JP2009043223A - 無線ｉｃデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を達成でき、無線ＩＣチップの実装が容易で低コストな、かつ、無線ＩＣチップの静電気による破壊の可能性を解消した無線ＩＣデバイスを得る。
【解決手段】送受信信号を処理する無線ＩＣチップと、インダクタンス素子を有する共振回路を含む給電回路基板１０と、該共振回路と電磁界結合する放射板２１とを備えた無線ＩＣデバイス。給電回路基板１０の裏面には放射板２１と容量結合する平板電極１９ａが設けられている。放射板２１で受信された信号によって無線ＩＣチップが動作され、該無線ＩＣチップからの応答信号が放射板２１から外部に放射される。放射板は放射基板の表面に形成された放射電極と裏面に形成されたグランド電極とで構成されていてもよい。
【選択図】図４

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チップを有する無線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や容器などに付された所定の情報を記憶したＩＣチップ（ＩＣタグ、無線ＩＣチップとも称する）とを非接触方式で通信し、情報を伝達するＲＦＩＤシステムが開発されている。

ＩＣチップを搭載した無線ＩＣデバイスとしては、従来、特許文献１に記載されているように、誘電体基板にダイポールアンテナ（一対の主アンテナ素子と整合部とからなる）を設け、ダイポールアンテナの端部にタグＩＣを電気的に接続した無線ＩＣタグが知られている。整合部はタグＩＣと主アンテナ素子との間に配置され、両者をインピーダンス整合させる機能を有している。

しかしながら、この無線ＩＣタグでは以下の問題点を有している。（１）整合部と主アンテナ素子とを単一の基板上に隣接して形成しているため、無線ＩＣタグのサイズが大きくなる。（２）主アンテナ素子及び整合部を配置した大きな基板上に形成した電極に微小な無線ＩＣチップを実装する必要があり、高精度な実装機が必要であること、及び、実装時の位置合わせ時間を要することから製造時間が長くなり、無線ＩＣタグのコストが上昇する。（３）主アンテナ素子と無線ＩＣチップとが電気的に導通状態で接続されているため、主アンテナ素子から静電気が侵入した場合、無線ＩＣチップが破壊される可能性がある。
特開２００５−２４４７７８号公報

そこで、本発明の目的は、小型化を達成でき、無線ＩＣチップの実装が容易で低コストな、かつ、無線ＩＣチップの静電気による破壊の可能性を解消した無線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、本発明に係る無線ＩＣデバイスは、
送受信信号を処理する無線ＩＣチップと、
インダクタンス素子を有する共振回路を含む給電回路基板と、
前記共振回路と電磁界結合する放射板と、
を備え、
前記無線ＩＣチップと前記給電回路基板の共振回路とは電気的に導通状態で接続され、
前記給電回路基板の表面又は内部には前記放射板と容量結合する平板電極を設け、
前記放射板で受信された信号によって前記共振回路を介して前記無線ＩＣチップが動作され、該無線ＩＣチップからの応答信号が前記共振回路を介して前記放射板から外部に放射されること、
を特徴とする。

本発明に係る無線ＩＣデバイスにおいては、無線ＩＣチップと電気的に導通している共振回路とアンテナとして機能する放射板が電磁界結合するとともに、給電回路基板に設けた平板電極が放射板と容量結合している。給電回路基板は比較的サイズの大きい放射板を搭載する必要はないので、極めて小型に構成できる。無線ＩＣチップはこのような小型の給電回路基板上に実装すればよく、従来から広く使用されているＩＣ実装機などを用いることができ、実装コストが低減する。また、ＲＦＩＤシステムの使用周波数に応じて無線ＩＣチップを変更した場合、給電回路基板の共振回路の設計を変更するだけでよく、放射板の形状やサイズまで変更する必要はなく、この点でも低コストを達成できる。

また、共振回路と放射板とは電気的に導通しない電磁界結合している。共振回路は、無線ＩＣチップと電気的に導通状態にあるが、放射板と共振回路とは電気的に非導通状態であるため、放射板から侵入する静電気による無線ＩＣチップの破壊を防止することができる。

本発明に係る無線ＩＣデバイスにおいて、給電回路基板には少なくとも一つのインダクタンス素子を平板電極と電気的に導通するように配置すれば、インダクタンス素子と平板電極とを電気的に確実に接続でき、安定した放射特性が得られる。

また、複数の平板電極が配置されていてもよい。例えば、放射板と第１の平板電極との間に、第１の平板電極よりも面積の大きい第２の平板電極が配置されていてもよい。第２の平板電極は給電回路基板の放射板に対向する面上に配置されていることが好ましい。第２の平板電極と放射板との間に形成される容量が大きければ、放射板と共振回路との結合ばらつきを小さくできる。特に、放射板と第１の平板電極との間の容量値がばらついても、第１の平板電極及び第２の平板電極との間の容量と、第２の平板電極及び放射板との間の容量との直列合計容量が、放射板と共振回路との結合量となるので、放射板と共振回路との結合が安定する。また、給電回路基板を平面透視したとき、第１の平板電極は第２の平板電極の面内に含まれるように配置すれば、放射板と共振回路との結合を放射板と第２の平板電極との間の容量のみの調整だけで行うことができ、結合調整が容易になる。

給電回路基板はセラミックや液晶ポリマなど樹脂からなる多層基板で構成されていてもよい。多層基板で構成すれば、インダクタンス素子やキャパシタンス素子を高精度に内蔵可能であり、配線電極の形成の自由度が向上する。また、給電回路基板及び放射板を設けた基板の少なくともいずれかはフレキシブルな基板で構成されていてもよい。

また、放射板は、放射基板の第１の主面上に形成された放射電極と、該第１の主面と対向する第２の主面上に形成されたグランド電極とで構成されていてもよい。この場合、放射電極は二つ以上の矩形状電極を備えていることが好ましい。放射板とグランド電極を対向して配置し、放射板をマイクロストリップライン型の放射電極とした場合、放射電極の両端部に近づくほど電流は小さくなり、逆に電圧は大きくなる。これにより放射電極の両端部では、電界強度が最大となり、等価磁流も最大となる。この電界強度および等価磁流をマイクロストリップラインの幅により制御することにより、放射電極より空間に信号を放射することが可能となる。また、グランド電極から放射電極に向かう方向に信号の大半が放射されるため、マイクロストリップライン型の放射電極では、全方向に放射される放射板と比較して、特定方向にのみ信号を放射することができるという特徴がある。

さらに、マイクロストリップライン型の放射電極では、グランド電極側にほとんど信号が放射されないため、グランド電極側に金属などの導体が配置されていても特性が劣化しないという利点も有している。これにより、無線ＩＣデバイスをアルミ缶や金属製のコンテナやパレットなどの物品に直接貼り付ける用途や、特定方向に信号を放射させたくない用途に適している。また、放射電極を分割したり、形状を変更することにより、所望の指向特性を得ることができる。さらに、給電回路基板内に整合回路を内蔵させれば、放射電極に整合回路を設ける必要がなくなり、放射電極をより小型化することができる。

放射板と給電回路基板の共振回路との結合部分に整合回路を備えていてもよい。結合回路は波長短縮効果を有しており、放射板をさらに小型化することができる。

なお、無線ＩＣチップは、本無線ＩＣデバイスが取り付けられる物品に関する各種情報がメモリされている以外に、情報が書き換え可能であってもよく、ＲＦＩＤシステム以外の情報処理機能を有していてもよい。

本発明によれば、給電回路基板は比較的サイズの大きい放射板を搭載する必要はなく、極めて小型に構成でき、微小な無線ＩＣチップであっても従来の実装機を用いて容易に実装することができ、実装コストが低減する。使用周波数帯を変更する場合には、共振回路の設計を変更するだけでよい。また、共振回路と放射板とは電磁界結合し、電気的に導通されていないため、放射板から侵入する静電気によって無線ＩＣチップが破壊されるおそれが解消される。

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。なお、各図において、共通する部品、部分は同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

（無線ＩＣデバイスの第１実施例、図１〜図３参照）
図１に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第１実施例を示す。この無線ＩＣデバイス１は、所定周波数の送受信信号を処理する無線ＩＣチップ５と、該無線ＩＣチップ５を搭載した給電回路基板１０と、基板（フレキシブルなＰＥＴフィルム）２０上に形成した放射板２１とからなる。

無線ＩＣチップ５は、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路などを含み、必要な情報がメモリされており、図３に示すように、裏面に入出力端子電極６，６及び実装用端子電極７，７が設けられている。入出力端子電極６，６が給電回路基板１０の表面に設けた電極１２ａ，１２ｂ（図２参照）に金属バンプを介して電気的に接続されている。また、実装用端子電極７，７が電極１２ｃ，１２ｄに金属バンプを介して電気的に接続されている。なお、金属バンプの材料としては、Ａｕ、半田などを用いることができる。

放射板２１は基板２０上にＡｌ、Ｃｕ、Ａｇなどの金属めっきや導電性ペーストなどによる電極膜をライン状に設けたもので、中央部の幅広部分に給電回路基板１０が絶縁性接着剤にて貼着されている。なお、基板２０はＰＥＴフィルムのみならずセラミック製のプリント配線基板であってもよい。

給電回路基板１０にはインダクタンス素子を有し所定の共振周波数の共振回路（後に詳述する）が内蔵されており、この共振回路は放射板２１と電磁界結合している。従って、共振回路は、無線ＩＣチップ５から発信された所定の周波数を有する送信信号を放射板２１に伝達し、かつ、放射板２１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。それゆえ、この無線ＩＣデバイス１は、放射板２１で受信された信号によって無線ＩＣチップ５が動作され、該無線ＩＣチップ５からの応答信号が放射板２１から外部に放射される。

前記無線ＩＣデバイス１にあっては、給電回路基板１０に内蔵された共振回路がアンテナとして機能する放射板２１と電気的に非導通状態で電磁界結合している。給電回路基板１０は比較的サイズの大きい放射板２１を搭載する必要はなく、極めて小型に構成できる。無線ＩＣチップ５はこのような小型の給電回路基板１０に搭載すればよく、従来から広く使用されているＩＣ実装機などを用いることができ、実装コストが低減する。また、使用周波数帯を変更するに際しては、共振回路の設計を変更するだけでよく、放射板２１などはそのまま用いてもよい。また、放射板２１と共振回路とは電気的に非導通であるので、放射板２１から侵入する静電気が無線ＩＣチップ５に印加されることはなく、静電気による無線ＩＣチップ５の破壊が防止される。

（共振回路の第１例、図４参照）
給電回路基板１０に内蔵された共振回路の第１例を図４に示す。この給電回路基板１０は、誘電体からなるセラミックシート１１Ａ〜１１Ｅを積層、圧着、焼成したもので、シート１１Ａには接続用電極１２ａ，１２ｂと電極１２ｃ，１２ｄとビアホール導体１３ａ，１３ｂが形成されている。シート１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄには導体パターン１６とビアホール導体１３ｃ，１３ｄが形成されている。シート１１Ｅには導体パターン１６とビアホール導体１３ｄ，１３ｅが形成されている。

以上のシート１１Ａ〜１１Ｅを積層することにより、ビアホール導体１３ｃにて螺旋状に接続された導体パターン１６にてインダクタンス素子Ｌが構成される。また、導体パターン１６の線間容量にてキャパシタンス素子Ｃが構成される。インダクタンス素子Ｌの一端はビアホール導体１３ａを介して接続用電極１２ａに接続されている。

また、給電回路基板１０の裏面には共振回路の一部を構成する平板電極１９ａが導体ペーストの塗布などで設けられ、平板電極１９ａはビアホール導体１３ｅを介してインダクタンス素子Ｌの他端に接続されるとともに、ビアホール導体１３ｄ，１３ｂを介して接続用電極１２ｂに接続されている。平板電極１９ａは放射板２１と図示しない絶縁性接着剤を介して電気的に導通しない状態で電磁界結合される。

そして、接続用電極１２ａ，１２ｂが金属バンプを介して無線ＩＣチップ５の端子電極６，６と電気的に接続される。電極１２ｃ，１２ｄは無線ＩＣチップ５の端子電極７，７に接続される。

なお、平板電極１９ａは誘電体シート上に形成され、給電回路基板１０の裏面側に内蔵されていてもよい。この場合、平板電極１９ａは裏面の誘電体シートを介して放射板２１と電磁界結合することになる。

また、各セラミックシート１１Ａ〜１１Ｅは磁性体のセラミック材料からなるシートであってもよく、給電回路基板１０は従来から用いられているシート積層法、厚膜印刷法などの多層基板の製作工程により容易に得ることができる。

また、前記シート１１Ａ〜１１Ｅを、例えば、ポリイミドや液晶ポリマなどの誘電体からなるフレキシブルなシートとして形成し、該シート上に厚膜形成法などで電極や導体を形成し、それらのシートを積層して熱圧着などで積層体とし、インダクタンス素子Ｌやキャパシタンス素子Ｃを内蔵させてもよい。

以上の構成からなる共振回路を備えた給電回路基板１０上に前記無線ＩＣチップ５を搭載した無線ＩＣデバイス１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、ＵＨＦ周波数帯）を放射板２１で受信し、放射板２１と磁界結合及び電界結合している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、共振回路にて所定の周波数に整合させた後、放射板２１からリーダライタに送信、転送する。

給電回路基板１０においては、インダクタンス素子と線間浮遊容量からなるキャパシタンス素子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２１から放射される信号の共振周波数は、共振回路の自己共振周波数によって実質的に決まる。なお、平板電極１９ａと放射板２１との間で発生する容量を含めて共振周波数を設計してもよく、さらに放射板２１の長さや形状まで含めて共振周波数を設計してもよい。そのような設計にすることにより無線ＩＣデバイスの放射特性を向上させることができる。

特に、本第１例の共振回路においては、インダクタンス素子Ｌ（導体パターン１６）と平板電極１９ａとが電気的に導通しているため、両者を電気的に確実に接続でき、安定した放射特性が得られる。

ところで、共振回路は無線ＩＣチップ５のインピーダンスと放射板２１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る。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備えていてもよい（この意味で、共振回路を整合回路とも称する）。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。

なお、この共振回路において、インダクタンス素子は導体パターン１６をコイル状に形成した構造としている。共振回路は２本の導体パターンを並置してコイル状に形成した二つのインダクタンス素子を備えていてもよく、種々の構成を採用できる。複数のインダクタンス素子を配置する場合は、それぞれの導体パターンの線路長を変えることで、複数の異なる共振周波数を持った共振回路とすることができ、無線ＩＣデバイス１を広帯域化できる。

（共振回路の第２例、図５参照）
給電回路基板１０に内蔵された共振回路の第２例を図５に示す。この給電回路基板は、図４に示した第１例と基本的に同様の構成からなり、シート１１Ｄ上に接続用電極１２ｂと電気的に接続された平板電極１９ｃを形成し、シート１１Ｅ上に導体パターン１６の一端と電気的に接続された平板電極１９ｂを形成したものである。平板電極１９ｃはビアホール導体１３ｄ，１３ｂを介して接続用電極１２ｂに電気的に接続されている。

平板電極１９ｂ，１９ｃ間でキャパシタンス素子Ｃ２が構成され、平板電極１９ｂ，１９ａ間でキャパシタンス素子Ｃ１が構成される。キャパシタンス素子Ｃ１の容量値はキャパシタンス素子Ｃ２の容量値よりも大きい。平板電極１９ａは放射板２１と容量結合し、この容量値は平板電極１９ａと放射板２１との間に介在される絶縁性接着剤の量や両者のギャップ寸法によりばらつくことがある。仮に、平板電極１９ａが形成されていないと、平板電極１９ｂは面積が小さいので容量値も小さく放射板２１との結合ばらつきも大きくなる。しかし、平板電極１９ａは比較的大きな面積で形成されているため、放射板２１との間で形成される容量値も大きく、共振回路と放射板２１との結合のばらつきを小さくできる。さらに、平板電極１９ａと放射板２１との間の容量と前記素子Ｃ１，Ｃ２の容量との直列合計容量が放射板２１と共振回路との結合量となるので、放射板２１と共振回路との結合が安定する。また、平板電極１９ａはインダクタンス素子Ｌと磁界結合している。

（共振回路の第３例、図６参照）
給電回路基板１０に内蔵された共振回路の第３例を図６に示す。この給電回路基板１０は、図５に示した第２例と基本的に同様の構成からなり、シート１１Ｅ上に導体パターン１６の一端と電気的に接続された平板電極１９ｂを形成したものである。該平板電極１９ｂはビアホール導体１３ｄ，１３ｂを介して接続用電極１２ｂに電気的に接続されている。

平板電極１９ａ，１９ｂ間でキャパシタンス素子Ｃ１が構成される。平板電極１９ａは平板電極１９ｂよりも面積が大きく、また、給電回路基板１０を平面透視したとき、平板電極１９ｂは平板電極１９ａの面内に含まれるように配置されている。平板電極１９ａと放射板２１との間に形成される容量値は平板電極１９ａ，１９ｂ間の容量値よりも大きい。平板電極１９ａと放射板２１との間の容量値が大きいので放射板２１と共振回路との結合のばらつきを小さくできる。さらに、平板電極１９ａと放射板２１との間の容量と前記素子Ｃ１の容量との直列合計容量が放射板２１と共振回路との結合量となるので、放射板２１と共振回路との結合が安定する。

（共振回路の第４例、図７参照）
給電回路基板１０に内蔵された共振回路の第４例を図７に示す。この給電回路基板１０は、図４に示した第１例と図６に示した第３例とを組み合わせたもので、シート１１Ｅ上には一端を平板電極１９ａに電気的に接続した導体パターン１６と平板電極１９ｂとで形成され、導体パターン１６と平板電極１９ｂとは電気的に非導通とされている。

平板電極１９ａ，１９ｂ間でキャパシタンス素子Ｃ１が構成され、放射板２１と共振回路との容量結合が安定する点は前記第３例と同様である。また、本第４例では、インダクタンス素子Ｌ（導体パターン１６）と平板電極１９ａとが電気的に導通しているため、両者を電気的に確実に接続でき、安定した放射特性が得られる。

（無線ＩＣデバイスの第２実施例、図８参照）
図８に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第２実施例を示す。なお、この無線ＩＣデバイス２は図３に示した無線ＩＣチップ５と、フレキシブルな樹脂製の給電回路基板３０と放射板２１とで構成されている。

給電回路基板３０は表面に接続用電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと導体パターン３５と平板電極３６とを設けたものである。導体パターン３５は、ミアンダ形状に配置されてインダクタンス素子Ｌを構成し、その一端が接続用電極１２ａに接続され、他端が平板電極３６の一端に接続されている。平板電極３６の他端は接続用電極１２ｂに接続されている。接続用電極１２ａ，１２ｂが無線ＩＣチップ５の入出力端子電極６，６に接続されることは前記第１実施例と同様である。

本第２実施例において、給電回路基板３０は放射板２１上に絶縁性接着剤を介して貼着され、放射板２１は平板電極３６と電界的に結合するとともに、導体パターン３５（インダクタンス素子Ｌ）と磁界的に結合する。導体パターン３５とその線間容量によって構成される共振回路は、無線ＩＣチップ５から発信された所定の周波数を有する送信信号を放射板２１に伝達し、かつ、放射板２１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。それゆえ、この無線ＩＣデバイス２は、放射板２１で受信された信号によって無線ＩＣチップ５が動作され、該無線ＩＣチップ５からの応答信号が放射板２１から外部に放射される。その作用効果は基本的には前記第１実施例と同様である。

（無線ＩＣデバイスの第３実施例、図９参照）
図９に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第３実施例を示す。この無線ＩＣデバイス２は、前記第２実施例に対して、給電回路基板３０の裏面に平板電極３７を付加したものである。本第３実施例の作用効果は前記第２実施例と同様であり、かつ、平板電極３６，３７による作用効果は図６に示した共振回路の第３例と同様である。

（無線ＩＣデバイスの第４実施例、図１０参照）
図１０に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第４実施例を示す。この無線ＩＣデバイス２において、給電回路基板３０は表面に接続用電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと導体パターン３５を設け、裏面に平板電極３７を設けたものである。導体パターン３５は、ミアンダ形状に配置されてインダクタンス素子Ｌを構成し、その一端が接続用電極１２ａに接続され、他端がビアホール導体３８ａを介して平板電極３７に接続されている。平板電極３７の他端はビアホール導体３８ｂを介して接続用電極１２ｂに接続されている。接続用電極１２ａ，１２ｂが無線ＩＣチップ５の入出力端子電極６，６に接続されることは前記第１実施例と同様である。

本第４実施例において、給電回路基板３０は放射板２１上に絶縁性接着剤を介して貼着され、放射板２１は平板電極３７と電気的に接続されるとともに、共振回路と電磁界結合する。その作用効果は基本的には前記第１実施例及び共振回路の第３例と同様である。

（無線ＩＣデバイスの第５実施例、図１１〜図１４参照）
図１１及び図１２に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第５実施例を示す。この無線ＩＣデバイス３は、前述した無線ＩＣチップ５と、該無線ＩＣチップ５を搭載した給電回路基板１０と、放射基板２０とからなる。

放射基板２０の第１の主面（表面）には矩形状の放射電極２１Ａ，２１Ｂがほぼ全面に半分ずつ形成されており、第２の主面（裏面）にはグランド電極２３が放射電極２１Ａ，２１Ｂと対向して全面に形成されている。給電回路基板１０は、図２に示したものと同様に、リジッドな又はフレキシブルな基板であり、その内部には図１２に示すように互いに磁気結合するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３と、電極１８Ａ，２１Ａ間の容量と、電極１８Ｂ，２１Ｂ間の容量にて所定の共振周波数を有する共振回路が内蔵されている。さらに、給電回路基板１０は、その裏面又は基板１０の内部に共振回路と電気的に接続された平板電極１８Ａ，１８Ｂが形成されており、放射基板２０上に絶縁性（誘電体）の接着剤４０にて貼着されている。グランド電極２３は本無線ＩＣデバイス３が物品に取り付けられたときに、該物品の導電部分と電気的に導通される。

給電回路基板１０に内蔵された共振回路は、無線ＩＣチップ５と電気的に導通しており、かつ、放射電極２１Ａ，２１Ｂと電磁界結合している。また、平板電極１８Ａ，１８Ｂは接着剤４０を介して放射電極２１Ａ，２１Ｂと容量結合している。共振回路は、無線ＩＣチップ５から発信された所定の周波数を有する送信信号を放射電極２１Ａ，２１Ｂに伝達し、かつ、放射電極２１Ａ，２１Ｂ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。それゆえ、この無線ＩＣデバイス３は、放射電極２１Ａ，２１Ｂで受信された信号によって無線ＩＣチップ５が動作され、該無線ＩＣチップ５からの応答信号が放射電極２１Ａ，２１Ｂから外部に放射される。従って、本無線ＩＣデバイス３の作用効果は前記第１実施例と同様である。

本第５実施例における共振回路の他の例を図１３及び図１４に示す。図１３はインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と、電極１８Ａ，２１Ａ間の容量と、電極１８Ｂ，２１Ｂ間の容量にて所定の共振周波数を有する共振回路を構成したもの、図１４はインダクタンス素子Ｌ４，Ｌ５にて所定の共振周波数を有する共振回路を構成したものを示す。なお、図１４に示す共振回路は、給電回路基板１０内に形成したビアホール導体にてインダクタンス素子Ｌ４，Ｌ５を形成するようにしてもよい。

（無線ＩＣデバイスの第６実施例、図１５参照）
図１５に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第６実施例を示す。この無線ＩＣデバイス３は、前記第５実施例と基本的に同じ構成からなり、異なるのは、給電回路基板１０の第１の主面（表面）に矩形状の放射電極２１Ｃをほぼ全面に形成した点にあり、第２の主面（裏面）にはグランド電極（図１５では図示せず、図１３に示したグランド電極２３参照）が全面に形成されている。給電回路基板１０は、リジッドな又はフレキシブルな基板であり、その内部には図１２〜図１４に示したインダクタンス素子を有する共振回路が内蔵されている。さらに、給電回路基板１０はその裏面に平板電極が形成されており、放射基板２０上に絶縁性（誘電体）の接着剤（図１５では図示せず、図１３に示した接着剤４０参照）にて貼着されている。また、本第６実施例の作用効果は前記第５実施例と同様である。

（無線ＩＣデバイスの第７実施例、図１６参照）
図１６に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第７実施例を示す。この無線ＩＣデバイス３は、放射基板２０の第１の主面（表面）上に形成した放射電極２１Ａ，２１Ｂにミアンダ状のマイクロストリップライン２４Ａ，２４Ｂを設けたものである。マイクロストリップライン２４Ａ，２４Ｂの先端部は、給電回路基板１０の裏面に設けた平板電極（図１２に示した平板電極１８Ａ，１８Ｂ参照）と対向し、共振回路や平板電極と電磁界結合している。給電回路基板１０の共振回路の構成や、放射基板２０の第２の主面（裏面）にグランド電極が形成されているなどの構成は前記第５実施例と同様である。

本第７実施例の作用効果は基本的に前記第５実施例と同様である。特に、マイクロストリップライン２４Ａ，２４Ｂは、整合回路として作用し、波長短縮効果を有し、放射電極２１Ａ，２１Ｂを小型化することができる。また、給電回路基板１０内の整合回路の補助的な機能を持たせることもできる。

（無線ＩＣデバイスの第８実施例、図１７参照）
図１７に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第８実施例を示す。この無線ＩＣデバイス３は、放射基板２０の第１の主面（表面）上に枠状の放射電極２１Ｄを形成し、該放射電極２１Ｄの内周部からマイクロストリップライン２４Ｃ，２４Ｄを中央部に延在したものである。マイクロストリップライン２４Ｃ，２４Ｄの先端部は、給電回路基板１０の裏面に設けた平板電極（図１２に示した平板電極１８Ａ，１８Ｂ参照）と対向し、共振回路や平板電極と電磁界結合している。給電回路基板１０の共振回路の構成や、放射基板２０の第２の主面（裏面）にグランド電極が形成されているなどの構成は前記第５実施例と同様である。また、本第８実施例の作用効果は前記第７実施例と基本的に同様である。

（無線ＩＣデバイスの第９実施例、図１８参照）
図１８に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第９実施例を示す。この無線ＩＣデバイス３は、放射基板２０の第１の主面（表面）上のほぼ全面に形成した放射電極２１Ｅにスリットを設けてコプレナライン２４Ｅ，２４Ｆを設けたものである。コプレナライン２４Ｅ，２４Ｆの先端部は、給電回路基板１０の裏面に設けた平板電極（図１２に示した平板電極１８Ａ，１８Ｂ参照）と対向し、共振回路や平板電極と電磁界結合している。給電回路基板１０の共振回路の構成や、放射基板２０の第２の主面（裏面）にグランド電極が形成されているなどの構成は前記第５実施例と同様である。また、本第９実施例の作用効果は前記第７実施例と基本的に同様である。

（無線ＩＣデバイスの第１０実施例、図１９参照）
図１９に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第１０実施例を示す。この無線ＩＣデバイス３は、放射基板２０の第１の主面（表面）上のほぼ全面に形成した放射電極２１Ｆの中央部分にミアンダ状のマイクロストリップライン２４Ｇ、２４Ｈを設けたものである。マイクロストリップライン２４Ｇ，２４Ｈの先端部は、給電回路基板１０の裏面に設けた平板電極（図１２に示した平板電極１８Ａ，１８Ｂ参照）と対向し、共振回路や平板電極と電磁界結合している。給電回路基板１０の共振回路の構成や、放射基板２０の第２の主面（裏面）にグランド電極が形成されているなどの構成は前記第５実施例と同様である。また、本第１０実施例の作用効果は前記第７実施例と基本的に同様である。

（無線ＩＣデバイスの第１１実施例、図２０参照）
図２０に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第１１実施例を示す。この無線ＩＣデバイス３は、ミアンダ状のマイクロストリップライン２４Ｇ、２４Ｈの形状を第１０実施例（図１９参照）のマイクロストリップライン２４Ｇ，２３Ｈとは異ならせたもので、他の構成は第１０実施例と同様である。従って、本第１１実施例の作用効果は前記第１０実施例と同様である。

（無線ＩＣデバイスの第１２実施例、図２１参照）
図２１に本発明に係る無線ＩＣデバイスの第１２実施例を示す。この無線ＩＣデバイス３は、放射基板２０の第１の主面（表面）上に形成した放射電極２１Ｇ，２１Ｈにミアンダ状のマイクロストリップライン２４Ｉ、２４Ｊを設け、さらに、ライン２４Ｉ，２４Ｉの接続点からマイクロストリップライン２４Ｉ’を中央部分まで延在させ、ライン２４Ｊ，２４Ｊの接続点からマイクロストリップライン２４Ｊ’を中央部分まで延在させたものである。マイクロストリップライン２４Ｉ’，２４Ｊ’の先端部は、給電回路基板１０の裏面に設けた平板電極（図１２に示した平板電極１８Ａ，１８Ｂ参照）と対向し、共振回路や平板電極と電磁界結合している。給電回路基板１０の共振回路の構成や、放射基板２０の第２の主面（裏面）にグランド電極が形成されているなどの構成は前記第５実施例と同様である。また、本第１２実施例の作用効果は前記第７実施例と基本的に同様である。

（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、共振回路は様々な構成のものを採用できることは勿論である。また、前記実施例に示した電極や給電回路基板の材料はあくまで例示であり、必要な特性を有する材料であれば、任意のものを使用することができる。また、無線ＩＣチップを給電回路基板に実装するのに、金属バンプ以外の処理を用いてもよい。

本発明に係る無線ＩＣデバイスの第１実施例を示す斜視図である。 給電回路基板上に無線ＩＣチップを搭載した状態を示す斜視図である。 無線ＩＣチップを示す斜視図である。 共振回路の第１例を内蔵した給電回路基板を示す分解斜視図である。 共振回路の第２例を内蔵した給電回路基板を示す分解斜視図である。 共振回路の第３例を内蔵した給電回路基板を示す分解斜視図である。 共振回路の第４例を内蔵した給電回路基板を示す分解斜視図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第２実施例を示す斜視図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第３実施例を示す斜視図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第４実施例を示す斜視図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第５実施例を示す斜視図である。 第５実施例の給電回路基板に内蔵された共振回路の一例を示す断面図である。 第５実施例の給電回路基板に内蔵された共振回路の他の例を示す断面図である。 第５実施例の給電回路基板に内蔵された共振回路のさらに他の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６実施例を示す斜視図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第７実施例を示す斜視図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第８実施例を示す斜視図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第９実施例を示す斜視図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第１０実施例を示す斜視図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第１１実施例を示す斜視図である。 本発明に係る無線ＩＣデバイスの第１２実施例を示す斜視図である。

符号の説明

１，２，３…無線ＩＣデバイス
５…無線ＩＣチップ
１０…給電回路基板
１６…導体パターン
１８Ａ，１８Ｂ，１９ａ，１９ｂ…平板電極
２０…放射基板
２１…放射板
２１Ａ〜２１Ｈ…放射電極
２３…グランド電極
３０…給電回路基板
３５…導体パターン
３６，３７…平板電極
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３…インダクタンス素子
Ｃ１，Ｃ２…キャパシタンス素子

Claims (11)

1. 送受信信号を処理する無線ＩＣチップと、
   インダクタンス素子を有する共振回路を含む給電回路基板と、
   前記共振回路と電磁界結合する放射板と、
   を備え、
   前記無線ＩＣチップと前記給電回路基板の共振回路とは電気的に導通状態で接続され、
   前記給電回路基板の表面又は内部には前記放射板と容量結合する平板電極を設け、
   前記放射板で受信された信号によって前記共振回路を介して前記無線ＩＣチップが動作され、該無線ＩＣチップからの応答信号が前記共振回路を介して前記放射板から外部に放射されること、
   を特徴とする無線ＩＣデバイス。
2. 前記給電回路基板には少なくとも一つのインダクタンス素子が前記平板電極と電気的に導通するように配置されてい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. 前記給電回路基板は複数の前記平板電極を備えてい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. 前記放射板と第１の平板電極との間に、第１の平板電極よりも面積の大きい第２の平板電極が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. 前記給電回路基板を平面透視したとき、前記第１の平板電極は前記第２の平板電極の面内に含まれるよう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。
6. 前記第２の平板電極は前記給電回路基板の前記放射板に対向する面上に配置されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の無線ＩＣデバイス。
7. 前記給電回路基板は多層基板で構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
8. 前記給電回路基板及び前記放射板を設けた基板の少なくともいずれかがフレキシブルな基板で構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
9. 前記放射板は、放射基板の第１の主面上に形成された放射電極と、該第１の主面と対向する第２の主面上に形成されたグランド電極とで構成されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
10. 前記放射電極は二つ以上の矩形状電極を備えていることを特徴とする請求項９に記載の無線ＩＣデバイス。
11. 前記放射板と前記給電回路基板の共振回路との結合部分に整合回路を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。

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