技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種無(wú)線通信設(shè)備，尤其是RFID(Radio Frequency Identification，射頻識(shí)別)系統(tǒng)中使用的無(wú)線通信設(shè)備及構(gòu)成該無(wú)線通信設(shè)備的無(wú)線通信用模塊的制造方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，作為物品的管理系統(tǒng)，開發(fā)有RFID系統(tǒng)，其以非接觸方式使產(chǎn)生感應(yīng)電磁場(chǎng)的讀寫器與存儲(chǔ)有賦予給物品的特定信息的IC標(biāo)簽(以下稱為無(wú)線通信設(shè)備)進(jìn)行通信，傳遞信息。用于RFID系統(tǒng)的無(wú)線通信設(shè)備可以根據(jù)用途，使用各種形狀的天線。當(dāng)天線的形狀改變時(shí)，從無(wú)線IC芯片觀察時(shí)的天線阻抗也會(huì)變化，因此，必須根據(jù)天線的形狀設(shè)計(jì)阻抗匹配電路。

常規(guī)的無(wú)線通信設(shè)備中，阻抗匹配電路設(shè)置在設(shè)有天線元件的基材薄膜上。即，安裝擁有適當(dāng)元件值的電感器或電容器等芯片部件，或者在基材薄膜上形成具有適當(dāng)元件值的電感器或電容器等作為圖案，然后組裝阻抗匹配電路。

然而，無(wú)線通信設(shè)備會(huì)被貼到各種物品上，其使用環(huán)境也各不相同。因此，如果在和天線元件相同的基材薄膜上組裝阻抗匹配電路，阻抗匹配電路會(huì)受到物品的種類(尤其是其相對(duì)介電常數(shù))或使用環(huán)境的影響。其結(jié)果為，會(huì)出現(xiàn)阻抗發(fā)生偏移，損耗增加(通信距離縮短)的問題。

對(duì)此，在專利文獻(xiàn)1中記載有一種方法，其在不同于設(shè)有天線的薄膜的其他多層基板內(nèi)部組裝阻抗匹配電路，然后將該多層基板搭載到天線上。誠(chéng)然，根據(jù)該方法，阻抗匹配電路不易受到外部環(huán)境的影響。但是，天線的形狀多種多樣，必須根據(jù)天線的形狀準(zhǔn)備多個(gè)多層基板，也就是說(shuō)，需要增加多層基板的陣容，會(huì)導(dǎo)致多層基板設(shè)計(jì)上的工時(shí)及庫(kù)存管理的工時(shí)增加。

尤其是用無(wú)線IC芯片的重新布線層構(gòu)成阻抗匹配電路時(shí)，無(wú)法循環(huán)使用無(wú)線IC芯片，因此，生產(chǎn)管理及庫(kù)存管理的難易度增高。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4561932號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可應(yīng)對(duì)各種天線的不同阻抗的、多品種的無(wú)線通信設(shè)備。此外，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠高效地制造可應(yīng)對(duì)各種天線的不同阻抗的、多品種無(wú)線通信用模塊的制造方法。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

本實(shí)用新型的第1實(shí)施方式是一種無(wú)線通信設(shè)備，其具備：

無(wú)線通信用模塊，其具備無(wú)線IC芯片和阻抗匹配電路，所述無(wú)線IC芯片具有第1及第2輸入輸出端子，處理UHF頻帶的RF信號(hào)，所述阻抗匹配電路連接到所述第1及第2輸入輸出端子；以及

天線基材，其搭載所述無(wú)線通信用模塊并形成有天線元件，

所述阻抗匹配電路具有：第1層疊型線圈導(dǎo)體，其一端連接到所述第1 輸入輸出端子，包含在多層形成的多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體；以及第2層疊型線圈導(dǎo)體，其一端連接到所述第1層疊型線圈導(dǎo)體的另一端，另一端連接到所述第2輸入輸出端子，包含在多層形成的多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體，

在所述無(wú)線通信用模塊的表面，形成有第1端子電極及第2端子電極，所述第1端子電極經(jīng)由第1面內(nèi)導(dǎo)體及第1層間導(dǎo)體連接到構(gòu)成所述第1層疊型線圈導(dǎo)體的所述多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體中的任一個(gè)，所述第2端子電極經(jīng)由第2面內(nèi)導(dǎo)體及第2層間導(dǎo)體連接到構(gòu)成所述第2層疊型線圈導(dǎo)體的所述多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體中的任一個(gè)，

通過選擇所述第1面內(nèi)導(dǎo)體連接到所述第1層疊型線圈導(dǎo)體的連接位置以及所述第2面內(nèi)導(dǎo)體連接到所述第2層疊型線圈導(dǎo)體的連接位置，從而決定從所述無(wú)線IC芯片的所述第1及第2輸入輸出端子觀察時(shí)的所述天線元件側(cè)的阻抗。

在所述無(wú)線通信設(shè)備中，在形成于無(wú)線IC芯片主面的重新布線層或多層基板上形成阻抗匹配電路。該情況下，對(duì)端子電極經(jīng)由層間導(dǎo)體連接到多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體中的任一個(gè)的連接位置進(jìn)行選擇，從而設(shè)定天線元件側(cè)的阻抗。也就是說(shuō)，通過選擇形態(tài)基本相同的層疊型線圈導(dǎo)體與端子電極的連接位置，從而能夠獲得具有多個(gè)阻抗的無(wú)線通信設(shè)備。并且，由于阻抗匹配電路形成在重新布線層或多層基板上，因此，阻抗特性不易受到外部環(huán)境的影響。

本實(shí)用新型的第2實(shí)施方式是一種無(wú)線通信用模塊的制造方法，其特征在于，

所述無(wú)線通信用模塊具備無(wú)線IC芯片和阻抗匹配電路，所述無(wú)線IC芯片具有第1及第2輸入輸出端子，處理UHF頻帶的RF信號(hào)，所述阻抗匹配電路連接到所述第1及第2輸入輸出端子，

所述阻抗匹配電路具有：第1層疊型線圈導(dǎo)體，其一端連接到所述第1 輸入輸出端子，包含在多層形成的多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體；以及第2層疊型線圈導(dǎo)體，其一端連接到所述第1層疊型線圈導(dǎo)體的另一端，另一端連接到所述第2輸入輸出端子，包含在多層形成的多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體，

在所述無(wú)線通信用模塊的表面，形成有第1端子電極及第2端子電極，所述第1端子電極經(jīng)由第1面內(nèi)導(dǎo)體及第1層間導(dǎo)體連接到構(gòu)成所述第1層疊型線圈導(dǎo)體的所述多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體中的任一個(gè)，所述第2端子電極經(jīng)由第2面內(nèi)導(dǎo)體及第2層間導(dǎo)體連接到構(gòu)成所述第2層疊型線圈導(dǎo)體的所述多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體中的任一個(gè)，

所述制造方法在一個(gè)晶圓內(nèi)形成所述端子電極和所述環(huán)狀導(dǎo)體的連接位置不同的多種無(wú)線通信用模塊。

在所述制造方法中，在一個(gè)晶圓內(nèi)形成端子電極和多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體中的任一個(gè)的連接位置不同的多種無(wú)線通信用模塊。也就是說(shuō)，適合于多品種少量生產(chǎn)。此外，由于在一個(gè)晶圓內(nèi)形成形態(tài)基本相同的層疊型線圈導(dǎo)體，因此，即便連接位置不同，由于重新布線層等擁有大致相同的導(dǎo)體密度，晶圓不易發(fā)生翹曲或褶皺，能夠高效地制造。

本實(shí)用新型的第3實(shí)施方式是一種無(wú)線通信設(shè)備，其具備：

無(wú)線通信用模塊，其具備無(wú)線IC芯片和阻抗匹配電路，所述無(wú)線IC芯片具有第1及第2輸入輸出端子，處理UHF頻帶的RF信號(hào)，所述阻抗匹配電路連接到所述第1及第2輸入輸出端子；以及

天線基材，其搭載所述無(wú)線通信用模塊并形成有天線元件，

所述阻抗匹配電路具有：第1層疊型線圈導(dǎo)體，其一端連接到所述第1 輸入輸出端子，包含在多層形成的多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體；以及第2層疊型線圈導(dǎo)體，其一端連接到所述第1層疊型線圈導(dǎo)體的另一端，另一端連接到所述第2輸入輸出端子，包含在多層形成的多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體，

在所述無(wú)線通信用模塊的表面，形成有第1端子電極及第2端子電極，所述第1端子電極經(jīng)由第1面內(nèi)導(dǎo)體及第1層間導(dǎo)體連接到構(gòu)成所述第1層疊型線圈導(dǎo)體的所述多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體中的任一個(gè)，所述第2端子電極經(jīng)由第2面內(nèi)導(dǎo)體及第2層間導(dǎo)體連接到構(gòu)成所述第2層疊型線圈導(dǎo)體的所述多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體中的任一個(gè)，

所述第1及第2面內(nèi)導(dǎo)體分別連接到所述第1及第2層疊型線圈導(dǎo)體的中途位置。

實(shí)用新型效果

根據(jù)本實(shí)用新型，能夠高效地獲得一種可應(yīng)對(duì)各種天線的不同阻抗的、多品種的無(wú)線通信設(shè)備。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本實(shí)用新型的基本形態(tài)的說(shuō)明圖。

圖2是表示阻抗匹配電路的等效電路圖。

圖3(A)、(B)是用于說(shuō)明阻抗匹配電路的動(dòng)作的模式圖。

圖4是按各重新布線層表示第1圖案例的說(shuō)明圖。

圖5是按各重新布線層表示第2圖案例的說(shuō)明圖。

圖6是按各重新布線層表示第3圖案例的說(shuō)明圖。

圖7(A)、(B)是表示各圖案的阻抗的史密斯圓圖。

圖8(A)、(B)是表示各圖案的阻抗的史密斯圓圖。

圖9是表示一個(gè)晶圓內(nèi)所形成的圖案的說(shuō)明圖。

圖10是表示物品的立體圖及其部分放大圖。

圖11表示第1實(shí)施例的無(wú)線通信設(shè)備，(A)為俯視圖，(B)為剖面圖。

圖12是表示第1實(shí)施例的無(wú)線通信設(shè)備搭載到物品上的搭載形態(tài)的剖面圖。

圖13是表示第2實(shí)施例的無(wú)線通信設(shè)備的剖面圖。

圖14是表示第2實(shí)施例的無(wú)線通信設(shè)備搭載到物品上的搭載形態(tài)的剖面圖。

圖15是表示重新布線層上所設(shè)置的電感元件的作用的說(shuō)明圖，(A)表示實(shí)施例，(B)表示比較例。

圖16是表示作為無(wú)線通信設(shè)備的其他構(gòu)成例的、使用多層基板的示例的模式圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，對(duì)本實(shí)用新型所涉及的無(wú)線通信設(shè)備及無(wú)線通信用模塊的制造方法的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。另外，對(duì)于以下說(shuō)明的各實(shí)施例中通用的部件、部分，標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)說(shuō)明。

首先，參照?qǐng)D1，說(shuō)明本實(shí)用新型的基本形態(tài)。在圖1中，無(wú)線通信用模塊20具備無(wú)線IC芯片21和重新布線層22，所述無(wú)線IC芯片21處理UHF頻帶的RF信號(hào)，所述重新布線層22形成于無(wú)線IC芯片21的主面上，具有連接到無(wú)線IC芯片21(連接部P1、P2)的阻抗匹配電路29。阻抗匹配電路29具有至少一個(gè)層疊型線圈導(dǎo)體(以下，記為電感元件L)，所述層疊型線圈導(dǎo)體包含在多層形成的多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體。在重新布線層22的表面配置有端子電極26，其經(jīng)由層間導(dǎo)體28連接到多個(gè)環(huán)狀導(dǎo)體中的任一個(gè)。并且，通過選擇端子電極26和環(huán)狀導(dǎo)體的連接位置A、B、C、D，能夠變更天線元件側(cè)阻抗。

更具體而言，如圖2所示，無(wú)線IC芯片21是用于處理UHF頻帶RFID信號(hào)的半導(dǎo)體集成電路元件，存儲(chǔ)有必要的信息，還能對(duì)信息進(jìn)行改寫。阻抗匹配電路29包含俯視時(shí)鄰接配置的線圈狀電感元件L1、L2及L3、L4。電感元件L1、L2分別和電感元件L3、L4串聯(lián)連接，元件L1和L2、元件L3和 L4的磁場(chǎng)同相，元件L1和L3、元件L2和L4的磁場(chǎng)同相。電感元件L1、L2 的一端連接到無(wú)線IC芯片21的輸入輸出端子(連接部P1、P2)。電感元件L1、 L3的連接部和電感元件L2、L4的連接部分別經(jīng)由端子電極26(連接部P3、 P4)，連接到連接電極31A、31B的一端。連接電極31A、31B連接到此處未圖示的輻射導(dǎo)體。

無(wú)線通信用模塊20構(gòu)成為IC封裝，更具體而言，構(gòu)成為WL-CSP(Wafer Level Chip Size Package，晶圓級(jí)芯片尺寸封裝)，相對(duì)于厚度為100～150μm 的無(wú)線IC芯片21，重新布線層22的厚度例如為100μm。該重新布線層22較為典型的是通過薄膜微細(xì)加工工藝(蝕刻、光刻)而形成。在重新布線層22中，形成電感元件L1、L2、L3、L4的導(dǎo)體圖案例如為銅，各層間絕緣層(layer) 由聚酰亞胺等有機(jī)物、SiO₂等無(wú)機(jī)物以5～10μm的厚度形成。

這里，參照?qǐng)D3，對(duì)阻抗匹配電路29的動(dòng)作的優(yōu)選示例進(jìn)行說(shuō)明。

在此之前，先對(duì)阻抗匹配電路29的更加詳細(xì)的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。首先，在阻抗匹配電路29中，電感元件L1、L2具有互相對(duì)稱的形狀，電感元件L3、 L4具有互相對(duì)稱的形狀。也就是說(shuō)，電感元件L1、L3互相沿相同方向卷繞，電感元件L2、L4互相沿相同方向卷繞，但電感元件L1、L3的卷繞方向與電感元件L2、L4的卷繞方向相反。

此外，例如構(gòu)成偶極天線的一對(duì)輻射導(dǎo)體中的一個(gè)輻射導(dǎo)體36A連接到連接電極31A，另一個(gè)輻射導(dǎo)體36B連接到連接導(dǎo)體31B。這里，如果將無(wú)線IC芯片21要處理的UHF頻帶的RF信號(hào)的中心頻率設(shè)為f0，則輻射導(dǎo)體 36A、36B各自的電長(zhǎng)度擁有比λ0/4短特定長(zhǎng)度的長(zhǎng)度。這里，λ0是相當(dāng)于 f0的波長(zhǎng)。

此外，更具體而言，無(wú)線IC芯片21如圖3(A)所示，作為RF信號(hào)，從連接部P1輸出頻率f0的正相信號(hào)(+)，從連接部P2輸出其反相信號(hào)(-)。另外，利用無(wú)線IC芯片21內(nèi)的寄生電容等和電感元件L1～L4，構(gòu)成諧振頻率大致為f0的并聯(lián)諧振電路。該情況下，元件L1、L3的連接位置的電位與元件L2、 L4的連接位置(即，上述連接位置A～D中的任一個(gè))的電位極性相反，絕對(duì)值相同。因此，輻射導(dǎo)體36A、36B的電位也相同，從而會(huì)在兩者之間形成電場(chǎng)，輻射電波。該情況下，如圖3(A)所示，電感元件L1、L3中會(huì)產(chǎn)生公共磁通φ13，電感元件L2、L4中也會(huì)產(chǎn)生公共磁通φ24。

與此相對(duì)，在連接端子P3、P4會(huì)產(chǎn)生駐波的頻率f1下，如圖3(B)所示，在連接部P3會(huì)產(chǎn)生電位(+)，在連接部P4會(huì)產(chǎn)生極性與電位(+)相反但絕對(duì)值相同的電位(-)。并且，元件L1、L3中有方向相反的電流流過，磁通φ1、φ3 方向相反。同樣，元件L2、L4之間也有相位相反的電流流過，磁通φ2、φ4 方向也相反。此外，元件L3、L4之間的電流強(qiáng)度最大，磁通φ3、φ4沿相同方向產(chǎn)生。

該情況下，除元件L3、L4和連接端子P3、P4之間的寄生電容外，與元件L3、L4磁場(chǎng)耦合的元件和無(wú)線IC芯片內(nèi)的寄生電容的串聯(lián)電路的電抗分量(在f1的頻率下，元件L1、L2和無(wú)線IC芯片21內(nèi)的寄生電容不會(huì)串聯(lián)諧振，視作電容分量。)變?yōu)殡娙莘至浚谶B接端子P3、P4之間形成并聯(lián)諧振電路。這里，該并聯(lián)諧振電路的諧振頻率為比f(wàn)0高的f1。這是因?yàn)?，元件L3與元件 L1磁場(chǎng)耦合，元件L4與元件L2磁場(chǎng)耦合，因此磁場(chǎng)互相抵消，L1、L2、L3、 L4均變?yōu)楸阮l率f0小的電感值。通過增大該元件L3與L1的磁場(chǎng)耦合以及元件L2與L4的磁場(chǎng)耦合，可以擴(kuò)大諧振頻率f0和諧振頻率f1的頻率間隔。

也就是說(shuō)，與在元件L1、L3及L2、L4沒有磁場(chǎng)耦合的情況下，無(wú)線IC 芯片的寄生電容和元件L1+L2+L3+L4并聯(lián)諧振的頻率f0與無(wú)線IC芯片的寄生電容和L1+L2并聯(lián)諧振的諧振頻率f1之間的頻率差相比，如圖3所示那樣磁場(chǎng)耦合時(shí)，L1和L3之間的互感M13、及L2和L4之間的互感M24朝增強(qiáng)磁場(chǎng)的方向變化或朝減弱磁場(chǎng)的方向變化，借此改變電感元件值，因此，會(huì)增大諧振頻率f0和諧振頻率f1之間的頻率差。即，可以形成寬頻帶匹配電路。

此外，與沒有磁場(chǎng)耦合的情況相比，能以更小的電感值制作元件L1、 L2、L3、L4。借此，不僅能實(shí)現(xiàn)小型化，還能提高電感的Q特性。

另一方面，在該圖3中采用如下結(jié)構(gòu)：使元件L3和元件L4的卷繞軸不同，從而減小磁場(chǎng)耦合。這是因?yàn)?，連接端子P3、P4端子分別連接至輻射導(dǎo)體，成為輻射元件電長(zhǎng)度(整體的電長(zhǎng)度為λ/2時(shí)，輻射特性最高)的一部分，該結(jié)構(gòu)能防止在上述互感的影響下輻射導(dǎo)體的電長(zhǎng)度發(fā)生較大變化。從而能夠區(qū)分開輻射導(dǎo)體的輻射特性和寬頻帶匹配元件的特性。

如上所述，無(wú)線通信用模塊使用阻抗匹配電路29，構(gòu)成具有兩個(gè)模式的多諧振電路，這兩個(gè)模式下以頻率f0、f1流動(dòng)的電流不同，從而能夠提供不會(huì)極大地依賴于輻射導(dǎo)體36A、36B的電長(zhǎng)度，輻射增益較大，且能收發(fā)寬頻帶RF信號(hào)的無(wú)線通信用模塊。換言之，如果使用無(wú)線IC芯片21及阻抗匹配電路29，輻射導(dǎo)體36A、36B的電長(zhǎng)度不會(huì)影響通信距離，因此，輻射導(dǎo)體36A、36B的設(shè)計(jì)較為容易。

形成于重新布線層22上的環(huán)狀導(dǎo)體的圖案例可以有多種多樣，作為主要示例，第1圖案例如圖4所示，第2圖案例如圖5所示，第3圖案例如圖6所示。另外，這些圖案例中重新布線層22均為從第1層23A到第6層23F的層疊結(jié)構(gòu)。

圖4所示的第1圖案例中，具有走線導(dǎo)體24A、24B的第6層23F形成于無(wú)線IC芯片21的有源層面上，在其上形成具有走線導(dǎo)體24C、24D的第5層23E。進(jìn)而，俯視時(shí)環(huán)狀導(dǎo)體25A、25B左右鄰接的第4層23D、俯視時(shí)環(huán)狀導(dǎo)體25C、 25D左右鄰接的第3層23C、以及俯視時(shí)環(huán)狀導(dǎo)體25E、25F左右鄰接的第2層 23B以此記載順序依次層疊。這里，面內(nèi)導(dǎo)體210A、210B的一端連接到環(huán)狀導(dǎo)體25A、25B的中途位置。相關(guān)面內(nèi)導(dǎo)體210A、210B被引出到第4層23D 上并終止于此。面內(nèi)導(dǎo)體210A的另一端至少經(jīng)由層間連接體211A～213A，連接到端子電極26A。同樣，面內(nèi)導(dǎo)體210B至少經(jīng)由層間連接體211B～ 213B，連接到端子電極26B。在環(huán)狀導(dǎo)體25A、25B中，從與走線導(dǎo)體24C、 24D連接的部分到與面內(nèi)導(dǎo)體210A、210B連接的部分為止，形成電感元件 L1、L2。環(huán)狀導(dǎo)體25A的剩余部分和環(huán)狀導(dǎo)體25C、25E形成電感元件L3，環(huán)狀導(dǎo)體25B的剩余部分和環(huán)狀導(dǎo)體25D、25F形成電感元件L4。形成具有端子電極26A、26B的第1層23A作為最終層。

端子電極26A連接到連接電極31A的一端，經(jīng)由上述層間導(dǎo)體213A～ 211A和面內(nèi)導(dǎo)體210A，連接到構(gòu)成元件L1的環(huán)狀導(dǎo)體25A。端子電極26B 連接到連接電極31B的一端，經(jīng)由上述層間導(dǎo)體213B～211B和面內(nèi)導(dǎo)體 210B，連接到構(gòu)成元件L2的環(huán)狀導(dǎo)體25B。此外，環(huán)狀導(dǎo)體25A、25B經(jīng)由走線導(dǎo)體24A～24D及層間導(dǎo)體，利用連接部P1、P2連接到無(wú)線IC芯片21的輸入輸出端子。形成元件L3、L4的環(huán)狀導(dǎo)體25C～25F的一端在第4層23D中和形成元件L1、L2的環(huán)狀導(dǎo)體25A、25B連接，另一端利用第2層23B的連接部27互相連接。

在圖5所示的第2圖案例中，從形成于第3層23C的環(huán)狀導(dǎo)體25C的中途位置引出面內(nèi)導(dǎo)體210C，并經(jīng)由層間導(dǎo)體211C、212C，連接到端子電極26A。同樣，從第3層23C上的環(huán)狀導(dǎo)體25D的中途位置引出面內(nèi)導(dǎo)體210D，并經(jīng)由層間導(dǎo)體211D、212D，連接到端子電極26B。如此，在第2圖案例中，進(jìn)一步使用環(huán)狀導(dǎo)體25C、25D的一部分，形成電感元件L1、L2，其他構(gòu)成和所述第1圖案例基本相同。

在圖6所示的第3圖案例中，從形成于第2層23B的環(huán)狀導(dǎo)體25E、25F的中途位置引出面內(nèi)導(dǎo)體210E、210F，并經(jīng)由層間導(dǎo)體211E、211F，連接到端子電極26A、26B。如此，在第3圖案例中，進(jìn)一步使用環(huán)狀導(dǎo)體25E、25F 的一部分，形成電感元件L1、L2，其他構(gòu)成和所述第2圖案例基本相同。

在所述第1、第2及第3圖案例中，第1圖案例的、與端子電極26A、26B 連接的環(huán)狀導(dǎo)體距離無(wú)線IC芯片21最遠(yuǎn)，連接部P3、P4之間的阻抗特性如圖7(A)所示。這里，分別將元件L1、L2設(shè)為4nH，分別將元件L3、L4設(shè)為 15nH。與端子電極26A、26B連接的環(huán)狀導(dǎo)體距離無(wú)線IC芯片21最近的是第 3圖案例，連接部31A、31B之間的阻抗特性如圖7(B)所示。這里，分別將元件L1、L2設(shè)為15nH，分別將元件L3、L4設(shè)為4nH。第2圖案例中與端子電極26A、26B連接的環(huán)狀導(dǎo)體位于第1及第2圖案例的中間，連接部P3、P4之間的阻抗特性如圖8(A)、(B)所示。這里，分別將元件L1、L2設(shè)為9nH，分別將元件L3、L4設(shè)為10nH。并且，任一圖案例中無(wú)線IC芯片21(連接部P1、 P2之間)的阻抗都相同，無(wú)變化。

如圖9所示，采用以上構(gòu)成的重新布線層22形成于1片晶圓50內(nèi)。在晶圓50中，無(wú)線IC芯片21預(yù)先形成為矩陣狀，在其表面(有源層面)利用例如薄膜微細(xì)加工工藝形成重新布線層22。該情況下，在區(qū)域A形成第1圖案例，在區(qū)域B形成第2圖案例，在區(qū)域C形成第3圖案例。如此，通過分別對(duì)區(qū)域 A、B、C形成第1、第2及第3圖案例，從而能夠在整個(gè)區(qū)域(一個(gè)批次)獲得均勻的重新布線層22。

也就是說(shuō)，在多品種少量生產(chǎn)時(shí)，要在一個(gè)晶圓內(nèi)按導(dǎo)體密度的高低不同的區(qū)域形成重新布線層，但如此一來(lái)晶圓會(huì)發(fā)生翹曲或褶皺。在本實(shí)施例中，由于在一個(gè)晶圓50內(nèi)形成形態(tài)基本相同的層疊型線圈導(dǎo)體，因此，即便第1、第2及第3圖案例的連接位置不同，由于重新布線層22擁有大致相同的導(dǎo)體密度，晶圓50不易發(fā)生翹曲或褶皺。因此，能有效地制造無(wú)線通信用模塊20。

接下來(lái)，針對(duì)使用所述無(wú)線通信用模塊20的無(wú)線通信設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。圖10所示的包裝盒1由硬紙板構(gòu)成，在其表面的一部分、圖10中的正面?zhèn)茸笙虏糠衷O(shè)有無(wú)線通信設(shè)備11。如圖11(A)、(B)所示，無(wú)線通信設(shè)備11由無(wú)線通信用模塊20、具備一對(duì)連接電極31A、31B的柔性基板(以下，記做承載膜 (carrier film)30)、以及輻射導(dǎo)體41A、41B(參照?qǐng)D10)構(gòu)成，作為UHF頻帶的 RFID標(biāo)簽發(fā)揮功能。

無(wú)線通信用模塊20由具有所述重新布線層22的無(wú)線IC芯片21構(gòu)成，搭載于承載膜30上。一對(duì)連接電極31A、31B分別大致呈帶狀，一端連接到所述阻抗匹配電路(供電電路)29(連接部P3、P4)，另一端為開放端。輻射導(dǎo)體 41A、41B直接在所述包裝盒1的表面形成圖案，然后粘貼承載膜30。詳言之，輻射導(dǎo)體41A、41B的一端分別連接到連接電極31A、31B的開放側(cè)的另一端，作為偶極型天線發(fā)揮功能，收發(fā)通信頻率與阻抗匹配電路29的諧振頻率相當(dāng)?shù)臒o(wú)線信號(hào)。

另外，連接電極31A、31B和輻射導(dǎo)體41A、41B的連接關(guān)系可以是直接電連接、經(jīng)由電容的連接、經(jīng)由磁場(chǎng)的連接或者經(jīng)由電磁場(chǎng)的連接中的任一個(gè)。

采用以上構(gòu)成的無(wú)線通信用模塊20如圖11(B)所示，經(jīng)由焊料32連接到承載膜30上的連接電極31A、31B的一端，在連接電極31A、31B上，包括焊料32在內(nèi)被抗蝕劑層33覆蓋，構(gòu)成第1實(shí)施例的無(wú)線通信設(shè)備11。該無(wú)線通信設(shè)備11如圖12所示，承載膜30經(jīng)由粘結(jié)劑層42粘貼到輻射導(dǎo)體41A、41B 的一端，所述輻射導(dǎo)體41A、41B在包裝盒1的表面形成圖案。

因此，連接電極31A、31B和輻射導(dǎo)體41A、41B經(jīng)由粘結(jié)劑層42和承載膜30電容耦合。由未圖示的讀寫器輻射的高頻信號(hào)(例如UHF頻帶)被輻射導(dǎo)體41A、41B接收，經(jīng)由與該輻射導(dǎo)體41A、41B電容耦合的連接電極31A、 31B，使供電電路29諧振，僅將特定頻帶的接收信號(hào)供應(yīng)給無(wú)線IC芯片21。也就是說(shuō)，由輻射導(dǎo)體41A、電感元件L3、電感元件L4、連接電極31B、輻射導(dǎo)體41B構(gòu)成電長(zhǎng)度λ/2的天線。流過該天線的信號(hào)電流經(jīng)由阻抗匹配電路29，供應(yīng)給無(wú)線IC芯片21，所述阻抗匹配電路29由電感元件L1、L2、L3、 L4所構(gòu)成的環(huán)路部構(gòu)成。另一方面，無(wú)線IC芯片21根據(jù)該接收信號(hào)，取出特定的能量，以該能量為驅(qū)動(dòng)源，利用阻抗匹配電路29使存儲(chǔ)的信息與特定頻率相匹配，經(jīng)由連接電極31A、31B將發(fā)送信號(hào)傳遞至輻射導(dǎo)體41A、 41B，再?gòu)妮椛鋵?dǎo)體41A、41B發(fā)送至讀寫器。

在所述無(wú)線通信設(shè)備11中，阻抗匹配電路29設(shè)置在無(wú)線IC芯片21的重新布線層22上，構(gòu)成無(wú)線通信用模塊20，該模塊20搭載于具備連接電極31A、 31B的承載膜30上，進(jìn)而，該膜30粘貼到具備輻射導(dǎo)體41A、41B的物品(包裝盒1)上。供電電路29設(shè)置在面積與無(wú)線IC芯片21大致相同的重新布線層22上，因此，模塊20能夠?qū)崿F(xiàn)非常小的結(jié)構(gòu)。該較小模塊20與比其稍大的承載膜30上所設(shè)置的連接電極31A、31B耦合，進(jìn)而，具備連接電極31A、 31B的承載膜30粘貼到比其大的具備輻射導(dǎo)體41A、41B的物品上。因此，能夠?qū)⒛K20相對(duì)于連接電極31A、31B較高精度且容易地搭載，并且，能夠?qū)⑦B接電極31A、31B相對(duì)于輻射導(dǎo)體41A、41B較高精度且容易地搭載。尤其是UHF頻帶中使用的無(wú)線通信設(shè)備11，與HF頻帶中使用的設(shè)備相比，需要將無(wú)線IC芯片21相對(duì)于輻射導(dǎo)體41A、41B高精度地安裝。在本無(wú)線通信設(shè)備11中，如上所述，能夠高精度地安裝無(wú)線IC芯片21。

此外，由于對(duì)通信特性有較大影響的阻抗匹配電路29內(nèi)置于無(wú)線IC芯片21的重新布線層22(面積微小)中，因此，重新布線層22不會(huì)受到粘貼本無(wú)線通信設(shè)備11的物品的表面形狀及其相對(duì)介電常數(shù)等的影響，阻抗匹配電路29的頻率不會(huì)發(fā)生變動(dòng)。

這里，針對(duì)配置在重新布線層22上的電感元件在結(jié)構(gòu)上的特征進(jìn)行說(shuō)明。圖15(A)、(B)示意性地表示重新布線層22內(nèi)部的線圈狀電感元件L，如圖15(B)中所示的比較例那樣，如果將電感元件L形成為跨越兩個(gè)連接電極 31A、31B，除原來(lái)所需要的電容C1、C2以外，還需要在連接電極31A、31B 之間形成電容C3。輻射導(dǎo)體41A、41B作為利用開放的兩端的電位差的天線發(fā)揮功能，因此，如果形成電容C3，輻射到空中的電場(chǎng)就會(huì)減少。

與此相對(duì)，在本實(shí)施例中，如圖15(A)所示，電感元件L俯視時(shí)鄰接配置，形成為不跨越兩個(gè)連接電極31A、31B。因此，連接電極31A、31B之間基本不會(huì)形成電容C3，能夠防止輻射到空中的電場(chǎng)減少。

此外，如圖4、圖5及圖6所示，分別連接到電感元件L1、L3和L2、L4 的端子電極26A、26B形成的寬度較窄，以使得實(shí)質(zhì)上不會(huì)堵塞電感元件 L1～L4的線圈開口，并且，引出部分(層間導(dǎo)體28)形成于線圈的內(nèi)側(cè)區(qū)域。為了形成具有較大L值且Q值較高的線圈圖案，需要具備較大面積用以形成線圈圖案，但重新布線層22非常小。將通往連接電極31A、31B的引出部分設(shè)置在線圈的內(nèi)側(cè)區(qū)域，從而能夠在小面積的重新布線層22上形成盡可能大面積的線圈圖案。端子電極26A、26B優(yōu)選配置為與電感元件L1～L4的線圈開口(內(nèi)徑區(qū)域)全部不重合，但也可以配置為至少不與各電感元件L1～ L4的線圈中心軸重合。

此外，在重新布線層22中，將第5層23E、第6層23F配置在中間，在第2 層23B、第3層23C、第4層23D上形成電感元件L1～L4。也就是說(shuō)，由于存在第5層23E、第6層23F，使得電感元件L1～L4盡量遠(yuǎn)離無(wú)線IC芯片21的有源層面，從而能夠防止線圈的Q值變小。即，構(gòu)成電感元件L1～L4的線圈圖案優(yōu)選在安裝面附近偏置配置。

另外，作為搭載無(wú)線通信設(shè)備11的物品，除瓦楞紙箱等包裝盒1以外，還能從計(jì)算機(jī)及各種測(cè)定裝置等電器、桌子及椅子等家居用品、路燈及電線桿等公共用品等眾多范圍中選擇。此外，包裝盒1也可以是紙標(biāo)簽或密封件。如果是包裝盒1，可以將在盒子表面用Ag等印制得到的圖案作為輻射導(dǎo)體41A、41B使用。當(dāng)然，作為輻射導(dǎo)體41A、41B，還可以使用在PET等薄膜上將鋁箔或銅箔形成為特定形狀的圖案而成的天線圖案等。

作為承載膜30，例如可以使用聚酰亞胺等具有耐熱性的薄膜。作為連接電極31A、31B，可以使用將層壓于薄膜上的鋁箔或銅箔等形成為特定形狀的圖案而成的電極。為了將無(wú)線通信用模塊20安裝到連接電極31A、31B，還可以使用除所述焊料32以外的方法。例如，還可以使用Ag納米接合及超聲波接合。作為用于將承載膜30粘貼到輻射導(dǎo)體41A、41B的粘結(jié)劑層42，可以為常規(guī)使用的絕緣性粘結(jié)劑，也可以使用絕緣性雙面膠帶。

接下來(lái)，針對(duì)第2實(shí)施例的無(wú)線通信設(shè)備12進(jìn)行說(shuō)明。該無(wú)線通信設(shè)備 12使用具備第1實(shí)施例所示的重新布線層22的無(wú)線IC芯片21，如圖13所示，經(jīng)由焊料32，將重新布線層22的連接部P3、P4(參照?qǐng)D2)連接到連接電極31A、31B，在連接電極31A、31B上設(shè)置導(dǎo)電性粘合劑34，同時(shí)在重新布線層22的正下方設(shè)置底部填充劑35。其他構(gòu)成與所述第1實(shí)施例相同。

如圖14所示，所述無(wú)線通信設(shè)備12在使無(wú)線通信用模塊20朝向輻射導(dǎo)體41A、41B的狀態(tài)下，使導(dǎo)電性粘合劑34接合到輻射導(dǎo)體41A、41B。因此，在本第2實(shí)施例中，連接電極31A、31B和輻射導(dǎo)體41A、41B經(jīng)由導(dǎo)電性粘合劑34直接電連接。與無(wú)線通信設(shè)備的讀寫器的通信狀態(tài)基本上如所述第1 實(shí)施例所說(shuō)明，其作用效果也和第1實(shí)施例相同。尤其是在本第2實(shí)施例中，承載膜30粘貼到輻射導(dǎo)體41A、41B上時(shí)位于外側(cè)，因此，無(wú)線通信用模塊 20的保護(hù)性能得到提高。

此外，形成于無(wú)線通信用模塊20上的重新布線層22經(jīng)由無(wú)線IC芯片21，與物品相接，因此，重新布線層22不易受到物品的寄生電容的影響，重新布線層22的電感值也不易受到物品的金屬部的影響。

另外，作為導(dǎo)電性粘合劑34，可以使用導(dǎo)電性粘結(jié)劑或?qū)щ娦阅z帶。

(其他實(shí)施例)

另外，本實(shí)用新型所涉及的無(wú)線通信設(shè)備及無(wú)線通信用模塊的制造方法并不限定于所述實(shí)施例，可以在其宗旨范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。

例如，重新布線層細(xì)節(jié)部分的結(jié)構(gòu)、連接電極及輻射導(dǎo)體的形狀等可以任選。尤其是輻射導(dǎo)體并不限定于所述實(shí)施例中所示的蜿蜒形狀。

此外，作為無(wú)線通信用模塊20，并不限定于在無(wú)線IC芯片21的主面上所形成的重新布線層22上設(shè)置阻抗匹配電路29，例如，如圖16所示，可以是在將多個(gè)基材層(例如由樹脂或陶瓷構(gòu)成的絕緣體層)層疊而成的多層基板22’中內(nèi)置阻抗匹配電路29，經(jīng)由焊料等導(dǎo)電性接合材料214，將無(wú)線IC 芯片21搭載到該多層基板22’上。

工業(yè)上的實(shí)用性

如上所述，本實(shí)用新型可以用于RFID系統(tǒng)中所使用的無(wú)線通信設(shè)備，尤其是在能夠有效地獲得可應(yīng)對(duì)各種天線的不同阻抗的、多品種無(wú)線通信設(shè)備方面較為優(yōu)異。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1…包裝盒

11、12…無(wú)線IC設(shè)備

20…無(wú)線通信用模塊

21…無(wú)線IC芯片

22…重新布線層

25A～25F…環(huán)狀導(dǎo)體

26A、26B…端子電極

29…阻抗匹配電路

41A、41B…輻射導(dǎo)體

L1～L4…電感元件