無線通信デバイス、受動素子の製造方法、及び無線通信機器
【課題】高周波回路のワンチップ化を実現し、上層回路と下層回路との間におけるアイソレーション特性を向上し、かつ量産性の高い無線通信デバイスを提供する。
【解決手段】ＲＦＩＣと、キャパシタ３２と、インダクタ２４とが積層配置され、キャパシタ３２の少なくとも一部がＲＦＩＣとインダクタ２４との間に位置するようにして前記ＲＦＩＣに対して積層して実装される受動素子チップ１２と、を備えることを特徴とする。このような特徴を有する無線通信デバイスでは、受動素子チップ１２は、キャパシタ３２の上部電極２６を構成する金属パターンとインダクタ２４を構成する金属パターンとを横並びに備え、キャパシタ３２の下部電極を構成する下層金属パターン１８をインダクタ２４を構成する金属パターンの下部にまで延設して構成すると良い。
【解決手段】ＲＦＩＣと、キャパシタ３２と、インダクタ２４とが積層配置され、キャパシタ３２の少なくとも一部がＲＦＩＣとインダクタ２４との間に位置するようにして前記ＲＦＩＣに対して積層して実装される受動素子チップ１２と、を備えることを特徴とする。このような特徴を有する無線通信デバイスでは、受動素子チップ１２は、キャパシタ３２の上部電極２６を構成する金属パターンとインダクタ２４を構成する金属パターンとを横並びに備え、キャパシタ３２の下部電極を構成する下層金属パターン１８をインダクタ２４を構成する金属パターンの下部にまで延設して構成すると良い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信デバイス、および無線通信機器に係り、特に受動素子を実装した無線通信デバイス、この無線通信デバイスを構成する受動素子の製造方法、および無線通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信に用いられる高周波回路には、インピーダンス整合（マッチング）用に、単体乃至複数の受動素子が接続されることが一般的である。
従来、このような受動素子は、図１１に示すように、無線通信デバイス１を構成するＲＦＩＣ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２とアンテナ４とを電気的に接続する配線パターン中に設けられていた。しかし、このような構成では、回路に用いる受動素子３の数が増えるほど、実装基板５に実装するチップの数が増えることとなってしまうといった問題があった。このような問題は特に、インダクタ素子がトロイダルに形成される空芯コイルで構成されるために小型化に不向きであるといった事に起因していた。
【０００３】
これに対し、特許文献１や２には、スパイラル状に平面形成可能なインダクタが開示されている。特許文献１、２では、平面形成を可能とした受動素子を、ＲＦＩＣなどの半導体素子上に直接形成、あるいはＷ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）として半導体素子上に実装し、受動素子を含んだ高周波回路をワンチップ化し、その実装面積を飛躍的に縮小している。
【０００４】
上記特許文献１や２に開示されている技術によれば、確かに高周波回路としての実装面積を縮小し、無線通信デバイス、あるいはそれを搭載する無線通信機器の小型化を図ることが可能となる。このような構成の技術では、半導体素子上に直接、あるいはチップとして受動素子（特許文献１、２では特にインダクタ）が平面的に形成されるため上層に形成される回路と下層に形成される回路との間におけるアイソレーション特性が低く、次のような問題が生ずる虞がある。
【０００５】
すなわち、受動素子であるインダクタに電流が印加されると、インダクタを構成するスパイラル状のパターンと交差する方向に磁界が作用する。このため、半導体素子内に形成された内部配線や回路に対し、磁界が影響を及ぼす可能性があるというものである。
【０００６】
このような問題に対しては、特許文献３に開示されているような無線通信デバイスが知られている。特許文献３に開示されている無線通信デバイスは、下層回路を構成する半導体素子等と、上層回路を構成するインダクタやキャパシタ等の受動素子との間に、網目状の金属パターンを配置したものである。
【０００７】
このような構成の無線通信デバイスによれば、上層回路と下層回路との間におけるアイソレーション特性が向上し、半導体素子内の配線や回路に対するインダクタによる磁界の影響を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４７７２３号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９６５４号公報
【特許文献３】特開２００３−５１５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献３に開示されているような無線通信デバイスによれば、マッチング用の受動素子を含む高周波回路のワンチップ化を実現すると共に、上層回路と下層回路間におけるアイソレーション特性の向上も図ることができる。
【００１０】
しかし、特許文献３に開示されているような構成の無線通信デバイスでは、アイソレーション特性の向上と引き換えに、網目状の金属パターンを形成するための工程を増やす必要があり、特許文献２や３に開示されている無線通信デバイスに比べて量産性が低下してしまうといった問題が生ずる。
【００１１】
そこで本発明では、マッチング用の受動素子を含む高周波回路のワンチップ化を実現すると共に、上層回路と下層回路との間におけるアイソレーション特性を向上し、かつ量産性の高い無線通信デバイス、受動素子の製造方法、および無線通信機器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】
【００１２】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１３】
［適用例１］高周波回路を構成する集積回路と、キャパシタ及びインダクタを有し、インダクタとが積層配置され、前記キャパシタの少なくとも一部が前記集積回路と前記インダクタとの間に位置するようにして前記集積回路に対して積層して実装される受動素子チップと、を備えることを特徴とする無線通信デバイス。
このような特徴を有する無線通信デバイスによれば、マッチング用の受動素子を含む高周波回路のワンチップ化を実現することができる。また、上層に配置された受動素子チップのインダクタと下層に配置された集積回路との間にキャパシタの少なくとも一部が介在されるため、インダクタから生ずる磁界をキャパシタを構成する金属パターンで遮蔽することができ、アイソレーション特性を向上することができる。また、受動素子チップを構成する要素（インダクタとキャパシタ）以外を含まずに前記効果を得ることができるため、余分な要素を形成するための工程が増える事が無く、量産性を高く維持することができる。
【００１４】
［適用例２］適用例１に記載の無線通信デバイスであって、前記受動素子チップは、前記キャパシタの上部電極を構成する金属パターンと前記インダクタを構成する金属パターンとを横並びに備え、前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンを前記インダクタを構成する金属パターンの下部にまで延設したことを特徴とする無線通信デバイス。
このような構成とすることによれば、インダクタから生ずる磁界を遮蔽する金属パターンを、キャパシタの下部電極を形成する工程で同時に形成することが可能となる。よって、磁界を遮蔽するためのパターンを形成するためだけの層およびその層を形成する工程が不要となる。このため、低背化を図ることができると共に、工程数の削減による量産性の向上を図ることができる。
【００１５】
［適用例３］適用例２に記載の無線通信デバイスであって、前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンのうち、前記上部電極を構成する金属パターンの下部に位置する部分と前記インダクタを構成する金属パターンの下部に位置する部分とを接続する金属パターンに切れ込みを設けたことを特徴とする無線通信デバイス。
このような構成とした場合であっても、上記適用例２と同様な効果を得ることができる。
【００１６】
［適用例４］適用例２又は３に記載の無線通信デバイスであって、前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンのうちの前記インダクタを構成する金属パターンの下部に位置する金属パターンを網目状に形成したことを特徴とする無線通信デバイス。
このような構成とした場合には、上記適用例２と同様な効果を得ることができると共に、インダクタの下部に位置する金属パターンの面積が減ることとなるため、寄生容量の増加を抑制することができる。
【００１７】
［適用例５］素子基板上に第１絶縁層を形成する第１絶縁層形成工程と、前記第１絶縁層の上面に、キャパシタの下部電極を構成する下層金属パターンを形成する下層金属パターン形成工程と、前記下層金属パターンの上面に、第２絶縁層を形成する第２絶縁層形成工程と、前記第２絶縁層の上面であって前記下層金属パターンに重なる位置に、前記キャパシタの上部電極とインダクタを構成する上層金属パターンを形成する上層金属パターン形成工程と、を有する受動素子の製造方法。
このような特徴を有する受動素子の製造方法によれば、工程数を増やす事無くインダクタからの磁界を遮蔽することのできる受動素子を製造することが可能となる。
【００１８】
［適用例６］適用例１乃至４のいずれか１例に記載の無線通信デバイスを搭載したことを特徴とする無線通信機器。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る無線通信デバイスを構成する受動素子チップの構成を示す分解斜視図である。
【図２】実施形態に係る無線通信デバイスの構成を示す側面断面図である。
【図３】実施形態に係る無線通信デバイスの主要部の構成を示す平面図である。
【図４】実施形態に係る無線通信デバイスを構成する受動素子チップの正面断面図である。
【図５】実施形態に係る無線通信デバイスの製造工程を示すフローである。
【図６】実施形態に係る無線通信デバイスの第１変形例に係る受動素子チップを構成する上層金属パターンと下層金属パターンの構成を示す図である。
【図７】実施形態に係る無線通信デバイスの第２変形例に係る受動素子チップを構成する上層金属パターンと下層金属パターンの構成を示す図である。
【図８】実施形態に係る無線通信デバイスの第３変形例に係る受動素子チップを構成する上層金属パターンと下層金属パターンの構成を示す図である。
【図９】実施形態に係る無線通信デバイスの第４変形例に係る受動素子チップの正面断面を示す図である。
【図１０】実施形態に係る無線通信デバイスを搭載した無線通信機器の一例としてのインクジェットプリンターの構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の無線通信デバイスの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の無線通信デバイス、及び無線通信機器に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態では、無線通信デバイスとして、高周波回路を構成するＲＦＩＣと、このＲＦＩＣと図示しないアンテナ間におけるインピーダンス整合用の受動素子を備えた素子を例に挙げ、図１〜図４を参照して説明する。なお、図１は、無線通信デバイスを構成する受動体素子チップの構成を示す分解斜視図である。また、図２は、無線通信デバイスの構成を示す側面断面図である。図３は、無線通信デバイスの主要部の平面構成を示す図である。図４は、無線通信デバイスを構成する受動素子チップの構成を示す正面断面図である。
本実施形態に係る無線通信デバイス１０は、ＲＦＩＣ４０と受動素子チップ１２、リードフレーム４４、およびモールド層６０を基本として構成される。
【００２１】
ＲＦＩＣ４０は、半導体層に形成された高周波用の集積回路素子である。受動素子チップ１２は、ＲＦＩＣ４０のインピーダンスマッチングに用いられるインダクタ２４とキャパシタ３２との双方を備えた素子チップである。なお、本実施形態に係る受動素子チップ１２は、その平面サイズ（ダイサイズ）をＲＦＩＣ４０の能動面の平面サイズよりも一回り小さく構成することで、ＲＦＩＣ４０の能動面に搭載することを可能とした。以下、受動素子チップ１２の具体的な構成について説明する。
【００２２】
受動素子チップ１２は、素子基板１４とキャパシタ３２、およびインダクタ２４を基本として構成される。素子基板１４は、Ｓｉやガラス、石英、および水晶などの半導体や絶縁体で構成されたベアな材料であると良い。なお、素子基板１４を半導体で構成することによれば、詳細を後述するインダクタ２４から生ずる磁界を遮蔽するシールド効果を得ることができ、ＲＦＩＣ４０との間におけるアイソレーション特性を向上させることができる。
【００２３】
キャパシタ３２、およびインダクタ２４は、上述した素子基板１４の一方の主面に積層形成された第１絶縁層１６と下層金属パターン１８、第２絶縁層２０、および上層金属パターン３０により構成される。
第１絶縁層１６は、素子基板１４の一方の主面に設けられる。第１絶縁層１６は、ポリイミド系の樹脂などにより構成された絶縁膜である。
【００２４】
下層金属パターン１８は、第１絶縁層１６の上面に設けられる。下層金属パターン１８は、例えば、シード層、配線層、およびメッキ層から構成される。なお、図面には、説明を簡単化するために、下層金属パターン１８を１つの層で示している。また、各層はＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、およびＴｉ−Ｗ、Ｔｉ−Ｎ等のチタン系合金等の導電性材料の単体又は複合材料により構成される。一例として、シード層をＴｉ−Ｗ、配線層をＣｕ、メッキ層をＣｕにより構成するものを挙げることができる。
【００２５】
下層金属パターン１８は、基本的にはキャパシタ３２の下部電極を構成する金属パターンであるが、詳細を後述する上層金属パターン３０により構成されるインダクタ２４の下部にまで延設されているベタなパターンである。このような構成とすることで、延設された金属パターンは、インダクタ２４から生ずる磁界を遮蔽するシールド効果を持つこととなる。このため、受動素子チップ１２をＲＦＩＣ４０の能動面に搭載した場合であっても、ＲＦＩＣ４０との間におけるアイソレーション特性を向上させることができる。
【００２６】
第２絶縁層２０は、下層金属パターン１８の上面に設けられる。第２絶縁層２０は第１絶縁層１６と同様に、ポリイミドなどの樹脂により構成された絶縁膜であり、詳細を後述する上層金属パターン３０により構成されるキャパシタ３２の上部電極２６やインダクタ２４と、上述した下層金属パターン１８との短絡を防止する役割を果たす。
【００２７】
上層金属パターン３０は、第２絶縁層２０の上面に設けられる。上層金属パターン３０も、上述した下層金属パターン１８と同様に、シード層、配線層、およびメッキ層から構成すると良い（図面中では１層で上層金属パターン３０を示す）。また、上層金属パターン３０を構成する材料も、下層金属パターン１８と同様で良く、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、およびＴｉ−Ｗ、Ｔｉ−Ｎ等のチタン系合金等の導電性材料の単体又は複合材料により構成すれば良い。一例として、シード層をＴｉ−Ｗ、配線層をＣｕ、メッキ層をＣｕにより構成するものを挙げることができる。
【００２８】
上層金属パターン３０は、キャパシタ３２の上部電極２６とインダクタ２４を構成する。また、本実施形態においては、上層金属パターン３０により、キャパシタ３２の下部電極を構成する下部電極に接続される端子２８が形成される。キャパシタ３２の上部電極２６を構成する上層金属パターン３０は、ベタなパターンである。一方、インダクタ２４を構成する上層金属パターン３０は、平面形態をスパイラル状としたパターンである。インダクタ２４を構成するスパイラル状の金属パターンの両端部には、信号の入出力のための端子２５ａ，２５ｂが設けられる。また、キャパシタ３２の下部電極を構成する下層金属パターン１８の端子４８ａは、スルーホール２２などを介して下層金属パターン１８と電気的に接続されている。
【００２９】
上層金属パターン３０の上面には、保護膜としての第３絶縁層３４が設けられる。第３絶縁層３４も、第１、第２絶縁層１６，２０と同様にポリイミドなどの樹脂で構成することができる。第３絶縁層３４には、上層金属パターン３０の一部を露出させる複数の開口部３６が設けられている。開口部３６は、インダクタ２４の端子２５ａ，２５ｂに該当する部位や、キャパシタ３２の下部電極に接続された端子２８に相当する部位、およびキャパシタ３２の上部電極２６の一部を露出させる部位に設けられる。
【００３０】
リードフレーム４４は、受動素子チップ１２を実装するＲＦＩＣ４０を支持するフレーム兼外部電極としての役割を担う金属プレートである。リードフレーム４４は、ベース４６とリード電極４８とより成る。ベース４６は、上述したＲＦＩＣ４０を搭載するための台座である。リード電極４８は、一方の端部４８ａを詳細を後述するモールド層６０の内部に配置してＲＦＩＣ４０や受動素子チップ１２と電気的導通を図り、他方の端部４８ｂをモールド層６０の外部へ突設させることで、外部電極としての役割を担うプレートである。なお、リード電極４８における外部突出部分は、モールド層６０形成後に所望する形態へと折り曲げ形成される。
【００３１】
モールド層６０は、上述したＲＦＩＣ４０や受動素子チップ１２、およびリードフレーム４４におけるベース４６やリード電極４８の一部を覆う保護層である。モールド層６０は、絶縁性の樹脂により構成すれば良く、例えばエポキシ系樹脂などで形成すれば良い。
【００３２】
このような基本構成を有する無線通信デバイス１０では、ＲＦＩＣ４０の能動面に形成されたパッド４２と受動素子チップ１２の上面に形成された端子２５ａ，２５ｂ，２８、キャパシタ３２の上部電極２６およびリード電極４８の一方の端部４８ａとは、それぞれ必要に応じてワイヤ５０を介して電気的に接続されている。
【００３３】
このような構成を有する無線通信デバイス１０によれば、インダクタ２４やキャパシタ３２といったインピーダンスマッチング用の受動素子を含む高周波回路をワンチップ化することができる。また、ＲＦＩＣ４０の上層に配置したインダクタ２４から生ずる磁界をインダクタ２４とＲＦＩＣ４０との間に配置したキャパシタ３２の下部電極を構成する下層金属パターン１８により遮蔽するため、ＲＦＩＣ４０とインダクタ２４との間のアイソレーション特性を向上させることができる。さらに、インダクタ２４から生ずる磁界を遮蔽する金属パターンは、キャパシタ３２の下部電極を構成する金属パターンと同じ層に同一パターンとして形成されるため、従来の積層型の受動素子に比べ、工程数を減らすことができ、量産性の向上を図ることができる。
【００３４】
次に、本実施形態に係る無線通信デバイスの製造方法について図５を参照して説明する。
まず、受動素子チップ１２の製造工程について説明する。最初に、素子基板１４上にパッシベーション膜としての第１絶縁層１６を形成する。第１絶縁層１６の形成は、スピンオフやスクリーン印刷、インクジェット方式などにより樹脂膜を形成すれば良い（ステップ１：第１絶縁層形成工程）。次に、第１絶縁層１６の上面に下層金属パターン１８を形成する。下層金属パターン１８の形成は、フォトリソグラフィの方式を利用したマスクの形成と、このマスクを利用したエッチングによる金属パターンの形状形成を行うようにすれば良い（ステップ２：下層金属パターン形成工程）。
【００３５】
次に、下層金属パターン１８の上面に第２絶縁層２０を形成する。第２絶縁層２０の形成も、上述した第１絶縁層１６の形成と同様に、スピンオフやスクリーン印刷、およびインクジェットなどの手法を用いれば良い。ここで、下層金属パターン１８は、上層金属パターン３０に形成する端子２８（キャパシタ３２における下部電極用端子）との間で電気的導通を図る必要がある。このため、第２絶縁層２０には、端子２８の下部に相当する位置に開口部を設け、導電性部材を充填したスルーホール２２を形成する（ステップ３：第２絶縁層形成工程）。
【００３６】
第２絶縁層２０の上面には、上層金属パターン３０により、スパイラル状のインダクタ２４と、キャパシタ３２を構成する上部電極２６、及び端子２８を形成する。その手順としてはまず、第２絶縁層２０の上面全面に金属パターンを形成する。次に、金属パターンをレジスト膜で被覆し、フォトリソグラフィの方式を利用して、レジスト膜の形状形成を行い、所望する形状のマスクを得る。レジスト膜によるマスクの形成終了後、マスクを利用して金属パターンをエッチングし、インダクタ２４と上部電極２６、及びキャパシタ３２の下部電極用の端子２８の形状を得る（ステップ４：上層金属パターン形成工程）。
【００３７】
上層金属パターン３０により形成したインダクタ２４と上部電極２６、及び端子２８の上面に保護膜としての第３絶縁層３４を形成する。第３絶縁層３４の形成も、第１、第２絶縁層１６，２０の形成と同様な手法を用いれば良い。第３絶縁層３４では、インダクタ２４、及びキャパシタ３２と外部との電気的導通が図れるように、インダクタ２４を構成する端子２５ａ，２５ｂ、およびキャパシタ３２の上部電極２６の一部、並びにキャパシタ３２の下部電極（下層金属パターン１８）に接続された端子２８を露出させるための開口部３６を形成する（ステップ５：第３絶縁層形成工程）。このような方法により受動素子チップ１２を製造することで、工程数を増やすことなくインダクタ２４から素子基板１４側へ向かって生ずる磁界を遮蔽することのできる受動素子チップ１２を製造することができる。
【００３８】
次に、第３絶縁層３４の形成を終えて完成した受動素子チップ１２を、高周波回路が形成されたＩＣ（ＲＦＩＣ４０）に搭載する。ＲＦＩＣ４０に対する受動素子チップ１２の搭載には、接着剤（不図示）を用いる。なお、接着面が非能動面であることより、ここで用いる接着剤は、導電性のものであっても、非導電性のものであっても良い（ステップ６：受動素子チップ搭載工程）。
【００３９】
次に、受動素子チップ１２を搭載したＲＦＩＣ４０を、リードフレーム４４におけるベース４６に搭載する。ベース４６に対するＲＦＩＣ４０の搭載も、ＲＦＩＣ４０に対する受動素子チップ１２の搭載と同様に、接着剤（不図示）により行う。ここでの接着面も非能動面であることより、接着剤の性質は、導電性であっても、非導電性であっても良い（ステップ７：ＲＦＩＣ搭載工程）。
【００４０】
受動素子チップ１２を搭載したＲＦＩＣ４０をリードフレーム４４に搭載した後、受動素子チップ１２の端子２５ａ，２５ｂ，２８や上部電極２６の一部とＲＦＩＣ４０のパッド４２、およびリードフレーム４４のリード電極４８間における電気的接続を行う。電気的接続は、端子２５ａ，２５ｂ，２８、上部電極２６、パッド４２、およびリード電極４８の一方の端部４８ａを適宜金属のワイヤ５０により接続することで行う（ステップ８：ボンディング工程）。
【００４１】
ボンディング工程終了後、リードフレーム４４を型枠に挟み込み、ベース４６、ＲＦＩＣ４０、受動素子チップ１２、リード電極４８の一方の端部４８ａ、およびワイヤ５０を樹脂により被覆し、モールド層６０を形成する（ステップ９：モールド工程）。モールド工程の後、リードフレーム４４を個別に切断し、モールド層６０から突出しているリード電極４８を所望する形状に屈曲形成することで、無線通信デバイス１０が完成する（ステップ１０：個片化工程）。
【００４２】
次に、本実施形態に係る無線通信デバイスの変形例について説明する。まず、図６を参照して、第１の変形例について説明する。図６は、第１の変形例に係る無線通信デバイスを構成する受動素子チップの上層金属パターン３０と下層金属パターン１８ａの形態を示す図である。図６を参照すると判るように、上層金属パターン３０の形態は、インダクタ２４、キャパシタ３２の上部電極２６、および端子２８を備え、上述した基本形態と同様である。これに対し、下層金属パターン１８ａは、キャパシタ３２の下部電極を構成する領域１８ａ１と、インダクタ２４の下部に位置する領域１８ａ２との間に切れ込み１９を設けた点が相違する。下層金属パターン１８ａをこのような形態とした場合であっても、キャパシタ３２の下部電極を構成する領域１８ａ１とインダクタ２４の下部に位置する領域１８ａ２とが一部で接続されているため、１枚の金属膜とみなすことができる。また、下層金属パターン１８ａをこのような形態とした場合であっても、上記基本形態と同様な作用、効果を得ることができる。
【００４３】
次に、図７を参照して、第２の変形例について説明する。図７は、第２の変形例に係る無線通信デバイスを構成する受動素子チップの上層金属パターン３０と下層金属パターン１８ｂの形態を示す図である。本変形例においても上述した第１の変形例と同様に、上層金属パターン３０については上記基本形態と同様である。これに対し下層金属パターン１８ｂは、インダクタ２４の下部に位置する領域１８ｂ２を網目状に形成している。ここで、網目を構成する金属パターンの線幅は、１〜１０μｍ、各線の間隔は１０〜１００μｍ程度とすると良い。このような構成とすることによっても、無線通信の信号に起因してインダクタ２４から生ずる磁界を遮蔽する効果を得ることができる。また、このような構成とすることによれば、インダクタ２４の下部に位置する領域１８ｂ２の金属パターンの面積の割合を減らすことができる。このため、キャパシタ３２の下部電極を構成する領域１８ｂ１の面積を確保しつつ、磁界遮蔽部分においては寄生容量の増加を抑制することができる。また、その他の作用、効果については、上記基本形態と同様な作用、効果を得ることができる。
【００４４】
次に、図８を参照して、第３の変形例について説明する。図８は、第３の変形例に係る無線通信デバイスを構成する受動素子チップの上層金属パターン３０ａと下層金属パターン１８の形態を示す図である。本変形例では、上記第１、第２の変形例とは異なり、下層金属パターン１８は基本形態と同様なベタなパターンとし、上層金属パターン３０ａを異なる形態とした。具体的には、上層金属パターン３０ａに形成するインダクタ２４やキャパシタ３２の上部電極２６をそれぞれ複数（実質的には電気的に接続されているため１つとみなされる）の金属パターンで形成している。具体的には、インダクタ２４は、金属パターン２４ａと金属パターン２５ｂにより構成している。また、上部電極２６は、金属パターン２６ａと金属パターン２６ｂにより構成している。このような上層金属パターン３０ａをこのような形態とした場合であっても、上記基本形態と同様な作用、効果を得ることができる。
【００４５】
さらに、図９を参照して、第４の変形例について説明する。図９は、第４の変形例を構成する受動素子チップ１２ａの正面断面構造を示す図である。上記基本形態では、インダクタ２４とキャパシタ３２の上部電極２６とを同一層の金属パターン（上層金属パターン３０）により並列（横並び）に配置し、下層金属パターン１８によりキャパシタ３２の下部電極とインダクタ２４の磁界遮蔽部を形成していた。これに対し本変形例では、素子基板１４の一方の面に第１絶縁層１６を形成し、その上面にキャパシタ３２の下部電極となる下層金属パターン１８ｃを形成している。そして、下層金属パターン１８ｃの上面には第２絶縁層２０を形成し、その上面にキャパシタ３２の上部電極となる中層金属パターン２１を形成している。さらに中層金属パターン２１の上面に第３絶縁層３４ａを形成し、その上面にインダクタを構成する上層金属パターン３０ｂを形成し、これを覆う保護膜としての第４絶縁層３７を有する。
【００４６】
このように本変形例では、金属パターンを１層増やすことで、インダクタ（インダクタを構成する上層金属パターン３０ｂと素子基板１４との間にキャパシタ３２の上部電極を構成する中層金属パターン２１と下部電極を構成する下層金属パターン１８ｃの双方を設ける構成としている。このような構成とすることによれば、インダクタと素子基板１４との間に配置される金属パターンの層が増えることとなり、インダクタから生ずる磁界の遮蔽効果を高めることができる。また、横並びに配置していたインダクタとキャパシタとを積層配置することで、受動素子チップのダイサイズを縮小することができる。
【００４７】
次に、上記のような構成を備えた無線通信デバイスを搭載した無線通信機器について、図１０を参照して説明する。図１０に示す例は、インクジェットプリンター１００の制御系の構成を示すブロック図である。
インクジェットプリンター１００は、公知のマイコン制御回路からなる記録制御部１１０を備えており、この記録制御部１１０により制御される。記録制御部１１０は、システムバスで接続されたＲＯＭ１１４、ＲＡＭ１１２、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）１１８、ＣＰＵ１２０、および不揮発性メモリー１１６等のシステムデバイスを備えている。また、記録制御部１１０は、制御デバイスとして、ヘッドドライバー１２２、ＣＲモータードライバー１２４、およびＰＦモータードライバー１２６を備えている。
【００４８】
ＲＯＭ１１４には、ＣＰＵ１２０によるインクジェットプリンター１００の制御に必要な記録制御プログラム（ファームウェア）等が格納されている。ＲＡＭ１１２は、ＣＰＵ１２０の作業領域や記録データ等の格納領域として用いられる。ＣＰＵ１２０は、インクジェットプリンター１００の記録制御を実行するための演算処理やその他の必要な演算処理を行う。また、不揮発性メモリー１１６には、記録制御プログラムの処理に必要な各種データ等が記憶されている。
【００４９】
ＡＳＩＣ１１８は、各ドライバーを介して記録ヘッド１３２、ＣＲモーター１３４、ＰＦモーター１３６を駆動制御する。記録ヘッド１３２は、記録紙にインクを噴射してドットを形成する部位であり、ＣＲモーター１３４は、記録ヘッド１３２を移動させるキャリッジ（不図示）を駆動させるモーターである。また、ＰＦモーター１３６は、記録紙を搬送するためのローラー（不図示）を駆動させるモーターである。
【００５０】
さらに、インクジェットプリンター１００は、ハードディスクドライブ１２８と無線通信モジュール１３０を備えている。ハードディスクドライブ１２８は、主に画像データを保存するための外部記憶装置であり、ＡＳＩＣ１１８が備えるドライブ制御回路により制御される。無線通信モジュール１３０は、本発明に係る無線通信デバイス１０を含むモジュールであり、ＡＳＩＣ１１８が備える通信制御回路により制御され、画像データの取得や出力を成す。
【符号の説明】
【００５１】
１０………無線通信デバイス、１２………受動素子チップ、１４………素子基板、１６………第１絶縁層、１８………下層金属パターン、２０………第２絶縁層、２２………スルーホール、２４………インダクタ、２６………上部電極、２８………端子、３０………上層金属パターン、３２………キャパシタ、３４………第３絶縁層、３６………開口部、４０………ＲＦＩＣ、４２………パッド、４４………リードフレーム、４６………ベース、４８………リード電極、６０………モールド層、１００………インクジェットプリンター。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信デバイス、および無線通信機器に係り、特に受動素子を実装した無線通信デバイス、この無線通信デバイスを構成する受動素子の製造方法、および無線通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信に用いられる高周波回路には、インピーダンス整合（マッチング）用に、単体乃至複数の受動素子が接続されることが一般的である。
従来、このような受動素子は、図１１に示すように、無線通信デバイス１を構成するＲＦＩＣ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）２とアンテナ４とを電気的に接続する配線パターン中に設けられていた。しかし、このような構成では、回路に用いる受動素子３の数が増えるほど、実装基板５に実装するチップの数が増えることとなってしまうといった問題があった。このような問題は特に、インダクタ素子がトロイダルに形成される空芯コイルで構成されるために小型化に不向きであるといった事に起因していた。
【０００３】
これに対し、特許文献１や２には、スパイラル状に平面形成可能なインダクタが開示されている。特許文献１、２では、平面形成を可能とした受動素子を、ＲＦＩＣなどの半導体素子上に直接形成、あるいはＷ−ＣＳＰ（Ｗａｆｅｒ ｌｅｖｅｌ Ｃｈｉｐ Ｓｃａｌｅ Ｐａｃｋａｇｅ）として半導体素子上に実装し、受動素子を含んだ高周波回路をワンチップ化し、その実装面積を飛躍的に縮小している。
【０００４】
上記特許文献１や２に開示されている技術によれば、確かに高周波回路としての実装面積を縮小し、無線通信デバイス、あるいはそれを搭載する無線通信機器の小型化を図ることが可能となる。このような構成の技術では、半導体素子上に直接、あるいはチップとして受動素子（特許文献１、２では特にインダクタ）が平面的に形成されるため上層に形成される回路と下層に形成される回路との間におけるアイソレーション特性が低く、次のような問題が生ずる虞がある。
【０００５】
すなわち、受動素子であるインダクタに電流が印加されると、インダクタを構成するスパイラル状のパターンと交差する方向に磁界が作用する。このため、半導体素子内に形成された内部配線や回路に対し、磁界が影響を及ぼす可能性があるというものである。
【０００６】
このような問題に対しては、特許文献３に開示されているような無線通信デバイスが知られている。特許文献３に開示されている無線通信デバイスは、下層回路を構成する半導体素子等と、上層回路を構成するインダクタやキャパシタ等の受動素子との間に、網目状の金属パターンを配置したものである。
【０００７】
このような構成の無線通信デバイスによれば、上層回路と下層回路との間におけるアイソレーション特性が向上し、半導体素子内の配線や回路に対するインダクタによる磁界の影響を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−３４７７２３号公報
【特許文献２】特開２００８−１５９６５４号公報
【特許文献３】特開２００３−５１５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献３に開示されているような無線通信デバイスによれば、マッチング用の受動素子を含む高周波回路のワンチップ化を実現すると共に、上層回路と下層回路間におけるアイソレーション特性の向上も図ることができる。
【００１０】
しかし、特許文献３に開示されているような構成の無線通信デバイスでは、アイソレーション特性の向上と引き換えに、網目状の金属パターンを形成するための工程を増やす必要があり、特許文献２や３に開示されている無線通信デバイスに比べて量産性が低下してしまうといった問題が生ずる。
【００１１】
そこで本発明では、マッチング用の受動素子を含む高周波回路のワンチップ化を実現すると共に、上層回路と下層回路との間におけるアイソレーション特性を向上し、かつ量産性の高い無線通信デバイス、受動素子の製造方法、および無線通信機器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】
【００１２】
本発明は、上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【００１３】
［適用例１］高周波回路を構成する集積回路と、キャパシタ及びインダクタを有し、インダクタとが積層配置され、前記キャパシタの少なくとも一部が前記集積回路と前記インダクタとの間に位置するようにして前記集積回路に対して積層して実装される受動素子チップと、を備えることを特徴とする無線通信デバイス。
このような特徴を有する無線通信デバイスによれば、マッチング用の受動素子を含む高周波回路のワンチップ化を実現することができる。また、上層に配置された受動素子チップのインダクタと下層に配置された集積回路との間にキャパシタの少なくとも一部が介在されるため、インダクタから生ずる磁界をキャパシタを構成する金属パターンで遮蔽することができ、アイソレーション特性を向上することができる。また、受動素子チップを構成する要素（インダクタとキャパシタ）以外を含まずに前記効果を得ることができるため、余分な要素を形成するための工程が増える事が無く、量産性を高く維持することができる。
【００１４】
［適用例２］適用例１に記載の無線通信デバイスであって、前記受動素子チップは、前記キャパシタの上部電極を構成する金属パターンと前記インダクタを構成する金属パターンとを横並びに備え、前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンを前記インダクタを構成する金属パターンの下部にまで延設したことを特徴とする無線通信デバイス。
このような構成とすることによれば、インダクタから生ずる磁界を遮蔽する金属パターンを、キャパシタの下部電極を形成する工程で同時に形成することが可能となる。よって、磁界を遮蔽するためのパターンを形成するためだけの層およびその層を形成する工程が不要となる。このため、低背化を図ることができると共に、工程数の削減による量産性の向上を図ることができる。
【００１５】
［適用例３］適用例２に記載の無線通信デバイスであって、前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンのうち、前記上部電極を構成する金属パターンの下部に位置する部分と前記インダクタを構成する金属パターンの下部に位置する部分とを接続する金属パターンに切れ込みを設けたことを特徴とする無線通信デバイス。
このような構成とした場合であっても、上記適用例２と同様な効果を得ることができる。
【００１６】
［適用例４］適用例２又は３に記載の無線通信デバイスであって、前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンのうちの前記インダクタを構成する金属パターンの下部に位置する金属パターンを網目状に形成したことを特徴とする無線通信デバイス。
このような構成とした場合には、上記適用例２と同様な効果を得ることができると共に、インダクタの下部に位置する金属パターンの面積が減ることとなるため、寄生容量の増加を抑制することができる。
【００１７】
［適用例５］素子基板上に第１絶縁層を形成する第１絶縁層形成工程と、前記第１絶縁層の上面に、キャパシタの下部電極を構成する下層金属パターンを形成する下層金属パターン形成工程と、前記下層金属パターンの上面に、第２絶縁層を形成する第２絶縁層形成工程と、前記第２絶縁層の上面であって前記下層金属パターンに重なる位置に、前記キャパシタの上部電極とインダクタを構成する上層金属パターンを形成する上層金属パターン形成工程と、を有する受動素子の製造方法。
このような特徴を有する受動素子の製造方法によれば、工程数を増やす事無くインダクタからの磁界を遮蔽することのできる受動素子を製造することが可能となる。
【００１８】
［適用例６］適用例１乃至４のいずれか１例に記載の無線通信デバイスを搭載したことを特徴とする無線通信機器。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る無線通信デバイスを構成する受動素子チップの構成を示す分解斜視図である。
【図２】実施形態に係る無線通信デバイスの構成を示す側面断面図である。
【図３】実施形態に係る無線通信デバイスの主要部の構成を示す平面図である。
【図４】実施形態に係る無線通信デバイスを構成する受動素子チップの正面断面図である。
【図５】実施形態に係る無線通信デバイスの製造工程を示すフローである。
【図６】実施形態に係る無線通信デバイスの第１変形例に係る受動素子チップを構成する上層金属パターンと下層金属パターンの構成を示す図である。
【図７】実施形態に係る無線通信デバイスの第２変形例に係る受動素子チップを構成する上層金属パターンと下層金属パターンの構成を示す図である。
【図８】実施形態に係る無線通信デバイスの第３変形例に係る受動素子チップを構成する上層金属パターンと下層金属パターンの構成を示す図である。
【図９】実施形態に係る無線通信デバイスの第４変形例に係る受動素子チップの正面断面を示す図である。
【図１０】実施形態に係る無線通信デバイスを搭載した無線通信機器の一例としてのインクジェットプリンターの構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の無線通信デバイスの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の無線通信デバイス、及び無線通信機器に係る実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施形態では、無線通信デバイスとして、高周波回路を構成するＲＦＩＣと、このＲＦＩＣと図示しないアンテナ間におけるインピーダンス整合用の受動素子を備えた素子を例に挙げ、図１〜図４を参照して説明する。なお、図１は、無線通信デバイスを構成する受動体素子チップの構成を示す分解斜視図である。また、図２は、無線通信デバイスの構成を示す側面断面図である。図３は、無線通信デバイスの主要部の平面構成を示す図である。図４は、無線通信デバイスを構成する受動素子チップの構成を示す正面断面図である。
本実施形態に係る無線通信デバイス１０は、ＲＦＩＣ４０と受動素子チップ１２、リードフレーム４４、およびモールド層６０を基本として構成される。
【００２１】
ＲＦＩＣ４０は、半導体層に形成された高周波用の集積回路素子である。受動素子チップ１２は、ＲＦＩＣ４０のインピーダンスマッチングに用いられるインダクタ２４とキャパシタ３２との双方を備えた素子チップである。なお、本実施形態に係る受動素子チップ１２は、その平面サイズ（ダイサイズ）をＲＦＩＣ４０の能動面の平面サイズよりも一回り小さく構成することで、ＲＦＩＣ４０の能動面に搭載することを可能とした。以下、受動素子チップ１２の具体的な構成について説明する。
【００２２】
受動素子チップ１２は、素子基板１４とキャパシタ３２、およびインダクタ２４を基本として構成される。素子基板１４は、Ｓｉやガラス、石英、および水晶などの半導体や絶縁体で構成されたベアな材料であると良い。なお、素子基板１４を半導体で構成することによれば、詳細を後述するインダクタ２４から生ずる磁界を遮蔽するシールド効果を得ることができ、ＲＦＩＣ４０との間におけるアイソレーション特性を向上させることができる。
【００２３】
キャパシタ３２、およびインダクタ２４は、上述した素子基板１４の一方の主面に積層形成された第１絶縁層１６と下層金属パターン１８、第２絶縁層２０、および上層金属パターン３０により構成される。
第１絶縁層１６は、素子基板１４の一方の主面に設けられる。第１絶縁層１６は、ポリイミド系の樹脂などにより構成された絶縁膜である。
【００２４】
下層金属パターン１８は、第１絶縁層１６の上面に設けられる。下層金属パターン１８は、例えば、シード層、配線層、およびメッキ層から構成される。なお、図面には、説明を簡単化するために、下層金属パターン１８を１つの層で示している。また、各層はＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、およびＴｉ−Ｗ、Ｔｉ−Ｎ等のチタン系合金等の導電性材料の単体又は複合材料により構成される。一例として、シード層をＴｉ−Ｗ、配線層をＣｕ、メッキ層をＣｕにより構成するものを挙げることができる。
【００２５】
下層金属パターン１８は、基本的にはキャパシタ３２の下部電極を構成する金属パターンであるが、詳細を後述する上層金属パターン３０により構成されるインダクタ２４の下部にまで延設されているベタなパターンである。このような構成とすることで、延設された金属パターンは、インダクタ２４から生ずる磁界を遮蔽するシールド効果を持つこととなる。このため、受動素子チップ１２をＲＦＩＣ４０の能動面に搭載した場合であっても、ＲＦＩＣ４０との間におけるアイソレーション特性を向上させることができる。
【００２６】
第２絶縁層２０は、下層金属パターン１８の上面に設けられる。第２絶縁層２０は第１絶縁層１６と同様に、ポリイミドなどの樹脂により構成された絶縁膜であり、詳細を後述する上層金属パターン３０により構成されるキャパシタ３２の上部電極２６やインダクタ２４と、上述した下層金属パターン１８との短絡を防止する役割を果たす。
【００２７】
上層金属パターン３０は、第２絶縁層２０の上面に設けられる。上層金属パターン３０も、上述した下層金属パターン１８と同様に、シード層、配線層、およびメッキ層から構成すると良い（図面中では１層で上層金属パターン３０を示す）。また、上層金属パターン３０を構成する材料も、下層金属パターン１８と同様で良く、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、およびＴｉ−Ｗ、Ｔｉ−Ｎ等のチタン系合金等の導電性材料の単体又は複合材料により構成すれば良い。一例として、シード層をＴｉ−Ｗ、配線層をＣｕ、メッキ層をＣｕにより構成するものを挙げることができる。
【００２８】
上層金属パターン３０は、キャパシタ３２の上部電極２６とインダクタ２４を構成する。また、本実施形態においては、上層金属パターン３０により、キャパシタ３２の下部電極を構成する下部電極に接続される端子２８が形成される。キャパシタ３２の上部電極２６を構成する上層金属パターン３０は、ベタなパターンである。一方、インダクタ２４を構成する上層金属パターン３０は、平面形態をスパイラル状としたパターンである。インダクタ２４を構成するスパイラル状の金属パターンの両端部には、信号の入出力のための端子２５ａ，２５ｂが設けられる。また、キャパシタ３２の下部電極を構成する下層金属パターン１８の端子４８ａは、スルーホール２２などを介して下層金属パターン１８と電気的に接続されている。
【００２９】
上層金属パターン３０の上面には、保護膜としての第３絶縁層３４が設けられる。第３絶縁層３４も、第１、第２絶縁層１６，２０と同様にポリイミドなどの樹脂で構成することができる。第３絶縁層３４には、上層金属パターン３０の一部を露出させる複数の開口部３６が設けられている。開口部３６は、インダクタ２４の端子２５ａ，２５ｂに該当する部位や、キャパシタ３２の下部電極に接続された端子２８に相当する部位、およびキャパシタ３２の上部電極２６の一部を露出させる部位に設けられる。
【００３０】
リードフレーム４４は、受動素子チップ１２を実装するＲＦＩＣ４０を支持するフレーム兼外部電極としての役割を担う金属プレートである。リードフレーム４４は、ベース４６とリード電極４８とより成る。ベース４６は、上述したＲＦＩＣ４０を搭載するための台座である。リード電極４８は、一方の端部４８ａを詳細を後述するモールド層６０の内部に配置してＲＦＩＣ４０や受動素子チップ１２と電気的導通を図り、他方の端部４８ｂをモールド層６０の外部へ突設させることで、外部電極としての役割を担うプレートである。なお、リード電極４８における外部突出部分は、モールド層６０形成後に所望する形態へと折り曲げ形成される。
【００３１】
モールド層６０は、上述したＲＦＩＣ４０や受動素子チップ１２、およびリードフレーム４４におけるベース４６やリード電極４８の一部を覆う保護層である。モールド層６０は、絶縁性の樹脂により構成すれば良く、例えばエポキシ系樹脂などで形成すれば良い。
【００３２】
このような基本構成を有する無線通信デバイス１０では、ＲＦＩＣ４０の能動面に形成されたパッド４２と受動素子チップ１２の上面に形成された端子２５ａ，２５ｂ，２８、キャパシタ３２の上部電極２６およびリード電極４８の一方の端部４８ａとは、それぞれ必要に応じてワイヤ５０を介して電気的に接続されている。
【００３３】
このような構成を有する無線通信デバイス１０によれば、インダクタ２４やキャパシタ３２といったインピーダンスマッチング用の受動素子を含む高周波回路をワンチップ化することができる。また、ＲＦＩＣ４０の上層に配置したインダクタ２４から生ずる磁界をインダクタ２４とＲＦＩＣ４０との間に配置したキャパシタ３２の下部電極を構成する下層金属パターン１８により遮蔽するため、ＲＦＩＣ４０とインダクタ２４との間のアイソレーション特性を向上させることができる。さらに、インダクタ２４から生ずる磁界を遮蔽する金属パターンは、キャパシタ３２の下部電極を構成する金属パターンと同じ層に同一パターンとして形成されるため、従来の積層型の受動素子に比べ、工程数を減らすことができ、量産性の向上を図ることができる。
【００３４】
次に、本実施形態に係る無線通信デバイスの製造方法について図５を参照して説明する。
まず、受動素子チップ１２の製造工程について説明する。最初に、素子基板１４上にパッシベーション膜としての第１絶縁層１６を形成する。第１絶縁層１６の形成は、スピンオフやスクリーン印刷、インクジェット方式などにより樹脂膜を形成すれば良い（ステップ１：第１絶縁層形成工程）。次に、第１絶縁層１６の上面に下層金属パターン１８を形成する。下層金属パターン１８の形成は、フォトリソグラフィの方式を利用したマスクの形成と、このマスクを利用したエッチングによる金属パターンの形状形成を行うようにすれば良い（ステップ２：下層金属パターン形成工程）。
【００３５】
次に、下層金属パターン１８の上面に第２絶縁層２０を形成する。第２絶縁層２０の形成も、上述した第１絶縁層１６の形成と同様に、スピンオフやスクリーン印刷、およびインクジェットなどの手法を用いれば良い。ここで、下層金属パターン１８は、上層金属パターン３０に形成する端子２８（キャパシタ３２における下部電極用端子）との間で電気的導通を図る必要がある。このため、第２絶縁層２０には、端子２８の下部に相当する位置に開口部を設け、導電性部材を充填したスルーホール２２を形成する（ステップ３：第２絶縁層形成工程）。
【００３６】
第２絶縁層２０の上面には、上層金属パターン３０により、スパイラル状のインダクタ２４と、キャパシタ３２を構成する上部電極２６、及び端子２８を形成する。その手順としてはまず、第２絶縁層２０の上面全面に金属パターンを形成する。次に、金属パターンをレジスト膜で被覆し、フォトリソグラフィの方式を利用して、レジスト膜の形状形成を行い、所望する形状のマスクを得る。レジスト膜によるマスクの形成終了後、マスクを利用して金属パターンをエッチングし、インダクタ２４と上部電極２６、及びキャパシタ３２の下部電極用の端子２８の形状を得る（ステップ４：上層金属パターン形成工程）。
【００３７】
上層金属パターン３０により形成したインダクタ２４と上部電極２６、及び端子２８の上面に保護膜としての第３絶縁層３４を形成する。第３絶縁層３４の形成も、第１、第２絶縁層１６，２０の形成と同様な手法を用いれば良い。第３絶縁層３４では、インダクタ２４、及びキャパシタ３２と外部との電気的導通が図れるように、インダクタ２４を構成する端子２５ａ，２５ｂ、およびキャパシタ３２の上部電極２６の一部、並びにキャパシタ３２の下部電極（下層金属パターン１８）に接続された端子２８を露出させるための開口部３６を形成する（ステップ５：第３絶縁層形成工程）。このような方法により受動素子チップ１２を製造することで、工程数を増やすことなくインダクタ２４から素子基板１４側へ向かって生ずる磁界を遮蔽することのできる受動素子チップ１２を製造することができる。
【００３８】
次に、第３絶縁層３４の形成を終えて完成した受動素子チップ１２を、高周波回路が形成されたＩＣ（ＲＦＩＣ４０）に搭載する。ＲＦＩＣ４０に対する受動素子チップ１２の搭載には、接着剤（不図示）を用いる。なお、接着面が非能動面であることより、ここで用いる接着剤は、導電性のものであっても、非導電性のものであっても良い（ステップ６：受動素子チップ搭載工程）。
【００３９】
次に、受動素子チップ１２を搭載したＲＦＩＣ４０を、リードフレーム４４におけるベース４６に搭載する。ベース４６に対するＲＦＩＣ４０の搭載も、ＲＦＩＣ４０に対する受動素子チップ１２の搭載と同様に、接着剤（不図示）により行う。ここでの接着面も非能動面であることより、接着剤の性質は、導電性であっても、非導電性であっても良い（ステップ７：ＲＦＩＣ搭載工程）。
【００４０】
受動素子チップ１２を搭載したＲＦＩＣ４０をリードフレーム４４に搭載した後、受動素子チップ１２の端子２５ａ，２５ｂ，２８や上部電極２６の一部とＲＦＩＣ４０のパッド４２、およびリードフレーム４４のリード電極４８間における電気的接続を行う。電気的接続は、端子２５ａ，２５ｂ，２８、上部電極２６、パッド４２、およびリード電極４８の一方の端部４８ａを適宜金属のワイヤ５０により接続することで行う（ステップ８：ボンディング工程）。
【００４１】
ボンディング工程終了後、リードフレーム４４を型枠に挟み込み、ベース４６、ＲＦＩＣ４０、受動素子チップ１２、リード電極４８の一方の端部４８ａ、およびワイヤ５０を樹脂により被覆し、モールド層６０を形成する（ステップ９：モールド工程）。モールド工程の後、リードフレーム４４を個別に切断し、モールド層６０から突出しているリード電極４８を所望する形状に屈曲形成することで、無線通信デバイス１０が完成する（ステップ１０：個片化工程）。
【００４２】
次に、本実施形態に係る無線通信デバイスの変形例について説明する。まず、図６を参照して、第１の変形例について説明する。図６は、第１の変形例に係る無線通信デバイスを構成する受動素子チップの上層金属パターン３０と下層金属パターン１８ａの形態を示す図である。図６を参照すると判るように、上層金属パターン３０の形態は、インダクタ２４、キャパシタ３２の上部電極２６、および端子２８を備え、上述した基本形態と同様である。これに対し、下層金属パターン１８ａは、キャパシタ３２の下部電極を構成する領域１８ａ１と、インダクタ２４の下部に位置する領域１８ａ２との間に切れ込み１９を設けた点が相違する。下層金属パターン１８ａをこのような形態とした場合であっても、キャパシタ３２の下部電極を構成する領域１８ａ１とインダクタ２４の下部に位置する領域１８ａ２とが一部で接続されているため、１枚の金属膜とみなすことができる。また、下層金属パターン１８ａをこのような形態とした場合であっても、上記基本形態と同様な作用、効果を得ることができる。
【００４３】
次に、図７を参照して、第２の変形例について説明する。図７は、第２の変形例に係る無線通信デバイスを構成する受動素子チップの上層金属パターン３０と下層金属パターン１８ｂの形態を示す図である。本変形例においても上述した第１の変形例と同様に、上層金属パターン３０については上記基本形態と同様である。これに対し下層金属パターン１８ｂは、インダクタ２４の下部に位置する領域１８ｂ２を網目状に形成している。ここで、網目を構成する金属パターンの線幅は、１〜１０μｍ、各線の間隔は１０〜１００μｍ程度とすると良い。このような構成とすることによっても、無線通信の信号に起因してインダクタ２４から生ずる磁界を遮蔽する効果を得ることができる。また、このような構成とすることによれば、インダクタ２４の下部に位置する領域１８ｂ２の金属パターンの面積の割合を減らすことができる。このため、キャパシタ３２の下部電極を構成する領域１８ｂ１の面積を確保しつつ、磁界遮蔽部分においては寄生容量の増加を抑制することができる。また、その他の作用、効果については、上記基本形態と同様な作用、効果を得ることができる。
【００４４】
次に、図８を参照して、第３の変形例について説明する。図８は、第３の変形例に係る無線通信デバイスを構成する受動素子チップの上層金属パターン３０ａと下層金属パターン１８の形態を示す図である。本変形例では、上記第１、第２の変形例とは異なり、下層金属パターン１８は基本形態と同様なベタなパターンとし、上層金属パターン３０ａを異なる形態とした。具体的には、上層金属パターン３０ａに形成するインダクタ２４やキャパシタ３２の上部電極２６をそれぞれ複数（実質的には電気的に接続されているため１つとみなされる）の金属パターンで形成している。具体的には、インダクタ２４は、金属パターン２４ａと金属パターン２５ｂにより構成している。また、上部電極２６は、金属パターン２６ａと金属パターン２６ｂにより構成している。このような上層金属パターン３０ａをこのような形態とした場合であっても、上記基本形態と同様な作用、効果を得ることができる。
【００４５】
さらに、図９を参照して、第４の変形例について説明する。図９は、第４の変形例を構成する受動素子チップ１２ａの正面断面構造を示す図である。上記基本形態では、インダクタ２４とキャパシタ３２の上部電極２６とを同一層の金属パターン（上層金属パターン３０）により並列（横並び）に配置し、下層金属パターン１８によりキャパシタ３２の下部電極とインダクタ２４の磁界遮蔽部を形成していた。これに対し本変形例では、素子基板１４の一方の面に第１絶縁層１６を形成し、その上面にキャパシタ３２の下部電極となる下層金属パターン１８ｃを形成している。そして、下層金属パターン１８ｃの上面には第２絶縁層２０を形成し、その上面にキャパシタ３２の上部電極となる中層金属パターン２１を形成している。さらに中層金属パターン２１の上面に第３絶縁層３４ａを形成し、その上面にインダクタを構成する上層金属パターン３０ｂを形成し、これを覆う保護膜としての第４絶縁層３７を有する。
【００４６】
このように本変形例では、金属パターンを１層増やすことで、インダクタ（インダクタを構成する上層金属パターン３０ｂと素子基板１４との間にキャパシタ３２の上部電極を構成する中層金属パターン２１と下部電極を構成する下層金属パターン１８ｃの双方を設ける構成としている。このような構成とすることによれば、インダクタと素子基板１４との間に配置される金属パターンの層が増えることとなり、インダクタから生ずる磁界の遮蔽効果を高めることができる。また、横並びに配置していたインダクタとキャパシタとを積層配置することで、受動素子チップのダイサイズを縮小することができる。
【００４７】
次に、上記のような構成を備えた無線通信デバイスを搭載した無線通信機器について、図１０を参照して説明する。図１０に示す例は、インクジェットプリンター１００の制御系の構成を示すブロック図である。
インクジェットプリンター１００は、公知のマイコン制御回路からなる記録制御部１１０を備えており、この記録制御部１１０により制御される。記録制御部１１０は、システムバスで接続されたＲＯＭ１１４、ＲＡＭ１１２、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）１１８、ＣＰＵ１２０、および不揮発性メモリー１１６等のシステムデバイスを備えている。また、記録制御部１１０は、制御デバイスとして、ヘッドドライバー１２２、ＣＲモータードライバー１２４、およびＰＦモータードライバー１２６を備えている。
【００４８】
ＲＯＭ１１４には、ＣＰＵ１２０によるインクジェットプリンター１００の制御に必要な記録制御プログラム（ファームウェア）等が格納されている。ＲＡＭ１１２は、ＣＰＵ１２０の作業領域や記録データ等の格納領域として用いられる。ＣＰＵ１２０は、インクジェットプリンター１００の記録制御を実行するための演算処理やその他の必要な演算処理を行う。また、不揮発性メモリー１１６には、記録制御プログラムの処理に必要な各種データ等が記憶されている。
【００４９】
ＡＳＩＣ１１８は、各ドライバーを介して記録ヘッド１３２、ＣＲモーター１３４、ＰＦモーター１３６を駆動制御する。記録ヘッド１３２は、記録紙にインクを噴射してドットを形成する部位であり、ＣＲモーター１３４は、記録ヘッド１３２を移動させるキャリッジ（不図示）を駆動させるモーターである。また、ＰＦモーター１３６は、記録紙を搬送するためのローラー（不図示）を駆動させるモーターである。
【００５０】
さらに、インクジェットプリンター１００は、ハードディスクドライブ１２８と無線通信モジュール１３０を備えている。ハードディスクドライブ１２８は、主に画像データを保存するための外部記憶装置であり、ＡＳＩＣ１１８が備えるドライブ制御回路により制御される。無線通信モジュール１３０は、本発明に係る無線通信デバイス１０を含むモジュールであり、ＡＳＩＣ１１８が備える通信制御回路により制御され、画像データの取得や出力を成す。
【符号の説明】
【００５１】
１０………無線通信デバイス、１２………受動素子チップ、１４………素子基板、１６………第１絶縁層、１８………下層金属パターン、２０………第２絶縁層、２２………スルーホール、２４………インダクタ、２６………上部電極、２８………端子、３０………上層金属パターン、３２………キャパシタ、３４………第３絶縁層、３６………開口部、４０………ＲＦＩＣ、４２………パッド、４４………リードフレーム、４６………ベース、４８………リード電極、６０………モールド層、１００………インクジェットプリンター。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波回路を構成する集積回路と、
キャパシタ及びインダクタを有し、インダクタとが積層配置され、前記キャパシタの少なくとも一部が前記集積回路と前記インダクタとの間に位置するようにして前記集積回路に対して積層して実装される受動素子チップと、を備えることを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信デバイスであって、
前記受動素子チップは、前記キャパシタの上部電極を構成する金属パターンと前記インダクタを構成する金属パターンとを横並びに備え、前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンを前記インダクタを構成する金属パターンの下部にまで延設したことを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信デバイスであって、
前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンのうち、前記上部電極を構成する金属パターンの下部に位置する部分と前記インダクタを構成する金属パターンの下部に位置する部分とを接続する金属パターンに切れ込みを設けたことを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の無線通信デバイスであって、
前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンのうちの前記インダクタを構成する金属パターンの下部に位置する金属パターンを網目状に形成したことを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項５】
素子基板上に第１絶縁層を形成する第１絶縁層形成工程と、
前記第１絶縁層の上面に、キャパシタの下部電極を構成する下層金属パターンを形成する下層金属パターン形成工程と、
前記下層金属パターンの上面に、第２絶縁層を形成する第２絶縁層形成工程と、
前記第２絶縁層の上面であって前記下層金属パターンに重なる位置に、前記キャパシタの上部電極とインダクタを構成する上層金属パターンを形成する上層金属パターン形成工程と、
を有する受動素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信デバイスを搭載したことを特徴とする無線通信機器。
【請求項１】
高周波回路を構成する集積回路と、
キャパシタ及びインダクタを有し、インダクタとが積層配置され、前記キャパシタの少なくとも一部が前記集積回路と前記インダクタとの間に位置するようにして前記集積回路に対して積層して実装される受動素子チップと、を備えることを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の無線通信デバイスであって、
前記受動素子チップは、前記キャパシタの上部電極を構成する金属パターンと前記インダクタを構成する金属パターンとを横並びに備え、前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンを前記インダクタを構成する金属パターンの下部にまで延設したことを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項３】
請求項２に記載の無線通信デバイスであって、
前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンのうち、前記上部電極を構成する金属パターンの下部に位置する部分と前記インダクタを構成する金属パターンの下部に位置する部分とを接続する金属パターンに切れ込みを設けたことを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の無線通信デバイスであって、
前記キャパシタの下部電極を構成する金属パターンのうちの前記インダクタを構成する金属パターンの下部に位置する金属パターンを網目状に形成したことを特徴とする無線通信デバイス。
【請求項５】
素子基板上に第１絶縁層を形成する第１絶縁層形成工程と、
前記第１絶縁層の上面に、キャパシタの下部電極を構成する下層金属パターンを形成する下層金属パターン形成工程と、
前記下層金属パターンの上面に、第２絶縁層を形成する第２絶縁層形成工程と、
前記第２絶縁層の上面であって前記下層金属パターンに重なる位置に、前記キャパシタの上部電極とインダクタを構成する上層金属パターンを形成する上層金属パターン形成工程と、
を有する受動素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線通信デバイスを搭載したことを特徴とする無線通信機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１９５８７０（Ｐ２０１２−１９５８７０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５９７９６（Ｐ２０１１−５９７９６）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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