(57)【要約】【課題】高周波の信号を伝送するのに適した構成にすること。【解決手段】３層以上の配線層１１，１２，１３，１４を有する回路基板１において、少なくとも、おもて面の配線層１１とその直下の配線層１２にコイルパターン２１，２２を形成し、それら上下のコイルパターン２１，２２を導電体２３により電気的に接続する。回路基板１の裏面の配線層１４には、コイルパターンを設けない。このように回路基板１のおもて面側にコイルパターン２１，２２が偏在した構成において、各配線層１１，１２に形成されたコイルパターン２１，２２が厚さ１ｍｍ以内に配置されるような構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３層の配線層を有する回路基板にコイルパターンが形成されたコイル付き回路基板において、
第１の主面に設けられた配線層を除く２層の配線層にそれぞれ前記コイルパターンが形成されており、前記コイルパターン同士が導電体により電気的に接続されていることを特徴とするコイル付き回路基板。
【請求項２】
４層以上の配線層を有する回路基板にコイルパターンが形成されたコイル付き回路基板において、
第１の主面に設けられた配線層を除く２層以上の配線層のうち、第２の主面に設けられた第１の配線層および前記第１の配線層を除く配線層のうち少なくとも１層の配線層にそれぞれ前記コイルパターンが形成されており、前記コイルパターン同士が導電体により電気的に接続されていることを特徴とするコイル付き回路基板。
【請求項３】
前記複数の配線層に形成され、かつ前記導電体により電気的に接続されたコイルパターンは、全体として無線通信用コイルを構成することを特徴とする請求項１または２に記載のコイル付き回路基板。
【請求項４】
前記無線通信用コイルは、通信相手の無線通信用コイルに対して電磁結合するコイルであることを特徴とする請求項３に記載のコイル付き回路基板。
【請求項５】
前記第１の配線層に設けられた前記コイルパターンを含む厚さ１ｍｍ以内に、前記無線通信用コイルを構成する各配線層の前記コイルパターンが形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載のコイル付き回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、コイル付き回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コイルを内蔵した回路基板が公知である。例えば、増幅段を構成するコイルおよびフィルタ段を構成するコイルを多層回路基板に内蔵させた高周波増幅回路が公知である（例えば、特許文献１参照。）。また、基板本体内に同一形状の２つのコイルパターンを埋設し、２つのコイルパターンを第１アース電極層と第２アース電極層で挟みこむようにした基板内層型コイルが公知である（例えば、特許文献２参照。）。一方、読み取りまたは書き込み装置と非接触でデータの通信等を行う電子カードにおいて、ケースの上カバーおよび下カバーにそれぞれ通信用コイルパターンの一部を形成した構成のものが公知である（例えば、特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２５０９０８号公報（特許請求の範囲、第１図および第２図）
【特許文献２】特開平６−１４０２５０号公報（特許請求の範囲、図１および図２）
【特許文献３】特開平６−２８５３２号公報（特許請求の範囲、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１または２に開示された技術では、基板の内部にコイルが配置されているため、例えばこのコイルを通信用コイルとして用いて、通信相手のコイルと非接触で電磁結合させてデータ通信を行う場合、電磁結合するコイル同士が離れてしまう。そのため、高周波の信号を伝送するのが困難であるという問題点がある。一方、コイル同士を電磁結合させて高周波の信号を伝送させるには、高出力にすればよい。しかし、その場合には、消費電力が増大するという問題点がある。
【０００５】
また、出力を上げる代わりに、コイル同士を近づけるようにしてもよいが、そのためには基板自体を薄くして、基板内部のコイルが通信相手のコイルにより近づくようにする必要がある。しかし、その場合には、基板の強度が低くなり、基板に反りが生じやすくなるため、例えば製造時のリフロー半田工程などで不具合が生じるおそれがある。また、前記特許文献３に開示された電子カードでは、通信用コイルパターンの、通信相手のコイルから遠い側のカバーに形成された部分が、通信相手のコイルからカードの厚さ分、離れてしまうため、高周波の信号を伝送するのが困難であるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、高周波の信号を伝送するのに適したコイル付き回路基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるコイル付き回路基板は、３層の配線層を有する回路基板にコイルパターンが形成されたコイル付き回路基板において、第１の主面に設けられた配線層を除く２層の配線層にそれぞれ前記コイルパターンが形成されており、前記コイルパターン同士が導電体により電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００８】
また、この発明にかかるコイル付き回路基板は、４層以上の配線層を有する回路基板にコイルパターンが形成されたコイル付き回路基板において、第１の主面に設けられた配線層を除く２層以上の配線層のうち、第２の主面に設けられた第１の配線層および前記第１の配線層を除く配線層のうち少なくとも１層の配線層にそれぞれ前記コイルパターンが形成されており、前記コイルパターン同士が導電体により電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明において、前記複数の配線層に形成され、かつ前記導電体により電気的に接続されたコイルパターンは、全体として無線通信用コイルを構成していてもよい。
【００１０】
また、この発明において、前記無線通信用コイルは、通信相手の無線通信用コイルに対して電磁結合するコイルであってもよい。
【００１１】
また、この発明において、前記第１の配線層に設けられた前記コイルパターンを含む厚さ１ｍｍ以内に、前記無線通信用コイルを構成する各配線層の前記コイルパターンが形成されているとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかるコイル付き回路基板によれば、高周波の信号を伝送することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるコイル付き回路基板の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、この発明にかかるコイル付き回路基板の構成を示す断面図である。図１に示すように、回路基板１は、３層以上の配線層を有する。特に限定しないが、ここでは、配線層の数が４層であるとして説明する。なお、多層配線構造の回路基板は周知であるので、その詳細な構成および製造方法については、説明を省略する。
【００１５】
第１層目の配線層１１および第２層目の配線層１２は、それぞれ、誘電体からなる第１の基板２の上面（回路基板１のおもて面）および下面に設けられている。第３層目の配線層１３および第４層目の配線層１４は、それぞれ、誘電体からなる第２の基板３の上面および下面（回路基板１の裏面）に設けられている。第１層目の配線層、第２層目の配線層、第３層目の配線層および第４層目の配線層を、それぞれ、第１配線層、第２配線層、第３配線層および第４配線層とする。第１の基板２と第２の基板３は、第２配線層１２と第３配線層１３の間に絶縁性の接着層４を挟んで貼り合わされている。図１では省略されているが、回路基板１のおもて面および裏面は、レジストなどの保護膜で覆われている。
【００１６】
第１配線層１１は、所望の配線パターンに形成されている。その配線パターンのうちの一部または全部（図では、一部）にコイルパターン（以下、第１コイルパターンとする）２１が形成されている。第２配線層１２は、所望の配線パターンに形成されている。その配線パターンのうちの一部または全部（図では、一部）にコイルパターン（以下、第２コイルパターンとする）２２が形成されている。第１コイルパターン２１と第２コイルパターン２２は、第１の基板２を貫通するスルーホール内の導電体２３により電気的に接続されている。第１コイルパターン２１、導電体２３および第２コイルパターン２２は、全体で一つのコイル２４を構成する。
【００１７】
第１コイルパターン２１の上面から第２コイルパターン２２の下面までの厚さ、すなわちコイル２４の厚さは、例えば１ｍｍ以内であるのがよい。その理由は、コイル２４を無線通信用コイルとし、この無線通信用コイル２４と、図示しない通信相手の無線通信用コイルを電磁結合させて相互に高周波の信号を伝送させる際に、コイル２４の厚さが１ｍｍを超えると、コイル２４と通信相手の無線通信用コイルとの電磁結合が弱くなり、通信状態が悪化するからである。従って、第１の基板２の厚さは、最大でも、１ｍｍから第１配線層１１の厚さと第２配線層１２の厚さを引いた厚さである。第２の基板３の厚さおよび接着層４の厚さには、制限がない。
【００１８】
なお、一つのコイルを構成するコイルパターンは、回路基板の裏面の配線層（図１では、第４配線層１４）を除く複数の配線層に設けられていればよい。ただし、コイルパターンは、少なくとも、回路基板のおもて面の配線層（図１では、第１配線層１１）とそのすぐ下の配線層（図１では、第２配線層１２）には設けられている。そして、上下に隣り合うコイルパターン同士は、電気的に接続されている。また、回路基板のおもて面のコイルパターンの上面から、回路基板の裏面に最も近いコイルパターンの下面までの厚さは、最大でも１ｍｍであればよい。
【００１９】
例えば、図１の構成において、第３配線層１３にもコイルパターンが設けられていてもよい。この場合、第３配線層１３のコイルパターンは、第２コイルパターン２２に電気的に接続される。そして、第１コイルパターン２１の上面から第３配線層１３のコイルパターンの下面までの厚さは、例えば１ｍｍ以内である。また、回路基板の配線層数は、３層でもよいし、４層以上でもよい。配線層数が４層の場合、例えば、第１層目、および第３層目の各配線層にコイルパターンが設けられていてもよい。また、配線層数が５層以上の場合、例えば、第１層目、第２層目および第４層目の各配線層にコイルパターンが設けられていてもよい。つまり、この例の第３層目の配線層のように、途中の配線層にコイルパターンがなくてもよい。
【００２０】
図２は、この発明にかかるコイル付き回路基板を用いたＩＣカードシステムの要部を示す断面図である。図２において、符号３１は、ＩＣカードの回路基板である。符号３２は、ＩＣカードからデータを読み取るための読み取り装置の回路基板である。これらを、それぞれ、ＩＣカード基板３１および読み取り装置基板３２とする。ＩＣカード基板３１および読み取り装置基板３２は、いずれも、上述した回路基板１により構成されている。ＩＣカード基板３１と読み取り装置基板３２は、例えば、接触することなく、近接して配置される。そして、ＩＣカード基板３１の無線通信用コイル２４と読み取り装置基板３２の無線通信用コイル２４は、相対峙して、電磁結合する。
【００２１】
図３は、２層回路基板を用いた場合のコイル付き回路基板の構成を示す断面図である。図２に示すように、２層回路基板４１では、配線層数が２層であるため、第１コイルパターン４２および第２コイルパターン４３は、それぞれ、回路基板４１のおもて面および裏面に設けられる。従って、２層回路基板４１の場合には、第１コイルパターン４２の上面から第２コイルパターン４３の下面までの厚さ、すなわち無線通信用コイル４４の厚さは、２層回路基板４１の厚さで決まる。
【００２２】
図４は、コイル付きの２層回路基板を用いたＩＣカードシステムの要部を示す断面図である。図４において、符号５１は、ＩＣカード基板であり、符号５２は、読み取り装置基板である。図４に示すように、読み取り装置基板５２において、無線通信用コイル４４を２層回路基板４１よりも薄くすることはできない。また、ＩＣカード基板５１において、２層回路基板４１を無線通信用コイル４４よりも厚くすることはできない。
【００２３】
それに対して、図２に示すように、実施の形態の回路基板１を用いることによって、読み取り装置基板３２において、無線通信用コイル２４を回路基板１よりも薄くすることができる。また、ＩＣカード基板３１において、回路基板１を無線通信用コイル２４よりも厚くすることができる。従って、ＩＣカード基板３１および読み取り装置基板３２の強度を確保しつつ、あるいは、より強度を高めつつ、ＩＣカード基板３１の無線通信用コイル２４と読み取り装置基板３２の無線通信用コイル２４をより近づけることができる。これは、ＩＣカードにデータを書き込む書き込み装置の場合も同様である。
【００２４】
以上説明したように、実施の形態によれば、回路基板１の厚さを、２層回路基板を用いた場合と同じにしても、コイル２４の厚さを、２層回路基板を用いた場合よりも薄くすることができる。従って、コイル２４を無線通信用コイルに用いた場合に、２層回路基板を用いた場合と同等の強度を確保しつつ、２層回路基板を用いた場合よりも高周波の信号を伝送することができる。また、コイル２４の厚さを、２層回路基板を用いた場合と同じにしても、回路基板１の厚さを、２層回路基板を用いた場合よりも厚くすることができる。従って、コイル２４を無線通信用コイルに用いた場合に、２層回路基板を用いた場合と同等の伝送特性を確保しつつ、２層回路基板を用いた場合よりも回路基板１の強度を高めることができる。
【００２５】
以上において本発明は、上述した実施の形態に限らず、種々変更可能である。例えば、コイル２４は無線通信用コイルに限らず、フィルタ用等の他の用途に用いられるコイルを形成する場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、本発明にかかるコイル付き回路基板は、無線通信用コイルを備えた回路基板に有用であり、特に、ＩＣカードや、ＩＣカードとの間でデータ通信を行う非接触型の読み取りまたは書き込み装置（リーダ・ライタ）に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明にかかるコイル付き回路基板の構成を示す断面図である。
【図２】この発明にかかるコイル付き回路基板を用いたＩＣカードシステムの要部を示す断面図である。
【図３】２層回路基板を用いた場合のコイル付き回路基板の構成を示す断面図である。
【図４】コイル付きの２層回路基板を用いたＩＣカードシステムの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  回路基板
１１，１２，１３，１４  配線層
２１，２２  コイルパターン
２３  導電体
２４  コイル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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