熱性の高い接合材を利用することや、耐熱性を有した金属同士の物理的接触による接続等も考えられる。しかし、インサート成形時には、熱だけでなく、流動する樹脂からの圧力も加わるため、やはり接続部での断線が生じやすい。特に、通信特性を向上させるためにアンテナのサイズを大きくすると、樹脂の温度や流動圧力によって、アンテナとＲＦＩＣチップとの接続部での断線が生じやすくなってしまう。【０００７】
それゆえに、この発明の主たる目的は、アンテナとＲＦＩＣチップの接続信頼性を維持しつつも通信特性を向上させることができる、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体は、インサート成形された樹脂成形体と、樹脂成形体に内蔵された金属製の芯材と、樹脂成形体に内蔵され、芯材に接続されたＲＦＩＣパッケージと、を有するＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体であって、ＲＦＩＣパッケージは、コイル導体を内蔵した耐熱性基板と、耐熱性基板に設けられたＲＦＩＣチップとを有し、コイル導体は磁界結合を介して芯材と接続されている。【０００９】
好ましくは、ＲＦＩＣチップは、Ａｇナノ粒子接合またはＡｕ超音波接合によって、耐熱性基板の表面に実装され、コイル導体と接続されている。【００１０】
さらに好ましくは、ＲＦＩＣチップは少なくとも各々の表面がＡｕを主成分とする金属材料によって形成された第１入出力端子および第２入出力端子を有し、コイル導体の一端および他端は、耐熱性基板の実装面に設けられかつ少なくとも各々の表面がＡｕを主成分とする金属材料によって形成された第１端子電極および第２端子電極に接続されており、第１入出力端子および第２入出力端子がＡｇナノ粒子接合またはＡｕ超音波接合によって第１端子電極および第２端子電極とそれぞれ接続されている。【００１１】
好ましくは、樹脂成形体はＡＢＳ系樹脂であり、インサート成形は２００℃以上の温度下で行われる。【００１２】
好ましくは、ＲＦＩＣパッケージはＲＦＩＣチップを封止する封止樹脂を含む。【００１３】
好ましくは、芯材は、その一部に略Ｃ字状の小径ループ部を有し、コイル導体は小径ループ部と磁界結合を介して接続されている。【００１４】
さらに好ましくは、芯材は小径ループ部の両端から互いに近接して平行に延びる第１延在部をさらに有する。【００１５】
より好ましくは、樹脂成形体は人形をなし、第１延在部は人形の頭部の近傍に設けられている。【００１６】
好ましくは、芯材は、小径ループ部の一方端に接続された一方端を有する第１骨格部と、小径ループ部の他方端に接続された一方端を有する第２骨格部と、第１骨格部の他方端および第２骨格部の他方端から互いに近接して平行に延びる第２延在部とをさらに有する。【００１７】
さらに好ましくは、第２延在部は小径ループ部，第１骨格部および第２骨格部とともに共振回路を構成し、共振回路の共振周波数はＲＦＩＣチップから出力される高周波信号の周波数帯域に合わせられている。【００１８】
この発明に係るＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体の製造方法は、金属製の芯材を加工する加工工程と、コイル導体を内蔵した耐熱性基板と耐熱性基板に設けられたＲＦＩＣチップとを有したＲＦＩＣパッケージを、コイル導体が磁界結合を介して芯材と接続されるように芯材に装着する装着工程と、芯材およびＲＦＩＣパッケージの少なくとも一部が内蔵された樹脂成形体をインサート成形によって作成する作成工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１９】
インサート成形は高温で行われ、かつ樹脂は成形のために流動するところ、ＲＦＩＣチップに接続されたコイル導体を耐熱性基板に内蔵し、そしてコイル導体を、磁界を介して芯材と結合させる。これによって、インサート成形されている金属製の芯材を放射素子として利用して、通信距離の拡大等、通信特性を向上させることができ、さらに、高温かつ樹脂の流動下においても、コイル導体と芯材との間での接続の信頼性を維持することができる。【００２０】
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】
【００２１】
【図１】この実施例のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体の一例を示す平面図である。
【図２】この実施例に適用される芯材を示す平面図である。
【図３】（Ａ）は芯材をなす大径ループ部を示す平面図であり、（Ｂ）は芯材をなすスリット部を示す平面図であり、（Ｃ）は芯材をなす小径ループ部を示す平面図である。
【図４】（Ａ）はこの実施例に適用されるＲＦＩＣチップを斜め上から眺めた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）はＲＦＩＣチップのＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図５】この実施例の等価回路およびこれを流れる電流の経路の一例を示す図解図である。
【図６】この実施例の等価回路の一部およびこれを流れる電流の経路の他の一例を示す図解図である。
【図７】この実施例のＲＦＩＣ内蔵樹脂成形体の製造工程の一部を示す図解図である。
【図８】この実施例のＲＦＩＣ内蔵樹脂成形体の製造工程の他の一部を示す図解図である。
【図９】ＲＦＩＣパッケージを芯材に装着する工程の一例を示す図解図である。
【図１０】ＲＦＩＣパッケージを芯材に装着する工程の他の一例を示す図解図である。
【図１１】この実施例のＲＦＩＣ内蔵樹脂成形体の製造工程のその他の一部を示す図解図である。
【図１２】他の実施例に適用される芯材およびＲＦＩＣパッケージの一例を示す平面図である。
【図１３】（Ａ）は芯材をなす大径ループ部を示す平面図であり、（Ｂ）は芯材をなすスリット部を示す平面図であり、（Ｃ）は芯材をなす小径ループ部を示す平面図であり、（Ｄ）は芯材をなす容量形成部を示す平面図である。
【図１４】他の実施例の等価回路およびこれを流れる電流の経路の一例を示す図解図である。
【図１５】その他の実施例のコイル導体と芯材との位置関係の一例を示す図解図である。
【図１６】その他の実施例のコイル導体と芯材との磁界結合状態の一例を示す図解図である。
【図１７】その他の実施例の等価回路およびこれを流れる電流の経路の一例を示す図解図である。
【図１８】さらにその他の実施例に適用される芯材を示す平面図である。
【図１９】他の実施例に適用される芯材を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１を参照して、この実施例のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体１０は、２００℃以上の温度でインサート成形された樹脂成形体１２を含む。樹脂成形体１２は、頭部、胴部、腕部、脚部を有する人形をなし、ループ状に形成された金属製の芯材１４と、芯材１４に接続されたＲＦＩＣパッケージ１６とが樹脂成形体１２に内蔵される。
【００２３】
樹脂成形体１２を構成する樹脂としては、耐熱性や表面光沢性に優れるＡＢＳ系樹脂が好適である。また、ＡＢＳ系樹脂としては、塊状重合によるもの、乳化重合によるもの、懸濁重合によるもの等、任意のＡＢＳ系樹脂を利用できる。ＡＢＳ系樹脂の特性から、樹脂成形体１２の表面光沢性は、比較的高温で成形しかつ素早く冷却することで向上する。
【００２４】
金属製の芯材は、樹脂成型体の取付けや強度確保のため、可動部を構成する場合は可動部における可動性を確保するため等に用いられる。
【００２５】
図２および図３（Ａ）〜図３（Ｃ）を参照して、芯材１４は、単一の連続した線状金属パターンによって構成され、大径ループ部１４ｌｇ，スリット部（第１延在部）１４ｓｌ１および小径ループ部１４ｓｍを有する。
【００２６】
大径ループ部１４ｌｇは、小径ループ部１４ｓｍの外径寸法よりも大きい外径寸法を有し、小径ループ部１４ｓｍは大径ループ部１４ｌｇの内側に設けられている。大径ループ部１４ｌｇは、人形の骨格を描くように人形に埋め込まれる。大径ループ部１４ｌｇの両端は、人形の頭部に設けられる。小径ループ部１４ｓｍは、人形の正面から眺めて略Ｃ字を描き、その両端が人形の頭部側に配置される姿勢で人形の胸部に埋め込まれる。
【００２７】
スリット部１４ｓｌ１は、互いに近接して平行に延びる線状導体ＬＣ１ａおよびＬＣ１ｂによって形成される。線状導体ＬＣ１ａは小径ループ部１４ｓｍの一方端と大径ループ部１４ｌｇの一方端とを互いに接続し、線状導体ＬＣ１ｂは小径ループ部１４ｓｍの他方端と大径ループ部１４ｌｇの他方端とを互いに接続する。
【００２８】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、ＲＦＩＣパッケージ１６は、直方体をなし、コイル導体１６ｃｌを内蔵したセラミック製の多層基板（耐熱性基板）１６ｂｓと、多層基板１６ｂｓの実装面（上面）に実装されてコイル導体１６ｃｌに接続されたＲＦＩＣチップ１６ｃｐとによって構成される。なお、ここでは、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐはＨＦ帯ＲＦＩＤシステム用のＩＣチップであり、１３．５６ＭＨｚの高周波信号を通信周波数（キャリア周波数）とする。
【００２９】
多層基板１６ｂｓは、インサート成形時の熱に対して耐熱性を有する耐熱性基板であり、ここでは、絶縁性を有する複数のＬＴＣＣ(Low Temperature Co-fired Ceramics)層を積層してなる積層体である。コイル導体１６ｃｌは、複数の環状導体を層間接続導体を介して接続してなる積層型コイルであり、ＡｇやＣｕ等を主成分とする金属材料にて構成されており、ＬＴＣＣと同時焼成されたものである。ＲＦＩＣチップ１６ｃｐは、Ａｇナノ粒子接合またはＡｕ超音波接合によって、多層基板１６ｂｓの実装面に設けられた第１、第２端子電極に接続されており、コイル導体１６ｃｌと接続される。
【００３０】
より具体的には、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐは、シリコン基板にメモリ回路やＲＦ回路を形成した半導体素子であり、各々の表面が金メッキ処理を施された第１入出力端子ＴＭ１および第２入出力端子ＴＭ２を備える。一方、多層基板１６ｂｓの実装面には、コイル導体１６ｃｌの一方端に接続された第１ランド（第１端子電極）ＬＤ１と、コイル導体１６ｃｌの他方端に接続された第２ランド（第２端子電極）ＬＤ２とが設けられている。第１ランドＬＤ１および第２ランドＬＤ２は、ＡｇやＣｕを主成分とする金属材料にて構成され、ＬＴＣＣと同時に焼成されており、その表面もまた、金メッキ処理を施される。
【００３１】
第１入出力端子ＴＭ１および第２入出力端子ＴＭ２は、Ａｇナノ粒子接合またはＡｕ超音波接合によって、第１ランドＬＤ１および第２ランドＬＤ２とそれぞれ接続される。これによって、第１入出力端子ＴＭ１が第１ランドＬＤ１と一体化し、第２入出力端子ＴＭ２が第２ランドＬＤ２と一体化する。なお、Ａｇナノ粒子接合を行った場合は、接合部分においてＡｕとＡｇとが合金化する。
【００３２】
このように、多層基板１６ｂｓがセラミックを母材とし、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐがＡｇナノ粒子接合またはＡｕ超音波接合によって多層基板１６ｂｓと接続されるため、ＲＦＩＣパッケージ１６の耐熱性が向上し、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐの耐熱温度まで耐えられるようになる。
【００３３】
なお、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐは、エポキシ樹脂等の耐熱性の高い封止樹脂１６ｒｓにて封止されている。これによって、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐが機械的に保護され、或いはＲＦＩＣパッケージ１６のハンドリング性が確保される。ただし、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐ自体の耐熱性が高いため、封止樹脂１６ｒｓは必ずしも必要ではない。
【００３４】
図１に戻って、ＲＦＩＣパッケージ１６は、芯材１４をなす小径ループ部１４ｓｍの内側に設けられる。小径ループ部１４ｓｍは、コイル導体１６ｃｌの巻回軸方向から眺めたときに現れるＲＦＩＣパッケージ１６の外縁に沿って延びる。ＲＦＩＣパッケージ１６に設けられたコイル導体１６ｃｌの中心軸は小径ループ部１４ｓｍの中心軸と一致し、コイル導体１６ｃｌの径は小径ループ部１４ｓｍの径とほぼ等しくなる。この結果、コイル導体１６ｃｌは、芯材１４の小径ループ部１４ｓｍと磁界を介して結合される。
【００３５】
ここで、直流的にではなく磁界によって芯材１４をＲＦＩＣパッケージ１６と接続する。つまり、コイル導体を芯材の小径ループ部に磁界結合させる。これにより、ＲＦＩＣチップからコイル導体に流れた信号電流が、誘導電流として芯線に導かれる。そして、芯材の大径ループ部の外形寸法はコイル導体の外形寸法よりも大きいので、芯線の大径ループ部において信号電流が大きく周回し、その結果、通信距離が大きくなる。また、ＲＦＩＣパッケージを芯材に導電性接合材を介して直接的に接続するわけではないので、コイル導体と小径ループ部との位置関係が多少ばらついても特性に大きな影響は無く、芯材１４とＲＦＩＣパッケージ１６との間の接続信頼性（特に、成形時の温度や樹脂流動に対する信頼性）が確保される。
【００３６】
また、スリット部１４ｓｌ１を形成することで、磁界結合によって芯材１４を流れる電流の密度は、スリット部１４ｓｌ１の近傍で増大する。つまり、小径ループ部にスリット部を接続することで、芯材に生じる磁束分布に指向性を付与できる。本例のように、このスリット部１４ｓｌ１を人形の頭部の近傍に配置することで、さらに言えば、スリット部１４ｓｌ１の延伸方向を頭部に向けることで、頭部近傍に大きな指向性を与えることができる。
【００３７】
ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体１０の等価回路を図５に示す。ＲＦＩＣチップ１６ｃｐの両端は、インダクタＬ１の両端とそれぞれ接続される。インダクタＬ１は磁界結合方式でインダクタＬ２と結合される。インダクタＬ２の一方端はコンデンサＣ１の一方端およびインダクタＬ３の一方端と接続され、インダクタＬ２の他方端はコンデンサＣ１の他方端およびインダクタＬ３の他方端と接続される。ここで、インダクタＬ１はコイル導体１６ｃｌのインダクタンス成分であり、インダクタＬ２は小径ループ部１４ｓｍのインダクタンス成分であり、インダクタＬ３は大径ループ部１４ｌｇのインダクタンス成分である。また、コンデンサＣ１は、主に、スリット部１４ｓｌ１の容量成分である。
【００３８】
上述のように、大径ループ部１４ｌｇをスリット部１４ｓｌ１を介して小径ループ部１４ｓｍと接続することで、スリット部１４ｓｌ１および大径ループ部１４ｌｇは放射体として機能し、これによって通信距離が大きく延長される。また、上述のように、芯材１４を流れる電流の密度はスリット部１４ｓｌ１で増大するため、芯材１４から発生する磁束分布に指向性を持たせることができる。さらに、コイル導体１６ｃｌおよび小径ループ部１４ｓｍが上述した位置・サイズ関係を示すことで、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐと小径ループ部１４ｓｍとの磁気結合度が増大するため、これによっても通信距離が延長される。
【００３９】
なお、インダクタＬ２，Ｌ３およびコンデンサＣ１によって構成される第２共振回路の共振周波数が、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐ自身が持つコンデンサ成分とインダクタＬ１とで構成される第１共振回路による共振周波数と大きく異なる場合（たとえば、２倍以上の周波数になっている）、各共振回路には、実線または破線の矢印で示す要領で交流電流が流れる。このとき、コンデンサＣ１は浮遊容量となる。これに対して、第２共振回路の共振周波数が第１共振回路の共振周波数に近い周波数（たとえば第１共振回路の共振周波数１３．５６ＭＨｚに対して±１ＭＨｚ以下）の範囲にいるのであれば、第２共振回路には、図６に実線または破線で示す要領で交流電流が流れる。通信距離は、ＬＣ並列回路の共振周波数を１３．５６ＭＨｚに調整した場合にさらに延長される。よって、第１共振回路と第２共振回路の共振周波数はほぼ同じであることが好ましい。なお、各共振回路には、共振周波数の調整等のため、さらに他のインダクタやコンデンサが付加されていてもよい。
【００４０】
ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体１０は、以下に述べる要領で製造される。まず、ステンレス等の金属材で構成されたフープ材ＨＰ１の抜き加工によって、複数の芯材１４，１４，…が作製される（図７参照）。作製された複数の芯材１４，１４，…は、抜き加工の後に残存するランナー部ＲＮ１に、連結部ＣＮ１，ＣＮ１，…を介して支持される。
【００４１】
次に、芯材１４，１４，…の各々をなす小径ループ部１４ｓｍの内側に、ＲＦＩＣパッケージ１６が装着される（図８参照）。
【００４２】
詳しくは、小径ループ部１４ｓｍの径よりも大きい径を有する両面テープＴＰ１が準備され、ＲＦＩＣパッケージ１６の下面が両面テープＴＰ１の上面の中央に貼着される（図９上段参照）。続いて、両面テープＴＰ１の下面の端部近傍が小径ループ部１４ｓｍの上面に貼着される（図９下段参照）。
【００４３】
或いは、小径ループ部１４ｓｍの径よりも大きい径を有する片面テープＴＰ２が準備され、片面テープＴＰ２の上面の端部近傍が小径ループ部１４ｓｍの下面に貼着される（図１０上段参照）。続いて、ＲＦＩＣパッケージ１６の下面が片面テープＴＰ２の上面の中央に貼着される（図１０下段参照）。
【００４４】
こうしてＲＦＩＣパッケージ１６が芯材１４に装着されると、２００℃以上の温度によるインサート成形によって樹脂成形体１２が作成される（図１１参照）。両面テープＴＰ１または片面テープＴＰ２は、インサート成形時の高温によって消失する。フープ材ＨＰ１の連結部ＣＮ１およびランナー部ＲＮ１は樹脂成形体１２を冷却するときの放熱材として機能し、これによって樹脂成形体１２の表面光沢性が向上する。冷却後に芯材１４，１４，…をフープ材ＨＰ１の連結部ＣＮ１から切断すると、複数のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体１０，１０，…が得られる。
【００４５】
なお、図７によれば、芯材１４はフープ材ＨＰ１の抜き加工によって作製するようにしている。しかし、金属製の線材の曲げ加工および溶接加工によって芯材１４を作製するようにしてもよい。
【００４６】
以上の説明から分かるように、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体１０は、金属製の芯材１４とこれに接続されたＲＦＩＣパッケージ１６とを内蔵した状態でインサート成形することで作製される。ＲＦＩＣパッケージ１６は、コイル導体１６ｃｌを内蔵したセラミック製の多層基板１６ｂｓと、多層基板１６ｂｓに実装されたＲＦＩＣチップ１６ｃｐとを有する。ここで、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐは、Ａｇナノ粒子接合またはＡｕ超音波接合によってコイル導体１６ｃｌと接続される。また、コイル導体１６ｃｌは、磁界結合方式で芯材１４と結合される。
【００４７】
インサート成形は２００℃以上、さらには２５０℃以上の高温で行われ、かつ樹脂は成形のために流動するところ、コイル導体１６ｃｌはセラミック製の多層基板１６ｂｓに内蔵され、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐはナノ粒子結合または超音波接合によってコイル導体１６ｃｌと接続され、そしてコイル導体１６ｃｌは磁界結合方式で芯材１４と結合される。これによって、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐとコイル導体１６ｃｌとの間での電気的接続ならびにコイル導体１６ｃｌと芯材１４との間での磁気的な接続の信頼性が維持される。
【００４８】
図１２および図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）を参照して、他の実施例では、芯材１４に代えて芯材１４ａが採用される。芯材１４ａは、第１骨格部１４ｆｒ１，第２骨格部１４ｆｒ２，スリット部（第１延在部）１４ｓｌ１，小径ループ部１４ｓｍ，およびスリット部（第２延在部）１４ｓｌ２を有する。
【００４９】
第１骨格部１４ｆｒ１および第２骨格部１４ｆｒ２は、図３（Ａ）に示す大径ループ部１４ｌｇの一部に切り欠きを形成したものと一致する。つまり、大径ループ部１４ｌｇの一方端から切り欠きまでの部分が第１骨格部１４ｆｒ１に相当し、大径ループ部１４ｌｇの他方端から切り欠きまでの部分が第２骨格部１４ｆｒ２に相当する。
【００５０】
スリット部１４ｓｌ２は、互いに近接して蛇行する線状導体ＬＣ２ａおよびＬＣ２ｂによって形成される。線状導体ＬＣ２ａの一方端は第１骨格部１４ｆｒ１の切り欠き側端部と接続され、線状導体ＬＣ２ａの他方端は開放端とされる。また、線状導体ＬＣ２ｂの一方端は第２骨格部１４ｆｒ２の切り欠き側端部と接続され、線状導体ＬＣ２ｂの他方端は開放端とされる。
【００５１】
このような芯材１４ａを採用した場合、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体１０の等価回路は図１４に示すように構成される。
【００５２】
インダクタＬ１と磁界結合方式で結合されたインダクタＬ２の一方端は、インダクタＬ３の一方端およびコンデンサＣ１の一方端と接続される。インダクタＬ３の他方端は、コンデンサＣ２の一方端と接続され、コンデンサＣ２の他方端はコンデンサＣ１の他方端およびインダクタＬ２の他方端と接続される。
【００５３】
ここで、インダクタＬ２は小径ループ部１４ｓｍのインダクタンス成分であり、インダクタＬ３は第２骨格部１４ｆｒ２のインダクタンス成分である。また、コンデンサＣ１はスリット部１４ｓｌ１の容量成分であり、コンデンサＣ２はスリット部１４ｓｌ２の容量成分である。コンデンサＣ２の容量は、インダクタＬ１〜Ｌ２およびコンデンサＣ１およびＣ２によって構成される回路が１３．５６ＭＨｚで共振するように調整される。この結果、この回路には、実線または破線の矢印で示す要領で交流電流が流れ、通信距離をさらに大きくすることができる。なお、コンデンサＣ１は浮遊容量となる。
【００５４】
なお、上述の実施例ではＨＦ帯ＲＦＩＤシステムを想定しているが、この発明はＵＨＦ帯ＲＦＩＤシステムにも適用できることは言うまでもない。
【００５５】
図１５および図１６を参照して、その他の実施例では、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐがＵＨＦ帯（たとえば、９００ＭＨｚ帯）の高周波信号を通信周波数帯とするとき、芯材１４に代えて芯材１４ｂが採用される。芯材１４ｂは両端開放の帯状に形成され、ＲＦＩＣパッケージ１６は、コイル導体１６ｃｌの一部が平面視で芯材１４ｂと重なるように（より詳しくは、平面視したときにコイル導体１６ｃｌが描く矩形環の一辺が芯材１４ｂの幅方向中央を延びるように）、芯材１４ｂの上に装着される。この場合、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体１０の等価回路は、図１７に示すように構成される。この実施例においても、芯材１４ｂはアンテナとして機能し、ＲＦＩＣチップ１６ｃｐから出力された高周波信号は芯材１４ｂから放射される。
【００５６】
なお、図１に示すＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体１０によれば、芯材１４は、大径ループ部１４ｌｇの一部が人形の腕部、胴体部および脚部に沿い、かつ大径ループ部１４ｌｇの他の一部が人形の頭部に及ぶように、人形に埋め込まれる。しかし、図１８に示すように、大径ループ部の一部が人形の胴体のみに沿って延びかつ大径ループ部の他の一部が人形の頭部に及ぶ芯材１４ｃを人形に埋め込むようにしてもよい。また、図１９に示すように、大径ループ部が人形の胴体のみに沿って延びる芯材１４ｄを人形に埋め込むようにしてもよい。
【００５７】
また、なお、樹脂成型体の外観形状は人形に限られるものではない。たとえば動物形であってもよいし、自動車形や飛行機形であってもよい。金属製の芯材は、少なくともその一部が樹脂成型体に埋設されるものであればよく、任意の形状に形成することができる。
【００５８】
成型用樹脂もＡＢＳ樹脂に限られるものではなく、各種の熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００５９】
ＲＦＩＣパッケージは、コイル導体を内蔵したセラミック基板にＲＦＩＣチップを表面実装し、このＲＦＩＣチップを樹脂封止したものに限定されるわけではない。たとえば、コイル導体を内蔵した耐熱性樹脂基板にＲＦＩＣチップを埋設したものを用いてもよい。この場合であっても、コイル導体とＲＦＩＣチップとの接続部分は、Ａｇナノ粒子接合やＡｕ超音波接合のような耐熱性に優れた接合形態を利用することが好ましい。ＲＦＩＣパッケージも、必ずしもその全部が樹脂成型体に内蔵されている必要はない。
【符号の説明】
【００６０】
１０  …ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体
１４，１４ａ〜１４ｄ  …芯材
１４ｌｇ  …大径ループ部
１４ｓｍ  …小径ループ部
１４ｆｒ１  …第１骨格部
１４ｆｒ２  …第２骨格部
１４ｓｌ１  …スリット部（第１延在部）
１４ｓｌ２  …スリット部（第２延在部）
１６  …ＲＦＩＣパッケージ
１６ｃｌ  …コイル導体
１６ｂｓ  …多層基板（耐熱性基板）
１６ｃｐ  …ＲＦＩＣチップ
１６ｒｓ  …封止樹脂
ＴＭ１  …第１入出力端子
ＴＭ２  …第２入出力端子
ＬＤ１  …第１ランド（第１端子電極）
ＬＤ２  …第２ランド（第２端子電極）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年11月25日(2016.11.25)
【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】
インサート成形された樹脂成形体と、
前記樹脂成形体に内蔵され、前記樹脂成形体の骨格を形成する金属製の芯材と、
前記樹脂成形体に内蔵され、前記芯材に接続されたＲＦＩＣパッケージと、
を有するＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体であって、
前記ＲＦＩＣパッケージは、コイル導体を内蔵した耐熱性基板と、前記耐熱性基板に設けられたＲＦＩＣチップとを有し、
前記コイル導体は磁界結合を介して前記芯材と接続されている、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項２】
前記ＲＦＩＣチップは、Ａｇナノ粒子接合またはＡｕ超音波接合によって、前記耐熱性基板の表面に実装され、前記コイル導体と接続されている、請求項１記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項３】
前記ＲＦＩＣチップは少なくとも各々の表面がＡｕを主成分とする金属材料によって形成された第１入出力端子および第２入出力端子を有し、
前記コイル導体の一端および他端は、前記耐熱性基板の実装面に設けられかつ少なくとも各々の表面がＡｕを主成分とする金属材料によって形成された第１端子電極および第２端子電極に接続されており、
前記第１入出力端子および前記第２入出力端子が前記Ａｇナノ粒子接合または前記Ａｕ超音波接合によって前記第１端子電極および前記第２端子電極とそれぞれ接続されている、請求項２記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項４】
前記樹脂成形体はＡＢＳ系樹脂であり、
前記インサート成形は２００℃以上の温度下で行われる、請求項１ないし３のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項５】
前記ＲＦＩＣパッケージは前記ＲＦＩＣチップを封止する封止樹脂を含む、請求項２ないし４のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項６】
前記芯材は、その一部に略Ｃ字状の小径ループ部を有し、
前記コイル導体は前記小径ループ部と前記磁界結合を介して接続されている、請求項１ないし５のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項７】
前記芯材は前記小径ループ部の両端から互いに近接して平行に延びる第１延在部をさらに有する、請求項６記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項８】
前記樹脂成形体は人形をなし、
前記第１延在部は前記人形の頭部の近傍に設けられている、請求項７記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項９】
前記芯材は、前記小径ループ部の一方端に接続された一方端を有する第１骨格部と、前記小径ループ部の他方端に接続された一方端を有する第２骨格部と、前記第１骨格部の他方端および前記第２骨格部の他方端から互いに近接して平行に延びる第２延在部とをさらに有する、請求項５ないし７のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項１０】
前記第２延在部は前記小径ループ部，前記第１骨格部および前記第２骨格部とともに共振回路を構成し、
前記共振回路の共振周波数は前記ＲＦＩＣチップから出力される高周波信号の周波数帯域に合わせられている、請求項９記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項１１】
金属製の芯材を加工して樹脂成形体の骨格を形成する加工工程と、
コイル導体を内蔵した耐熱性基板と前記耐熱性基板に設けられたＲＦＩＣチップとを有したＲＦＩＣパッケージを、前記コイル導体が磁界結合を介して前記芯材と接続されるように前記芯材に装着する装着工程と、
前記芯材および前記ＲＦＩＣパッケージの少なくとも一部が内蔵された樹脂成形体をインサート成形によって作成する作成工程と、
を備える、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体の製造方法。
【請求項１２】
前記作成工程において、前記骨格を形成する前記芯材の一部を保持しながら、前記樹脂成形体の成形を行い、その後、前記樹脂成形体から露出する前記芯材の一部を切断する、請求項１１に記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体の製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月21日(2017.3.21)
【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】
インサート成形され、かつ玩具の外観をなす樹脂成形体と、
前記樹脂成形体に内蔵され、前記樹脂成形体である前記玩具の骨格を独立して形成する金属製の芯材と、
前記樹脂成形体に内蔵され、前記芯材に接続されたＲＦＩＣパッケージと、
を有するＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体であって、
前記ＲＦＩＣパッケージは、コイル導体を内蔵した耐熱性基板と、前記耐熱性基板に設けられたＲＦＩＣチップとを有し、
前記コイル導体は磁界結合を介して前記芯材と接続されている、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項２】
前記玩具の外観をなす前記樹脂成形体は可動部分を有し、
前記芯材は、前記可動部分に相当する部分に可動部を有する、請求項１記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項３】
前記ＲＦＩＣチップは、Ａｇナノ粒子接合またはＡｕ超音波接合によって、前記耐熱性基板の表面に実装され、前記コイル導体と接続されている、請求項１または２記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項４】
前記ＲＦＩＣチップは少なくとも各々の表面がＡｕを主成分とする金属材料によって形成された第１入出力端子および第２入出力端子を有し、
前記コイル導体の一端および他端は、前記耐熱性基板の実装面に設けられかつ少なくとも各々の表面がＡｕを主成分とする金属材料によって形成された第１端子電極および第２端子電極に接続されており、
前記第１入出力端子および前記第２入出力端子が前記Ａｇナノ粒子接合または前記Ａｕ超音波接合によって前記第１端子電極および前記第２端子電極とそれぞれ接続されている、請求項３記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項５】
前記樹脂成形体はＡＢＳ系樹脂であり、
前記インサート成形は２００℃以上の温度下で行われる、請求項１ないし４のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項６】
前記ＲＦＩＣパッケージは前記ＲＦＩＣチップを封止する封止樹脂を含む、請求項１ないし５のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項７】
前記芯材は、その一部に略Ｃ字状の小径ループ部を有し、
前記コイル導体は前記小径ループ部と前記磁界結合を介して接続されている、請求項１ないし６のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項８】
前記芯材は前記小径ループ部の両端から互いに近接して平行に延びる第１延在部をさらに有する、請求項７記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項９】
前記樹脂成形体は人形をなし、
前記第１延在部は前記人形の頭部の近傍に設けられている、請求項８記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項１０】
前記芯材は、前記小径ループ部の一方端に接続された一方端を有する第１骨格部と、前記小径ループ部の他方端に接続された一方端を有する第２骨格部と、前記第１骨格部の他方端および前記第２骨格部の他方端から互いに近接して平行に延びる第２延在部とをさらに有する、請求項７または８のいずれかに記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項１１】
前記第２延在部は前記小径ループ部，前記第１骨格部および前記第２骨格部とともに共振回路を構成し、
前記共振回路の共振周波数は前記ＲＦＩＣチップから出力される高周波信号の周波数帯域に合わせられている、請求項１０記載のＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体。
【請求項１２】
金属製の芯材を加工して樹脂成形体の骨格を形成する加工工程と、
コイル導体を内蔵した耐熱性基板と前記耐熱性基板に設けられたＲＦＩＣチップとを有したＲＦＩＣパッケージを、前記コイル導体が磁界結合を介して前記芯材と接続されるように前記芯材に装着する装着工程と、
前記芯材および前記ＲＦＩＣパッケージの少なくとも一部が内蔵された樹脂成形体をインサート成形によって作成する作成工程と、
を備え、
前記作成工程において、前記骨格を形成する前記芯材の一部を保持しながら、前記樹脂成形体の成形を行い、その後、前記樹脂成形体から露出する前記芯材の一部を切断する、ＲＦＩＣパッケージ内蔵樹脂成形体の製造方法。
【国際調査報告】
2015186451.tif 000022
2015186451.tif 000023
2015186451.tif 000024
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