JP2008072243A - 無線ｉｃデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】小型かつフィルム形状でありながら複数の周波数帯に対応することができる無線ＩＣデバイスを得る。
【解決手段】共振周波数の異なる電磁結合モジュール１Ａ，１Ｂを搭載した放射板５１を備えた無線ＩＣデバイス。電磁結合モジュール１Ａ，１Ｂは、無線ＩＣチップ５と所定の共振周波数を有する共振回路を含む給電回路を設けた給電回路基板１０とで構成されている。電磁結合モジュール１Ａ，１Ｂを放射板５１と電磁結合させ、放射板５１を電磁結合モジュール１Ａ，１Ｂのアンテナ放射板として用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線ＩＣデバイス、特に、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)システムに用いられる無線ＩＣデバイスに関する。

近年、物品の管理システムとして、誘導電磁界を発生するリーダライタと物品に付された所定の情報を記憶した無線タグ（以下、無線ＩＣデバイスと称する）とを無接触方式で通信し、情報を伝達するＲＦＩＤシステムが開発されている。ＲＦＩＤシステムに使用される無線ＩＣデバイスとしては、例えば、特許文献１，２に記載のものが知られている。

複数の周波数に対応するために、特許文献１には、誘電体シート上に導電性パターンで形成された９００ＭＨｚ帯で共振する折り返しダイポールアンテナに、誘電体シートを挟んだ折り返しダイポールアンテナの反対側に導電性パターンにより形成された２．４ＧＨｚ帯に共振する半波長の無給電素子を配置し、二つの周波数帯に対しインピーダンス整合を果たすことにより、二つの周波数帯で動作する無線ＩＣデバイスが記載されている。

また、特許文献２には、基板に形成されたアンテナとＩＣチップで構成される無線ＩＣデバイスにおいて、アンテナを、ほぼ１／２波長の長さのライン形状で、その中央部にて給電を受ける第１の導体部と、該第１の導体部の間にて、ほぼ直角方向に出た第２の導体と第３の導体とで形成することで、２．４ＧＨｚ帯と５．８ＧＨｚ帯に対応できる無線ＩＣデバイスが記載されている。

しかしながら、前記いずれの無線ＩＣデバイスにおいても、二つの周波数帯で動作するためにアンテナが複雑な構造になり、生産コストが上昇するとともに、アンテナの形状が大きくなるので、無線ＩＣデバイス自体が大型化するという問題点を有していた。さらに、三つ以上の周波数帯を共用できるアンテナを形成することは、形状的にさらに複雑になって大型化し、フィルム形状の無線ＩＣデバイスを実現することは困難であった。
特開２００５−２３６４６８号公報 特開２００４−２９５２９７号公報

そこで、本発明の目的は、小型かつフィルム形状でありながら複数の周波数帯に対応することができる無線ＩＣデバイスを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、
共振周波数の異なる複数の電磁結合モジュールと、該複数の電磁結合モジュールが搭載されている放射板と、を備え、
前記電磁結合モジュールは、無線ＩＣチップと該無線ＩＣチップに接続された給電回路を有する給電回路基板とで構成されていること、
を特徴とする。

本発明に係る無線ＩＣデバイスにおいて、無線ＩＣチップと給電回路基板とで構成された複数の電磁結合モジュールはそれぞれ放射板と電磁結合されている。放射板から放射する送信信号の周波数及び無線ＩＣチップに供給する受信信号の周波数は、それぞれの電磁結合モジュールを構成する給電回路基板の共振周波数で実質的に決まる。実質的に決まるとは、給電回路基板と放射板との位置関係などで周波数が微少にずれることがあることによる。つまり、それぞれの電磁結合モジュールにおける送受信信号の周波数は、放射板の形状やサイズ、配置関係などによらず、各給電回路基板の共振周波数で決まるため、放射板を任意の形状、サイズに設定することができ、複数の周波数帯に対応しつつ小型でフィルム形状を保持することが可能である。

本発明に係る無線ＩＣデバイスにおいて、放射板は金属材（非磁性の導電体、誘電体を含む）であってもよく、あるいは、非磁性体層と磁性体層とで構成されていてもよい。非磁性金属材からなる放射板は給電回路基板と電磁結合し、無線ＩＣチップと送受信信号を交換する。放射板が非磁性体層と磁性体層とで構成されていれば、磁性体層で高周波信号の放射が遮られ、信号の放射範囲が限定され、効率的な放射が可能となる。非磁性体層を電磁結合モジュールを搭載する側に配置すれば、電磁結合モジュールと放射板との電磁結合が向上する。

また、放射板は複数の電磁結合モジュールのうち少なくとも一つと接しないように電磁結合モジュールの周囲に環状の空隙を有していてもよい。

また、給電回路基板はインダクタンス素子を含む給電回路を備えていてもよく、この給電回路はインダクタンス素子を含む複数の共振回路を備えていてもよい。給電回路を複数の共振回路で構成すれば、無線ＩＣチップと給電回路とのインピーダンスマッチングと、給電回路と放射板とのインピーダンスマッチングとを広い周波数帯域で良好にとることができる。また、複数の共振回路はインダクタンス素子とキャパシタンス素子とで構成することができる。

また、給電回路基板は複数の非磁性体層又は磁性体層を積層してなる多層基板であり、キャパシタンス素子とインダクタンス素子は多層基板の表面及び／又は内部に形成されていてもよい。さらに、共振回路はコイル状電極で形成されたインダクタンス素子を含んでいてもよい。インダクタンス素子をコイル状電極で形成することで、放射板との電磁結合が向上する。

本発明によれば、共振周波数の異なる複数の電磁結合モジュールを放射板に電磁結合させたため、一つの放射板を共用して複数の周波数帯での信号を送受信することができ、小型かつフィルム形状の無線ＩＣデバイスを得ることができる。

以下、本発明に係る無線ＩＣデバイスの実施例について添付図面を参照して説明する。

（無線ＩＣデバイスの第１及び第２実施例、図１〜図５参照）
本発明に係る無線ＩＣデバイスの第１実施例を図１及び図２に、第１実施例の変形例を図３に、第２実施例を図４及び図５示す。図１及び図４は無線ＩＣデバイスの平面状態を示し、図２は図１のＡ−Ａ断面を示し、図５は図４のＢ−Ｂ断面を示している。

これらの無線ＩＣデバイスは、共振周波数の異なる複数の電磁結合モジュール１Ａ，１Ｂを放射板５１上に接着して搭載したものである。電磁結合モジュール１Ａは例えば１３．５ＭＨｚ帯の周波数で動作するものであり、電磁結合モジュール１Ｂは例えば９００ＭＨｚ帯の周波数で動作するものである。

放射板５１は、図１と図２に示す第１実施例では、アルミ箔や銅箔などの非磁性体金属材からなる長尺体、即ち、両端開放型のフィルム状の金属板であり、ＰＥＴなどの絶縁性のフレキシブルな樹脂フィルム５０上に設けられている。また、放射板５１は、図３に示す第１実施例の変形例や図４及び図５に示す第２実施例では、アルミ箔や銅箔などからなる非磁性体層５１ａとＮｉなどの磁性金属材からなる磁性体層５１ｂとを積層した両端開放型として構成されている。

電磁結合モジュール１Ａ，１Ｂは、概略、ＲＦＩＤシステムに用いられる周知の無線ＩＣチップ５と、所定の共振周波数を有する共振回路を含む給電回路を設けた給電回路基板１０（詳細は以下に説明する）とで構成されている。無線ＩＣチップ５は給電回路基板１０の表面に接着して搭載されており、給電回路基板１０の裏面（無線ＩＣチップ５が実装されていない面）が放射板５１に対向している。

無線ＩＣチップ５は、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路を含み、必要な情報がメモリされており、給電回路基板１０に内蔵された給電回路と直接的に接続されている。

給電回路は、所定の周波数を有する送信信号を放射板５１に供給するための回路であるとともに、放射板５１で受けた信号から所定の周波数を有する受信信号を選択し、無線ＩＣチップ５に供給するための回路であり、送受信信号の周波数で共振する共振回路を備えている。

前記無線ＩＣデバイスの動作の概略を説明すると、１３．５ＭＨｚ帯の高周波信号で電磁結合モジュール１Ａの給電回路基板１０内の給電回路が動作し、無線ＩＣチップ５とで信号を交換する。また、９００ＭＨｚ帯の高周波信号で電磁結合モジュール１Ｂの給電回路基板１０内の給電回路が動作し、無線ＩＣチップ５とで信号を交換する。第１実施例においては、放射板５１が非磁性体であるため、全ての方向に高周波信号が放射される。一方、第１実施例の変形例及び第２実施例においては、放射板５１に磁性体層５１ｂを備えているため、高周波信号は磁性体層５１ｂで遮られ、高周波信号は電磁結合モジュール１Ａ，１Ｂを搭載した面側のみに放射され、放射効率が向上する。

また、第１実施例の変形例において、１３．５ＭＨｚ帯で動作する電磁結合モジュール１Ａは、給電回路基板１０で発生した磁界により非磁性体層５１ａと磁性体層５１ｂにも磁界が発生し、その磁界に伴う高周波信号が放射される。本変形例のように磁性体層５１ｂを備えることにより、第１実施例よりも強い磁界を発生させることができ、その磁界に伴う高周波信号の放射量を増加させることができる。これにより、無線ＩＣデバイスの通信距離を長くすることができる。９００ＭＨｚ帯で動作する電磁結合モジュール１Ｂは、表皮効果により給電回路基板１０から非磁性体層５１ａに主たる磁界が発生し、その磁界により非磁性体層５１ａに高周波信号が発生し、放射される。

また、第２実施例において、図４及び図５に示すように１３．５ＭＨｚ帯で動作する電磁結合モジュール１Ａは、放射板５１に設けた空隙５２内に配置され、樹脂フィルム５０上に接着されている。このように電磁結合モジュール１Ａを放射板５１と接しないように環状の空隙５２を有するように配置しても、給電回路基板１０で発生した磁界により電磁結合モジュール１Ａの周囲の磁性体層５１ｂに磁界が発生し、磁性体層５１ｂにモジュール１Ａを周回する電流が流れて第１実施例よりも強い磁界が発生する。９００ＭＨｚ帯で動作する電磁結合モジュール１Ｂは、第１実施例の変形例と同様に給電回路基板１０から非磁性体層５１ａに主たる磁界が発生し、その磁界により非磁性体層５１ａに高周波信号が発生し、放射される。

なお、図４及び図５においては、１３．５ＭＨｚ帯で動作する電磁結合モジュール１Ａのみを放射板５１を部分的に除去した樹脂フィルム５０上に直接接着して搭載しているが、９００ＭＨｚ帯で動作する電磁結合モジュール１Ｂのみを放射板５１を部分的に除去した樹脂フィルム５０上に直接接着して搭載してもよい。さらに、電磁結合モジュール１Ａ，１Ｂの両方を樹脂フィルム５０上に直接接着して搭載してもよい。

（電磁結合モジュールの接続形態、図６参照）
図６の斜視図に、電磁結合モジュール１Ａ，１Ｂにおける無線ＩＣチップ５と給電回路基板１０との接続形態を示す。図６（Ａ）は無線ＩＣチップ５の裏面及び給電回路基板１０の表面に、それぞれ、入出力端子７ａ，１７ａを設けたものである。図６（Ｂ）は他の接続形態を示し、無線ＩＣチップ５の裏面及び給電回路基板１０の表面に、それぞれ、入出力端子７ａ，１７ａに加えて、グランド端子７ｂ，１７ｂを設けたものである。但し、給電回路基板１０のグランド端子１７ｂは終端しており、給電回路基板１０の他の素子に接続されているわけではない。

（給電回路基板の第１例、図７〜図１０参照）
ここで、９００ＭＨｚ帯の高周波信号で動作する電磁結合モジュール１Ｂの給電回路基板１０の詳細な構成を説明する。この給電回路基板１０において、図７に等価回路として示すように、給電回路１６は互いに磁界結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を備え、インダクタンス素子Ｌ１はキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂを介して無線ＩＣチップ５と接続する給電端子１９ａ，１９ｂ（図６（Ａ）の入出力端子１７ａ，１７ａに相当する）に接続され、かつ、インダクタンス素子Ｌ１はインダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂを介して並列に接続されている。換言すれば、給電回路１６は、インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂとからなるＬＣ直列共振回路と、インダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂとからなるＬＣ直列共振回路を含んで構成されており、各共振回路は図７のＭで示される相互インダクタンスによって結合されている。そして、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の双方が前記放射板５１と磁気的に結合している。

給電回路基板１０は、詳しくは、図８に一例として示すように、誘電体からなるセラミックシート４１ａ〜４１ｉを積層、圧着、焼成したものである。即ち、シート４１ａには給電端子１９ａ，１９ｂとビアホール導体４９ａ，４９ｂが形成され、シート４１ｂにはキャパシタ電極４２ａ，４２ｂが形成され、シート４１ｃにはキャパシタ電極４３ａ，４３ｂとビアホール導体４９ｃ，４９ｄが形成され、シート４１ｄにはキャパシタ電極４４ａ，４４ｂとビアホール導体４９ｃ，４９ｄ，４９ｅ，４９ｆが形成されている。

さらに、シート４１ｅには接続用導体パターン４５ａ，４５ｂ，４５ｃとビアホール導体４９ｄ，４９ｇ，４９ｈ，４９ｉが形成されている。シート４１ｆには導体パターン４６ａ，４７ａとビアホール導体４９ｇ，４９ｉ，４９ｊ，４９ｋが形成されている。シート４１ｇには導体パターン４６ｂ，４７ｂとビアホール導体４９ｇ，４９ｉ，４９ｊ，４９ｋが形成されている。シート４１ｈには導体パターン４６ｃ，４７ｃとビアホール導体４９ｇ，４９ｉ，４９ｊ，４９ｋが形成されている。さらに、シート４１ｉには導体パターン４６ｄ，４７ｄが形成されている。

以上のシート４１ａ〜４１ｉを積層することにより、導体パターン４６ａ〜４６ｄがビアホール導体４９ｊを介して接続されてインダクタンス素子Ｌ１が形成され、導体パターン４７ａ〜４７ｄがビアホール導体４９ｋを介して接続されてインダクタンス素子Ｌ２が形成される。キャパシタンス素子Ｃ１ａは電極４２ａ，４３ａで構成され、キャパシタンス素子Ｃ１ｂは電極４２ｂ，４３ｂで構成される。また、キャパシタンス素子Ｃ２ａは電極４３ａ，４４ａで構成され、キャパシタンス素子Ｃ２ｂは電極４３ｂ，４４ｂで構成される。

そして、インダクタンス素子Ｌ１はその一端がビアホール導体４９ｇ、接続用導体パターン４５ｃ、ビアホール導体４９ｃを介してキャパシタ電極４３ａに接続され、その他端がビアホール導体４９ｄを介してキャパシタ電極４３ｂに接続される。インダクタンス素子Ｌ２はその一端がビアホール導体４９ｉ、接続用導体パターン４５ａ、ビアホール導体４９ｅを介してキャパシタ電極４４ａに接続され、その他端がビアホール導体４９ｈ、接続用導体パターン４５ｂ、ビアホール導体４９ｆを介してキャパシタ電極４４ｂに接続される。

また、給電端子１９ａはビアホール導体４９ａを介してキャパシタ電極４２ａと接続され、給電端子１９ｂはビアホール導体４９ｂを介してキャパシタ電極４２ｂと接続される。

以上の構成からなる給電回路基板１０においては、互いに磁気的に結合しているインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含むＬＣ直列共振回路が共振し、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２が放射素子として機能する。また、インダクタンス素子Ｌ２がキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂを介してインダクタンス素子Ｌ１に電磁的に結合することで、給電端子１９ａ，１９ｂに接続される無線ＩＣチップ５のインピーダンス（通常５０Ω）と空間のインピーダンス（３７７Ω）とのマッチング回路として機能する。

隣接するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の結合係数ｋは、ｋ²＝Ｍ²／（Ｌ１×Ｌ２）で表され、０．１以上が好ましく、この給電回路１６においては、約０．８９７５である。また、キャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ２ａ，Ｃ２ｂとインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とからなるＬＣ共振回路を集中定数型共振回路として構成しているため、積層タイプとして小型化することができる。さらに、給電端子１９ａ，１９ｂには、キャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂが介在されているため、低周波数のサージをカットすることができ、無線ＩＣチップ５をサージから保護することができる。

図７に示した等価回路に基づいて本発明者がシミュレーションした結果、給電回路基板１０の給電端子１９ａ−１９ｂ間においては、図９に示す反射特性を得ることができた。図９から明らかなように、中心周波数は９１５ＭＨｚであり、８５０〜９７０ＭＨｚの広帯域で−１０ｄＢ以上の反射特性が得られた。

また、図１０に給電回路基板１０のＸ−Ｙ平面での指向性（磁界強度）について示す。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は図８に示す矢印Ｘ，Ｙ，Ｚに対応する。

以上の構成からなる給電回路基板１０を備えた電磁結合モジュール１Ｂは、図示しないリーダライタから放射される高周波信号（例えば、９００ＭＨｚ帯）を放射板５１で受信し、放射板５１と主として磁気的に結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂからなるＬＣ直列共振回路及びインダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂからなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線ＩＣチップ５に供給する。一方、この受信信号から所定のエネルギーを取り出し、このエネルギーを駆動源として無線ＩＣチップ５にメモリされている情報を入力信号に反射変調を与え、給電回路１６にて所定の周波数に整合した後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２から、磁界結合を介して放射板５１に送信信号を伝え、放射板５１からリーダライタに送信する。

特に、本第１例では、反射特性が図９に示すように周波数帯域が広くなる。これは、給電回路１６を互いに高い結合度をもって磁気結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む複数のＬＣ共振回路にて構成したことに起因する。

また、電磁結合モジュール１Ｂにおいて、無線ＩＣチップ５は給電回路１６を内蔵した給電回路基板１０上に直接的に接続されており、給電回路基板１０はリジッドであるため、無線ＩＣチップ５を極めて精度よく位置決めして給電回路基板１０上に搭載することが可能である。しかも、給電回路基板１０はセラミック材料からなり、耐熱性を有するため、無線ＩＣチップ５を給電回路基板１０に半田付けすることができる。つまり、超音波接合法を用いないため、安価に実装でき、かつ、超音波接合時に加わる圧力で無線ＩＣチップ５が破損するおそれはなく、半田リフローによるセルフアライメント作用を利用することもできる。

また、給電回路１６においては、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ２ａ，Ｃ２ｂで構成された共振回路にて共振周波数特性が決定される。放射板５１から放射される信号の共振周波数は、給電回路１６の自己共振周波数に実質的に相当し、信号の最大利得は、給電回路１６のサイズ、形状、給電回路１６と放射板５１との距離及び媒質の少なくともいずれか一つで実質的に決定される。即ち、給電回路基板１０において、放射板５１から放射される信号の周波数は、共振回路（給電回路１６）の共振周波数によって実質的に決まるので、周波数特性に関しては、放射板５１の電気長などに実質的に依存しない。

なお、共振回路は無線ＩＣチップ５のインピーダンスと放射板５１のインピーダンスを整合させるためのマッチング回路を兼ねていてもよい。あるいは、給電回路基板１０は、インダクタンス素子やキャパシタンス素子で構成された、共振回路とは別に設けられたマッチング回路をさらに備えていてもよい。共振回路にマッチング回路の機能をも付加しようとすると、共振回路の設計が複雑になる傾向がある。共振回路とは別にマッチング回路を設ければ、共振回路、マッチング回路をそれぞれ独立して設計できる。

（給電回路基板の第２例、図１１及び図１２参照）
次に、１３．５ＭＨｚ帯の高周波信号で動作する電磁結合モジュール１Ａの給電回路基板１０の詳細な構成を説明する。この給電回路基板１０において、図１１に等価回路として示すように、給電回路１６は互いに磁界結合（符号Ｍで示す）するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を備え、インダクタンス素子Ｌ１は一端がキャパシタンス素子Ｃ１及び接続用電極１３１ａを介して無線ＩＣチップ５と接続されるとともに、キャパシタンス素子Ｃ２を介してインダクタンス素子Ｌ２の一端と接続されている。また、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の他端はそれぞれ接続用電極１３１ｂを介して無線ＩＣチップ５と接続されている。換言すれば、給電回路１６は、インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１とからなるＬＣ直列共振回路と、インダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２とからなるＬＣ直列共振回路を含んで構成されており、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の双方が前記放射板５１と磁気的に結合している。

給電回路基板１０は、詳しくは、図１２に一例として示すように、誘電体からなるセラミックシート１４１ａ〜１４１ｅを積層、圧着、焼成したものである。即ち、接続用電極１３１ａはビアホール導体１３２ａを介してキャパシタ電極１３３と接続され、キャパシタ電極１３３はキャパシタ電極１３４と対向してキャパシタンス素子Ｃ１を形成している。さらに、キャパシタ電極１３４はキャパシタ電極１３５と対向してキャパシタンス素子Ｃ２を形成している。接続用電極１３１ｂはビアホール導体１３２ｂを介して二股状に分岐した導体パターン１３６ａ，１３７ａと接続され、導体パターン１３６ａはビアホール導体１３２ｃを介して導体パターン１３６ｂと接続され、さらに、ビアホール導体１３２ｄを介して導体パターン１３６ｃと接続され、さらに、ビアホール導体１３２ｅを介して導体パターン１３６ｄと接続され、この導体パターン１３６ｄはビアホール導体１３２ｆを介してキャパシタ電極１３４と接続されている。

一方、導体パターン１３７ａはビアホール導体１３２ｇを介して導体パターン１３７ｂと接続され、さらに、ビアホール導体１３２ｈを介して導体パターン１３７ｃと接続され、さらに、ビアホール導体１３２ｉを介してキャパシタ電極１３５と接続されている。導体パターン１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃはインダクタンス素子Ｌ１を構成し、導体パターン１３７ａ，１３７ｂ，１３７ｃはインダクタンス素子Ｌ２を構成している。

なお、図１２において、簡略化のため、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する導体パターン１３６ａ〜１３６ｃ、１３７ａ〜１３７ｃは３層構成として図示しているが、実際にはそれ以上の多層にて構成されている。

以上の構成からなる給電回路基板１０の作用効果は、基本的に前記第１例と同様である。そして、この無線ＩＣデバイス１Ａは、図示しないリーダライタから放射される高周波信号（例えば、１３．５ＭＨｚ帯）を放射板５１で受信し、放射板５１と主として磁気的に結合している給電回路１６（インダクタンス素子Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１からなるＬＣ直列共振回路及びインダクタンス素子Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ２からなるＬＣ直列共振回路）を共振させ、所定の周波数帯の受信信号のみを無線ＩＣチップ５に供給する。一方、この受信信号から所定のエネルギーを取り出し、このエネルギーを駆動源として無線ＩＣチップ５にメモリされている情報を入力信号に反射変調を与え、給電回路１６にて所定の周波数に整合させた後、給電回路１６のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２から、磁界結合を介して放射板５１に送信信号を伝え、放射板５１からリーダライタに送信する。

特に、本第２例では、キャパシタ電極１３３，１３４，１３５及びインダクタ導体パターン１３６ａ〜１３６ｃ，１３７ａ〜１３７ｃは放射板５１に対して平行に隣接配置されている。それゆえ、インダクタ導体パターン１３６ａ〜１３６ｃ，１３７ａ〜１３７ｃによって形成される磁界がキャパシタ電極１３３，１３４，１３５によって遮られることがなく、インダクタ導体パターン１３６ａ〜１３６ｃ，１３７ａ〜１３７ｃからの放射特性が向上する。

（他の実施例）
なお、本発明に係る無線ＩＣデバイスは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

例えば、給電回路を構成する共振回路は、ＬＣ直列共振回路、ＬＣ並列共振回路など種々の回路構成を採用することができ、集中定数型であっても分布定数型であってもよい。また、一つの放射板と結合される電磁結合モジュールは３以上であってもよい。さらに、無線ＩＣチップに格納する情報やリーダライタを使用してその情報を利用する形態は任意である。

本発明に係る無線ＩＣデバイスの第１実施例を示す平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 第１実施例の変形例を示す断面図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第２実施例を示す平面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 無線ＩＣチップと給電回路基板との接続状態を示す斜視図である。 給電回路基板の第１例を示す等価回路図である。 前記第１例である給電回路基板を分解して示す平面図である。 前記第１例を備えた電磁結合モジュールの反射特性を示すグラフである。 前記第１例を備えた電磁結合モジュールの指向性を示すＸ−Ｙ平面のチャート図である。 給電回路基板の第２例を示す等価回路図である。 前記第２例である給電回路基板を分解して示す斜視図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ…電磁結合モジュール
５…無線ＩＣチップ
１０…給電回路基板
１６…給電回路
Ｌ１，Ｌ２…インダクタンス素子
Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ２ａ，Ｃ２ｂ，Ｃ１，Ｃ２…キャパシタンス素子
５１…放射板
５１ａ…非磁性体層
５１ｂ…磁性体層
５２…空隙

Claims (10)

1. 共振周波数の異なる複数の電磁結合モジュールと、該複数の電磁結合モジュールが搭載されている放射板と、を備え、
   前記電磁結合モジュールは、無線ＩＣチップと該無線ＩＣチップに接続された給電回路を有する給電回路基板とで構成されていること、
   を特徴とする無線ＩＣデバイス。
2. 前記放射板が金属材からなることを特徴とする請求項１に記載の無線ＩＣデバイス。
3. 前記放射板が非磁性体層と磁性体層とからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線ＩＣデバイス。
4. 前記非磁性体層は前記電磁結合モジュールを搭載する側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の無線ＩＣデバイス。
5. 前記放射板は前記複数の電磁結合モジュールのうち少なくとも一つと接しないように前記電磁結合モジュールの周囲に環状の空隙を有することを特徴とする請求項４に記載の無線ＩＣデバイス。
6. 前記給電回路基板はインダクタンス素子を含む給電回路を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
7. 前記給電回路は前記インダクタンス素子を含む複数の共振回路を備えていることを特徴とする請求項６に記載の無線ＩＣデバイス。
8. 前記複数の共振回路はインダクタンス素子とキャパシタンス素子とで構成されていることを特徴とする請求項７に記載の無線ＩＣデバイス。
9. 前記給電回路基板は複数の非磁性体層又は磁性体層を積層してなる多層基板であり、
   前記キャパシタンス素子と前記インダクタンス素子は前記多層基板の表面及び／又は内部に形成されていること、
   を特徴とする請求項６ないし請求項８のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
10. 前記共振回路はコイル状電極で形成されたインダクタンス素子を含むことを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。

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