特許 5958679 無線ＩＣデバイス、樹脂成型体およびコイルアンテナの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5958679

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】無線ＩＣデバイス、樹脂成型体およびコイルアンテナの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/00 20060101AFI20160719BHJP

   H01Q 7/06 20060101ALI20160719BHJP

   G06K 19/077 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   H01Q7/00

   H01Q7/06

   G06K19/077 252

【請求項の数】11

【全頁数】32

(21)【出願番号】特願2016-519895(P2016-519895)

(86)(22)【出願日】2015年7月13日

(86)【国際出願番号】JP2015070018

【審査請求日】2016年4月1日

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2015/063974

(32)【優先日】2015年5月15日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2014-172751(P2014-172751)

(32)【優先日】2014年8月27日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2014-240692(P2014-240692)

(32)【優先日】2014年11月28日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000970

【氏名又は名称】特許業務法人 楓国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】加藤 登

【審査官】 岸田 伸太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１０５０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９３６７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０９３０９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／１２３０５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１０７６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０８３９１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−２８８６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２４７４３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｑ ７／００

Ｇ０６Ｋ １９／０７７

Ｈ０１Ｑ ７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイルアンテナと、前記コイルアンテナに接続されるＲＦＩＣ素子と、第１主面および第２主面を有するプリント配線板と、前記プリント配線板の前記第１主面側に設けられる樹脂部材と、を備え、
前記コイルアンテナは、
前記プリント配線板に形成される第１導体パターンと、
第１端と第２端を有し、前記プリント配線板の前記第１主面に対して法線方向へ延びるように配置され、前記第１端が前記第１導体パターンに導通し、前記樹脂部材に埋設される第１金属ポストと、
第１端と第２端を有し、前記プリント配線板の前記第１主面に対して法線方向へ延びるように配置され、前記第１端が前記第１導体パターンに導通し、前記樹脂部材に埋設される第２金属ポストと、
前記樹脂部材に設けられ、第１端が前記第１金属ポストの前記第２端に導通し、第２端が前記第２金属ポストの前記第２端に導通する第２導体パターンと、
を備え、前記プリント配線板の前記第１主面に沿う方向に巻回軸を有し、
前記ＲＦＩＣ素子は、前記プリント配線板の前記第１主面側に搭載され、前記第１金属ポストおよび前記第２金属ポストの間に配置され、前記樹脂部材に埋設される、
無線ＩＣデバイス。

【請求項2】

前記コイルの内側に磁性体を更に備える、請求項１に記載の無線ＩＣデバイス。

【請求項3】

前記第１導体パターンは、前記プリント配線板の前記第１主面に形成される第１主面側導体パターンと、前記プリント配線板の前記第２主面に形成される第２主面側導体パターンと、を備え、
前記ＲＦＩＣ素子は、前記プリント配線板の前記第１主面に搭載され、前記第１主面側導体パターンの一部に接続される、請求項１または２に記載の無線ＩＣデバイス。

【請求項4】

前記第１主面側導体パターンの数、前記第１金属ポストの数、前記第２金属ポストの数、はそれぞれ複数であり、
前記第２主面側導体パターンは、複数の前記第１主面側導体パターンに対して直列に接続され、
前記第１主面側導体パターンおよび前記第２主面側導体パターンは、直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＸ軸方向に延び、
前記第１金属ポストは、前記直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＹ軸方向に配列され、前記直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＺ軸方向に延び、
前記第２金属ポストは、前記直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＹ軸方向に配列され、前記直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＺ軸方向に延び、
前記第１金属ポスト、前記第２導体パターン、前記第２金属ポスト、前記第１主面側導体パターンおよび前記第２主面側導体パターンによってヘリカル状のコイルが構成される、請求項３に記載の無線ＩＣデバイス。

【請求項5】

前記第１主面側導体パターンの数、前記第１金属ポストの数、前記第２金属ポストの数、はそれぞれ３以上であり、前記第２主面側導体パターンの数は２以上であり、
複数の前記第１金属ポストおよび複数の前記第２金属ポストは、それぞれ前記Ｙ軸方向に配列され、且つ前記Ｚ軸方向に視て千鳥状に配置される、請求項４に記載の無線ＩＣデバイス。

【請求項6】

前記ヘリカル状のコイルは、内径寸法の異なる複数種のループを含み、前記ヘリカル状のコイルの２つの開口面位置のループは、前記複数種のループのうち内径寸法の最も大きいループである、請求項５に記載の無線ＩＣデバイス。

【請求項7】

前記第２主面側導体パターンの膜厚は前記第１主面側導体パターンの膜厚より厚い、請求項３〜６のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。

【請求項8】

前記ＲＦＩＣ素子に接続されるキャパシタを更に備える、請求項１〜７のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。

【請求項9】

前記ＲＦＩＣ素子は、前記コイルアンテナに接続される無線信号の入出力端子以外に、外部のデジタル回路が接続されるデジタル信号端子を備え、
前記デジタル信号端子に導通し、前記外部のデジタル回路が接続される端子が前記プリント配線板に設けられる、請求項１〜８のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。

【請求項10】

無線ＩＣデバイスを埋め込んでなる樹脂成型体であって、
前記無線ＩＣデバイスは、
コイルアンテナと、前記コイルアンテナに接続されるＲＦＩＣ素子と、第１主面および第２主面を有するプリント配線板と、前記プリント配線板の前記第１主面側に設けられる樹脂部材と、を備え、
前記コイルアンテナは、
前記プリント配線板に形成される第１導体パターンと、
第１端と第２端を有し、前記プリント配線板の前記第１主面に対して法線方向へ延びるように配置され、前記第１端が前記第１導体パターンに導通し、前記樹脂部材に埋設される第１金属ポストと、
第１端と第２端を有し、前記プリント配線板の前記第１主面に対して法線方向へ延びるように配置され、前記第１端が前記第１導体パターンに導通し、前記樹脂部材に埋設される第２金属ポストと、
樹脂部材に設けられ、第１端が前記第１金属ポストの前記第２端に導通し、第２端が前記第２金属ポストの前記第２端に導通する第２導体パターンと、
を備え、前記プリント配線板の前記第１主面に沿う方向に巻回軸を有し、
前記ＲＦＩＣ素子は、前記プリント配線板の前記第１主面側に搭載され、前記第１金属ポストおよび前記第２金属ポストの間に配置され、前記樹脂部材に埋設される、
樹脂成型体。

【請求項11】

第１主面および第２主面を有するプリント配線板の、前記第１主面および前記第２主面の少なくとも一方に第１導体パターンを形成する工程と、
前記プリント配線板の前記第１主面に第１金属ポストおよび第２金属ポストを立てて、前記第１金属ポストおよび前記第２金属ポストの第１端を、前記第１導体パターンにそれぞれ導通させる工程と、
前記プリント配線板の前記第１主面に、前記第１金属ポストおよび前記第２金属ポストの高さまで樹脂部材を被覆する工程と、
前記第１金属ポストの第２端に第１端が導通し、前記第２金属ポストの第２端に第２端が導通する第２導体パターンを、前記樹脂部材の表面に形成する工程と、
を備えるコイルアンテナの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＲＦＩＤ（RadioFrequency Identification）タグをはじめとする近距離無線通信装置等に用いられる無線ＩＣデバイス、無線ＩＣデバイスを備える樹脂成型体、およびコイルアンテナの製造方法に関する発明である。

【背景技術】

【0002】

HF帯のＲＦＩＤタグはカードサイズのものが一般的であるが、商品管理等に用いるために、占有面積の小さな小型のＲＦＩＤタグが求められることがある。小型のHF帯ＲＦＩＤタグとしては、特許文献１，２に示されるような形状のＲＦＩＤタグが知られている。これら小型のＲＦＩＤタグは、いわゆるシート積層工法を利用したＲＦＩＤタグであり、積層型のコイルアンテナを多層基板に内蔵し、ＲＦＩＣチップを多層基板に搭載したものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−１０２３４８号公報

【特許文献2】国際公開第２０１１／１０８３４０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

発明者は、上記小型のＲＦＩＤタグを開発する過程で、特許文献１，２に示されるようなＲＦＩＤタグにおいては、次のような課題があることを見いだした。

【0005】

（ａ）特許文献１，２に示されるＲＦＩＤタグは、ＲＦＩＣチップがコイルアンテナの中心軸上またはそのコイル開口内に配置されたものである。そのため、ＲＦＩＣチップを実装するための電極（ランドパターン）がコイルアンテナの巻回軸と交差する。その結果、ＲＦＩＣチップ実装用電極およびＲＦＩＣチップが、コイルアンテナによる磁界の形成を妨げてしまう傾向にある。なお、ＲＦＩＣチップをコイル開口の外側に配置すれば、磁界の形成を妨げにくくなるがが、占有面積が大きくなってしまう。

【0006】

（ｂ）ＲＦＩＣチップがコイルアンテナの中心軸上またはそのコイル開口内に配置されたものであるため、ＲＦＩＣチップが備える各種回路が磁界の影響を受け、ＲＦＩＣチップの誤動作を引き起こす可能性がある。また、コイルアンテナが微弱な磁界を送受信している場合には、ＲＦＩＣチップが備えるデジタル回路部から発生するノイズにより、コイルアンテナの性能劣化（感度劣化）を引き起こす可能性がある。

【0007】

（ｃ）特に、コイルアンテナをシート積層工法で製造する場合に、シートの積みずれ（積層位置精度）や積層体の平坦性を考慮する必要があり、シートの積層数の増加やコイルパターンの厚膜化には限界がある。そのため、得られるインダクタンス値には制限があるし、特に直流抵抗（DCR:direct current resistance）の小さなコイルアンテナを得ることは難しい。なお、シートの面方向にコイル巻回軸が向くようにコイルパターンを形成することは可能であるが、この場合には上記シートの積層数の限界により、コイル開口面積を大きくすることは困難であるし、直流抵抗の小さなコイルアンテナを得ることは難しい。

【0008】

そこで、本発明の目的は、優れた電気特性を有する、特に直流抵抗の低減が可能なコイルアンテナを備え、ＲＦＩＣチップとコイルアンテナとの相互干渉が少ない無線ＩＣデバイス、無線ＩＣデバイスを備える樹脂成型体、およびコイルアンテナの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）本発明の無線ＩＣデバイスは、
コイルアンテナと、
前記コイルアンテナに接続されるＲＦＩＣ素子と、
第１主面および第２主面を有するプリント配線板と、
前記プリント配線板の前記第１主面側に設けられる樹脂部材と、
を備え、
前記コイルアンテナは、
前記プリント配線板に形成される第１導体パターンと、
第１端と第２端を有し、前記プリント配線板の前記第１主面に対して法線方向へ延びるように配置され、前記第１端が前記第１導体パターンに導通し、前記樹脂部材に埋設される第１金属ポストと、
第１端と第２端を有し、前記プリント配線板の前記第１主面に対して法線方向へ延びるように配置され、前記第１端が前記第１導体パターンに導通し、前記樹脂部材に埋設される第２金属ポストと、
前記樹脂部材に設けられ、第１端が前記第１金属ポストの前記第２端に導通し、第２端が前記第２金属ポストの前記第２端に導通する第２導体パターンと、
を備え、前記プリント配線板の前記第１主面に沿う方向に巻回軸を有し、
前記ＲＦＩＣ素子は、前記プリント配線板の前記第１主面側に搭載され、前記第１金属ポストおよび前記第２金属ポストの間に配置され、前記樹脂部材に埋設されることを特徴とする。

【0010】

上記構成によれば、特にコイルアンテナの主要部を金属ポストで構成しているので、コイル巻回軸方向の寸法制限やコイル開口面積の大きさの制限が実質的に無く、直流抵抗が小さい等、優れた電気特性を有するコイルアンテナを備える無線ＩＣデバイスを構成できる。

【0011】

前記第１金属ポストおよび前記第２金属ポストの少なくとも一部が樹脂部材に埋設され、前記第２導体パターンは前記樹脂部材の表面に形成されるため、コイルアンテナの堅牢性が高まる。また、第１導体パターンと金属ポスト（第１金属ポスト、第２金属ポスト）との接続部の電気的接続信頼性が高まる。更に、前記第２導体パターンは、樹脂部材の表面に導体パターンを形成するだけで容易に構成できる。

【0012】

（２）上記（１）において、
前記コイルの内側に磁性体（例えばフェライト材）を更に備えることが好ましい。この構成により、コイルアンテナを大型化することなく、インダクタンス値の大きなコイルアンテナを備える無線ＩＣデバイスが得られる。

【0013】

（３）上記（１）または（２）において、前記第１導体パターンは、前記プリント配線板の前記第１主面に形成される第１主面側導体パターンと、前記プリント配線板の前記第２主面に形成される第２主面側導体パターンと、を備え、前記ＲＦＩＣ素子は、前記プリント配線板の前記第１主面に搭載され、前記第１主面側導体パターンの一部に接続されることが好ましい。この構成により、ＲＦＩＣ素子がプリント配線板の外方へ露出することがなく、ＲＦＩＣ素子の保護機能が高くなるし、ＲＦＩＣ素子を外部に搭載することによる大型化が避けられる。また、プリント配線板に対するＲＦＩＣ素子の接続部の信頼性が高まる。

【0014】

（４）上記（３）において、
前記第１主面側導体パターンの数、前記第１金属ポストの数、前記第２金属ポストの数、はそれぞれ複数であり、
前記第２主面側導体パターンは、複数の前記第１主面側導体パターンに対して直列に接続され、
前記第１主面側導体パターンおよび前記第２主面側導体パターンは、直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＸ軸方向に延び、
前記第１金属ポストは、前記直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＹ軸方向に配列され、前記直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＺ軸方向に延び、
前記第２金属ポストは、前記直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＹ軸方向に配列され、前記直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＺ軸方向に延び、
前記第１金属ポスト、前記第２導体パターン、前記第２金属ポスト、前記第１主面側導体パターン、および前記第２主面側導体パターンによってヘリカル状のコイルが構成されることが好ましい。

【0015】

上記構成により、小型の割にターン数の多いコイルを容易に構成できる。

【0016】

（５）上記（４）において、
前記第１主面側導体パターンの数、前記第１金属ポストの数、前記第２金属ポストの数、はそれぞれ３以上であり、前記第２主面側導体パターンの数は２以上であり、
複数の前記第１金属ポストおよび複数の前記第２金属ポストは、それぞれ前記Ｙ軸方向に配列され、且つ前記Ｚ軸方向に視て千鳥状に配置されることが好ましい。

【0017】

上記構成により、ターン数の割にはＹ軸方向の寸法を小さくできる。特に、プリント配線板にてコイルアンテナの端部同士を接続（ブリッジ）できるので、別途、ジャンパーチップ等の接続部材を用いなくてもよく、接続部（ブリッジ部）によるコイルアンテナの磁界の形成を妨げにくい。

【0018】

（６）上記（５）において、
前記ヘリカル状のコイルは、内径寸法の異なる複数種のループを含み、前記ヘリカル状のコイルの２つの開口面位置のループは、前記複数種のループのうち内径寸法の最も大きいループであることが好ましい。この構成により、ヘリカル状のコイルに対して磁束が出入りする実質的なコイル開口の面積を大きくできる。

【0019】

（７）上記（３）〜（６）のいずれかにおいて、
前記第２主面側導体パターンの膜厚は前記第１主面側導体パターンの膜厚より厚いことが好ましい。この構成により、コイルアンテナを容易に低抵抗化でき、Ｑ値の高いコイルアンテナによる低損失なアンテナ特性が得られる。

【0020】

（８）上記（１）〜（７）のいずれかにおいて、
前記ＲＦＩＣ素子に接続されるキャパシタを更に備えることが好ましい。この構成により、ＲＦＩＣ素子とコイルアンテナとの整合用または共振周波数設定用の回路を容易に構成でき、外部の回路を無くしたり、簡素化したりできる。

【0021】

（９）上記（１）〜（８）のいずれかにおいて、
前記ＲＦＩＣは、前記コイルアンテナに接続される無線信号の入出力端子以外に、外部のデジタル回路が接続されるデジタル信号端子（例えばI2Cバス端子や制御端子）を備え、
前記デジタル信号端子に導通し、前記外部のデジタル回路が接続される端子が前記プリント配線板に設けられることが好ましい。

【0022】

上記構成により、無線ＩＣデバイスを電子機器の回路基板に実装することで、デジタル回路とともに動作する無線ＩＣデバイスが得られる。

【0023】

（１０）本発明の樹脂成型体は、無線ＩＣデバイスを埋め込んでなり、
前記無線ＩＣデバイスは、
コイルアンテナと、コイルアンテナに接続されるＲＦＩＣ素子と、第１主面および第２主面を有するプリント配線板と、前記プリント配線板の前記第１主面側に設けられる樹脂部材と、を備え、
前記コイルアンテナは、
前記プリント配線板に形成される第１導体パターンと、
第１端と第２端を有し、前記プリント配線板の前記第１主面に対して法線方向へ延びるように配置され、前記第１端が前記第１導体パターンに導通し、前記樹脂部材に埋設される第１金属ポストと、
第１端と第２端を有し、前記プリント配線板の前記第１主面に対して法線方向へ延びるように配置され、前記第１端が前記第１導体パターンに導通し、前記樹脂部材に埋設される第２金属ポストと、
前記樹脂部材に設けられ、第１端が前記第１金属ポストの前記第２端に導通し、第２端が前記第２金属ポストの前記第２端に導通する第２導体パターンと、
を備え、前記プリント配線板の前記第１主面に沿う方向に巻回軸を有し、
前記ＲＦＩＣ素子は、前記プリント配線板の前記第１主面側に搭載され、前記第１金属ポストおよび前記第２金属ポストの間に配置され、前記樹脂部材に埋設されることを特徴とする。

【0024】

この構成では、小型の割に高感度の無線ＩＣデバイス、または高感度の割に小型の無線ＩＣデバイスを埋め込んだ樹脂成型体を実現できる。

【0025】

（１１）本発明のコイルアンテナの製造方法は、
第１主面および第２主面を有するプリント配線板の、前記第１主面および前記第２主面の少なくとも一方に第１導体パターンを形成する工程と、
前記プリント配線板の前記第１主面に第１金属ポストおよび第２金属ポストを立てて、前記第１金属ポストおよび前記第２金属ポストの第１端を、前記第１導体パターンにそれぞれ導通させる工程と、
前記プリント配線板の前記第１主面に、前記第１金属ポストおよび前記第２金属ポストの高さまで樹脂部材を被覆する工程と、
前記第１金属ポストの第２端に第１端が導通し、前記第２金属ポストの第２端に第２端が導通する、第２導体パターンを、前記樹脂部材の表面に形成する工程と、
を備えることを特徴とする。

【0026】

上記製造方法によれば、コイル開口面積が大きく、直流抵抗が小さい等、優れた電気特性を有するコイルアンテナを容易に製造できる。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、抵抗値が小さい等、優れた電気特性を有する、特に直流抵抗の低減が可能なコイルアンテナを備える無線ＩＣデバイスを実現することができる。また、コイル巻回軸方向の寸法制限やコイル開口面積の大きさの制限が実質的に無く、高い設計自由度をもったコイルアンテナを備える無線ＩＣデバイスを得ることができる。

【0028】

本発明によれば、小型の割に高感度の無線ＩＣデバイス、または高感度の割に小型の無線ＩＣデバイスおよび上記無線ＩＣデバイスを備える樹脂成型体が得られる。

【0029】

本発明のコイルアンテナの製造方法によれば、コイル開口面積が大きく、直流抵抗が小さな等、優れた電気特性を有するコイルアンテナを容易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は第１の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０１の斜視図である。

【図2】図２は第２の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０２の斜視図である。

【図3】図３は第３の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０３の斜視図である。

【図4A】図４Ａは第１基板１の底面図（第１主面ＰＳ１を視た図）である。

【図4B】図４Ｂは第１基板１の平面図（第２主面ＰＳ２を視た図）である。

【図5】図５は無線ＩＣデバイス１０３の回路図である。

【図6】図６は無線ＩＣデバイス１０３の製造工程を順に示す断面図である。

【図7】図７は、図６に示す製造工程とは別の、無線ＩＣデバイス１０３の製造工程を順に示す断面図である。

【図8A】図８Ａは無線ＩＣデバイス１０３の、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆの中央高さでの横断面図である。

【図8B】図８Ｂは参考例の無線ＩＣデバイスの金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆの中央高さでの横断面図である。

【図9】図９は第４の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０４の斜視図である。

【図10】図１０は無線ＩＣデバイス１０４の製造工程を順に示す断面図である。

【図11】図１１は第５の実施形態の係る無線ＩＣデバイス１０５の斜視図である。

【図12】図１２は無線ＩＣデバイス１０５の製造工程を順に示す断面図である。

【図13】図１３は第６の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０６の斜視図である。

【図14】図１４は第７の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０７の斜視図である。

【図15】図１５は、第８の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０８と、この無線ＩＣデバイス１０８の回路基板２００への実装状態を示す斜視図である。

【図16】図１６は無線ＩＣデバイス１０８の回路基板２００への実装状態を示す断面図である。

【図17】図１７は無線ＩＣデバイス１０８の製造工程を順に示す断面図である。

【図18】図１８は、第８の実施形態の無線ＩＣデバイスの別の構成例を示す断面図である。

【図19】図１９は第９の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０９の斜視図である。

【図20】図２０は第１０の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１０の斜視図である。

【図21】図２１は無線ＩＣデバイス１１０の平面図である。

【図22】図２２は無線ＩＣデバイス１１０の回路図である。

【図23】図２３は第１１の実施形態に係るＲＦＩＤタグ内蔵物品３０１の斜視図である。

【図24】図２４はＲＦＩＤタグ内蔵物品３０１の正面図である。

【図25】図２５は第１２の実施形態に係るＲＦＩＤタグ内蔵物品３０２の斜視図である。

【図26】図２６はＲＦＩＤタグ内蔵物品３０２の断面図である。

【図27】図２７は図２６の部分拡大図である。

【図28】図２８はブースターアンテナ１２０の斜視図である。

【図29】図２９はブースターアンテナ１２０の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以降、図を参照して幾つかの具体的な例を挙げて、本発明を実施するための複数の形態を示す。各図中には同一箇所に同一符号を付す。第２の実施形態以降では第１の実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点について説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態毎には逐次言及しない。

【0032】

《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０１の斜視図である。無線ＩＣデバイス１０１は、第１主面ＰＳ１および第２主面ＰＳ２を有する平板状の第１基板１を備える。第１基板１は、平面形状が矩形状である平板状のプリント配線板であり、代表的には両面スルーホール基板である。第１基板１の第１主面ＰＳ１には第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂが形成される。これらの第１主面側導体パターンは、例えばCu箔のエッチング等によりパターニングされたものである。

【0033】

本実施形態では、この第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂが本発明の「第１導体パターン」に相当する。

【0034】

また、無線ＩＣデバイス１０１は第１金属ポスト３０および第２金属ポスト４０を備える。これらの金属ポストは柱状の金属塊である。より具体的には、第１金属ポスト３０および第２金属ポスト４０は、いずれも例えば円柱状のCu製ピンである。例えば、断面円形のCuワイヤーを所定長単位で切断することで得られる。なお、この断面形状は必ずしも円形である必要は無い。

【0035】

第１金属ポスト３０は第１基板１の第１主面ＰＳ１に対して法線方向へ延びるように配置され、且つ、第１金属ポスト３０の第１端３０Ｅ１が第１主面側導体パターン１０Ａ（第１導体パターン）の第１端１０ＡＥ１に接続される（導通する）。第２金属ポスト４０は、第１基板１の第１主面ＰＳ１に対して法線方向へ延びるように配置され、且つ、第２金属ポスト４０の第１端４０Ｅ１が第１主面側導体パターン１０Ｂ（第１導体パターン）の第１端１０ＢＥ１に接続される（導通する）。

【0036】

また、無線ＩＣデバイス１０１は接続導体５０を備える。接続導体５０の第１端５０Ｅ１は第１金属ポスト３０の第２端３０Ｅ２に接続され（導通し）、接続導体５０の第２端５０Ｅ２は第２金属ポスト４０の第２端４０Ｅ２に接続される（導通する）。接続導体５０は第１基板の主面や第１主面側導体パターンとほぼ平行となるように配置されている。

【0037】

第１主面側導体パターン１０Ａの第２端１０ＡＥ２および第１主面側導体パターン１０Ｂの第２端１０ＢＥ２はそれぞれ給電端である。第１基板１の第１主面ＰＳ１には、上記給電端（２つの給電端）にＲＦＩＣチップ（ベアチップ）がパッケージングされたＲＦＩＣ素子６１が接続される（実装される）。ＲＦＩＣ素子６１は、ベアチップ形状のＲＦＩＣチップであってもよい。この場合、ＲＦＩＣチップはAu電極端子を持ち、給電端のAuメッキと超音波接合により接続される。ＲＦＩＣチップと給電端（ランドパターン）とはワイヤーで接続されていてもよい。

【0038】

第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂは、直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＸ軸方向に延びる。

【0039】

第１金属ポスト３０はＺ軸方向に延びる。同様に、第２金属ポスト４０はＺ軸方向に延びる。つまり、これらの金属ポストは同方向に延びる。

【0040】

接続導体５０は、何らかの支持材に形成された導体パターンであるが、図１ではその支持材の図示を省略する。この支持材については、後に示す各実施形態で明らかとなる。但し、フープ材や金属ポスト等、支持体に支持されていない金属部材であってもよい。本実施形態では、この接続導体５０が本発明の「第２導体パターン」に相当する。

【0041】

第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂ、第１金属ポスト３０、第２金属ポスト４０および接続導体５０によって１ターンのコイルアンテナが構成される。

【0042】

「ＲＦＩＣ素子」は、ＲＦＩＣチップそのものであってもよいし、整合回路等を設けた基板にＲＦＩＣチップを搭載し、一体化したＲＦＩＣパッケージであってもよい。また、「ＲＦＩＤタグ」は、ＲＦＩＣ素子とＲＦＩＣ素子に接続されたコイルアンテナとを有したものであって、電波（電磁波）または磁界を用いて、内蔵したメモリのデータを非接触で読み書きする情報媒体と定義する。つまり、本実施形態の無線ＩＣデバイスはＲＦＩＣタグとして構成される。

【0043】

ＲＦＩＣ素子６１はHF帯ＲＦＩＤシステム用の例えばHF帯の高周波無線ＩＣチップを備える。上記コイルアンテナとＲＦＩＣ素子６１自身が持つ容量成分とでＬＣ共振回路が構成される。その共振周波数はＲＦＩＤシステムの通信周波数と実質的に等しい。通信周波数帯域は例えば１３．５６ＭＨｚ帯である。

【0044】

無線ＩＣデバイス１０１は、例えば管理対象の物品に設けられる。その物品に取り付けられた無線ＩＣデバイス１０１（つまりＲＦＩＤタグ）をリーダ／ライタ装置に近接させることで、無線ＩＣデバイス１０１のコイルアンテナとＲＦＩＤのリーダ／ライタ装置のコイルアンテナとが磁界結合する。このことで、ＲＦＩＤタグとリーダライタ装置との間でＲＦＩＤ通信がなされる。

【0045】

本実施形態によれば次のような効果を奏する。

【0046】

（ａ）特に、平板状の第１基板１に給電端を設け、且つ、コイルアンテナを構成するパターンの一部には金属ポストを利用するため、多層基板にコイルを形成する必要がなく、複雑な配線を引回す必要もない。そのため、小型でありながら、コイル開口サイズの設計上の自由度に優れたコイル構造を容易に実現できる。

【0047】

（ｂ）ＲＦＩＣ素子６１の実装面はコイルアンテナの巻回軸（Ｙ軸）に平行方向であるため、ＲＦＩＣ素子６１の実装用電極（ランドパターン）がコイルアンテナの磁界の形成を妨げにくい。また、コイルアンテナの磁界によるＲＦＩＣ素子６１への悪影響（誤動作や不安定動作等）が小さい。更にＲＦＩＣ素子６１のデジタル回路部から発生するノイズによるコイルアンテナへの悪影響（受信感度の低下・送信信号の受信回路への回り込み等）が小さい。

【0048】

（ｃ）コイルの一部は金属ポストで構成されるが、この金属ポストは、ポスト自身が持つ直流抵抗成分を、導電性ペーストの焼成による焼結金属体や、導電性薄膜のエッチングによる薄膜金属体等の導体膜のDCRより十分に小さくできるので、Ｑ値が高く、低損失のコイルアンテナが得られる。

【0049】

《第２の実施形態》
図２は第２の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０２の斜視図である。第１の実施形態と異なり、本実施形態では、第１基板１に第２主面側導体パターン２０が形成される。第１主面側導体パターンの数、第１金属ポストの数、第２金属ポストの数、はそれぞれ複数である。

【0050】

無線ＩＣデバイス１０２は、第１主面ＰＳ１および第２主面ＰＳ２を有する第１基板１を備える。第１基板１の第１主面ＰＳ１には第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが形成される。

【0051】

本実施形態では、これら第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄおよび第２主面側導体パターン２０が、本発明の「第１導体パターン」に相当する。

【0052】

無線ＩＣデバイス１０２は第１金属ポスト３０Ａ，３０Ｂおよび第２金属ポスト４０Ａ，４０Ｂを備える。第１金属ポスト３０Ａ，３０Ｂは第１基板１の第１主面ＰＳ１に対して法線方向へ延びるように配置され、且つ、第１金属ポスト３０Ａ，３０Ｂの第１端が第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｃの第１端にそれぞれ接続される（導通する）。第２金属ポスト４０Ａ，４０Ｂは、第１基板１の第１主面ＰＳ１に対して法線方向へ延びるように配置され、且つ、第２金属ポスト４０Ａ，４０Ｂの第１端が第１主面側導体パターン１０Ｂ，１０Ｄの第１端にそれぞれ接続される（導通する）。

【0053】

無線ＩＣデバイス１０２は接続導体５０Ａ，５０Ｂを備える。接続導体５０Ａ，５０Ｂの第１端は第１金属ポスト３０Ａ，３０Ｂの第２端にそれぞれ接続され（導通し）、接続導体５０Ａ，５０Ｂの第２端は第２金属ポスト４０Ａ，４０Ｂの第２端にそれぞれ接続される（導通する）。本実施形態では、これら接続導体５０Ａ，５０Ｂが、本発明の「第２導体パターン」に相当する。

【0054】

第１主面側導体パターン１０Ａの第２端および第１主面側導体パターン１０Ｄの第２端はそれぞれ給電端である。第１基板１の第１主面ＰＳ１には、上記給電端（２つの給電端）にＲＦＩＣ素子６１が接続される状態でＲＦＩＣ素子６１が搭載される。

【0055】

第２主面側導体パターン２０は、給電端を含む第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｄ以外の第１主面側導体パターン１０Ｂ，１０Ｃに対して直列に接続される。第１主面側導体パターン１０Ｂ，１０Ｃと第２主面側導体パターン２０とは層間接続導体（スルーホールめっき）を介してそれぞれ電気的に接続される（導通する）。

【0056】

第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄおよび第２主面側導体パターン２０は、直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＸ軸方向に延びる。ここで、「Ｘ軸方向に延びる」の意味は、第１主面側導体パターン（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）および第２主面側導体パターン（２０）がすべて平行であることに限るものではなく、第１主面側導体パターン（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）および第２主面側導体パターン（２０）が延びる方向が概略的にＸ軸方向を向くこと、すなわち実質的にＸ軸方向に延びること、をも含む。

【0057】

第１金属ポスト３０Ａ，３０Ｂは、Ｙ軸方向に配列され、Ｚ軸方向に延びる。同様に、第２金属ポスト４０Ａ，４０Ｂは、Ｙ軸方向に配列され、Ｚ軸方向に延びる。

【0058】

第１金属ポスト３０Ａ，３０Ｂ、第２金属ポスト４０Ａ，４０Ｂ、接続導体５０Ａ，５０Ｂ、第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄおよび第２主面側導体パターン２０によって２ターンのヘリカル状のコイルアンテナが構成される。

【0059】

本実施形態によれば、特に、平板状の第１基板１の第１主面ＰＳ１に給電端を設け、第２主面ＰＳ２をブリッジやジャンパー用の第２主面側導体パターン２０の形成に利用するため、複雑な配線を引回す必要がない。そのため、小型でありながら、コイル開口サイズの設計上の自由度に優れた複数ターンのコイル構造を容易に実現できる。

【0060】

《第３の実施形態》
図３は第３の実施形態に係るチップ状の無線ＩＣデバイス１０３の斜視図である。第１、第２の実施形態と異なり、本実施形態では、第１基板１にＲＦＩＣ素子６１だけでなくチップキャパシタ６２，６３が実装される。また、本実施形態では、第１基板１に樹脂部材７０が被覆され、その樹脂部材７０に接続導体５０Ａ〜５０Ｆが形成される。

【0061】

図４Ａは第１基板１の底面図（第１主面ＰＳ１を視た図）であり、図４Ｂは第１基板１の平面図（第２主面ＰＳ２を視た図）である。第１基板１の第１主面ＰＳ１には第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｌが形成される。第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅ，１０Ｇ，１０Ｉ，１０Ｋのそれぞれの一方端は第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆの接続部１１Ａ〜１１Ｆである。また、第１主面側導体パターン１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｆ，１０Ｈ，１０Ｊ，１０Ｌのそれぞれの一方端は第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆの接続部１２Ａ〜１２Ｆである。第１基板１の第２主面ＰＳ２には第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅが形成される。

【0062】

本実施形態では、これら第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｌおよび第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅが、本発明の「第１導体パターン」に相当する。

【0063】

第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆは第１基板１の第１主面ＰＳ１に対して法線方向へ延びるように配置され、且つ、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆの第１端が接続部１１Ａ〜１１Ｆにそれぞれ接続される（導通する）。第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆは、第１基板１の第１主面ＰＳ１に対して法線方向へ延びるように配置され、且つ、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆの第１端が接続部１２Ａ〜１２Ｆにそれぞれ接続される（導通する）。

【0064】

接続導体５０Ａ〜５０Ｆは樹脂部材７０の表面に形成される線状の導体パターンである。接続導体５０Ａ〜５０Ｆの第１端は第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆの第２端にそれぞれ接続され（導通し）、接続導体５０Ａ〜５０Ｆの第２端は第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆの第２端にそれぞれ接続される（導通する）。本実施形態では、これら接続導体５０Ａ〜５０Ｆが、本発明の「第２導体パターン」に相当する。

【0065】

第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆ、接続導体５０Ａ〜５０Ｆ、第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｌおよび第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅによって６ターンのヘリカル状のコイルアンテナが構成される。

【0066】

図５は無線ＩＣデバイス１０３の回路図である。ＲＦＩＣ素子６１に上記コイルアンテナＡＮＴが接続され、コイルアンテナＡＮＴにチップキャパシタ６２，６３が並列接続される。コイルアンテナＡＮＴとチップキャパシタ６２，６３とでＬＣ共振回路が構成される。チップキャパシタ６２，６３のキャパシタンスは上記ＬＣ共振回路の共振周波数が所定の周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）となるように選定される。チップキャパシタ６２，６３の一方は粗調整用のキャパシタ、他方は微調整用のキャパシタである。なお、共振周波数設定用のキャパシタは１つでもよい。

【0067】

図３に示す各部の寸法は例えば次のとおりである。つまり、このコイルアンテナは、コイル開口の径方向の最大長さ比べてコイル軸方向の長さが短い、扁平型の積層型コイルアンテナである。

【0068】

Ａ：3mm以上、12mm以下（例えば8mm）
Ｂ：1mm以上、8mm以下（例えば2.3mm）
Ｃ：2mm以上、15mm以下（例えば5.5mm）
図６は無線ＩＣデバイス１０３の製造工程を順に示す断面図である。無線ＩＣデバイス１０３は例えば次の工程で製造される。

【0069】

まず、図６中の（１）に示すように、第１基板１を準備する。具体的には、第１基板１の第１主面ＰＳ１に第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０ＬやＲＦＩＣ素子を実装するためのランド（給電端子やNC端子）、チップキャパシタを実装するためのランド、これらランド同士を接続するための引回しパターン等を形成し、第１基板１の第２主面ＰＳ２に第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅ等を形成する。更に、第１基板１の厚み方向には、第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｌと第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅとを接続するスルーホールめっきを形成する（図４Ａ，図４Ｂ参照）。

【0070】

第１基板１は、例えばガラスエポキシ基板や樹脂基板等のプリント配線板であり、第１導体パターンやランドは銅箔をパターニングしたものである。第１基板１は、セラミック基板に厚膜パターンを形成したものであってもよい。

【0071】

例えば、第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｌおよび第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅの断面寸法は、厚み１８μｍ×幅１００μｍである。これらのパターニングを行った後に、Cu等のめっきを施してトータル膜厚を例えば４０〜５０μｍに厚くすることが好ましい。

【0072】

次に、図６中の（２）に示すように、第１基板１に、ＲＦＩＣ素子６１、チップキャパシタ６２，６３、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆをそれぞれはんだ等の導電性接合材を介して実装する。すなわち、はんだを使う場合、第１基板１の第１主面ＰＳ１の各電極にはんだペーストを印刷し、各部品をマウンターで実装した後、これら部品をリフロープロセスではんだ付けする。この構成により、ＲＦＩＣ素子６１、チップキャパシタ６２，６３、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆを第１基板１に電気的に導通させ、且つ構造的に接合する。

【0073】

ＲＦＩＣ素子６１はＲＦＩＤタグ用のＲＦＩＣチップをパッケージングしたものである。チップキャパシタ６２，６３は例えば積層型セラミックチップ部品である。金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０ＦはそれぞれCu製のポストである。また、これら金属ポストは、例えば直径0.1mm〜0.3mmの円柱状である。金属ポストは、Cuを主成分としたものに限定されるわけではないが、導電率や加工性の点でCuを主成分としたものが好ましい。

【0074】

次に、図６中の（３）に示すように、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆと同じ高さまで樹脂部材７０を形成する。具体的には、エポキシ樹脂等を所定高さ（金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆの高さ以上）に塗布し、その後、樹脂部材７０の表面を平面的に研磨していくことで、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆの頭部を露出させる。

【0075】

樹脂部材７０は、液状樹脂の塗布により設けてもよいし、半硬化シート状樹脂の積層によって設けてもよい。

【0076】

次に、図６中の（４）に示すように、樹脂部材７０の表面に接続導体５０Ａ〜５０Ｆを形成する。具体的には、樹脂部材７０の表面のうち、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆの頭部が露出する面にめっき法等によってCu膜等の導体膜を形成し、これをフォトレジストおよびエッチングによってパターニングする。また、導電性ペーストをスクリーン印刷することによって接続導体５０Ａ〜５０Ｆを形成してもよい。

【0077】

なお、その後、Cu等のめっきによって、第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅおよび接続導体５０Ａ〜５０Ｆにめっき膜を形成することが好ましい。Cuめっき膜の場合は、Cu等のめっき膜の表面にAuめっき膜を更に形成してもよい。これらのことで、第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅおよび接続導体５０Ａ〜５０Ｆの膜厚が厚くなり、それらのＤＣＲが小さくなって、導体損失が低減できる。このことにより、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０ＦのＤＣＲと同等程度にまで、第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅおよび接続導体５０Ａ〜５０ＦのＤＣＲを小さくできる。すなわち、この段階の素体は、外表面に第２主面側導体パターンおよび接続導体が露出したものであるため、この素体をめっき液に浸漬することにより、第２主面側導体パターンおよび接続導体の厚みを選択的に厚くすることができる（第１主面側導体パターンの厚みに比べて、第２主面側導体パターンの厚みを増やすことができる）。

【0078】

その後、必要に応じて、第１基板１の外面（第２主面ＰＳ２）および樹脂部材７０のうち接続導体５０Ａ〜５０Ｆの形成面に酸化防止用の保護用樹脂膜（ソルダーレジスト膜等）を形成する。

【0079】

なお、上記の工程は、マザー基板状態のまま処理される。最後に、マザー基板を個々の無線ＩＣデバイス単位（個片）に分離する。

【0080】

図７は、図６に示す製造工程とは別の、無線ＩＣデバイス１０３の製造工程を順に示す断面図である。無線ＩＣデバイス１０３は例えば次の工程で製造されていてもよい。

【0081】

まず、図７中の（１）に示すように、第１基板１を準備する。具体的には、第１基板１の第１主面ＰＳ１に第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｌ、接続部１１Ａ〜１１Ｆ（第１導体パターンの第１端）、接続部１２Ａ〜１２Ｆ（第１導体パターンの第２端）やＲＦＩＣ素子を実装するためのランド（給電端子やＮＣ端子）、チップキャパシタを実装するためのランド、これらランド同士を接続するための引き回しパターン等を形成し、第１基板１の第２主面ＰＳ２に第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅ等を形成する。なお、本製造工程では、第１基板１の第１主面ＰＳ１に、図４Ａに示す第１主面側導体パターン１０Ｂ〜１０Ｋを形成する必要がない。

【0082】

更に、第１基板１の厚み方向に、接続部１１Ａ〜１１Ｆ（第１導体パターンの第１端）と第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅとを接続するスルーホールめっき２１Ａ等を形成する。また、第１基板１の厚み方向に、接続部１２Ａ〜１２Ｆ（第１導体パターンの第２端）と第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅとを接続するスルーホールめっき２２Ａ等を形成する。なお、スルーホールめっき２１Ａ，２２Ａ等の開口の内径は、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆや第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆの外径寸法と略同じにしておく。

【0083】

また、第１基板１の第１主面ＰＳ１に、ＲＦＩＣ素子６１を実装するためのランドや金属ポスト９０を実装するためのランド等に、はんだペースト等の導電性接合材８１をスクリーン印刷等で形成する。なお、接続部１１Ａ〜１１Ｆ（線状導体パターンの第１端）、接続部１２Ａ〜１２Ｆ（第１導体パターンの第２端）やスルーホールめっき２１Ａ，２２Ａ等に対する導電性接合材８１の形成は、後に詳述するように、必須ではない。

【0084】

次に、図７中の（２）に示すように、第１基板１に、第１基板１へＲＦＩＣ素子６１、チップキャパシタ６２，６３をそれぞれはんだ等の導電性接合材８１を介して実装する。第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆおよび第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆをそれぞれ実装する。すなわち、第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅは、図４Ａに示す第１主面側導体パターン１０Ｃ，１０Ｅ，１０Ｇ，１０Ｉ，１０Ｋを介さずに、第１金属ポスト３０Ｂ〜３０Ｆに直接接続される。また、第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅは、図４Ａに示す第１主面側導体パターン１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｆ，１０Ｈ，１０Ｊを介さずに、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｅに直接接続される。

【0085】

なお、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆの第１端は、スルーホールめっき２１Ａ等に挿通され、はんだ等の導電性接合材８１を介して実装される。また、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆの第１端は、スルーホールめっき２２Ａ等に挿通され、はんだ等の導電性接合材８１を介して実装される。なお、金属ポスト（第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆ）の第１端を、スルーホールめっき２１Ａ，２２Ａ等に挿通することによって、金属ポストが固定できる場合には、はんだ等の導電性接合材８１を介して実装する必要はない。

【0086】

次に、図７中の（３）に示すように、金属ポストと同じ高さまで樹脂部材７０を形成する。具体的には、エポキシ樹脂等を所定高さ（金属ポストの高さ以上）に塗布し、その後、樹脂部材７０の表面を平面的に研磨（または切断）していくことで、金属ポストの頭部を露出させる。なお、エポキシ樹脂等を所定高さ（金属ポストの高さ以下）に塗布し、その後、樹脂部材７０を金属ポストごと平面的に研磨（または切断）することで、樹脂部材７０の表面から金属ポストの頭部を露出させてもよい。

【0087】

次に、図７中の（４）に示すように、樹脂部材７０の表面に接続導体５０Ａ〜５０Ｆを形成する。

【0088】

その後、必要に応じて、第１基板１の外面（第２主面ＰＳ２）および樹脂部材７０のうち接続導体５０Ａ〜５０Ｆの形成面に酸化防止用の保護用樹脂膜（ソルダーレジスト膜等）を形成する。

【0089】

図８Ａは無線ＩＣデバイス１０３の、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆの中央高さでの横断面図である。図８Ｂは参考例の無線ＩＣデバイスの金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆの中央高さでの横断面図である。本実施形態の無線ＩＣデバイス１０３と参考例の無線ＩＣデバイスとは、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ，４０Ａ〜４０Ｆの配置が異なる。

【0090】

本実施形態の無線ＩＣデバイス１０３および参考例の無線ＩＣデバイスのいずれも複数の第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆおよび複数の第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆは、それぞれＹ軸方向に配列され、且つＺ軸方向に視て千鳥状に配置される。本実施形態の無線ＩＣデバイス１０３では、ヘリカル状のコイルは、内径寸法の異なる２種のループを含む。図８Ａに表れるように、第１金属ポスト３０Ａと第２金属ポスト４０Ａを含むループ、第１金属ポスト３０Ｃと第２金属ポスト４０Ｃを含むループ、第１金属ポスト３０Ｄと第２金属ポスト４０Ｄを含むループ、第１金属ポスト３０Ｆと第２金属ポスト４０Ｆを含むループ、のそれぞれの開口幅はＷｗである。また、第１金属ポスト３０Ｂと第２金属ポスト４０Ｂを含むループ、第１金属ポスト３０Ｅと第２金属ポスト４０Ｅを含むループ、のそれぞれの開口幅はＷｎである。そして、Ｗｎ＜Ｗｗである。一方、参考例の無線ＩＣデバイスでは、図８Ｂに表れるように、いずれのループの開口幅はＷで同じである。

【0091】

本実施形態の無線ＩＣデバイス１０３では、ヘリカル状のコイルアンテナの２つの開口面位置のループ（第１金属ポスト３０Ａと第２金属ポスト４０Ａを含むループ、および、第１金属ポスト３０Ｆと第２金属ポスト４０Ｆを含むループ）の内径寸法は、２種のループのうち内径寸法の大きい方のループである。

【0092】

換言すると、複数の第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆのうち、Ｙ軸方向での第１端位置の第１金属ポスト３０Ａと、複数の第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆのうち、Ｙ軸方向での第１端位置の第２金属ポスト４０Ａと、を含むループを「第１ループ」と表し、複数の第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆのうち、Ｙ軸方向での第２端位置の第１金属ポスト３０Ｆと、複数の第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｆのうち、Ｙ軸方向での第２端位置の第２金属ポスト４０Ｆと、を含むループを「第２ループ」と表すと、第１ループ、第２ループの内径寸法は、２種のループのうち内径寸法の大きいループである。

【0093】

図８Ａ、図８Ｂにおいて、破線はヘリカル状のコイルアンテナに対して磁束が出入りする磁束の概念図である。参考例では、ヘリカル状のコイルアンテナの２つの開口面位置のループの実質的な内径寸法は上記ループの開口幅はＷより小さい。また、磁束は隣接する金属ポストの間隙から漏れやすい。本実施形態によれば、ヘリカル状のコイルアンテナの２つの開口面位置のループの内径寸法は、２種のループのうち内径寸法の大きいループであるので、コイルアンテナに対して磁束が出入りする実質的なコイル開口は参考例に対して大きい。また、磁束は隣接する金属ポストの間隙から漏れ難い。そのため、コイルアンテナは通信相手のアンテナに対して相対的に広い位置関係で磁界結合できる。つまり、３つ以上のターン数を持つヘリカル状のコイルアンテナを形成する場合、金属ポストを、コイル軸方向の両端側のループ面積が大きくなるように配置することが好ましい。

【0094】

なお、上記ヘリカル状のコイルは、内径寸法の異なる３種以上の複数種のループを含んでもよい。その場合でも、コイルアンテナの２つの開口面位置のループの内径寸法は、複数種のループのうち内径寸法の最も大きいループであればよい。

【0095】

本実施形態によれば次のような効果を奏する。

【0096】

（ａ）チップ状の無線ＩＣデバイス１０３は、ＲＦＩＣ素子６１がコイルアンテナの内側に配置されている。そのため、ＲＦＩＣ素子６１の保護機能が高くなり、ＲＦＩＣ素子６１をコイルアンテナの外部に搭載することによる大型化が避けられる。

【0097】

（ｂ）このチップ状の無線ＩＣデバイス１０３は、ＲＦＩＣ素子６１、チップキャパシタ６２，６３等の表面実装チップ部品および金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ、４０Ａ〜４０Ｆは樹脂部材７０で保護されるので、無線ＩＣデバイス全体は堅牢である。特に、この無線ＩＣデバイスを樹脂成型物品に埋設する際、射出成型時に流動する高温の樹脂（例えば３００℃以上の高温樹脂）に対して上記表面実装チップ部品のはんだ接続部が保護される。つまり、ＲＦＩＣ素子６１は、コイルアンテナを構成する金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ、４０Ａ〜４０Ｆ、第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｌおよび第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅ等によって囲まれたエリアに配置され、且つ、樹脂部材７０および第１基板１によって囲まれている。この構成により、ＲＦＩＣ素子６１と給電端子（第１導体パターン）との間の接続部やＲＦＩＣ素子６１に、大きな熱的負荷が加わり難くなる。そのため、無線ＩＣデバイス１０３を樹脂成型物品（玩具や容器等）に埋め込んだ場合でも、ＲＦＩＣ素子６１の動作信頼性を確保でき、ＲＦＩＣ素子６１と給電端子との間の接続部の信頼性を高めることができる。すなわち、樹脂成型体に内蔵可能な、つまり、射出成型時の高温下にも耐えられる、高耐熱性の無線ＩＣデバイスを実現できる。また、はんだ接合部は高温化で一旦溶融する場合でも、樹脂部材７０と第１基板１は樹脂同士の接合により接着しており、実装部品や金属ポストが外れたり変形したりしないので、冷却後、はんだ接合部の接合状態は正常に戻る。また、そのため、コイルアンテナのインダクタンス値を維持できる。

【0098】

（ｃ）コイルアンテナを構成する第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｅの主要部が第１基板１の第２主面ＰＳ２側に形成されているため、コイルアンテナの実質的な開口径が大きい。よって、チップ状の無線ＩＣデバイス１０３のサイズと略同等のサイズを持ったコイルアンテナを構成することができ、小型のチップ状部品であるにも関わらず、大きな通信距離を確保することができ、また、通信相手のアンテナに対して相対的に広い位置関係で通信できる。

【0099】

（ｄ）また、無線ＩＣデバイス１０３は、パターニングによって樹脂部材７０の表面に接続導体５０Ａ〜５０Ｅを形成するため、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｆ、４０Ａ〜４０Ｆへの接続導体５０Ａ〜５０Ｅの接続が容易となる。

【0100】

（ｅ）複数の第１金属ポストおよび複数の第２金属ポストは、少なくともコイル軸方向の端部においてそれぞれ配列方向に千鳥状に配置されることにより、ターン数の割には（つまり金属ポストの本数が増えても）、小型化できる。

【0101】

《第４の実施形態》
図９は第４の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０４の斜視図である。第１〜第３の実施形態と異なり、本実施形態では第２基板２を備える。この第２基板２に接続導体５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃが形成される。その他の基本的な構成は第３の実施形態で示したとおりである。

【0102】

本実施形態では、図９に示す第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆおよび第２主面側導体パターン２０Ａ，２０Ｂが、本発明の「第１導体パターン」に相当する。また、本実施形態では、図９に示す接続導体５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃが、本発明の「第２導体パターン」に相当する。

【0103】

図１０は無線ＩＣデバイス１０４の製造工程を順に示す断面図である。無線ＩＣデバイス１０４は例えば次の工程で製造される。

【0104】

まず、図１０中の（１）に示すように、第１基板１を製作し、第１基板１へＲＦＩＣ素子６１、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃ，４０Ａ〜４０Ｃをそれぞれ実装する。

【0105】

また、第２基板２に接続導体５０Ａ〜５０Ｃを形成し、ソルダーレジスト膜３を形成し、接続導体５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃの両端に、はんだ等の導電性接合材８０Ａ，８０Ｂ等を形成する。

【0106】

次に、図１０中の（２）に示すように、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃ，４０Ａ〜４０Ｃの先端に、第２基板２の接続導体５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃを接続する（導通させる）。これにより、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃ，４０Ａ〜４０Ｃに対して第２基板２を取り付ける。

【0107】

次に、図１０中の（３）に示すように、第１基板１と第２基板２との間に樹脂部材７１を充填する。ここでは、第１基板１と第２基板２との間に、フェライト粉等の磁性体粉を含む樹脂材料を射出し、硬化させる。

【0108】

本実施形態によれば、次のような効果を奏する。

【0109】

（ａ）接続導体５０Ａ〜５０Ｃは基板に予めパターニングすればよいので、その形成が容易である。

【0110】

（ｂ）第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃおよび第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃへの接続導体の接続が容易である。

【0111】

（ｃ）接続導体５０Ａ〜５０Ｃがリジッドな基板（第２基板２）に配置されるので、無線ＩＣデバイスの堅牢性が高い。また、第１主面側導体パターンと金属ポスト（第１金属ポスト、第２金属ポスト）との接続部の電気的接続信頼性が高い。

【0112】

（ｄ）樹脂部材が磁性を有するので、所定のインダクタンスのコイルアンテナを得るに要する全体のサイズを小さくできる。

【0113】

（ｅ）第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｆ、第２主面側導体パターン２０Ａ，２０Ｂおよび接続導体５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃは磁性体に埋設されないので、第１基板１の表面および第２基板２の表面に磁界が広がり、これらの方向での通信距離が大きくなる。なお、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃ，４０Ａ〜４０Ｃの側部を樹脂部材７１から露出させてもよい。そのことで、金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃ，４０Ａ〜４０Ｃが露出する樹脂部材７１の表面へも磁界が広がり、これらの方向での通信も可能となる。

【0114】

なお、本実施形態では、第２基板２の一方主面（図９における第２基板２の上側の面）に接続導体５０Ａ〜５０Ｃが形成される例について示したが、この構成に限定されるものではない。第２基板２の他方主面（図９における第２基板２の下側の面）に接続導体５０Ａ〜５０Ｃが形成されていてもよい。この場合、接続導体５０Ａ〜５０Ｃの第１端は、層間接続導体（スルーホール導体）等を介して第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃの第２端にそれぞれ接続され（導通し）、接続導体５０Ａ〜５０Ｃの第２端は、層間接続導体（スルーホール導体）等を介して第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃの第２端にそれぞれ接続される（導通する）。また、図７に示す製造方法によって、接続導体５０Ａ〜５０Ｃの第１端が、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃの第２端にそれぞれ直接接続され、接続導体５０Ａ〜５０Ｃの第２端が、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃの第２端にそれぞれ直接接続されていてもよい。

【0115】

《第５の実施形態》
図１１は第５の実施形態の係る無線ＩＣデバイス１０５の斜視図である。第１〜第４の実施形態と異なり、本実施形態の第１金属ポストおよび第２金属ポストは無線ＩＣデバイス１０５の外面に露出している。また、本実施形態の無線ＩＣデバイス１０５は第２基板を備えていない。その他の基本的な構成は第４の実施形態で示した通りである。

【0116】

図１１に示すように、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃおよび第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃは、直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＺ軸方向に延びる半円柱状の導体であり、後に詳述するように、円柱状の金属ポストを高さ方向に切断したものである。

【0117】

第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃは、半円柱の切断面である側面を無線ＩＣデバイス１０５の一方側面（図１１における左側面）と平行に配置し、無線ＩＣデバイス１０５の一方側面から露出した構成である。第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃの第１端は、第１主面側導体１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅに接続されており（導通しており）、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃの第２端は、接続導体５０Ａ〜５０Ｃに接続されている（導通している）。第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃは、半円柱の切断面である側面を無線ＩＣデバイス１０５の他方側面（図１１における右側面）と平行に配置し、無線ＩＣデバイス１０５の他方側面から露出した構成である。第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃの第１端は、第１主面側導体１０Ｂ，１０Ｄ，１０Ｆに接続されており（導通しており）、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃの第２端は、接続導体５０Ａ〜５０Ｃに接続されている（導通している）。図１１および図１２に示すように、本実施形態では、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃおよび第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃが、無線ＩＣデバイス１０５の樹脂部材７２の表面に露出する構成である。

【0118】

また、本実施形態では、第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｆ、第２主面側導体パターン２０Ａ，２０Ｂ、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｂ、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｂ、および接続導体５０Ａ〜５０Ｃによってコイルアンテナが構成されている。コイルアンテナを構成する第２主面側導体パターン２０Ａ，２０Ｂ、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃ、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃ、および接続導体５０Ａ〜５０Ｃは、無線ＩＣデバイス１０５の外面に露出している。したがって、本実施形態の無線ＩＣデバイス１０５は、コイルアンテナを構成する導体の大部分が無線ＩＣデバイス１０５の外面に露出する構成である。

【0119】

図１２は無線ＩＣデバイス１０５の製造工程を順に示す断面図である。無線ＩＣデバイス１０５は例えば次の工程で製造される。

【0120】

まず、図１２中の（１）に示すように、第１基板１を製作し、ソルダーレジスト膜３を形成し、ＲＦＩＣ素子６１を実装するためのランドや金属ポスト９０を実装するためのランド等に、はんだペースト等の導電性接合材８１を形成する。

【0121】

次に、図１２中の（２）に示すように、第１基板１に、第１基板１へＲＦＩＣ素子６１、金属ポスト９０等をそれぞれ実装する。

【0122】

次に、図１２中の（３）に示すように、金属ポスト９０と同じ高さまで樹脂部材７２を形成し、樹脂部材７２の表面に接続導体５５を形成する。

【0123】

具体的には、フェライト粉やパーマロイ粉等の磁性体粉を含む樹脂材料を所定高さ（金属ポスト９０の高さ以上）に塗付し、その後、樹脂部材７２の表面を平面的に研磨していくことで、金属ポスト９０の頭部を露出させる。また、樹脂部材７２は、液状樹脂の塗付により設けても良いし、半硬化シート状の樹脂の積層によって設けてもよい。

【0124】

次に、図１２中の（４）に示すように、無線ＩＣデバイスを個片に分離する。上記の工程は、マザー基板状態のまま処理される。そのため、最後にマザー基板を、図１２中の（３）に示した分離線ＣＬに沿って分離する。分離線ＤＬに沿って分離されることにより、金属ポスト９０は、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃ、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃに分割される。

【0125】

本実施形態によれば、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃおよび第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃが、無線ＩＣデバイス１０５の樹脂部材７２の表面に露出するため、効率よく磁界を放射することができる。また、無線ＩＣデバイス１０５は、コイルアンテナの大部分が無線ＩＣデバイス１０５の外面に露出するため、更に効率よく磁界を放射することができる。

【0126】

なお、必要に応じて、無線ＩＣデバイス１０５に、バレル処理や、無電解ニッケル金めっき処理をしてもよい。これらの処理によって、金属ポスト９０の分割面や接続導体５０Ａ、第２主面側導体パターン２０Ａ等の表面にめっき膜が形成されるため、膜厚が厚くなり、それらのＤＣＲが小さくなって、導体損失が低減できる。また、無線ＩＣデバイス１０５の耐環境性が向上する。

【0127】

《第６の実施形態》
図１３は第６の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０６の斜視図である。第１〜第５の実施形態と異なり、本実施形態の無線ＩＣデバイス１０６は、直交Ｘ，Ｙ，Ｚ座標でＸ軸方向に延びる第１主面側導体パターンを有していない。また、本実施形態の無線ＩＣデバイス１０６は第２基板を備えていない。その他の基本的な構成は第４の実施形態で示した通りである。

【0128】

第１基板１の第１主面には接続電極１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃが形成される。接続電極１７Ａ，１７ＢはＲＦＩＣ素子を実装するためのランド（給電端子）である。また、接続電極１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃは第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃを実装するためのランドであり、接続電極１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃは第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃを実装するためのランドである。第１基板１の第２主面には第２主面側導体パターン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄが形成される。

【0129】

本実施形態では、これら第２主面側導体パターン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄが、本発明の「第１導体パターン」に相当する。また、本実施形態では、図１３に示す接続導体５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃが、本発明の「第２導体パターン」に相当する。

【0130】

接続電極１７Ａは、第１基板１に形成された層間接続導体（スルーホール導体）を介して第２主面側導体パターン２０Ａの第２端に接続される（導通する）。接続電極１７Ｂは、第１基板１に形成された層間接続導体（スルーホール導体）を介して第２主面側導体パターン２０Ｄの第２端に接続される（導通する）。

【0131】

第２主面側導体パターン２０Ａの第１端は層間接続導体（スルーホール導体）を介して接続電極１８Ａに接続される（導通する）。第２主面側導体パターン２０Ｂの第１端は層間接続導体（スルーホール導体）を介して接続電極１８Ｂに接続され（導通し）、第２端は層間接続導体（スルーホール導体）を介して接続電極１９Ａに接続される（導通する）。第２主面側導体パターン２０Ｃの第１端は層間接続導体（スルーホール導体）を介して接続電極１８Ｃに接続され（導通し）、第２端は層間接続導体（スルーホール導体）を介して接続電極１９Ｂに接続される（導通する）。第２主面側導体パターン２０Ｄの第２端は層間接続導体（スルーホール導体）を介して接続電極１９Ｃに接続される（導通する）。

【0132】

第２主面側導体パターン２０Ａ〜２０Ｃ、接続電極１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ〜１８Ｃ，１９Ａ〜１９Ｃ、第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｃ、接続導体５０Ａ〜５０Ｃ、第２金属ポスト４０Ａ〜４０Ｃおよび層間接続導体によって３ターンのヘリカル状コイルアンテナが構成される。

【0133】

本実施形態によれば、ヘリカル状コイルアンテナの一部を構成する第１導体パターンが全て、第１基板１の第２主面に形成される第２主面側導体パターン２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄであるため、第１基板１の第１主面に形成されている場合と比べ、コイル開口を大きくできる。したがって、コイル開口を利用して通信でき、通信可能距離を拡張できる。

【0134】

なお、第１の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０１のように、ヘリカル状コイルアンテナの一部を構成する第１導体パターンが全て、第２主面側導体パターンであってもよい。

【0135】

《第７の実施形態》
図１４は第７の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０７の斜視図である。第２の実施形態等と異なり、本実施形態では、ＲＦＩＣ素子６１は第１基板１の第２主面ＰＳ２側に実装される。図１４では、ＲＦＩＣ素子６１を第１基板１から分離された状態を示す。

【0136】

第１基板１の第２主面ＰＳ２には給電用接続導体１３Ａ，１３Ｃ（第２主面側導体パターン）が形成される。給電用接続導体１３Ａ，１３Ｃはスルーホールめっきを介して第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｃと導通する。

【0137】

本実施形態では、図１４に示す第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃおよび給電用接続導体１３Ａ，１３Ｃが、本発明の「第１導体パターン」に相当する。また、本実施形態では、図１４に示す接続導体５０Ａ，５０Ｂが、本発明の「第２導体パターン」に相当する。

【0138】

なお、ＲＦＩＣ素子６１以外にチップキャパシタ等の部品も第１基板１の第２主面ＰＳ２に実装されてもよい。

【0139】

この場合、ＲＦＩＣ素子６１を搭載する前に、ＲＦＩＣ素子６１の接続部に測定器のプローブを接続してコイルアンテナの特性を測定できるため、歩留まりの向上を図ることができる。

【0140】

《第８の実施形態》
図１５は、第８の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０８と、この無線ＩＣデバイス１０８の回路基板２００への実装状態を示す斜視図である。図１６は無線ＩＣデバイス１０８の回路基板２００への実装状態を示す断面図である。

【0141】

本実施形態では、コイルアンテナに対する磁芯として作用するフェライト焼結体等の焼結体系の磁性体コア４を備える。また、樹脂層７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃで非磁性体の樹脂部材は構成される。その他の全体的な構成は第３の実施形態で示したとおりである。

【0142】

図１７は無線ＩＣデバイス１０８の製造工程を順に示す断面図である。無線ＩＣデバイス１０８は例えば次の工程で製造される。

【0143】

図１７中の（１）に示すように、第１基板１を製作し、第１基板１へＲＦＩＣ素子６１、金属ポスト３０Ａ，４０Ａ等をそれぞれ実装する。

【0144】

その後、第１基板１のＲＦＩＣ素子６１実装面（第１主面ＰＳ１）にエポキシ樹脂等の非磁性体の樹脂層７０Ａを被覆する。

【0145】

図１７中の（２）に示すように、樹脂層７０Ａの硬化後、直方体形状の磁性体コア４を載置する。この磁性体コア４は、小型で高い透磁率（例えば比透磁率５０〜３００程度）を有するフェライト焼結体であることが好ましい。磁性体コア４の載置は、樹脂層７０Ａの硬化前であってもよい。

【0146】

次に、図１７中の（３）に示すように、磁性体コア４の厚みまでエポキシ樹脂等の樹脂層７０Ｂを被覆する。

【0147】

引き続いて、図１７中の（４）に示すように、金属ポスト３０Ａ，４０Ａ等の高さまでエポキシ樹脂等の樹脂層７０Ｃを形成する。具体的には、エポキシ樹脂等を所定高さ（金属ポスト３０Ａ，４０Ａの高さ以上）に塗布し、その後、樹脂層７０Ｃの表面を平面的に研磨していくことで、金属ポスト３０Ａ，４０Ａの頭部を露出させる。

【0148】

次に、図１７中の（５）に示すように、樹脂層７０Ｃの表面に接続導体５０Ａ等を形成する。この接続導体５０Ａ等の形成方法は第３の実施形態で示したとおりである。

【0149】

以降のCuめっき、Auめっき、接続導体５０Ａ側の保護用樹脂膜の形成、個片分離の各工程についても第３の実施形態で示したとおりである。第１基板１の裏面側の保護用樹脂膜（ソルダーレジスト膜）は、他の基板への接続部分を除いた部分を覆うように形成すればよい。

【0150】

図１８は、本実施形態の無線ＩＣデバイスの別の構成例を示す断面図である。図１６と対比すれば明らかなように、磁性体コア４と接続導体５０Ａとの間に樹脂層７０Ｃは無く、樹脂層７０Ａ，７０Ｂで樹脂部材は構成される。この構成によれば、サイズが大きく、透磁率が高い（例えば比透磁率５０〜３００程度）磁性体コアを埋設することができる。または、樹脂部材全体の厚みが小さくすることで低背化できる。

【0151】

本実施形態では、第１金属ポスト３０Ａ等、第２金属ポスト４０Ａ等、接続導体５０Ａ等、第１主面側導体パターン１０Ａ等および第２主面側導体パターン２０Ａ等でコイルアンテナが構成され、このコイルアンテナの内側（コイル巻回範囲内）に磁性体コアを備える。

【0152】

本実施形態によれば、次のような効果を奏する。

【0153】

（ａ）コイルアンテナを大型化することなく、所定のインダクタンスを有するコイルアンテナが得られる。また、コイルアンテナを低背にしても所定のインダクタンスを得ることができる。

【0154】

（ｂ）磁性体コアの集磁効果により、通信相手のアンテナとの磁界結合を高めることができる。

【0155】

（ｃ）ＲＦＩＣ素子６１のデジタル信号の入出力によるノイズがコイルアンテナに殆ど重畳されない。この理由は以下に述べるとおりである。

【0156】

ＲＦＩＣ素子６１が搭載される第１基板１が回路基板２００に実装される構造であるので、樹脂部材の上側に実装する場合に比べて、ＲＦＩＣ素子６１は回路基板２００に近い側に配置される。そのため、ＲＦＩＣ素子６１のデジタル信号が伝搬する線路は回路基板２００に構成されるデジタル回路と最短距離で接続される。つまりデジタル信号がアナログ回路のノイズ源としてコイルアンテナに近接する距離は最短となる。また、ＲＦＩＣ素子６１とコイルアンテナとについても最短距離で接続される。すなわち、アナログ信号回路とデジタル信号回路（ＲＦＩＤシステム用の回路）は上下に分離された構造である。そのため、上記デジタル信号の伝搬により生じる磁界（ノイズ）はコイルアンテナと不要結合することが少なく、非常に微弱なアナログ信号回路に上記ノイズが重畳されず、無線通信に悪影響がほとんど生じない。

【0157】

《第９の実施形態》
図１９は第９の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０９の斜視図である。この無線ＩＣデバイス１０９の第１基板１の構成、金属ポスト３０Ａ，３０Ｂ，４０Ａ，４０Ｂの構成、接続導体５０Ａ，５０Ｂの構成は第２の実施形態で示したとおりである。本実施形態の無線ＩＣデバイス１０９では、第１基板１にＲＦＩＣ素子６１が実装された後、樹脂部材７０が設けられ、更に樹脂部材７０の一方の側面に磁性体シート５が貼付される。磁性体シート５は例えばフェライト粉等の磁性体粉がエポキシ樹脂等の樹脂中に分散された樹脂シートである。

【0158】

本実施形態では、第１金属ポスト３０Ａ，３０Ｂ、第２金属ポスト４０Ａ，４０Ｂ、接続導体５０Ａ，５０Ｂ、第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｄおよび第２主面側導体パターン２０でコイルアンテナが構成され、このコイルアンテナの一方のコイル開口に磁性体シート５が存在する。

【0159】

本実施形態では、これら第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｄおよび第２主面側導体パターン２０が、本発明の「第１導体パターン」に相当する。また、本実施形態では、接続導体５０Ａ，５０Ｂが、本発明の「第２導体パターン」に相当する。

【0160】

本実施形態によれば、コイルアンテナを大型化することなく、所定のインダクタンスを有するコイルアンテナが得られる。また、このＲＦＩＤデバイスを物品（特に物品の金属表面）に貼り付ける場合、磁性体シートを設けた側を物品への貼り付け面とすることで、コイルアンテナに対する物品の影響を抑制できる。また、磁性体コアの集磁効果により、通信相手のアンテナとの磁界結合を高めることができる。

【0161】

《第１０の実施形態》
図２０は第１０の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１０の斜視図である。図２１は無線ＩＣデバイス１１０の平面図である。本実施形態の無線ＩＣデバイス１１０はＲＦＩＤのリーダ／ライタ装置として用いられる。

【0162】

第１基板１の第１主面ＰＳ１に第１主面側導体パターン１０Ａ〜１０Ｄが形成される。第１基板１の第２主面ＰＳ２にはデジタル信号端子１４Ａ，１４Ｂ、ＮＣ端子（空き端子）１６Ａ，１６Ｂ、配線導体１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ形成される。つまり、ＲＦＩＣ素子６４は、２つのアンテナ接続パッドと２つのデジタル信号用パッドを備える。ＲＦＩＣ素子６４の一方のデジタル信号用端子は、第１基板１に形成された層間接続導体（スルーホール導体）および配線導体１５Ａを介してデジタル信号端子１４Ａに接続されており、他方のデジタル信号用端子は、第１基板１に形成された層間接続導体（スルーホール導体）および配線導体１５Ｂを介してデジタル信号端子１４Ｂに接続される。その他の基本構成は第８の実施形態で示した無線ＩＣデバイス１０８と同じである。

【0163】

本実施形態では、図２０に示す第１主面側導体パターン１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄおよび第２主面側導体パターン２０が、本発明の「第１導体パターン」に相当する。

【0164】

図２２は無線ＩＣデバイス１１０の回路図である。ＲＦＩＣ素子６４のアンテナ接続パッドにはコイルアンテナＡＮＴが接続され、デジタル信号用パッドにデジタル信号端子１４Ａ，１４Ｂが接続される。デジタル信号端子１４Ａ，１４Ｂにはホスト装置が接続される。これによりＲＦＩＤシステム用のリーダ／ライタ装置が構成される。このＲＦＩＣ素子６４とホスト装置とは、例えばI2Cバス規格等のシリアルバスで通信される。

【0165】

なお、デジタル信号端子１４Ａ，１４ＢはＲＦＩＣ６４のデジタル信号用パッドの近傍に配置して、配線導体１５Ａ，１５Ｂを実質的に無くしてもよい。

【0166】

なお、必要に応じて、無線ＩＣデバイス１１０に、バレル処理や、無電解ニッケル金めっき処理をしてもよい。これらの処理によって、接続導体、第２主面側導体パターン２０、デジタル信号端子１４Ａ，１４Ｂ、ＮＣ端子（空き端子）１６Ａ，１６Ｂ等の表面にめっき膜が形成されるため、膜厚が厚くなり、それらのＤＣＲが小さくなって、導体損失が低減できる。また、無線ＩＣデバイス１１０の耐環境性が向上する。

【0167】

《第１１の実施形態》
図２３は第１１の実施形態に係るＲＦＩＤタグ付き物品３０１の斜視図である。図２４はＲＦＩＤタグ付き物品３０１の正面図である。このＲＦＩＤタグ付き物品３０１は樹脂成型によるミニチュアカー等の玩具である。このＲＦＩＤタグ付き物品３０１が本発明の「樹脂成型体」に相当する。

【0168】

ＲＦＩＤタグ付き物品３０１は無線ＩＣデバイス１０９Ａを備える。この無線ＩＣデバイス１０９Ａは、第９の実施形態で示した無線ＩＣデバイス１０９と基本構成は同じである。本実施形態の無線ＩＣデバイス１０９Ａのコイルアンテナは第１金属ポスト３０Ａ〜３０Ｅを含み、コイルアンテナのターン数は“５”である。この無線ＩＣデバイス１０８ＡはＲＦＩＤタグとして用いられる。

【0169】

無線ＩＣデバイス１０９Ａは樹脂成型体２０１内に埋設され、物品３０１の外部には露出しない。無線ＩＣデバイス１０９Ａは、樹脂成型体２０１の射出成型用金型内に固定された状態で樹脂が射出成型される。無線ＩＣデバイス１０９Ａは玩具の底部（図２３の視点で、ＲＦＩＤタグ内蔵物品３０１の上面付近）に埋設される。また、無線ＩＣデバイス１０９Ａの磁性体シート５は、コイルアンテナより樹脂成型体２０１の内部（奥部）に位置する。樹脂成型体２０１の内部には、例えばバッテリーパック１３０や金属部材１３１等の導電体を備える。これらの導電体とコイルアンテナとの間に磁性体シート５が介在することで、コイルアンテナは上記導電体の影響を受け難く、また渦電流による損失も低く抑えられる。

【0170】

ＲＦＩＣ素子６１および金属ポスト３０Ａ〜３０Ｅ、４０Ａ〜４０Ｅは樹脂部材７０で保護されるので、無線ＩＣデバイス１０９Ａは堅牢である。そして、射出成型時に高熱にて流動する樹脂に対して上記表面実装チップ部品および金属ポストのはんだ接続部が保護される。すなわち、射出成型時の熱によって上記表面実装チップ部品および金属ポストのはんだ接続部のはんだは一旦溶融しても、ＲＦＩＣ素子６１等の表面実装チップ部品および金属ポストと第１基板１との位置関係は樹脂部材７０で固定されたままである。例えば射出成型金型の温度は１００数十℃であるが、射出成型用ノズル先端部の温度は３００数十℃にも達する。そのため、上記表面実装チップ部品および金属ポストのはんだ接続部のはんだは一旦溶融する可能性がある。しかし、たとえはんだが一旦溶融しても、上記表面実装チップ部品および金属ポストと第１基板１との位置関係は樹脂部材７０で保持・固定されたままであるので、冷却後は上記表面実装チップ部品および金属ポストのはんだ接続部は、射出成型前の接続状態に戻る。因みに、ポリイミド系の樹脂膜で被覆されたCuワイヤーが巻回された、通常の巻線型コイル部品であると、射出成型時の熱で被覆が溶けてCuワイヤー間が短絡してしまう。そのため、従来の通常の巻線型コイル部品をコイルアンテナとして利用することは困難である。

【0171】

無線ＩＣデバイス１０９Ａのコイルアンテナの巻回軸は、ミニチュアカー等の玩具の底面に対する法線方向を向く。そのため、この玩具の底面をリーダ／ライタ装置の読み取り部に対向させることで、リーダ／ライタ装置は無線ＩＣデバイス１０９Ａと通信する。このことで、リーダ／ライタ装置またはリーダ／ライタ装置に接続されるホスト装置は所定の処理を行う。

【0172】

なお、本実施形態では、ＲＦＩＤタグ付き物品３０１が樹脂成型による玩具である例を示したが、これに限定されるものではない。ＲＦＩＤタグ付き物品は、樹脂成型により無線ＩＣデバイスを埋設した食品等の容器であってもよい。

【0173】

《第１２の実施形態》
図２５は第１２の実施形態に係るＲＦＩＤタグ内蔵物品３０２の斜視図であり、図２６はＲＦＩＤタグ内蔵物品３０２の断面図である。図２７は図２６の部分拡大図である。

【0174】

ＲＦＩＤタグ内蔵物品３０２は例えばスマートフォン等の携帯電子機器であり、無線ＩＣデバイス１０８および共振周波数を持つブースターアンテナ１２０を備える。図２５の視点でＲＦＩＤタグ内蔵物品３０２の上面側に下部筐体２０２があって、下面側に上部筐体２０３がある。下部筐体２０２と上部筐体２０３とで囲まれる空間の内部に、回路基板２００、無線ＩＣデバイス１０８および共振周波数を持つブースターアンテナ１２０を備える。

【0175】

無線ＩＣデバイス１０８は第８の実施形態で示したとおりである。無線ＩＣデバイス１０８は、図２６、図２７に表れるように、回路基板２００に実装される。回路基板２００には無線ＩＣデバイス１０８以外の部品も実装される。

【0176】

共振周波数を持つブースターアンテナ１２０は下部筐体２０２の内面に貼付される。このブースターアンテナ１２０はバッテリーパック１３０と重ならない位置に配置される。ブースターアンテナ１２０は、絶縁体基材１２３および絶縁体基材１２３に形成されるコイルパターン１２１，１２２を含む。

【0177】

無線ＩＣデバイス１０８は、そのコイルアンテナおよびブースターアンテナ１２０に対して磁束が鎖交するように配置される。すなわち、無線ＩＣデバイス１０８のコイルアンテナはブースターアンテナ１２０のコイルと磁界結合するように、無線ＩＣデバイス１０８とブースターアンテナ１２０は配置される。図２７中の破線はその磁界結合に寄与する磁束を概念的に表す。

【0178】

無線ＩＣデバイス１０８のＲＦＩＣ素子６１は回路基板２００側を向き（近接し）、コイルアンテナがブースターアンテナ１２０側を向く（近接する）。そのため、無線ＩＣデバイス１０８のコイルアンテナとブースターアンテナ１２０との結合度は高い。また、ＲＦＩＣ素子６１と他の回路素子とをつなぐ配線（特にデジタル信号ラインや電源ライン）はコイルアンテナの磁束と実質的に平行に配線されるのでコイルアンテナとの結合は小さい。

【0179】

図２８はブースターアンテナ１２０の斜視図であり、図２９はブースターアンテナ１２０の回路図である。ブースターアンテナ１２０は、第１コイルパターン１２１と第２コイルパターン１２２はそれぞれ矩形渦巻状にパターン化された導体であり、平面視で同方向に電流が流れる状態で容量結合するようにパターン化される。第１コイルパターン１２１と第２コイルパターン１２２の間には浮遊容量が形成される。第１コイルパターン１２１および第２コイルパターン１２２のインダクタンスと浮遊容量のキャパシタンスとでＬＣ共振回路が構成される。このＬＣ共振回路の共振周波数は、このＲＦＩＤシステムの通信周波数と実質的に等しい。通信周波数は例えば１３．５６ＭＨｚ帯である。

【0180】

本実施形態によれば、ブースターアンテナの大きなコイル開口を利用して通信できるので、通信可能最長距離を拡張できる。

【0181】

最後に、上述の各実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。当業者にとって変形および変更が適宜可能であることは明らかである。例えば異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能である。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0182】

例えば、コイルアンテナ（更にはＲＦＩＤタグ）は、HF帯に限定されるものではなく、LF帯やUHF帯、SHF帯にも適用できる。また、ＲＦＩＤタグが付される物品は玩具に限定されるものではなく、たとえば携帯電話等の携帯型情報端末であってもよいし、足場材のような建材、ガスボンベ等の産業材であってもよい。

【0183】

なお、上述の実施形態では、ＲＦＩＣ素子６１が第１基板１の第１主面ＰＳ１および第２主面ＰＳ２のいずれかに搭載されている構成について示したが、この構成に限定されるものではない。ＲＦＩＣ素子６１は、例えば第１基板１に内蔵されていてもよい。また、第１基板１の第１主面ＰＳ１または第２主面ＰＳ２のいずれかにキャビティが形成され、このキャビティ内にＲＦＩＣ素子が収容される構成であってもよい。

【符号の説明】

【0184】

ＡＮＴ…コイルアンテナ
ＤＬ…分離線
ＰＳ１…第１主面
ＰＳ２…第２主面
１…第１基板
２…第２基板
３…ソルダーレジスト膜
４…磁性体コア
５…磁性体シート
１０Ａ〜１０Ｌ…第１主面側導体パターン（第１導体パターン）
１０ＡＥ１，１０ＢＥ１…第１主面側導体パターンの第１端
１０ＡＥ２，１０ＢＥ２…第１主面側導体パターンの第２端（給電端）
１１Ａ〜１１Ｆ…第１金属ポストの接続部
１２Ａ〜１２Ｆ…第２金属ポストの接続部
１３Ａ，１３Ｃ…給電用接続導体
１４Ａ，１４Ｂ…デジタル信号端子
１５Ａ，１５Ｂ…配線導体
１６Ａ，１６Ｂ…ＮＣ端子（空き端子）
１７Ａ，１７Ｂ，１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ…接続電極
２０，２０Ａ〜２０Ｅ…第２主面側導体パターン（第１導体パターン）
３０，３０Ａ〜３０Ｆ…第１金属ポスト
３０Ｅ１…第１金属ポストの第１端
３０Ｅ２…第１金属ポストの第２端
４０，４０Ａ〜４０Ｆ…第２金属ポスト
４０Ｅ１…第２金属ポストの第１端
４０Ｅ２…第２金属ポストの第２端
５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ…接続導体（第２導体パターン）
５０Ｅ１…接続導体（第２導体パターン）の第１端
５０Ｅ２…接続導体（第２導体パターン）の第２端
６１，６４…ＲＦＩＣ素子
６２，６３…チップキャパシタ
７０，７１，７２…樹脂部材
７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃ…樹脂層
８０Ａ，８０Ｂ，８１…導電性接合材
９０…金属ポスト
１０１〜１０９，１０９Ａ，１１０…ＩＣデバイス
１２０…ブースターアンテナ
１２１…第１コイルパターン
１２２…第２コイルパターン
１２３…絶縁体基材
１３０…バッテリーパック
１３１…金属部材
２００…回路基板
２０１…樹脂成型体
２０２…下部筐体
２０３…上部筐体
３０１，３０２…ＲＦＩＤタグ内蔵物品

【要約】

コイルアンテナを有する無線ＩＣデバイス（１０１）は、第１基板（１）と、第１金属ポスト（３０）と、第２金属ポスト（４０）と、接続導体（５０）とを備える。第１基板（１）の第１主面（ＰＳ１）に線状導体パターン（第１線状導体パターン（１０Ａ，１０Ｂ））が形成される。第１金属ポスト（３０）と第２金属ポスト（４０）は第１基板（１）の第１主面（ＰＳ１）に対して法線方向へ延びるように配置され、それぞれの第１端（３０Ｅ１，４０Ｅ１）が第１線状導体パターン（１０Ａ，１０Ｂ）に接続される。接続導体（５０）の第１端（５０Ｅ１）は第１金属ポスト（３０）の第２端（３０Ｅ２）に接続され、接続導体（５０）の第２端（５０Ｅ２）は第２金属ポスト（４０）の第２端（４０Ｅ２）に接続される。第１線状導体パターン（１０Ａ）の第２端（１０ＡＥ２）および第１線状導体パターン（１０Ｂ）の第２端（１０ＢＥ２）はそれぞれ給電端である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】