JP5087932B2 - 非接触データキャリア、非接触データキャリア用配線板 - Google Patents

Description

本発明は、保持されたデータを非接触で読み出し可能な非接触データキャリアおよびこの部品である非接触データキャリア用配線板に係り、特に、より小型化、薄型化に適する非接触データキャリアおよび非接触データキャリア用配線板に関する。

近年、物品のタグ情報のキャリアとしてＩＣチップを使用した非接触データキャリア（ＩＣタグ、無線タグ、ＲＦＩＤなどとも言う。）が使用されている。非接触データキャリアの主たる構成要素は、データを保持するＩＣチップと、このＩＣチップに接続されたアンテナとである。アンテナを構成するためにＩＣチップが実装された配線板にアンテナパターンを形成したものがある（例えば下記特許文献１参照）。同文献にあるように、配線板を使用する場合、アンテナパターンを複数の配線層に設けこれらをビア（一種の縦方向導電体）で直列に接続しアンテナとして構成することができる。

非接触データキャリアは、その使用上の性質から小型化や薄型化が求められることが多い。同文献の開示は、アンテナが複数の配線層にパターン化されるという構造に起因する小型化を示していると考えられるが、それ以上の小型化や薄型化に関しては開示していない。
特開２００４−２０６７３６号公報（図６、図７、図８、図９）

本発明は、保持されたデータを非接触で読み出し可能な非接触データキャリアおよびこの部品である非接触データキャリア用配線板において、より小型化、薄型化を実現可能な非接触データキャリアおよび非接触データキャリア用配線板を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様である非接触データキャリアは、データを格納可能で、かつ、アンテナに接続可能な２端子を有するＩＣチップと、ｎ（ｎは４以上の偶数）層以上の配線層を有し、該ｎ層以上の配線層のうち最も外側の両層を除くいずれかの配線層に前記ＩＣチップが内蔵実装されている配線板と、を具備し、前記配線板が、前記ｎ層以上の配線層それぞれに渦巻き状アンテナパターンが形成され、かつ、前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの内周端および外周端のおのおのに接続して縦方向導電体が配された配線板であり、前記ＩＣチップの前記２端子が、それぞれ、前記ｎ層以上の配線層のうち最も外側の両層に形成された前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの前記内周端に、前記縦方向導電体のうちの該内周端のそれぞれに接続して配されたものを介して接続されていることを特徴とする。

この非接触データキャリアは、渦巻き状アンテナパターンを多層構成で備えた配線板を用い、これにデータ保持用のＩＣチップを内蔵実装している。多層化されたアンテナパターンで平面的な大きさを削減し、さらにＩＣチップを配線板中に内蔵することで厚み方向の寸法も削減する。ＩＣチップを内蔵実装するに際し、アンテナ接続用のその２端子がそれぞれ、最も外側の両層の渦巻き状アンテナパターンの内周端のおのおのに接続されるという構成になっている。このような構成を採ることで、ＩＣチップの一端から他端への、多層の渦巻き状アンテナパターンを辿る直列接続配置がパターンの錯綜なしに容易に得られる。すなわち、位置空間的な無駄を排してアンテナパターンを形成しかつＩＣチップを配置することができる。

なお、ｎを偶数とするのは、ひとつの渦巻き状アンテナパターンでは内周から外周へ（または外周から内周へ）パターンが描かれるので、ｎが偶数のとき縦方向導電体によるそれらの層間接続位置に一致をみることができるからである。ｎが２のときを含まないのは、ｎ＝２であるいわゆる両面配線板では、ＩＣチップを内蔵する空間確保が実際上困難であるからである。ｎが２を除く偶数である点は以下の態様も同じである。

また、本発明の別の態様である非接触データキャリアは、データを格納可能で、かつ、アンテナに接続可能な２端子を有するＩＣチップと、ｎ（ｎは４以上の偶数）層以上の配線層を有し、該ｎ層以上の配線層のうち最も外側の両層を除くいずれかの配線層に前記ＩＣチップが内蔵実装された配線板と、を具備し、前記配線板が、前記ｎ層以上の配線層それぞれに渦巻き状アンテナパターンが形成され、かつ、前記ｎ層以上の配線層のうち前記ＩＣチップが内蔵実装された前記配線層の渦巻き状アンテナパターンの内周端を除き、前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの内周端および外周端のおのおのに接続して縦方向導電体が配された配線板であり、前記ＩＣチップの前記２端子の一方が、前記ＩＣチップが内蔵実装された前記配線層の前記渦巻き状アンテナパターンの前記内周端に接続され、
前記ＩＣチップの前記２端子の他方が、前記ＩＣチップが内蔵実装された前記配線層の前記渦巻き状アンテナパターンに隣り合うひとつの配線層に形成された前記渦巻き状アンテナパターンの前記内周端に、前記縦方向導電体のうちの該内周端に接続して配されたものを介して接続されていることを特徴とする。

この非接触データキャリアも、渦巻き状アンテナパターンを多層構成で備えた配線板を用い、これにデータ保持用のＩＣチップを内蔵実装している。多層化されたアンテナパターンで平面的な大きさを削減し、さらにＩＣチップを配線板中に内蔵することで厚み方向の寸法も削減する。ＩＣチップを内蔵実装するに際し、アンテナ接続用のその一方の端子が、内層いずれかの渦巻き状アンテナパターンの内周端に接続され、他方の端子が、これに隣り合う渦巻き状アンテナパターンの内周端に縦方向導電体を介して接続された構成になっている。このような構成を採ることによっても、ＩＣチップの一端から他端への、多層の渦巻き状アンテナパターンを辿る直列接続配置がパターンの錯綜なしに容易に得られる。すなわち、位置空間的な無駄を排してアンテナパターンを形成しかつＩＣチップを配置することができる。

また、本発明のさらに別の態様である非接触データキャリア用配線板は、それぞれ渦巻き状アンテナパターンを有するｎ（ｎは４以上の偶数）層以上の配線層と、前記ｎ層以上の配線層のそれぞれを隔てる絶縁層と、前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの内周端および外周端のおのおのに接続して前記絶縁層に縦方向に配された縦方向導電体と、を具備し、前記絶縁層が、前記ｎ層以上の配線層のうち最も外側の両層を除くひとつの配線層の一部パターンを外部に晒すように一部欠落されており、前記外部に晒された前記一部パターンにＩＣチップを実装するための２つのランドが形成され、前記２つのランドが、それぞれ、前記ｎ層以上の配線層のうち最も外側の両層が有する前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの前記内周端に、前記縦方向導電体のうちの該内周端のそれぞれに接続して配されたものを介して接続されていることを特徴とする。

この配線板は、上記の一態様たる非接触データキャリアを構成するための部品の一例である。厚み方向を増大させずにＩＣを実装する空間を確保するためいわゆるキャビティを有している。

また、本発明のさらに別の態様である非接触データキャリア用配線板は、それぞれ渦巻き状アンテナパターンを有するｎ（ｎは４以上の偶数）層以上の配線層と、前記ｎ層以上の配線層のそれぞれを隔てる絶縁層と、前記ｎ層以上の配線層のうち最も外側からひとつ内側の両配線層の一方に形成されたひとつの渦巻き状アンテナパターンの内周端を除き、前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの内周端および外周端のおのおのに接続して前記絶縁層に縦方向に配された縦方向導電体と、を具備し、前記絶縁層が、前記ひとつの渦巻き状アンテナパターンを有する前記配線層の一部パターンを外部に晒すように一部欠落されており、前記外部に晒された前記一部パターンにＩＣチップを実装するための２つのランドが形成され、前記２つのランドの一方が、前記ひとつの渦巻き状アンテナパターンに隣り合う最も外側の配線層に形成された渦巻き状アンテナパターンの前記内周端に、前記縦方向導電体のうちの該内周端に接続して配されたものを介して接続され、前記２つのランドの他方が、前記ひとつの渦巻き状アンテナパターンの前記内周端に接続されていることを特徴とする。

この配線板は、上記の別の態様たる非接触データキャリアを構成するための部品の一例である。やはり厚み方向を増大させずにＩＣを実装する空間を確保するためいわゆるキャビティを有している。

本発明によれば、保持されたデータを非接触で読み出し可能な非接触データキャリアおよびこの部品である非接触データキャリア用配線板において、より小型化、薄型化が実現できる。

本発明の実施態様として、前記渦巻き状アンテナパターンのうちの少なくもひとつが、前記ＩＣチップに平面的な重なりを含んで形成されている、とすることができる。これは、内蔵実装されたＩＣチップに対して空間に干渉しない位置にある渦巻き状アンテナパターンについて適用できる。ＩＣチップに平面的な重なりを含むようなパターンとすれば巻き数が増加するのでインダクタンスをより大きくすることができ通信性能を向上できる。

また、実施態様として、前記配線板に内蔵実装されたキャパシタまたはインダクタをさらに具備する、とすることができる。この非接触データキャリアはＩＣチップを内蔵実装するので、同様にキャパシタやインダクタを内蔵実装するようにしたものである。キャパシタやインダクタをアンテナパターンと電気的に接続することで、非接触データキャリアとして厚みを増すことなく、アンテナとしての特性を必要に応じて改善できる。

また、実施態様として、前記配線板が、前記ｎ層以上の配線層のそれぞれを隔てる複数の絶縁層を有し、該絶縁層のうち少なくともひとつが、前記ＩＣチップに接触する第１の部材と、該ＩＣチップから前記第１の部材を介して遠方に位置する第２の部材とを有する、としてもよい。これは、例えば、第２の部材の開口部（欠落部、キャビティ）にＩＣチップの実装空間を確保し、ＩＣチップの実装後、ＩＣチップを封止するように第１の部材で開口部を埋めた態様である。

また、別の態様である非接触データキャリアの実施態様として、前記ＩＣチップが内蔵実装された前記配線層の前記渦巻き状アンテナパターンに隣り合う前記ひとつの配線層に形成された前記渦巻き状アンテナパターンが、前記配線層のうちの最も外側の両配線層の一方に形成されている、とすることができる。この態様では、ＩＣチップの端子と渦巻き状アンテナパターンの内周端との接続が、最も外側の配線層とこれよりひとつ内側の配線層とにおいてなされる。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態としての非接触データキャリアにおけるアンテナ構成を模式的に説明するための図である。より具体的には、図１（ａ）は、ひとつの配線層に形成された渦巻き状アンテナパターン１の例を模式的に示す平面図である。同（ｂ）は、多層に構成された渦巻き状アンテナパターン１、２、…、ｎとデータ保持用ＩＣチップ１０１との位置関係を模式的に示す正面図であり、同（ｃ）は、同（ｂ）をさらに模式化して、多層（この場合６層）の渦巻き状アンテナパターンとデータ保持用ＩＣチップとの配置関係を示した図である。これらの図は、配置関係を示すための図であり、具体的な寸法や材料などの点については図５以降に示す実施形態において説明する。

図１（ａ）に示すように、ひとつの配線層に形成されたアンテナパターン１は、外周端１ｏから内周端１ｉ（見方によっては内周端１ｉから外周端１ｏ）に至る渦巻き状の形状を有する。外周端１ｏ、内周端１ｉには、それぞれ、絶縁層の貫通方向に形成された縦方向導電体が接続して配されておりこれにより別の配線層に電気的導通（層間接続）可能である。縦方向導電体としては、一応、ブラインドビアタイプのものを例として説明するが、絶縁層の全層または一部層に貫通形成されたスルーホールタイプのものでもよい。

図１（ｂ）に示すように、第１層アンテナパターン１を始め各層のアンテナパターン２、…、ｎは、積層的、重畳的に位置する。第１層アンテナパターン１の外周端１ｏは、第１絶縁層１０に貫通して設けられた１層２層間縦方向導電体１２により第２層アンテナパターン２の外周端２ｏに接続される。そして第２層アンテナパターン２を外周から内周に辿り、その内周端２ｉは、第２絶縁層２０に貫通して設けられた２層３層間縦方向導電体２３により、第３層アンテナパターン３の内周端３ｉに接続される。さらに第３層アンテナパターン３を内周から外周に辿り、その外周端３ｏは、第３層絶縁層３０に貫通して設けられた３層４層間縦方向導電体３４により、第４層アンテナパターン４の外周端４ｏに接続される。

以下同様に、第ｎ層アンテナパターンｎまで、アンテナパターンを外周から内周へ（または外周から内周へ）辿り、かつそれらの端部において縦方向導電体で隣の層に電気的導通がなされることで、ひとつのアンテナが直列構成されている。各アンテナパターン１、２、…、ｎ（ただしｎは偶数である）は、平面的には、直列に辿る渦巻きの向きがすべて一致する方向に形成されている。誘導される起電力の向きを揃えるためである。

ここでｎが偶数であることから、最も外側一方のアンテナパターン１の内周端１ｉと、最も外側他方のアンテナパターンｎの内周端ｎｉとは、他の層に形成されたアンテナパターンには接続されず、その代わりそれらの間にＩＣチップ１０１が、導電路１０２、１０３を介して電気的に接続される。すなわち、ＩＣチップ１０１の一端から他端への、多層の渦巻き状アンテナパターン１、２、…、ｎを辿る直列接続配置がパターンの錯綜なしに得られている。ＩＣチップ１０１においては、渦巻き状アンテナパターンのデッドスペース（平面的にほぼ中央）を利用して、内蔵されるためのたやすい位置確保が可能になっている。これにより、多層のアンテナパターン１、２、…、ｎで平面的な小型化が実現され、さらにＩＣチップ１０１を内蔵することで薄型化も実現されている。

図１（ｃ）は、ｎ＝６として、図１（ｂ）に示した、アンテナパターン（縦方向導電体を含む）とＩＣチップとの接続、配置関係を模式化して示したものである。矢印の向きにアンテナパターンの直列構成を辿ることができる。図１（ｃ）に示すように、アンテナパターンの形成位置およびそれらの層間接続位置（すなわち、縦方向導電体の位置）と、ＩＣチップの配置とは互いに干渉が生じず、小型・薄型化に大きな貢献となる。

次に、図２は、本発明の別の実施形態としての非接触データキャリアにおけるアンテナ構成を模式的に説明するための図である。図２において、図１中に登場した構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は、加える事項がない限り省略する。

この例では、ＩＣチップ１０１の両端子は、最も外側一方の絶縁層ｎ０の両面に位置するアンテナパターンｎ（すなわち最も外側の配線層に形成されたアンテナパターン）とアンテナパターンｎ−１とに、それらの内周端を介して接続されている。これに伴い、最外一方のアンテナパターン１の外周端１ｏと、最外他方のアンテナパターンｎの外周端ｎｏとは、全ての絶縁層を貫通するｎ層１層間縦方向導電体ｎ１により電気的接続される。

この例は、図２（ｂ）に示すように模式化して図示される。全ての絶縁層を貫通するｎ層１層間縦方向導電体ｎ１が必要になるものの、やはり、ＩＣチップ１０１の一端から他端への、多層の渦巻き状アンテナパターン１、２、…、ｎを辿る直列接続配置がパターンの錯綜なしに得られている。ＩＣチップ１０１においては、内蔵されるためのたやすい位置確保が可能になっている。多層のアンテナパターン１、２、…、ｎにより平面的な小型化が実現され、さらにＩＣチップ１０１を内蔵することで薄型化も実現されている。

図２を図１と比較すると以下である。配線層を図示の上からナンバリングしたとして、図１では、奇数番目の配線層のアンテナパターンと、次の偶数番目配線層のアンテナパターンとの接続が外周側でなされ、偶数番目の配線層のアンテナパターンと次の奇数番目配線層のアンテナパターンとの接続が内周側でなされている。これに対して、図２では、奇数番目の配線層のアンテナパターンと、次の偶数番目配線層のアンテナパターンとの接続が内周側でなされ、偶数番目の配線層のアンテナパターンと次の奇数番目配線層のアンテナパターンとの接続が外周側でなされていて、図１の場合と反対である。

また、ＩＣチップ１０１の接続位置は、図１では、最外の両アンテナパターン１、ｎのそれぞれ内周端１ｉ、ｎｉの間であり、図２では、最も番号の大きい奇数番目配線層のアンテナパターンｎ−１の内周端と、最も番号の大きい偶数番目配線層のアンテナパターンｎの内周端との間である。ＩＣチップ１０１の接続に相当する位置には、アンテナパターン同士の接続が、図１、図２の場合ともにない。図１の場合は、最外の両アンテナパターン１、ｎ間の接続経路にＩＣチップ１０１が挿入されているとも言え、図２の場合は、そのようなＩＣチップ１０１の接続がないため、最外の両アンテナパターン１、ｎ間の接続経路（すなわち、ｎ層１層間縦方向導電体ｎ１）が、別途それぞれの外周端１ｏ、ｎｏ間に設けられている。

図２に示す場合は、ｎ層１層間縦方向導電体ｎ１を設けるための余地が必要なためアンテナパターンの開口面積を広くする上で多少不利ではあるが、不利の増大は、最小限に留めることができる。

次に、図３は、本発明のさらに別の実施形態としての非接触データキャリアにおけるアンテナ構成を模式的に説明するための図である。図３において、すでに説明した図中の構成要素と同一または同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は、加える事項がない限り省略する。

この例では、ＩＣチップ１０１の両端子は、最も外側一方の絶縁層１０の両面に位置するアンテナパターン１（すなわち最も配線層に形成されたアンテナパターン）とアンテナパターン２とに、それらの内周端１ｉ、２ｉを介して接続されている。これに伴い、最外一方のアンテナパターン１の外周端１ｏと、最外他方のアンテナパターンｎの外周端ｎｏとは、全ての絶縁層を貫通するｎ層１層間縦方向導電体ｎ１により電気的接続される。この例は、考え方として図２に示したものと同様であり、単に、図２の上下を反転したものと見ることもできる。よって、この図３に示すものは、図１に示したものとの比較において図２と同様である。

次に、図４は、本発明のさらに別の実施形態としての非接触データキャリアにおけるアンテナ構成を模式的に説明するための図である。図４に示す各図は、図１（ｃ）などに図示したのと同様な模式的な図示である。

図４（ａ）に示すものは、図２、図３に示したものと似ているが、ＩＣチップの接続位置が、ある奇数番目配線層（この例では３番目配線層）のアンテナパターンの内周端と、その隣の大きい側偶数番目配線層（この例では４番目配線層）のアンテナパターンの内周端との間になっている。ＩＣチップの接続に相当する位置には、アンテナパターン同士の接続がない。最外の両アンテナパターン間の接続経路（ｎ層１層間縦方向導電体）が、別途それぞれの外周端間に設けられる点は同様である。この態様は、図２、図３に示す場合に比べて、ＩＣチップの配置が縦方向に窮屈ではあるが、各絶縁層の厚さ仕様によっては採用できる態様である。

図４（ｂ）に示すものは、ＩＣチップの接続位置が、ある偶数番目配線層（この例では２番目配線層）のアンテナパターンの内周端と、その隣の大きい側奇数番目配線層（この例では３番目配線層）のアンテナパターンの内周端との間になっている。ＩＣチップの接続に相当する位置には、アンテナパターン同士の接続がない。最外の両アンテナパターン間の接続経路（ｎ層１層間縦方向導電体）は、この場合、図示のようにそれぞれの内周端間に設けられる。

このように、ある偶数番目配線層のアンテナパターンの内周端と、その隣の大きい側奇数番目配線層のアンテナパターンの内周端との間にＩＣチップが設けられる場合には、最外の両アンテナパターン間の接続経路は、内周端間になる。全ての絶縁層を貫通するｎ層１層間縦方向導電体が外側の配置ではないため、アンテナパターンの開口面積を広くする上で有利ではあるが、ＩＣチップの近傍にｎ層１層間縦方向導電体を設けるための領域を要する。図４（ｂ）に示す場合も、図２、図３に示す場合に比べて、ＩＣチップの配置が縦方向に窮屈ではあるが、各絶縁層の厚さ仕様によっては採用できる態様である。

図４（ｃ）に示すものは、ＩＣチップの接続位置として図２（ｂ）に示したものとまったく同じである。違いは、ＩＣチップの縦方向の配置が図２（ｂ）に示したものより上側に寄っていることである。各絶縁層の厚さ仕様によってはこのような配置も可能である。この場合、ＩＣチップの両端子へのアンテナパターンからの接続には、両方とも縦方向導電体が介されることになる。これに対して、図２（ｂ）、図３（ｂ）などの態様は、ＩＣチップの一方の端子へのアンテナパターンからの接続には、縦方向導電体を介さない接続が可能である。

なお、図１（ｃ）、図２（ｂ）、図３（ｂ）、図４ではｎ＝６の場合を示しているが、ｎがさらに大きな偶数の場合も同様に構成することができる。

次に、本発明の、より具体的な実施形態を以下説明する。まず、図５は、図１に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアの例を模式的に示す断面図である。図５において、図１中に示した構成要素と同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は簡略的に行う。

この実施形態は、絶縁層が、絶縁層１０、２０、３０、４０、５０の５層であり、したがって、アンテナパターンは、アンテナパターン１、２、３、４、５、６の６層構成である。層間接続のための各縦方向導電体として、各絶縁層を貫通させたほぼ円錐台状のバンプである縦方向導電体１２、２３、３４、４５、５６を有する。最外の両面には、アンテナパターン１、６などの変質防止のためソルダーレジスト１０４、１０５が設けられる。

ＩＣチップ１０１とアンテナパターン１の内周端１ｉとの導電路は、１層２層間縦方向導電体、アンテナパターン２を有する配線層のランドパターン、２層３層間縦方向導電体、アンテナパターン３を有する配線層のランドパターン、３層４層間縦方向導電体、アンテナパターン４を有する配線層のランドパターン、４層５層間縦方向導電体、アンテナパターン５を有する配線層のランドおよび配線パターンにより構成される。ＩＣチップ１０１とアンテナパターン６の内周端との導電路は、アンテナパターン５を有する配線層のランドパターン、５層６層間縦方向導電体、アンテナパターン６を有する配線層のランドおよび配線パターンにより構成される。

絶縁層１０、２０、３０、４０、５０はそれぞれ、例えばガラスクロス入りエポキシ系樹脂、ＢＴレジン、アラミド樹脂、ポリイミド、またはテフロン（登録商標）系樹脂などをその材料とすることができ、厚さは例えばそれぞれ０．０７ｍｍとすることができる。アンテナパターン１、２、３、４、５、６は、それぞれ、例えば銅箔をパターン形成したものであり、厚さは例えば１８μｍである。アンテナパターン１、２、３、４、５、６を形成するレイアウトルールとしてこの例では例えばライン／スペースが７５μｍ／７５μｍのものを採用することができる。

ＩＣチップ１０１は、主たる内部構成要素として、通信回路部（不図示）とメモリ部（不図示）とを有する。通信回路部は、アンテナパターン１、２、３、４、５、６により構成されるアンテナに接続され、このアンテナを介して外部からのデータ読み出し指令信号を受信しかつこれに反応してメモリ部に格納されたデータの出力の仲介を行う。ＩＣチップ１０１は、図示のようにフリップ接続により、アンテナパターン５が設けられた配線層に実装されるが、ワイヤボンディングによって実装するようにしてもよい。ＩＣチップ１０１を設ける領域として、縦方向には、絶縁層２０、３０、４０の各一部が供せられる。

ソルダーレジスト１０４は、第１層アンテナパターン１が設けられた絶縁層１０の面に、はんだ接続の必要のないパターン部位上を含んで形成されている（厚さは例えば名目２５μｍ）。ソルダーレジスト１０５は、第６層アンテナパターン６が設けられた絶縁層５０の面に、はんだ接続の必要のないパターン部位上を含んで形成されている（厚さはソルダーレジスト１０４と同様に例えば名目２５μｍ）。

この例では、全体としての厚さを、約０．４ｍｍにすることができる。平面的な大きさは例えば５ｍｍ角である。ＩＣチップ１０１を絶縁層の外側に設けこれを封止材で封止する場合に比べて少なくとも０．２ｍｍ以上は薄くすることができる。

図６は、図５に示した非接触データキャリアが製造される過程の一部を断面で示す模式図である。図６において図５中に示したものと対応のものには同一符号を付してある。

この非接触データキャリアの製造工程は、概略以下である。まず、３枚の銅箔の必要な位置に層間接続のため（１層２層間縦方向導電体１２、３層４層間縦方向導電体３４、または５層６層間縦方向導電体５６とするため）の突起状の銀ペーストバンプをそれぞれ印刷形成し、その銀ペーストバンプが貫通するようにそれらの銅箔上に絶縁層１０、絶縁層３０、または絶縁層５０とすべきプリプレグを積層一体化する。次に、貫通した銀ペーストバンプの先端を塑性変形するようにそれらのプリプレグ上にそれぞれ別の銅箔を積層一体化し、同時にそれらのプリプレグを硬化させて絶縁層１０、絶縁層３０、または絶縁層５０を有する両面配線板をそれぞれ得る。そして、それぞれ両面の銅箔をエッチングでパターン化しアンテナパターン１、２、または同３、４、または同５、６とする。

次に、アンテナパターン５、６、絶縁層５０を有する配線板には所定方法（フリップ接続、またはワイヤボンディングによる接続）によりＩＣチップ１０１を実装する。これにより、図６における配線板素材Ａが得られる。アンテナパターン１、２、絶縁層１０を有する配線板と、アンテナパターン３、４、絶縁層３０を有する配線板とには、それぞれ、アンテナパターン２、アンテナパターン４の側の必要な位置に、銀ペーストバンプ２３ａ、４５ａなどのバンプをそれぞれ印刷形成し、それらの銀ペーストバンプが貫通するように絶縁層２０、または絶縁層４０とすべきプリプレグ２０ａ、またはプリプレグ４０ａを積層一体化する。なお、積層一体化の前または後に、ＩＣチップ１０１の位置に対応するプリプレグ２０ａ、絶縁層３０、プリプレグ４０ａの部位は除去しておく。これらにより、図６における配線板素材Ｃ、Ｂが得られる。

そして、図６に示すような配置で配線板素材Ａ、Ｂ、Ｃを積層一体化する。この積層一体化では、プリプレグ２０ａ、４０ａが熱により流動化しＩＣチップ１０１の周りを充填して硬化する。また、バンプ２３ａ、４５ａなどのバンプは、その先端側が対接するランド（銅パターン）に接触して塑性変形・硬化し電気的接続が確立する。その後、ソルダーレジスト１０４、１０５の形成を行う。以上により、図５に示す非接触データキャリアが製造できる。なお、最も外側のアンテナパターン１、６を有する配線層については、そのパターン形成を図６に示す最後の積層一体化が済んでから行うようにしてもよい。

次に、図７は、図２に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアの例を模式的に示す断面図である。図７において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は可能な限り省略する。

この実施形態は、アンテナ構成が図２に示した形態に対応する点で図５に示したものと異なるが、その他の点ではほぼ図５に示したものと同じである。各アンテナパターン１、２、３、４、５、６の形成においてそれらの内周端、外周端の位置が図５に示したものとは異なること、および各縦方向導電体２３等の配置位置が図５に示したものとは異なることに注意すれば構成は容易に理解できる。製造方法についても図６を参考にすればよい。

次に、図８は、図１に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアの別の例を模式的に示す断面図である。図８において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は可能な限り省略する。

この実施形態は、ＩＣチップ１０１を内蔵して備えるほかに、チップキャパシタ１０６も内蔵して備える。その他の点は図５に示した実施形態と同じである。製造方法としては、図９に示すように、配線板素材Ａａを得るため、ＩＣチップ１０１を実装するほかにチップキャパシタ１０６もアンテナパターン５を有する配線層上に実装する。また、ＩＣチップ１０１およびチップキャパシタ１０６の位置を確保するように、プリプレグ２０ａ、絶縁層３０、プリプレグ４０ａの部位は除去しておく。

図１０は、図８に示した非接触データキャリアの回路図である。図８中の対応する構成には同一符号を付す。図１０（ａ）に示すようにチップキャパシタ１０６であれば、アンテナパターンに対して、ＩＣチップ１０１と例えば並列に設けることができる。また、図１０（ｂ）に示すようにチップインダクタ１０６Ａであれば、アンテナパターンに対して、ＩＣチップ１０１と例えば直列に設けることができる。これらの接続は、アンテナパターン５を有する配線層を所定にパターン化することでなされている。チップキャパシタ１０６または／およびチップインダクタ１０６Ａを有することで、アンテナとしての特性を必要に応じて改善できる。

次に、図１１は、図１に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアのさらに別の例を模式的に示す断面図である。図１１において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は可能な限り省略する。

この実施形態は、最も外側の両アンテナパターン１Ａ、６ＡがＩＣチップ１０１に平面的な重なりを含んで形成されている点で図５、図７、図８に示したものと異なるが、その他の点ではほぼ図５に示したものと同じである。各アンテナパターン１Ａ、２、３、４、５、６Ａの形成においてそれらの内周端、外周端の位置が図５に示したものとは異なること、各縦方向導電体２３等の配置位置が図５に示したものとは異なることなどに注意すれば構成は容易に理解できる。

この実施形態において、最も外側の両アンテナパターン１Ａ、６ＡがＩＣチップ１０１に平面的な重なりを含んで形成され得るのは、最も外側の両配線層では、このような形状でも内蔵されたＩＣチップ１０１の位置に干渉が生じないからである。なお、さらに配線層数が多い場合には、同様にして、内蔵されたＩＣチップ１０１に平面的な重なりを含んでアンテナパターンを形成できる配線層が増加し得る。このようなアンテナによれば巻き数を増加できインダクタンスをより大きくし得るので通信性能を向上できる。

次に、図１２は、図３に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアの例を模式的に示す断面図である。図１２において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は可能な限り省略する。

この実施形態は、ＩＣチップ１０１を内蔵するためのキャビティを有する、アンテナパターン１、２、３、４の形成された配線板に、ＩＣチップ１０１を実装しこれを封止した形態になっている。アンテナは、４層のアンテナパターンの直列接続で構成される。絶縁層２０Ａと、この両面にあるアンテナパターン２、３を含む配線層およびこれらの配線層間の縦方向導電体２３Ａ等とがいわゆるコア基板として先に形成され、このコア基板上に、絶縁層１０Ａ、３０Ａが積層（ビルドアップ）されている。絶縁層１０Ａ、３０Ａには、それぞれ必要な位置に縦方向導電体３４Ａ等が形成され、さらにそれらの表面にはアンテナパターン１、４を含む配線層が設けられる。

なお、絶縁層１０Ａ、２０Ａ、３０Ａはそれぞれ、例えばガラスクロス入りエポキシ系樹脂、ＢＴレジン、アラミド樹脂、ポリイミド、またはテフロン（登録商標）系樹脂などをその材料とすることができる。縦方向導電体２４Ａ、３４Ａ等には、あらかじめレーザ加工などにより絶縁層に貫通形成されたホールに銀ペーストを充填したものを使用できる。

絶縁層１０Ａのビルドアップに際して、絶縁層１０ＡはＩＣチップ１０１の実装位置に対応する部位が除去されている。アンテナパターン２を有する配線層には、ＩＣチップ１０１を実装するための２つのランドがあり、このランドは、ＩＣチップ１０１の実装前において、絶縁層１０Ａに除去部位があるため外部に晒されている。ＩＣチップ１０１の実装後に、キャビティ内を含めて絶縁層１０Ａの上側に封止樹脂１０７（例えばエポキシ樹脂）が適用され、ＩＣチップ１０１は封止される。ＩＣチップ１０１の縦方向位置においては、封止樹脂１０７がＩＣチップ１０１に接触する部材（第１の部材に相当）であり、絶縁層１０Ａが、ＩＣチップ１０１から見て封止樹脂１０７の遠方にあるもうひとつの部材（第２の部材に相当）である。

この形態では、ＩＣチップ１０１の実装位置が配線板上の沈んだ位置にあるため、非接触データキャリアとしての厚みをその分薄くできる。例えば、総厚として０．７ｍｍ程度にすることが可能である。ＩＣチップ１０１を普通に設けこれを封止材で封止する場合に比べて少なくとも０．１ｍｍ程度は薄くすることができる。

次に、図１３は、図３に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアの別の例を模式的に示す断面図である。図１３において、すでに説明した図中に示した構成要素と同一相当のものには同一符号を付してある。その説明は可能な限り省略する。

この実施形態は、図１２に示したものとほぼ同一であるが、ＩＣチップ１０１を封止する封止樹脂１０７Ａが絶縁層１０Ａの上側には形成されていない。ＩＣチップ１０１の厚みまたは絶縁層１０Ａの厚さによっては、このような形態でもＩＣチップ１０１の封止として問題ない態様になる。

図１２、図１３では、図３に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアを示したが、同様に、図１に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアとすることも容易に可能である。

本発明の一実施形態としての非接触データキャリアにおけるアンテナ構成を模式的に説明するための図。 本発明の別の実施形態としての非接触データキャリアにおけるアンテナ構成を模式的に説明するための図。 本発明のさらに別の実施形態としての非接触データキャリアにおけるアンテナ構成を模式的に説明するための図。 本発明のさらに別の実施形態としての非接触データキャリアにおけるアンテナ構成を模式的に説明するための図。 図１に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアの例を模式的に示す断面図。 図５に示した非接触データキャリアが製造される過程の一部を断面で示す模式図。 図２に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアの例を模式的に示す断面図。 図１に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアの別の例を模式的に示す断面図。 図８に示した非接触データキャリアが製造される過程の一部を断面で示す模式図。 図８に示した非接触データキャリアの回路図。 図１に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアのさらに別の例を模式的に示す断面図。 図３に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアの例を模式的に示す断面図。 図３に示したアンテナ構成を有する非接触データキャリアの別の例を模式的に示す断面図。

符号の説明

１，１Ａ…第１層アンテナパターン、１ｉ…第１層アンテナパターンの内周端、１ｏ…第１層アンテナパターンの外周端、２…第２層アンテナパターン、２ｉ…第２層アンテナパターンの内周端、２ｏ…第２層アンテナパターンの外周端、３…第３層アンテナパターン、３ｉ…第３層アンテナパターンの内周端、３ｏ…第３層アンテナパターンの外周端、４…第４層アンテナパターン、４ｉ…第４層アンテナパターンの内周端、４ｏ…第４層アンテナパターンの外周端、５…第５層アンテナパターン、５ｉ…第５層アンテナパターンの内周端、５ｏ…第５層アンテナパターンの外周端、６，６Ａ…第６層アンテナパターン、６ｉ…第６層アンテナパターンの内周端、６ｏ…第６層アンテナパターンの外周端、ｎ…第ｎ層アンテナパターン、ｎｉ…第６層アンテナパターンの内周端、ｎｏ…第６層アンテナパターンの外周端、１０，１０Ａ…第１絶縁層、２０，２０Ａ…第２絶縁層、２０ａ…プリプレグ、３０，３０Ａ…第３絶縁層、４０…第４絶縁層、４０ａ…プリプレグ、５０…第５絶縁層、ｎ０…第ｎ絶縁層、１２…１層２層間縦方向導電体、２３，２３Ａ…２層３層間縦方向導電体、２３ａ…銀ペーストバンプ、３４，３４Ａ…３層４層間縦方向導電体、４５…４層５層間縦方向導電体、４５ａ…銀ペーストバンプ、５６…５層６層間縦方向導電体、ｎ−１ｎ…ｎ−１層ｎ層間縦方向導電体、ｎ１…ｎ層１層間縦方向導電体、１０１…ＩＣチップ、１０２，１０３…ＩＣチップからアンテナへの導電路、１０４，１０５…ソルダーレジスト、１０６…チップキャパシタ、１０６Ａ…チップインダクタ、１０７，１０７Ａ…封止樹脂。

Claims (8)

1. データを格納可能で、かつ、アンテナに接続可能な２端子を有するＩＣチップと、
   ｎ（ｎは４以上の偶数）層以上の配線層を有し、該ｎ層以上の配線層のうち最も外側の両層を除くいずれかの配線層に前記ＩＣチップが内蔵実装されている配線板と、を具備し、
   前記配線板が、前記ｎ層以上の配線層それぞれに渦巻き状アンテナパターンが形成され、かつ、前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの内周端および外周端のおのおのに接続して縦方向導電体が配された配線板であり、
   前記ＩＣチップの前記２端子が、それぞれ、前記ｎ層以上の配線層のうち最も外側の両層に形成された前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの前記内周端に、前記縦方向導電体のうちの該内周端のそれぞれに接続して配されたものを介して接続されていること
   を特徴とする非接触データキャリア。
2. データを格納可能で、かつ、アンテナに接続可能な２端子を有するＩＣチップと、
   ｎ（ｎは４以上の偶数）層以上の配線層を有し、該ｎ層以上の配線層のうち最も外側の両層を除くいずれかの配線層に前記ＩＣチップが内蔵実装された配線板と、を具備し、
   前記配線板が、前記ｎ層以上の配線層それぞれに渦巻き状アンテナパターンが形成され、かつ、前記ｎ層以上の配線層のうち前記ＩＣチップが内蔵実装された前記配線層の渦巻き状アンテナパターンの内周端を除き、前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの内周端および外周端のおのおのに接続して縦方向導電体が配された配線板であり、
   前記ＩＣチップの前記２端子の一方が、前記ＩＣチップが内蔵実装された前記配線層の前記渦巻き状アンテナパターンの前記内周端に接続され、
   前記ＩＣチップの前記２端子の他方が、前記ＩＣチップが内蔵実装された前記配線層の前記渦巻き状アンテナパターンに隣り合うひとつの配線層に形成された前記渦巻き状アンテナパターンの前記内周端に、前記縦方向導電体のうちの該内周端に接続して配されたものを介して接続されていること
   を特徴とする非接触データキャリア。
3. 前記ＩＣチップが内蔵実装された前記配線層の前記渦巻き状アンテナパターンに隣り合う前記ひとつの配線層に形成された前記渦巻き状アンテナパターンが、前記配線層のうちの最も外側の両配線層の一方に形成されていることを特徴とする請求項２記載の非接触データキャリア。
4. 前記渦巻き状アンテナパターンのうちの少なくもひとつが、前記ＩＣチップに平面的な重なりを含んで形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の非接触データキャリア。
5. 前記配線板に内蔵実装されたキャパシタまたはインダクタをさらに具備することを特徴とする請求項１または２記載の非接触データキャリア。
6. 前記配線板が、前記ｎ層以上の配線層のそれぞれを隔てる複数の絶縁層を有し、該絶縁層のうち少なくともひとつが、前記ＩＣチップに接触する第１の部材と、該ＩＣチップから前記第１の部材を介して遠方に位置する第２の部材とを有することを特徴とする請求項１または２記載の非接触データキャリア。
7. それぞれ渦巻き状アンテナパターンを有するｎ（ｎは４以上の偶数）層以上の配線層と、
   前記ｎ層以上の配線層のそれぞれを隔てる絶縁層と、
   前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの内周端および外周端のおのおのに接続して前記絶縁層に縦方向に配された縦方向導電体と、を具備し、
   前記絶縁層が、前記ｎ層以上の配線層のうち最も外側の両層を除くひとつの配線層の一部パターンを外部に晒すように一部欠落されており、
   前記外部に晒された前記一部パターンにＩＣチップを実装するための２つのランドが形成され、
   前記２つのランドが、それぞれ、前記ｎ層以上の配線層のうち最も外側の両層が有する前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの前記内周端に、前記縦方向導電体のうちの該内周端のそれぞれに接続して配されたものを介して接続されていること
   を特徴とする非接触データキャリア用配線板。
8. それぞれ渦巻き状アンテナパターンを有するｎ（ｎは４以上の偶数）層以上の配線層と、
   前記ｎ層以上の配線層のそれぞれを隔てる絶縁層と、
   前記ｎ層以上の配線層のうち最も外側からひとつ内側の両配線層の一方に形成されたひとつの渦巻き状アンテナパターンの内周端を除き、前記渦巻き状アンテナパターンそれぞれの内周端および外周端のおのおのに接続して前記絶縁層に縦方向に配された縦方向導電体と、を具備し、
   前記絶縁層が、前記ひとつの渦巻き状アンテナパターンを有する前記配線層の一部パターンを外部に晒すように一部欠落されており、
   前記外部に晒された前記一部パターンにＩＣチップを実装するための２つのランドが形成され、
   前記２つのランドの一方が、前記ひとつの渦巻き状アンテナパターンに隣り合う最も外側の配線層に形成された渦巻き状アンテナパターンの前記内周端に、前記縦方向導電体のうちの該内周端に接続して配されたものを介して接続され、
   前記２つのランドの他方が、前記ひとつの渦巻き状アンテナパターンの前記内周端に接続されていること
   を特徴とする非接触データキャリア用配線板。

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