JP2019030020A - 無線ｉｃデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】放射特性の低下を招来することなく小型化を達成できる無線ＩＣデバイスを得る。【解決手段】本発明の無線ＩＣデバイスは、基板と、第１入出力端子電極及び第２入出力端子電極を有し、前記基板に搭載され、送受信信号の処理を行う無線ＩＣと、前記無線ＩＣの前記第１入出力端子電極及び第２入出力端子電極にそれぞれ接続される第１電極及び第２電極と、を備えており、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、金属ケース及び金属部品の少なくとも一方に結合し、前記金属ケース及び前記金属部品の少なくとも一方は、放射体として機能する。【選択図】図１０

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。

特許文献１には、ＩＣチップを有する無線ＩＣデバイスを他のチップ部品などと搭載した送受信ユニットが記載されている。この送受信ユニットでは、ＩＣチップなどを実装した回路基板をシールドケースで覆い、さらに、別部品であるアンテナ素子を回路基板上に設けている。

しかしながら、この送受信ユニットではアンテナ素子をシールドケース内に無線ＩＣチップとは別部品として配置しているため、シールドケース内での無線ＩＣデバイスのサイズが大きく、ひいては送受信ユニットが大型化するという問題点を有していた。また、大型化を回避するにはアンテナ素子のサイズを小さくすることになるが、これでは、アンテナ素子からの放射特性が低下し、通信距離が短くなるなどの問題点が発生する。

特開２００２−２３２２２１号公報

そこで、本発明の目的は、放射特性の低下を招来することなく小型化を達成できる、無線ＩＣを有する無線ＩＣデバイスを提供することにある。

本発明の一局面は、基板と、第１入出力端子電極及び第２入出力端子電極を有し、前記基板に搭載され、送受信信号の処理を行う無線ＩＣと、前記無線ＩＣの第１入出力端子電極及び第２入出力端子電極にそれぞれ接続される第１電極及び第２電極と、を備えており、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、金属ケース及び金属部品の少なくとも一方に結合し、前記金属ケース及び前記金属部品の少なくとも一方は、放射体として機能する。

本発明によれば、別部品としてアンテナ素子を配置する必要はなく、機器を小型化することができ、放射特性が低下することはない。

無線ＩＣデバイスの第１実施例を示す断面図である。 電磁結合モジュールと配線電極との接続状態を示す断面図である。 無線ＩＣチップを示す斜視図である。 配線電極とシールドケースとの接続状態を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第２実施例を示す断面図である。 電磁結合モジュールから配線ケーブルへの接続状態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例を設けた給電回路基板を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第３実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第４実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第５実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第６実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第７実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第８実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第９実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第１０実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第１１実施例を示す分解斜視図である。 前記第１１実施例を示す斜視図である。 前記第１１実施例を示す断面図である。 無線ＩＣデバイスの第１２実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第１３実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第１４実施例を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第１５実施例を示す平面図である。 前記第１５実施例である無線ＩＣデバイスの製造工程途中の状態を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第１６実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第１７実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第１８実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第１９実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第２０実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第２１実施例を示す平面図である。 前記第２１実施例の動作原理を説明するための平面図である。 図３０のＡ−Ａ断面図である。 無線ＩＣデバイスの第２２実施例を示す断面図である。 無線ＩＣデバイスの第２３実施例を示す断面図である。 無線ＩＣデバイスの第２４実施例を示す断面図である。 無線ＩＣデバイスの第２５実施例を示す立面図である。 無線ＩＣデバイスの第２６実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第２７実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第２８実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第２９実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第３０実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第３１実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第３２実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第３３実施例を示す平面図である。 図４４のＢ−Ｂ断面図である。 無線ＩＣデバイスの第３４実施例を示す断面図である。 無線ＩＣデバイスの第３５実施例を示す断面図である。 無線ＩＣデバイスの第３６実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第３７実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第３８実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第３９実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第４０実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第４１実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第４２実施例を示す平面図である。 図５４のＣ−Ｃ断面図である。 無線ＩＣデバイスの第４３実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第４４実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第４５実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第４６実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第４７実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第４８実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第４９実施例を示す平面図である。 前記第４９実施例の動作原理を説明するための平面図である。 前記第４９実施例を構成する電磁結合モジュールを示す斜視図である。 前記電磁結合モジュールを示す断面図である。 無線ＩＣデバイスの第５０実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第５１実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第５２実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第５３実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第５４実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第５５実施例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第５６実施例を示す平面図である。 前記第５６実施例を構成する電磁結合モジュールを示す平面図である。 無線ＩＣデバイスに用いられる電磁結合モジュールの変形例を示す平面図である。 無線ＩＣデバイスの第５７実施例を示す平面図である。

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。

（第１実施例、図１〜図４参照）
図１に無線ＩＣデバイスの第１実施例を実装した電子機器の要部を示す。この電子機器はプリント配線基板２０を内蔵しており、該プリント配線基板２０上には電磁結合モジュール１やチップ抵抗、チップコンデンサなどの電子部品２６が実装され、内部にシールド電極２７が配置されている。

電磁結合モジュール１は、図２に示すように、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とからなる。アンテナ素子として機能する放射板は機器のシールドケース２８が兼用されており、プリント配線基板２０上には電磁結合モジュール１と電磁界結合する第２の配線電極２１ａ，２１ｂ（図２及び図４参照）がシールドケース２８と電気的に導通するように設けられている。電磁結合モジュール１と放射板（シールドケース２８）とを含めて無線ＩＣデバイスと称する。

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７及び図８参照）に金属バンプ８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８を介して電気的に接続されている。なお、金属バンプ８の材料としては、Ａｕ、Ａｇ、はんだなどを用いることができる。

また、給電回路基板１０の表面と無線ＩＣチップ５の裏面との間には、給電回路基板１０と無線ＩＣチップ５との接合強度を向上させ、かつ、バンプ８を保護するための保護膜９が設けられている。

シールドケース２８は金属材からなり、前記プリント配線基板２０上に実装した電磁結合モジュール１や電子部品２６を覆うように配置され、かつ、以下に詳述するように、電磁結合モジュール１の放射板として機能する。ケース２８が非導電材からなる場合には、図４に斜線を付して示すように、ケース２８の内面に導電材からなる電極膜２８’を形成
し、該電極膜２８’を放射板として機能させることができる。

給電回路基板１０は、給電回路（インダクタンス素子を有する共振回路や整合回路を含む、但し、図２では省略されている）を内蔵したもので、裏面から両側面にわたって外部電極１９ａ，１９ｂが設けられ、表面には接続用電極１２ａ〜１２ｄ（図７及び図８参照）が形成されている。外部電極１９ａ，１９ｂは給電回路基板１０に内蔵された共振回路と電磁界結合し、第２の配線電極２１ａ，２１ｂとは導電性接着剤２９を介して電気的に導通状態で接続されている。なお、この電気的な接続にははんだなどを用いてもよい。

即ち、給電回路基板１０には所定の共振周波数を有する共振回路が内蔵されており、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外部電極１９ａ，１９ｂ及び配線電極２１ａ，２１ｂを介してシールドケース２８（又は電極膜２８’）に伝達し、かつ、シールドケース２８（又は電極膜２８’）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デバイスは、シールドケース２８（又は電極膜２８’）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からの応答信号がシールドケース２８（又は電極膜２８’）から外部に放射される。

前記電磁結合モジュール１にあっては、給電回路基板１０の表面に設けた外部電極１９ａ，１９ｂが、給電回路基板１０に内蔵された共振回路と電磁界結合するとともに、アンテナとして機能するシールドケース２８と電気的に導通している。電磁結合モジュール１としては比較的サイズの大きいアンテナ素子を別部品として搭載する必要はなく、小型に構成できる。しかも、給電回路基板１０も小型化されているので、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、シールドケース２８などはそのまま用いてもよい。シールドケース２８は比較的サイズが大きく、必要な放射特性が得られる。

また、外部電極１９ａ，１９ｂと第２の配線電極２１ａ，２１ｂとを接合する導電性接着剤２９には金属粒子を含むものを用いることが好ましい。温度変化などによる接着剤２９と外部電極１９ａ，１９ｂ及び配線電極２１ａ，２１ｂとの熱膨張量の差が小さく、接合信頼性が向上する。

なお、第２の配線電極２１ａ，２１ｂはプリント配線基板２０の内部に設けられていてもよい。この場合、内部に設けた配線電極２１ａ，２１ｂは周知のビアホール導体を介して基板２０の表面の電極と電気的に導通される。また、プリント配線基板２０自体もセラミック製の多層基板である以外に、樹脂製の基板であってもよい。

（第２実施例、図５及び図６参照）
図５に無線ＩＣデバイスの第２実施例を実装した電子機器の要部を示す。この電子機器は、本体基板３０上に複数のプリント配線基板３１，３２を内蔵し、ケース３３で覆ったもので、一方のプリント配線基板３１上に前記電磁結合モジュール１や他の電子部品が実装され、他方のプリント配線基板３２上にはその他の電子部品が実装されている。

電磁結合モジュール１は、その外部電極１９ａ，１９ｂ（図２参照）が、図６に示すように、プリント配線基板３１上に設けた第２の配線電極２１ａ，２１ｂに電気的に接続されている。配線電極２１ａ，２１ｂは周知の配線コネクタ３５に設けた第１の配線電極である配線ケーブル３６の一端に電気的に接続され、該配線ケーブル３６の他端はプリント配線基板３２上に設けた固定部３７に固定され、電気的に開放された状態である。

本第２実施例においては、基板３１，３２間の配線ケーブル３６が電磁結合モジュール１の放射板として機能し、ＲＦＩＤシステムとしてリーダライタと高周波信号を送受信する。従って、その作用効果は前記第１実施例と同様である。

（共振回路の第１例、図７参照）
給電回路基板１０に内蔵された共振回路の第１例を図７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〜１１Ｈ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、シート１１Ｂにはキャパシタ電極１８ａと導体パターン１５ａ，１５ｂとビアホール導体１３ｃ〜１３ｅが形成され、シート１１Ｃにはキャパシタ電極１８ｂとビアホール導体１３ｄ〜１３ｆが形成されている。さらに、シート１１Ｄには導体パターン１６ａ，１６ｂとビアホール導体１３ｅ，１３ｆ，１４ａ，１４ｂ，１４ｄが形成され、シート１１Ｅには導体パターン１６ａ，１６ｂとビアホール導体１３ｅ，１３ｆ，１４ａ，１４ｃ，１４ｅが形成され、シート１１Ｆにはキャパシタ電極１７と導体パターン１６ａ，１６ｂとビアホール導体１３ｅ，１３ｆ，１４ｆ，１４ｇが形成され、シート１１Ｇには導体パターン１６ａ，１６ｂとビアホール導体１３ｅ，１３ｆ，１４ｆ，１４ｇが形成され、シート１１Ｈには導体パターン１６ａ，１６ｂとビアホール導体１３ｆが形成されている。

以上のシート１１Ａ〜１１Ｈを積層することにより、ビアホール導体１４ｃ，１４ｄ，１４ｇにて螺旋状に接続された導体パターン１６ａにてインダクタンス素子Ｌ１が構成され、ビアホール導体１４ｂ，１４ｅ，１４ｆにて螺旋状に接続された導体パターン１６ｂにてインダクタンス素子Ｌ２が構成され、キャパシタ電極１８ａ，１８ｂにてキャパシタンス素子Ｃ１が構成され、キャパシタ電極１８ｂ，１７にてキャパシタンス素子Ｃ２が構成される。

インダクタンス素子Ｌ１の一端はビアホール導体１３ｄ、導体パターン１５ａ、ビアホール導体１３ｃを介してキャパシタ電極１８ｂに接続され、インダクタンス素子Ｌ２の一端はビアホール導体１４ａを介してキャパシタ電極１７に接続される。また、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の他端は、シート１１Ｈ上で一つにまとめられ、ビアホール導体１３ｅ、導体パターン１５ｂ、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。さらに、キャパシタ電極１８ａはビアホール導体１３ｂを介して接続用電極１２ｂに電気的に接続されている。

そして、接続用電極１２ａ，１２ｂが金属バンプ８（図２参照）を介して無線ＩＣチップ５の入出力端子電極６，６（図３参照）と電気的に接続される。電極１２ｃ，１２ｄは無線ＩＣチップ５の実装用端子電極７，７に接続される。

また、給電回路基板１０の裏面には外部電極１９ａ，１９ｂが導体ペーストの塗布などで設けられ、外部電極１９ａはインダクタンス素子Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）と磁界により結合し、外部電極１９ｂはビアホール導体１３ｆを介してキャパシタ電極１８ｂと接続される。外部電極１９ａ，１９ｂは配線電極２１ａ，２１ｂに電気的に接続されることは前述のとおりである。

なお、この共振回路において、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は２本の導体パターン１６ａ，１６ｂを並列に配置した構造としている。２本の導体パターン１６ａ，１６ｂはそれぞれ線路長が異なっており、異なる共振周波数とすることができ、無線ＩＣデバイスを広帯域化できる。

なお、各セラミックシート１１Ａ〜１１Ｈ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〜１１Ｈ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Ｌ１，Ｌ２やキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２を内蔵させてもよい。

前記給電回路基板１０において、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２とは平面透視で異なる位置に設けられ、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２により外部電極１９ａ（配線電極２１ａ）と磁界的に結合し、キャパシタンス素子Ｃ１により外部電極１９ｂ（配線電極２１ｂ）と電界的に結合している。

従って、給電回路基板１０上に前記無線ＩＣチップ５を搭載した電磁結合モジュール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）をシールドケース２８や配線ケーブル３６で受信し、配線電極２１ａ，２１ｂを介して外部電極１９ａ，１９ｂ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、外部電極１９ａ，１９ｂ及び配線電極２１ａ，２１ｂを介してシールドケース２８や配線ケーブル３６に伝え、ケース２８、ケーブル３６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Ｌ１，Ｌ２とキャパシタンス素子Ｃ１，Ｃ２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。シールドケース２８や配線ケーブル３６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。そのためシールドケース２８や配線ケーブル３６の形状や材質が変わっても共振回路の再設計をしなくてもよく、種々の電子機器に対応することができる。

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（シールドケース２８、配線ケーブル３６）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。また、共振回路に代えて整合回路を備えてもよい。さらに放射板であるシールドケース２８や配線ケーブル３６の形状や大きさを考慮して共振回路の設計を行ってもよい。その場合、給電回路基板１０の実装位置精度を高くする必要があるが、無線ＩＣデバイスとしての放射特性を向上させることができる。

（共振回路の第２例、図８参照）
給電回路基板４０に設けた共振回路の第２例を図８に示す。この給電回路基板４０は、フレキシブルなＰＥＴフィルムなどからなり、基板４０上に、インダクタンス素子Ｌを構成する螺旋形状の導体パターン４２と、キャパシタンス素子Ｃを構成するキャパシタ電極４３とを形成したものである。導体パターン４２及びキャパシタ電極４３から引き出された電極１２ａ，１２ｂは無線ＩＣチップ５の端子電極６，６と電気的に接続される。また、基板４０上に形成された電極１２ｃ，１２ｄは終端のグランド電極であり、無線ＩＣチップ５の端子電極７，７に電気的に接続される。

給電回路基板４０ではインダクタンス素子Ｌとキャパシタンス素子Ｃとで共振回路を構成し、それぞれに対向する前記第２の配線電極２１ａ，２１ｂとの間で磁界結合及び電界結合し、所定周波数の高周波信号を送受信する点は前記第１例と同様である。特に、第２例では給電回路基板４０がフレキシブルなフィルムから構成されているため、電磁結合モジュール１が低背化される。また、インダクタンス素子Ｌに関しては、導体パターン４２の線幅や線間隔を変更することでインダクタンス値を変更し、共振周波数を微調整することができる。

なお、本第２例においても、インダクタンス素子Ｌは２本の導体パターン４２を螺旋形状に配置し、螺旋中心部において２本の導体パターン４２を接続している。これらの２本の導体パターン４２はそれぞれ異なるインダクタンス値Ｌ１，Ｌ２を有しており、それぞれの共振周波数を異なる値に設定することができ、前記第１例と同様に無線ＩＣデバイスの使用周波数帯を広帯域化することができる。

（第３実施例、図９参照）
第３実施例である無線ＩＣデバイスは、図９に示すように、電子機器のプリント配線基板２０上に、第２の配線電極２２ａ，２２ｂをミアンダ状に形成し、該配線電極２２ａ，２２ｂのそれぞれの一端に前記電磁結合モジュール１を実装したものである。プリント配線基板２０上にはバッテリーあるいは液晶パネルの金属ケース５０が配線電極２２ｂに近接して搭載されている。電磁結合モジュール１と配線電極２２ａ，２２ｂとの結合は前記第１及び第２実施例と同様である。

本第３実施例においては、第２の配線電極２２ａ，２２ｂが放射板として機能するとともに、配線電極２２ｂに近接して配置した金属ケース５０が配線電極２２ｂと結合して放射板として機能する。配線電極２２ａ，２２ｂはそれ自体でも放射板として機能するが、金属ケース５０をも放射板として利用しているので放射特性、アンテナ利得が向上する。本第３実施例では、金属ケース５０が搭載されなくても無線ＩＣデバイスとして機能させることができる。金属ケース５０の共振周波数を無線ＩＣデバイスの使用周波数と合わせればアンテナ利得がより向上する。

（第４実施例、図１０参照）
第４実施例である無線ＩＣデバイスは、図１０に示すように、前記第３実施例で示した金属ケース５０の一部を配線電極２２ｂ上に重ねて配置したもので、他の構成は第３実施例と同様である。本第４実施例の作用効果は第３実施例と同様であり、特に、金属ケース５０と配線電極２２ｂとが部分的に重ねられていることで両者の結合度が大きくなる。

（第５実施例、図１１参照）
第５実施例である無線ＩＣデバイスは、図１１に示すように、配線電極２２ａをプリント配線基板２０上に設けたグランド電極２３に電気的に接続したもので、配線電極２２ｂは前記金属ケース５０と近接している。

なお、グランド電極２３はプリント配線基板２０に内蔵されたものであってもよい。この場合、配線電極２２ａはビアホール導体を介してグランド電極２３に接続されるか、図９に示したミアンダ状としてグランド電極２３に重ね合わせて結合させてもよい。

本第５実施例では、配線電極２２ｂと金属ケース５０とが放射板として機能するとともに、配線電極２２ａと接続されているグランド電極２３も放射板として機能する。グランド電極２３は面積が大きく、放射特性、アンテナ利得が向上する。

（第６実施例、図１２参照）
第６実施例である無線ＩＣデバイスは、図１２に示すように、前記第５実施例で示した金属ケース５０の一部を配線電極２２ｂ上に重ねて配置したもので、他の構成は第５実施例と同様である。本第６実施例の作用効果は第５実施例と同様であり、特に、金属ケース５０と配線電極２２ｂとが部分的に重ねられていることで両者の結合度が大きくなる。

（第７実施例、図１３参照）
第７実施例である無線ＩＣデバイスは、図１３に示すように、プリント配線基板２０上に第２の配線電極としてループ状電極２４を設け、該ループ状電極２４の両端部に前記電磁結合モジュール１を実装したものである。プリント配線基板２０上には前記金属ケース５０がループ状電極２４に近接して搭載されている。電磁結合モジュール１とループ状電極２４との結合は前記第１及び第２実施例と同様である。

本第７実施例においては、ループ状電極２４が放射板として機能するとともに、金属ケース５０もループ状電極２４と結合して放射板として機能する。特に、ループ状電極２４は、無線ＩＣチップ５と放射板とのインピーダンスを整合させることができ、別途整合部を設ける必要がなく、無線ＩＣチップ５と放射板との間での信号伝達効率が向上する。

（第８実施例、図１４参照）
第８実施例である無線ＩＣデバイスは、図１４に示すように、前記第６実施例（図１２参照）で示した金属ケース５０をプリント配線基板２０の裏面に配置したものである。金属ケース５０の一部は配線電極２２ｂとプリント配線基板２０を介して結合している。他の構成は第６実施例と同様である。本第８実施例の作用効果は第６実施例と同様であり、特に、金属ケース５０がプリント配線基板２０の裏面に配置されているので、グランド電極２３を大きな面積で設定できる。

（第９実施例、図１５参照）
第９実施例である無線ＩＣデバイスは、図１５に示すように、前記第３実施例（図９参照）において、プリント配線基板２０の表面にさらにいま一つの金属ケース５１を配線電極２２ａに近接して搭載したものである。金属ケース５１が配線電極２２ａと結合して放射板として機能することで、アンテナ利得がさらに向上する。

（第１０実施例、図１６参照）
第１０実施例である無線ＩＣデバイスは、図１６に示すように、前記第９実施例で示した金属ケース５１をプリント配線基板２０の裏面に配置したものである。この場合、金属ケース５１は配線電極２２ａとプリント配線基板２０を介して結合することになる。

（第１１実施例、図１７〜図１９参照）
第１１実施例である無線ＩＣデバイスは、図１７及び図１８に示すように、プリント配線基板２０を収納する上下の金属ケース５２，５３を放射板として機能させたものである。プリント配線基板２０上には電磁結合モジュール１と結合された配線電極２２ａ，２２ｂが設けられている。配線電極２２ａは裏面に設けられて表面側とはビアホール導体で接続されている。配線電極２２ｂは表面に設けられている。

また、図１９に示すように、金属ケース５２には配線電極２２ｂと効率的に結合させるための結合導体５２ａが設けられ、金属ケース５３には配線電極２２ａと効率的に結合させるための結合導体５３ａが設けられている。

本第１１実施例においても、配線電極２２ａ，２２ｂが放射板として機能するとともに、金属ケース５２，５３が配線電極２２ａ，２２ｂと結合して放射板として機能し、放射特性、アンテナ利得が向上する。

（第１２実施例、図２０参照）
第１２実施例である無線ＩＣデバイスは、図２０に示すように、前記第５実施例（図１１参照）に示したように、配線電極２２ａと接続されたグランド電極２３に金属ケース５０を部分的に重ねたもので、グランド電極２３と金属ケース５０とが結合して放射板として機能する。

（第１３実施例、図２１参照）
第１３実施例である無線ＩＣデバイスは、図２１に示すように、第２の配線電極として設けたループ状電極２５を広い面積としてグランド電極２３や電源電極としても機能するようにしたものである。そして、ループ状電極２５の一部には金属ケース５０が重ねられている。本第１３実施例ではループ状電極２５と金属ケース５０とが放射板として機能する。

（第１４実施例、図２２参照）
第１４実施例である無線ＩＣデバイスは、図２２に示すように、第２の配線電極として設けたループ状電極２５とグランド電極２３とが一体となって放射板として機能し、その放射板を覆うように、かつ、グランド電極２３と電気的に接続された金属ケース５４がプリント配線基板２０上に配置されている。そして、金属ケース５４にはループ状電極２５と平面視で重なる部分に切欠き５５が形成されている。ループ状電極２５の周囲には磁界が発生するため、ループ状電極２５上に位置する切欠き５５から磁界が金属ケース５４の外部に放射される。これにて、放射特性が向上する。なお、金属ケース５４は図示しない他の電子部品の少なくとも一つを覆うように配置されていても構わない。

（第１５実施例、図２３及び図２４参照）
第１５実施例である無線ＩＣデバイスは、図２３に示すように、プリント配線基板１００上に設けたグランド電極１０１に開口部１０２を形成し、該開口部１０２内にインダクタンス素子として機能する一対のループ状電極１０３を形成したもので、電磁結合モジュール１が（又は無線ＩＣチップ５が単独で）ループ状電極１０３のそれぞれの端部に結合されている。プリント配線基板１００上にはスイッチングモジュール１０５やＩＣ１０６、チップ抵抗やチップコンデンサなどの素子１０７が実装されている。また、プリント配線基板１００はシールドケース１０９によって覆われている。

プリント配線基板１００にはＵＳＢのコネクタ１１０が接続されており、このコネクタ１１０の金属部分がグランド電極１０１と電気的に導通状態にあり、電磁結合モジュール１の放射板として機能する。グランド電極１０１にはコネクタ１１０が取り付けられている近辺にスリット１０４が形成されており、コネクタ１１０を介して受信した電磁波が前記ループ状電極１０３に効率よく伝播する。

図２４は、プリント配線基板１００にシールドケース１０９やコネクタ１１０を取り付ける前の状態を示す。この状態においては、グランド電極１０１が放射板として機能する。従って、本第１５実施例では、製造工程において、図２４に示す状態から図２３に示す最終製品の段階まで無線ＩＣデバイスとして機能する。

（第１６実施例、図２５参照）
第１６実施例である無線ＩＣデバイスは、図２５に示すように、プリント配線基板１００上に設けたグランド電極１０１に同軸ケーブル（電源ケーブル）１１１のシールド線１１１ａが電気的に接続されている。その他の構成は前記第１５実施例と同様である。

本第１６実施例においては、同軸ケーブル１１１のシールド線１１１ａがグランド電極１０１と電気的に導通状態にあり、電磁結合モジュール１の放射板として機能する。シールド線１１１ａは長尺であるため、電磁波が弱くても通信が可能である。

（第１７実施例、図２６参照）
第１７実施例である無線ＩＣデバイスは、図２６に示すように、プリント配線基板１００上に設けたグランド電極１０１にＵＳＢカードのスロットケース１１２を電気的に接続したものである。その他の構成は前記第１５実施例と同様である。スロットケース１１２は金属部品であり、グランド電極１０１と電気的に導通状態にあり、電磁結合モジュール１の放射板として機能する。

（第１８実施例、図２７参照）
第１８実施例である無線ＩＣデバイスは、図２７に示すように、プリント配線基板１００上に設けたグランド電極１０１にバッテリー１１３の金属ケースを電気的に接続したものである。その他の構成は前記第１５実施例と同様である。バッテリー１１３の金属ケースはグランド電極１０１と電気的に導通状態にあり、電磁結合モジュール１の放射板として機能する。

（第１９実施例、図２８参照）
第１９実施例である無線ＩＣデバイスは、図２８に示すように、図２３に示した第１５実施例において、シールドケース１０９を導体部１０９ａを介してグランド電極１０１と電気的に接続したものである。他の構成は第１５実施例と同様である。本第１９実施例においては、コネクタ１１０の金属部分とともにシールドケース１０９も放射板として機能する。また、グランド電極１０１には導体部１０９ａの近辺にスリット１０４が形成されており、シールドケース１０９を介して受信した電磁波が前記ループ状電極１０３に効率よく伝播する。

（第２０実施例、図２９参照）
第２０実施例である無線ＩＣデバイスは、図２９に示すように、図２５に示した第１６実施例において、シールドケース１０９を導体部１０９ａを介してグランド電極１０１と電気的に接続したものである。他の構成は第１６実施例と同様である。本第２０実施例においては、同軸ケーブル１１１のシールド線１１１ａとともにシールドケース１０９も放射板として機能する。また、グランド電極１０１には導体部１０９ａの近辺にスリット１０４が形成されており、シールドケース１０９を介して受信した電磁波が前記ループ状電極１０３に効率よく伝播する。

（第２１実施例、図３０〜図３２参照）
第２１実施例である無線ＩＣデバイスは、図３０に示すように、プリント配線基板１２０上に設けたグランド電極１２１のスリット状の開口部１２１ａに配線電極（以下、電源ライン１２２と記す）を形成し、電源ケーブル１２８をグランド電極１２１に接続するとともに、いま一つの電源ケーブル１２９を電源ライン１２２に接続し、該電源ライン１２２上に電磁結合モジュール１を貼着したものである。プリント配線基板１２０はシールドケース１２７にて覆われ、電源ケーブル１２８，１２９はシールドケース１２７の外部に長く延在している。また、電源ライン１２２には、電圧安定化を図るため、高周波ノイズ除去用コンデンサ１２５や電圧レギュレータ１２６が搭載されている。

一方、電磁結合モジュール１は、図３２に示すように、コイル（インダクタンス素子）１３１を内蔵した給電回路基板１３０上に無線ＩＣチップ５を搭載し、樹脂保護材１４１で被覆したものである。コイル１３１はそのコイル軸が電源ライン１２２とは平行に位置し、両端は無線ＩＣチップ５と電気的に導通している。

本第２１実施例である無線ＩＣデバイスの動作原理は、図３１に示すように、電源ケーブル１２９が図示しないリーダライタから発せられた電磁波を受信すると、電源ライン１２２に電流が発生する。この電流はコンデンサ１２５を通じてグランド電極１２１へ流れ込み、電源ライン１２２に磁界φが発生する。この磁界φが給電回路基板１３０のコイル１３１と磁界結合し、無線ＩＣチップ５を動作させる。

本第２１実施例において、電源ケーブル１２９が放射板として機能する。また、シールドケース１２７や電源ケーブル１２９は取り付けられていない製造工程の途中にあっては電源ライン１２２が放射板として機能する。また、電源ケーブル１２９をリーダライタに直結してもよい。

（第２２実施例、図３３参照）
第２２実施例である無線ＩＣデバイスは、図３３に示すように、電磁結合モジュール１を構成する給電回路基板１３０に、コイル１３１に加えて整合回路／共振回路１３２を設けたものである。他の構成は前記第２１実施例と同様である。本第２２実施例の作用も第２１実施例と同様である。特に、回路１３２が整合回路であればコイル１３１との整合をとることができ、小さい電力で無線ＩＣチップ５を動作させることができる。また、回路１３２が共振回路であれば周波数選択性を付加でき、周波数の変化を小さくでき、動作周波数帯を広くとることも可能になる。

（第２３実施例、図３４参照）
第２３実施例である無線ＩＣデバイスは、図３４に示すように、電磁結合モジュール１を構成する給電回路基板１３０の裏面に一対の外部端子電極１３３を形成したものである。他の構成は前記第２１実施例と同様である。本第２３実施例の作用も第２１実施例と同様である。特に、給電回路基板１３０の裏面に外部端子電極１３３を形成することで、電磁結合モジュール１を電源ライン１２２にはんだ付けすることができ、他の表面実装部品と同時に実装することができる。なお、外部端子電極１３３は給電回路基板１３０の裏面のほぼ中央部分に一つだけ形成してもよい。

（第２４実施例、図３５参照）
第２４実施例である無線ＩＣデバイスは、図３５に示すように、電磁結合モジュール１を構成する給電回路基板１３０の裏面に一対の外部端子電極１３３を形成するとともに、給電回路基板１３０の裏面側に導体１３４を内蔵させ、電源ライン１２２を導体１３４の下部でカットしたものである。他の構成は前記第２１実施例、第２３実施例と同様である。本第２４実施例の作用も第２１実施例及び第２３実施例と同様である。特に、電源ライン１２２を流れる電流が導体１３４に導かれてコイル１３１の近傍を流れるため、結合度が向上し、小さな電力で動作する。また、結合度のばらつきが小さくなる。

（第２５実施例、図３６参照）
第２５実施例である無線ＩＣデバイスは、図３６に示すように、電磁結合モジュール１を取り付けるための補助基板１４０を設けたものである。補助基板１４０上には結合用電極１４１が形成され、該結合用電極１４１の開口部１４２に形成されたインダクタンス素子として機能する一対のループ状電極１４３のそれぞれの端部に、電磁結合モジュール１が（又は無線ＩＣチップ５が単独で）結合されている。他の構成は前記第２１実施例と同様である。

本第２５実施例においては、電磁結合モジュール１がループ状電極１４３と結合し、さらに、結合用電極１４１が電源ライン１２２と結合しており、その作用は第２１実施例と同様である。特に、補助基板１４０を用いることで、サイズの大きな結合用電極１４１を用いたり、給電回路基板１３０内のコイル１３１を大型化することができ、電源ライン１２２との結合度を高くすることができる。また、補助基板１４０の結合用電極１４１はそれ自身でも放射板として機能するため、プリント配線基板１２０のいずれの箇所に設置してもよい。

（第２６実施例、図３７参照）
第２６実施例である無線ＩＣデバイスは、図３７に示すように、電磁結合モジュール１が実装される電源ライン１２２をプリント配線基板１２０の縁部に沿って横方向に長く形成したものである。他の構成は前記第２１実施例（図３０参照）と同様である。本第２６実施例の作用も第２１実施例と同様である。特に、電源ライン１２２を長くしたため、電源ライン１２２の放射板としての機能が大きくなり、シールドケース１２７や電源ケーブル１２９を取り付ける前であっても無線ＩＣデバイスとして機能する。

（第２７実施例、図３８参照）
第２７実施例である無線ＩＣデバイスは、図３８に示すように、図３７に示した電源ライン１２２をさらに分岐させてプリント配線基板１２０の縁部に沿って横方向に長く形成したものである。他の構成は前記第２１実施例及び第２６実施例と同様である。本第２７実施例の作用は前記第２６実施例よりも放射板として機能する電源ライン１２２がより大きなサイズであるために、電磁波をより効率的に送受信でき、小さい電力で動作する。電源ライン１２２を共振する長さに設定することが好ましい。

（第２８実施例、図３９参照）
第２８実施例である無線ＩＣデバイスは、図３９に示すように、図３８に示した電源ライン１２２の延長部分をミアンダ形状にしたものである。他の構成は前記第２１実施例と同様である。本第２８実施例では放射板として機能する電源ライン１２２が実質的に大きなサイズとなり、電磁波をより効率よく送受信できる。

（第２９実施例、図４０参照）
第２９実施例である無線ＩＣデバイスは、図４０に示すように、プリント配線基板１２０上に形成されたグランド電極１２１の比較的大きな面積の開口部１２１ｂに複数のライン電極１４５をパラレルに設け、該ライン電極１４５にＵＳＢなどの信号線１４６を接続し、かつ、ライン電極１４５の一つに電磁結合モジュール１を結合させたものである。ライン電極１４５とグランド電極１２１との間にはレギュレータ１２６が実装されている。

本第２９実施例においては信号線１４６が放射板として機能し、作用は前記第２１実施例などと同様である。特に、バッテリーなどで動作して電源ケーブルが付属されない機器であっても無線ＩＣデバイスとして機能させることができる。

（第３０実施例、図４１参照）
第３０実施例である無線ＩＣデバイスは、図４１に示すように、プリント配線基板１２０上に形成されたグランド電極１２１のスリット状の開口部１２１ａにアンテナライン１５１を設け、該アンテナライン１５１にアンテナ線１５２を接続し、かつ、アンテナライン１５１に電磁結合モジュール１を結合させたものである。アンテナライン１５１とグランド電極１２１との間にはレギュレータ１２６が実装されている。

本第３０実施例においてはアンテナ線１５２が放射板として機能し、作用は前記第２１実施例などと同様である。電磁結合モジュール１には、ＲＦＩＤとして動作する周波数でのみエネルギーが無線ＩＣチップ５に伝達されるように、共振回路や整合回路を形成することにより、アンテナの動作を妨げることがない。特に、本実施例では、電磁波を効率よく受信するために設計されているアンテナ線１５２を放射板として利用しているため、小さな電力で動作させることができる。

（第３１実施例、図４２参照）
第３１実施例である無線ＩＣデバイスは、図４２に示すように、電源ライン１２２とグランド電極１２１との間に、ＥＳＤ対策用のデバイス（例えば、バリスタ１５３）を実装したものであり、電磁結合モジュール１はバリスタ１５３の後段に配置されている。他の構成は前記第２１実施例（図３０参照）と同様である。本第３１実施例の作用は第２１実施例と同様であり、特に、バリスタ１５３を設けることで、耐静電サージ特性が向上する。

（第３２実施例、図４３参照）
第３２実施例である無線ＩＣデバイスは、図４３に示すように、電磁結合モジュール１を電源ライン１２２と結合させた構成は前記第２１実施例（図３０参照）と同様である。異なるのは、給電回路基板１３０に設けたコイル１３１をそのコイル軸を電源ライン１２２とは直交する方向に形成した点にある。本第３２実施例の作用は第２１実施例と同様であり、特に、コイル１３１をコイル軸が給電回路基板１３０のシート積層方向と一致するように形成しているため、コイル１３１の形成が容易になる。

（第３３実施例、図４４及び図４５参照）
第３３実施例である無線ＩＣデバイスは、図４４に示すように、プリント配線基板１２０上に設けたグランド電極１２１のスリット状の開口部１２１ａに電源ライン１２２を形成し、電源ケーブル１２８をグランド電極１２１に接続するとともに、いま一つの電源ケーブル１２９を電源ライン１２２に接続し、該電源ライン１２２とグランド電極１２１とに跨るように電磁結合モジュール１を貼着したものである。プリント配線基板１２０はシールドケース１２７にて覆われ、電源ケーブル１２８，１２９はシールドケース１２７の外部に長く延在している。また、電源ライン１２２には、電圧安定化を図るため、高周波ノイズ除去用コンデンサ１２５や電圧レギュレータ１２６が搭載されている。

一方、電磁結合モジュール１は、図４５に示すように、無線ＩＣチップ５と給電回路基板１６０とからなる。給電回路基板１６０の内部には、互いに磁気結合するインダクタンス素子Ｌ１１，Ｌ１２と、内部電極１６１とグランド電極１２１及び内部電極１６２と電源ライン１２２との間で形成される容量にて所定の共振周波数を有する共振回路が形成されている。無線ＩＣチップ５はこの共振回路とはんだバンプを介して電気的に接続されている。図４５において、１５６は接着剤、１６６ははんだバンプの保護層である。

本第３３実施例である無線ＩＣデバイスの動作原理は、電源ケーブル１２９が図示しないリーダライタから発せられた電磁波を受信すると、電源ライン１２２に電流が発生する。この際、電源ライン１２２とグランド電極１２１との間に電位差が発生する。高周波的には図４４に示すインダクタンス成分（コイル形状で示す）が存在するためである。この電位差により、給電回路基板１６０の内部電極１６１，１６２とグランド電極１２１及び電源ライン１２２とが電磁界結合し、信号が共振回路を介して無線ＩＣチップ５を動作させる。

従って、本第３３実施例においても電源ケーブル１２９が放射板として機能し、その作用は前記第２１実施例（図３０参照）と基本的に同様である。給電回路基板１６０の内部にはインダクタンス素子Ｌ１１，Ｌ１２と容量とからなる共振回路が形成されているため、無線ＩＣチップ５との整合機能や周波数選択機能を有し、広い周波数帯域で効率よく信号を伝達することができる。なお、電磁結合モジュール１に代えて無線ＩＣチップ５を単独で用いてもよい。

（第３４実施例、図４６参照）
第３４実施例である無線ＩＣデバイスは、図４６に示すように、電磁結合モジュール１を構成する給電回路基板１６０に設けた共振回路を、互いに磁気結合するインダクタンス素子Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３にて形成したものである。本第３４実施例において、他の構成は前記第３３実施例と同様であり、作用も第３３実施例と同様である。特に、共振回路が左右対称に構成されているため、電磁結合モジュール１を方向性を問うことなく実装することができる。

（第３５実施例、図４７参照）
第３５実施例である無線ＩＣデバイスは、図４７に示すように、給電回路基板１６０の裏面に内部電極１６１，１６２と対向する外部端子電極１６３，１６４を形成したものである。本第３５実施例において、他の構成は前記第３４実施例と同様であり、作用も第３４実施例と同様である。特に、外部端子電極１６３，１６４を設けることにより、電磁結合モジュール１をプリント配線基板１２０上にはんだ付けすることができ、他の表面実装部品と同時に実装することができる。

（第３６実施例、図４８参照）
第３６実施例である無線ＩＣデバイスは、図４８に示すように、電磁結合モジュール１が実装される電源ライン１２２をプリント配線基板１２０の縁部に沿って横方向に長く形成したものである。他の構成は前記第３３実施例（図４４参照）と同様である。本第３６実施例の作用も第３３実施例と同様である。特に、電源ライン１２２を長くしたため、電源ライン１２２の放射板としての機能が大きくなり、シールドケース１２７や電源ケーブル１２９を取り付ける前であっても無線ＩＣデバイスとして機能する。

（第３７実施例、図４９参照）
第３７実施例である無線ＩＣデバイスは、図４９に示すように、図４８に示した電源ライン１２２の延長部分をミアンダ形状にしたものである。他の構成は前記第３３実施例と同様である。本第３７実施例では放射板として機能する電源ライン１２２が実質的に大きなサイズとなり、電磁波をより効率よく送受信できる。

（第３８実施例、図５０参照）
第３８実施例である無線ＩＣデバイスは、図５０に示すように、図４８に示した電源ライン１２２をさらに分岐させてプリント配線基板１２０の縁部に沿って横方向に長く形成したものである。他の構成は前記第３３実施例及び第３６実施例と同様である。本第３８実施例の作用は前記第３６実施例よりも放射板として機能する電源ライン１２２がより大きなサイズであるために、電磁波をより効率的に送受信でき、小さい電力で動作する。電源ライン１２２を共振する長さに設定することが好ましい。

（第３９実施例、図５１参照）
第３９実施例である無線ＩＣデバイスは、図５１に示すように、電源ライン１２２の両側の延長部分をともにミアンダ形状にしたものである。他の構成は前記第３３実施例と同様である。本第３９実施例では放射板として機能する電源ライン１２２が実質的に大きなサイズとなり、電磁波をより効率よく送受信できる。

（第４０実施例、図５２参照）
第４０実施例である無線ＩＣデバイスは、図５２に示すように、電源ライン１２２の一部をプリント配線基板１２０の下層に形成したもので、電磁結合モジュール１は表層に露出した電源ライン１２２とグランド電極１２１との間に跨って実装されている。また、電源ケーブル１２９は表層に露出させた電源ラインの端部１２２ａに接続されている。

本第４０実施例の他の構成は前記第３３実施例と同様であり、作用も第３３実施例と同様である。特に、電源ライン１２２を部分的にプリント配線基板１２０の下層に配置したため、表層の配線に自由度が増す。

（第４１実施例、図５３参照）
第４１実施例である無線ＩＣデバイスは、図５３に示すように、電源ライン１２２をコ字形状に折り曲げ、該折曲げ部分に電磁結合モジュール１の両端部を接合させたものである。本第４１実施例の他の構成は前記第３３実施例と同様であり、作用も第３３実施例と同様である。

（第４２実施例、図５４及び図５５参照）
第４２実施例である無線ＩＣデバイスは、図５４に示すように、電磁結合モジュール１を電源ライン１２２を跨いでグランド電極１２１の両縁部に架かるように実装したものである。他の構成は前記第３３実施例と同様であり、電磁結合モジュール１はグランド電極１２１上に発生する電位差により動作する。

本第４２実施例においては、図５５に示すように、給電回路基板１６０内にはインダクタンス素子Ｌ１１、Ｌ１２に加えて、電源ライン１２２に流れる電流により発生する磁界φと結合するコイル１６７がインダクタンス素子Ｌ１１，Ｌ１２と直列に形成されており、電源ライン１２２に流れる電流によっても動作する。即ち、このコイル１６７は整合用のインダクタンス素子としても機能する。また、電源ライン１２２で電磁波を十分受信できない場合であっても、グランド電極１２１が放射板として機能して受信が可能であり、給電回路のいずれか一方の素子が破壊されても、他方の素子を介して動作が可能である。

（第４３実施例、図５６参照）
第４３実施例である無線ＩＣデバイスは、図５６に示すように、電磁結合モジュール１の給電回路と結合するグランド電極１２１の一部１２１ｃをループ形状としたものである。他の構成は前記第３３実施例及び第４２実施例と同様であり、作用も第３３実施例及び第４２実施例と同様である。特に、共振回路と結合するグランド電極１２１の一部１２１ｃをループ形状とすることにより、アンテナ利得が向上し、無線ＩＣチップ５を小さい電力で動作させることができる。

（第４４実施例、図５７参照）
第４４実施例である無線ＩＣデバイスは、図５７に示すように、プリント配線基板１２０上に形成されたグランド電極１２１の比較的大きな面積の開口部１２１ｂに複数のライン電極１４５をパラレルに設け、該ライン電極１４５にＵＳＢなどの信号線１４６を接続し、かつ、ライン電極１４５の一つとグランド電極１２１とに跨るように電磁結合モジュール１を結合させたものである。ライン電極１４５とグランド電極１２１との間にはレギュレータ１２６が実装されている。

本第４４実施例においてはライン電極１４５とグランド電極１２１との間に生じる電位差を利用し、信号線１４６が放射板として機能し、作用は前記第３３実施例や第２９実施例と同様である。

（第４５実施例、図５８参照）
第４５実施例である無線ＩＣデバイスは、図５８に示すように、隣接するライン電極１４５に跨るように電磁結合モジュール１を結合させたものであり、他の構成及び作用は前記第４４実施例と同様である。本第４５実施例では、隣接する二つのライン電極１４５間に生じる電位差を利用している。

（第４６実施例、図５９参照）
第４６実施例である無線ＩＣデバイスは、図５９に示すように、プリント配線基板１２０上に形成されたグランド電極１２１のスリット状の開口部１２１ａにアンテナライン１５１を設け、該アンテナライン１５１にアンテナ線１５２を接続し、かつ、アンテナライン１５１とグランド電極１２１との間に電磁結合モジュール１を跨るように結合させたものである。アンテナライン１５１とグランド電極１２１との間にはレギュレータ１２６が実装されている。本第４６実施例においてはアンテナ線１５２が放射板として機能し、作用は前記第３３実施例や第３０実施例と同様である。

（第４７実施例、図６０参照）
第４７実施例である無線ＩＣデバイスは、図６０に示すように、電磁結合モジュール１を取り付けるための補助基板１７０を設けたものである。補助基板１７０上には結合用電極１７１が形成され、該結合用電極１７１に形成されたインダクタンス素子として機能する一対のループ状電極１７３のそれぞれの端部に、電磁結合モジュール１が（又は無線ＩＣチップ５が単独で）結合されている。結合用電極１７１の両端ははんだ１７５によって電源ライン１２２及びグランド電極１２１に接続されている。他の構成は前記第３３実施例と同様である。

本第４７実施例においては、電磁結合モジュール１がループ状電極１７３と結合し、さらに、結合用電極１７１が電源ライン１２２とグランド電極１２１に跨るように結合しており、その作用は第３３実施例と同様である。特に、補助基板１７０を用いることで、サイズの小さな電磁結合モジュール１であっても電源ライン１２２とグランド電極１２１を跨いで配置することができる。また、補助基板１７０にインダクタンス素子などを形成することができ、給電回路基板１６０をより小さくすることができる。さらに、補助基板１７０の結合用電極１７１はそれ自身でも放射板として機能する。

（第４８実施例、図６１参照）
第４８実施例である無線ＩＣデバイスは、図６１に示すように、電源ライン１２２とグランド電極１２１との間に、ＥＳＤ対策用のデバイス（例えば、バリスタ１５３）を実装したものであり、電磁結合モジュール１はバリスタ１５３の後段に配置されている。他の構成は前記第３３実施例（図４４参照）と同様である。本第４８実施例の作用は第３３実施例及び第３１実施例と同様である。

（第４９実施例、図６２〜図６５参照）
第４９実施例である無線ＩＣデバイスは、図６２に示すように、プリント配線基板１８０上に設けたグランド電極１８１に開口部１８２を形成してループ状電極１８３とし、該ループ状電極１８３に電磁結合モジュール１を実装したものである。電磁結合モジュール１は無線ＩＣチップ５と給電回路基板１９０とで構成されている。給電回路基板１９０の内部には、図６４に示すように、コイル（インダクタンス素子）１９１が形成されている。コイル１９１はそのコイル軸がループ状電極１８３と平行に位置し、両端は無線ＩＣチップ５と電気的に導通している。

本第４９実施例である無線ＩＣデバイスの動作原理は、図６３に示すように、グランド電極１８１が図示しないリーダライタから発せられた電磁波を受信すると、ループ状電極１８３に電流が発生する。この電流により発生した磁界φが給電回路基板１９０のコイル１９１と磁界結合し、無線ＩＣチップ５を動作させる。このとき、コイル１９１の片側にのみ磁界φが交差するように電磁結合モジュール１を配置することが好ましい。また、図６５に示すように、給電回路基板１９０内にはコイル１９１に加えて整合回路／共振回路１９２を設けてもよい。

なお、プリント配線基板１８０上に設けた素子１０５，１０６，１０７は前記第１５実施例（図２３参照）で説明したとおりである。

（第５０実施例、図６６参照）
第５０実施例である無線ＩＣデバイスは、図６６に示すように、グランド電極１８１に形成したループ状電極１８３をコ字形状に折り曲げ、電磁結合モジュール１をコイル１９１がループ状電極１８３に沿うように実装したものである。他の構成は前記第４９実施例と同様である。

本第５０実施例において、作用は第４９実施例と同様であり、特に、コイル１９１とループ状電極１８３との結合度が高くなり、効率よくエネルギーの伝達が行われる。また、電磁結合モジュール１が実装時にプリント配線基板１８０の縁部からほとんどはみ出さない。

（第５１実施例、図６７参照）
第５１実施例である無線ＩＣデバイスは、図６７に示すように、電磁結合モジュール１を前記第４９実施例（図６２参照）とは逆向きにプリント配線基板１８０上に実装したものである。他の構成及び作用は第４９実施例と同様である。特に、電磁結合モジュール１が実装時にプリント配線基板１８０の縁部からはみ出さない利点を有している。

（第５２実施例、図６８参照）
第５２実施例である無線ＩＣデバイスは、図６８に示すように、給電回路基板１９０に内蔵したコイル１９１をそのコイル軸がループ状電極１８３と直交するように形成したものである。本第５２実施例の作用は前記第４９実施例と同様であり、特に、コイル１９１をコイル軸が給電回路基板１９０のシート積層方向と一致するように形成しているため、コイル１９１の形成が容易になる。

（第５３実施例、図６９参照）
第５３実施例である無線ＩＣデバイスは、図６９に示すように、グランド電極１８１にループ状電極１８３を形成することなく、電磁結合モジュール１をグランド電極１８１の縁部に実装したものである。他の構成及び作用は前記第４９実施例と同様である。電磁結合モジュール１はグランド電極１８１の縁部を流れる電流により発生する磁界と結合して動作する。

（第５４実施例、図７０参照）
第５４実施例である無線ＩＣデバイスは、図７０に示すように、プリント配線基板１８０に切欠き１８４を形成し、該切欠き１８４の周囲に位置するグランド電極１８１の縁部をループ状電極１８３としたものである。他の構成及び作用は前記第４９実施例と同様である。

（第５５実施例、図７１参照）
第５５実施例である無線ＩＣデバイスは、図７１に示すように、前記第５３実施例では電磁結合モジュール１をグランド電極１８１のほぼ中央の縁部に実装したのに対して、電磁結合モジュール１をグランド電極１８１の隅部に実装したものである。他の構成及び作用は前記第４９実施例及び第５３実施例と同様である。

なお、電磁結合モジュール１は、グランド電極１８１にループ状電極１８３を形成しない場合、グランド電極１８１の縁部であれば、任意の箇所に実装することができる。また、前記第５４実施例に示したように、電磁結合モジュール１を実装したプリント配線基板１８０の隅部に切欠きを形成し、その周囲に位置するグランド電極１８１の縁部をループ状電極としてもよい。

（第５６実施例、図７２及び図７３参照）
第５６実施例である無線ＩＣデバイスは、図７２に示すように、給電回路基板１９０に内蔵されたコイル１９５を８の字パターンにしたもので、他の構成は前記第４９実施例（図６２参照）と同様である。電磁結合モジュール１は、図７３に示すように、インダクタンス素子として機能するコイル１９５の両方のループにループ状電極１８３から発生する磁束φが通過するように、プリント配線基板１８０上に実装されている。それゆえ、本第５６実施例では放射板として機能するグランド電極１８１と電磁結合モジュール１との結合度が高い。

（電磁結合モジュールの変形例、図７４参照）
電磁結合モジュール１としては、図７４に示すように、正方形状の給電回路基板２００を有するものであってもよい。インダクタンス素子として機能するコイル２０１も正方形状とされている。この電磁結合モジュール１は本発明に係る全ての実施例に適用することができる。

（第５７実施例、図７５参照）
第５７実施例である無線ＩＣデバイスは、図７５に示すように、プリント配線基板１８０上に形成したグランド電極１８１に縁部から中央部に達するスリット１８５を形成し、該スリット１８５の端部に開口部１８５ａを形成し、電磁結合モジュール１を該開口部１８５ａの直上に搭載したものである。給電回路基板１９０に形成されたコイル１９１と開口部１８５ａとは平面視でほぼ同じ形状とされている。

本第５７実施例においては、開口部１８５ａの周囲がループ状電極として機能し、コイル１９１と電磁界結合する。スリット１８５が形成されているため、グランド電極１８１で受信した電磁波による電流が開口部１８５ａの周囲に集中して強い磁界が発生し、結合度が高くなる。

なお、スリット１８５は必ずしもグランド電極１８１の縁部に連通している必要はない。また、スリット１８５がプリント配線基板１８０の配線設計上形成されるものであれば、特に電磁結合モジュール１を実装するためにスリットを形成する必要はない。

（実施例のまとめ）
本発明に係る電子機器においては、給電回路基板に共振回路が形成され、放射板で受信された信号によって共振回路を介して無線ＩＣが動作され、該無線ＩＣからの応答信号が共振回路を介して放射板から外部に放射されてもよい。また、給電回路基板に整合回路が形成されていてもよい。

インダクタンス素子は螺旋状電極で構成され、該螺旋状電極は配線基板上の配線電極において発生する磁界と結合するように形成されていてもよい。配線基板上の配線電極とグランド電極とは絶縁されて配置されており、給電回路基板は配線電極とグランド電極とに跨って配置されていてもよい。金属材からなるケースであれば、該ケース自体が放射板として機能する。ケースが非導電材からなる場合は、導電材からなる電極膜を形成し、該電極膜を放射板として機能させればよい。

電磁結合モジュールと他の電子部品を搭載したプリント配線基板を備え、放射板を兼用するケースは高周波デバイス及び他の電子部品を覆うように配置されていてもよい。このプリント配線基板は、給電回路と放射板とを結合させる第２の配線電極を備えていてもよい。第２の配線電極がループ状電極であれば、無線ＩＣと放射板とのインピーダンスを整合させることができ、別途整合部を設ける必要がなく、無線ＩＣと放射板との間での信号伝達効率が向上する。ループ状電極は給電回路基板を搭載する補助基板に形成されていてもよい。また、複数のプリント配線基板を備え、少なくとも一つのプリント配線基板上には高周波デバイスが実装され、ケースは高周波デバイス及び他の電子部品の少なくとも一つを覆うように配置されていてもよい。

前記プリント配線基板は、給電回路と放射板とを結合させる第２の配線電極を備え、ケースはプリント配線基板に実装された全ての電子部品及び高周波デバイスを覆うように配置されていてもよい。前記第２の配線電極が放射板の一部であってもよく、放射特性が向上し、第２の配線電極の配置によって指向性を変化させることができる。電子部品の少なくとも一部が放射板の一部として機能してもよく、放射特性が向上する。

また、前記プリント配線基板はグランド電極を備え、第２の配線電極がグランド電極と電気的に接続されていてもよい。面積の大きいグランド電極をも放射板として機能させることで、放射特性がさらに向上する。

前記第２の配線電極はプリント配線基板の表面又は内部のいずれに形成されていてもよい。また、プリント配線基板は樹脂製又はセラミック製のいずれであってもよい。

さらに、給電回路基板の表面に給電回路と結合する外部電極が形成されていてもよい。

給電回路基板はセラミックや液晶ポリマなどの樹脂からなる多層基板で構成されていてもよく、フレキシブルな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、電極の形成の自由度が向上する。フレキシブルな基板で構成すれば、給電回路基板を薄型化、低背化することができる。

無線ＩＣ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。

なお、本発明に係る電子機器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、共振回路や整合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外部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。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。また、無線ＩＣチップと給電回路との接続は、電気的な直接接続以外に、電磁界結合であってもよい。さらに、給電回路基板に無線ＩＣが組み込まれていてもよい。

また、電磁結合モジュールが実装される機器は、携帯電話などの無線通信機器に限らず、テレビや冷蔵庫などの家電機器を含めて種々の機器に適用することができる。

以上のように、本発明は、ＲＦＩＤシステムに用いられる無線ＩＣを有する無線ＩＣデバイスに有用であり、特に、放射性能の低下を来すことなく小型化を達成できる点で優れている。

１…電磁結合モジュール
５…無線ＩＣチップ
１０，４０，１３０，１６０，１９０，２００…給電回路基板
２０，１００，１２０，１８０…プリント配線基板
２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ…第２の配線電極
２３，１０１，１２１，１８１…グランド電極
２４，２５，１０３，１４３，１７３，１８３…ループ状電極
２８，５０〜５４…ケース
２８’…電極膜
３６…配線ケーブル（第１の配線電極）
１０４…スリット
１０９…シールドケース
１１０…コネクタ
１１１…同軸ケーブル
１１２…スロットケース
１１３…バッテリー
１２２…電源ライン
１２９…電源ケーブル
１３１，１６７，１９１，１９５，２０１…コイル
１３２，１９２…整合回路／共振回路
１４０，１７０…補助基板
１４６…信号線
１５２…アンテナ線
Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３…インダクタンス素子
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２…キャパシタンス素子

Claims (11)

1. 基板と、
   第１入出力端子電極及び第２入出力端子電極を有し、前記基板に搭載され、送受信信号の処理を行う無線ＩＣと、
   前記無線ＩＣの第１入出力端子電極及び第２入出力端子電極にそれぞれ接続される第１電極及び第２電極と、
   を備えており、
   前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、金属ケース及び金属部品の少なくとも一方に結合し、
   前記金属ケース及び前記金属部品の少なくとも一方は、放射体として機能する、
   無線ＩＣデバイス。
2. 前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、ミアンダ形状を有する、
   請求項１に記載の無線ＩＣデバイス。
3. 前記無線ＩＣは、ループ電極に接続されている、
   請求項１又は請求項２のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
4. 前記ループ電極は、螺旋状電極により形成されている、
   請求項３に記載の無線ＩＣデバイス。
5. 前記金属ケース及び前記金属部品の少なくとも一方は、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方の近傍に配置されている、
   請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
6. 前記金属ケース及び前記金属部品の少なくとも一方は、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方に重なる、
   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. 前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、グランド電極に接続されている、
   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. 前記第１電極及び前記第２電極は、前記基板の第１主面に配置され、
   前記基板は、前記基板の第２主面において前記金属ケース及び前記金属部品の少なくとも一方に取り付けられ、
   前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、前記基板を介して前記金属ケース及び前記金属部品の少なくとも一方と電磁結合している、
   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. 前記基板は、前記金属ケース及び前記金属部品の少なくとも一方の第１金属体及び第２金属体に取り付けられ、
   前記第１電極及び前記第２電極はそれぞれ、前記第１金属体及び前記第２金属体に電磁結合し、
   前記第１金属体及び前記第２金属体は、放射板として機能する、
   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. 前記第１電極及び前記第２電極は、前記基板の第１主面に配置され、
    前記基板は、前記基板の第１主面において、前記第１金属体に取り付けられ、
    前記基板は、前記基板の第２主面において、前記第２金属体に取り付けられ、
    前記第２電極は、前記基板を介して前記第２金属体と電磁結合する、
    請求項９に記載の無線ＩＣデバイス。
11. 前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも一方は、平面部を有し、
    前記平面部は、前記金属ケース又は前記金属部品の少なくとも一方と電気的に接続されている、
    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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