WO2007138857A1 - 無線ｉｃデバイス及び無線ｉｃデバイス用複合部品 - Google Patents

Abstract

　安定した周波数特性を有する無線ＩＣデバイス及び無線ＩＣデバイス用複合部品を得る。 　無線ＩＣチップ（５）と、無線ＩＣチップ（５）が搭載され、インダクタンス素子（Ｌ１）及び（Ｌ２）を含んだ給電回路を有する給電回路基板（１０ｆ）と、給電回路のインダクタンス素子（Ｌ１）及び（Ｌ２）と電磁界結合している放射板と、を備えた無線ＩＣデバイス。給電回路基板（１０ｆ）には高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部（１００）が形成されており、インダクタンス素子（Ｌ１）及び（Ｌ２）の一部は高透磁率磁性体部（１００）に設けられている。

Description

明 細 書

無線 ICデバイス及び無線 ICデバイス用複合部品

技術分野

[0001] 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、ならびに、この無線 ICデバイスに用いられる無線 IC デバイス用複合部品に関する。

背景技術

[0002] 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、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 ヽる。

[0003] この RFIDシステムに使用される無線 ICデバイスとしては、たとえば、特許文献 1、 2 に記載のものが知られて 、る。

[0004] すなわち、図 32に示すように、 PET力 なる支持フィルム 305上にアルミ箔で形成 された空芯線タイプのアンテナパターン 304と、アンテナパターン 304の所定の位置 に Auバンプ 302を介して直接的に接続された無線 ICチップ 301と、無線 ICチップ 3 01の接合強度を確保するために Auバンプ 302を覆うように設けられた榭脂層 303と 、カゝらなる無線 ICデバイスが提供されている。

特許文献 1 :米国特許第 6, 406, 990号明細書

特許文献 2 :米国特許第 6, 664, 645号明細書

[0005] この無線 ICデバイスにおいては、無線 ICチップ 301がアンテナパターン 304に Au バンプ 302を介して直接的に接続されており、無線 ICチップ 301を、それに比べて 非常に面積の大きな支持フィルム 305上に位置決めする必要がある。しかし、大面積 の支持フィルム 305に微小な無線 ICチップ 301を精度良く実装することは極めて困 難で、その際に位置ずれを生じると、あるいは、 Auバンプの大きさにばらつきが生じ ると、アンテナの共振周波数特性が変化するという問題点を有している。また、この無 線 ICデバイスの周波数特性は、アンテナパターン 304の形状や大きさで実質的に決 められるので、アンテナパターン 304が丸められたり、誘電体に挟まれたりする（たと えば、書籍のなかに挟み込まれる）ことで、その特性が変化しやすい。

[0006] さらに、この無線 ICデバイスにおける送受信信号の共振周波数は、基本的にはァ ンテナパターンの電気長で決定される。たとえば 13. 5MHz帯の送受信信号を空芯 線タイプのアンテナパターンで扱う場合、おおよそ 4. 5 Hのインダクタンス値が必 要となり、アンテナパターンが大きくなつてしまう。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定した周波数 特性を有する小型の無線 ICデバイス、および、無線 ICデバイス用複合部品を提供す ることにめる。

課題を解決するための手段

[0008] すなわち、本発明に係る無線 ICデバイスは、無線 ICチップと、前記無線 ICチップ が搭載され、インダクタンス素子を含んだ給電回路を有する給電回路基板と、前記給 電回路の前記インダクタンス素子と電磁界結合して ヽる放射板と、を備えた無線 IC デバイスであって、前記給電回路基板の少なくとも一部に、高透磁率磁性体材料か らなる高透磁率磁性体部が形成されており、前記インダクタンス素子の少なくとも一 部は前記高透磁率磁性体部に設けられていることを特徴とする。

発明の効果

[0009] 本発明によれば、無線 ICチップは給電回路基板上に搭載されて ヽるので、無線 チップを基板上に精度よく搭載することができ、また、給電回路基板は放射板と電磁 界結合によって接続されて ヽるので、無線 ICチップおよび給電回路基板カゝらなる複 合部品を放射板に直接にあるいは近接配置させることで容易に取り付けることができ る。

[0010] また、送信信号や受信信号の周波数は、給電回路基板に設けられた給電回路に て実質的に決められているため、たとえば放射板を丸めたり、誘電体で挟んだりして も周波数特性が実質的に変化することがなぐ安定した周波数特性が得られる。

[0011] しカゝも、給電回路を構成するインダクタンス素子は、高透磁率磁性体部に形成され ているので、インダクタンス素子の Q値を向上させることができ、インダクタンス素子の サイズを小型化しても、安定した周波数特性を得ることができるとともに、給電回路基 板ひいては無線 ICデバイスの小型化を図ることができる。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明の第 1実施例に係る無線 ICデバイスを示す斜視図である。

[図 2]第 1実施例に係る無線 ICデバイスの断面図である。

[図 3]第 1実施例に係る無線 ICデバイスの等価回路図である。

[図 4]第 1実施例に係る無線 ICデバイスの給電回路基板を示す分解斜視図である。

[図 5]本発明の第 2実施例に係る無線 ICデバイスを示す断面図である。

[図 6]第 2実施例に係る無線 ICデバイスの等価回路図である。

[図 7]第 2実施例に係る無線 ICデバイスの給電回路基板を示す分解斜視図である。

[図 8]第 2実施例に係る無線 ICデバイスの変形例についての等価回路図である。

[図 9]本発明の第 3実施例に係る無線 ICデバイス用複合部品の外観斜視図である。

[図 10]第 3実施例に係る無線 ICデバイスの給電回路基板を示す分解斜視図である。

[図 11]第 3実施例に係る無線 ICデバイスの等価回路図である。

[図 12]第 3実施例に係る無線 ICデバイスの給電回路基板をさらに詳細に示す分解斜 視図である。

[図 13]第 3実施例に係る無線 ICデバイスにおける放射板の配置例を示す外観斜視 図である。

[図 14]本発明の第 4実施例に係る無線 ICデバイス (無線 ICデバイス用複合部品）の 分解斜視図である。

[図 15]第 4実施例に係る無線 ICデバイスの外観斜視図である。

[図 16]本発明の第 5実施例に係る無線 ICデバイス (無線 ICデバイス用複合部品）の 分解斜視図である。

[図 17]第 5実施例に係る無線 ICデバイスの外観斜視図である。

[図 18]第 5実施例に係る無線 ICデバイス (無線 ICデバイス用複合部品）の外観斜視 図である。

[図 19]本発明の第 6実施例に係る無線 ICデバイス (無線 ICデバイス用複合部品）の 分解斜視図である。

[図 20]第 6実施例に係る無線 ICデバイスの外観斜視図である。

[図 21]本発明の第 7実施例に係る無線 ICデバイス (無線 ICデバイス用複合部品）の 分解斜視図である。

[図 22]第 7実施例に係る無線 ICデバイスの外観斜視図である。

[図 23]本発明の第 8実施例に係る無線 ICデバイス (無線 ICデバイス用複合部品）の 分解斜視図である。

[図 24]第 8実施例に係る無線 ICデバイス (無線 ICデバイス用複合部品）の外観斜視 図である。

[図 25]第 8実施例に係る無線 ICデバイス (無線 ICデバイス用複合部品）の変形例に つ 、ての外観斜視図である。

[図 26]本発明の第 9実施例に係る無線 ICデバイスの斜視図である。

[図 27]本発明の第 10実施例に係る無線 ICデバイスの斜視図である。

[図 28]本発明の応用例 1に係る無線 ICデバイスの外観斜視図である。

[図 29]本発明の応用例 2に係る無線 ICデバイスの外観斜視図である。

[図 30]本発明の応用例 3に係る無線 ICデバイスの外観斜視図である。

[図 31]本発明の応用例 4に係る無線 ICデバイスの平面図である。

[図 32]従来の無線 ICデバイスの一例を示す概略断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0013] 本発明に係る無線 ICデバイスは、

(1)無線 ICチップと、（2)無線 ICチップが搭載され、インダクタンス素子を含んだ給 電回路を有する給電回路基板と、 (3)給電回路のインダクタンス素子と電磁界結合し ている放射板とを備えたものであって、特に、給電回路基板の少なくとも一部に、高 透磁率磁性体材料力もなる高透磁率磁性体部が形成されており、インダクタンス素 子の少なくとも一部は高透磁率磁性体部に設けられていることを特徴的構成としてい る。

[0014] すなわち、本発明の無線 ICデバイスにおいて、無線 ICチップは給電回路基板上に 搭載され、給電回路基板を介して放射板に接続される。ここで、給電回路基板は放 射板に比べるとかなり小さな面積であるため、無線 ICチップを給電回路基板上に精 度よく搭載することが可能である。

[0015] そして、給電回路基板は、送受信信号の中心周波数を決定する機能、無線 ICチッ プと放射板とのインピーダンスを整合する機能等を有する給電回路を備えており、送 信信号の中心周波数及び z又は受信信号の中心周波数は、給電回路基板におけ る給電回路で実質的に決まる。つまり、無線 ICチップを高精度に搭載した給電回路 基板において送受信信号の周波数が決まるため、放射板の形状やサイズ、配置位 置などによらず、たとえば、無線 ICデバイスを丸めたり、誘電体で挟んだりしても周波 数特性が変化することがなぐ安定した周波数特性が得られる。なお、「実質的に決 まる」とは、給電回路基板と放射板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。

[0016] また、放射板は、給電回路基板の給電回路と電磁界結合を介して接続されて ヽる ので、 Au等のバンプ接続を利用しなくても、給電回路基板から放射板への送信信号 の供給、及び Z又は、放射板から給電回路基板への受信信号の供給が可能であり、 放射板と給電回路基板との接続が極めて容易になる。その結果、無線 ICデバイスの 製造工程が簡素化できるうえ、周波数特性のばらつきが少なくなり、生産効率が向上 するとともに安定した周波数特性を確保することができる。つまり、給電回路基板と放 射板との接続は、 Auバンプを利用した超音波接合等を利用せずとも、榭脂等の接着 剤で接続させるだけでも構わず、特にこの場合、磁性を有する接着剤を採用すること ができる。また、給電回路基板を放射板に直接接続することなく近接配置させてもよ い。

[0017] さらに、本発明の無線 ICデバイスにおいて、給電回路を構成するインダクタンス素 子は、高透磁率磁性材料カゝらなる高透磁率磁性体部に形成されているため、インタ、 クタンス素子の Q値を向上させることができ、インダクタンス素子のサイズを小型化し ても、十分なインダクタンス値を有する素子が得られ、安定した周波数特性を得ること ができる。

[0018] 本発明の無線 ICデバイスにおいて、給電回路を構成するインダクタンス素子は、ス パイラルあるいはヘリカルのようなコイル状のインダクタパターンによって形成されて いることが好ましい。また、このインダクタパターンは、その卷回軸が放射板に対して 垂直になるように、給電回路基板の内部に形成されていることが好ましい。すなわち 、インダクタパターンの卷回軸方向に生じる磁束を利用して、給電回路と放射板とを 接続させることが好ましい。

[0019] 給電回路基板には、低透磁率磁性体材料又は非磁性体材料カゝらなる非磁性体部 が形成されており、インダクタパターンのうち放射板に隣接する卷回部は、非磁性体 部に形成されていることが好ましい。このように、インダクタパターンのうち少なくとも放 射板に隣接する卷回部が非磁性体部に形成されていると、インダクタパターンに生じ た磁界が高透磁率磁性体部に閉じ込められることなぐ給電回路力 放射板への信 号伝達効率、放射板から給電回路への信号伝達効率が向上する。

[0020] なお、本発明において、高透磁率磁性体や低透磁率磁性体の透磁率は具体的に 限定されるものではなぐ相対的に透磁率差を有するものであればよい。あえて具体 的に言えば、高透磁率磁性体は透磁率がおおよそ 15以上の材料、低透磁率磁性 体は透磁率がおおよそ 15未満の材料をそれぞれ好適に用いることができる。

[0021] また、給電回路を構成するインダクタンス素子は、スパイラルある 、はヘリカルのよう なコイル状のインダクタパターンによって形成されており、このインダクタパターンは、 その卷回軸が前記放射板と平行になるように、前記給電回路基板の内部に形成され ていてもよい。すなわち、インダクタパターンの卷回軸方向とは垂直方向に生じる磁 束を利用して、給電回路と放射板とを接続させることもできる。

[0022] なお、給電回路基板のインダクタンス素子はコイル状のインダクタパターン、つまり コイル状電極パターンであることが好ましいが、これは、スパイラルやヘリカルなどの コイル状電極パターンが特に 13. 5MHz帯のような比較的周波数の低い帯域にお いて、磁束をコントロールしゃすぐ設計が容易だ力もである。周波数が高くなればミ アンダ状とすることも可能である。なお、給電回路と放射板との結合は電磁界結合を 利用しているため、給電回路基板のインダクタパターン、つまりコイル状電極パターン にて生じる磁束の変化を妨げないようにすることが好ましぐたとえば、放射板のうち、 インダクタパターンによる磁束を受ける部分 (給電部）には開口部を形成しておくこと が望ましい。これにより、信号エネルギーの伝達効率を向上させるとともに、給電回路 基板と放射板の貼り合わせ時の位置ずれによる周波数のばらつきを低減できる。ま た、コイル状電極パターンの卷回幅は、信号の伝達効率が向上するので、放射板に 向かって徐々に大きくなるように形成されて!、ることが好まし!/、。

[0023] 給電回路基板に構成される給電回路は、インダクタンス素子とキャパシタンス素子 とからなり、所定の共振周波数を有する LC共振回路を構成していることが好ましい。 この LC共振回路にて、送受信信号の中心周波数を決定し、さらに、無線 ICチップと 放射板との間のインピーダンスを整合させることができ、送信信号及び Z又は受信信 号の中心周波数を、給電回路基板における LC共振回路の共振周波数で実質的に 決めることができる。

[0024] LC共振回路は、 LC直列共振回路又は LC並列共振回路であってもよぐあるいは 、複数の LC直列共振回路又は複数の LC並列共振回路を含んで構成されて 、ても よい。共振回路をキャパシタパターンとインダクタパターンとで形成できる集中定数型 共振回路で構成すれば、送受信信号が特に 5GHz以下の低 、周波数帯域にお!、 て、共振回路を容易に設計でき、また、放射板などの他の素子力もの影響を受けにく くなる。そして、共振回路を複数の共振回路で構成すれば、各共振回路を電磁界結 合させること〖こより、特に、各インダクタンス素子を互いに電磁界結合させることにより 、周波数帯域の広帯域ィ匕を図ることができる。

[0025] 給電回路を構成するキャパシタンス素子は、キャパシタパターンとして給電回路基 板に内蔵されていてもよいし、チップ型セラミックコンデンサのような表面実装部品と して給電回路基板に搭載されて 、てもよ 、。

[0026] 給電回路を構成するキャパシタンス素子は、サージ等力 無線 ICチップを保護する ため、無線 ICチップの後段であって、無線 ICチップとインダクタンス素子との間に配 置されて!、ることが好まし!/、。

[0027] 給電回路基板に備えられるキャパシタパターン及びインダクタパターンは、放射板 に対して平行方向に隣接配置されていることが好ましい。これにて、給電回路のイン ダクタパターンによる磁界結合に加え、キャパシタパターンによる電界結合を利用し て、放射板を給電回路基板に接続させることができ、送受信信号のエネルギー伝達 効率を向上させることができる。また、インダクタパターンによって磁界が形成される 部分に、磁界の指向性を付与するため、反射器及び Z又は導波器を配置してもよい 。反射器や導波器を設けることにより、給電回路からの放射板への放射特性や指向 性を容易に調整することができ、外部からの電磁気的な影響を排除して共振特性の 安定ィ匕を図ることができる。

[0028] 放射板と給電回路基板との接続は、主に放射板と給電回路におけるインダクタバタ ーンとの電磁界結合を利用して!/ヽるので、放射板は鉄等の磁性金属材料カゝらなるこ とが好ましい。ただし、放射板の材質は磁性金属材料に限定されるものではなぐ銀 や銅のような非磁性金属材料を利用することも可能である。また、放射板は、金属材 料を含む金属ペーストや金属含有インクを物品上に印刷することにより形成すること もできるし、物品の金属部分を利用することもできる。その形状は、薄膜状、棒状、ス ノ ィラルコイル状、円形状、筒状など、様々な形状であってよい。また、放射板のサイ ズを適宜調整することにより、信号の伝送距離を適宜調節することができる。

[0029] なお、給電回路基板は、インダクタンス素子の少なくとも一部、好ましくは主要部が 高透磁率磁性体部に形成されていればよい。高透磁率磁性体部は、給電回路基板 の製法上、層状をなしていることが好ましいが、層状に限定されるものではない。また 、給電回路基板は、高透磁率磁性体部としての高透磁率磁性体層に所定の誘電率 を有する誘電体層等を積層してなる多層基板であることが好ましい。この場合、キヤ パシタパターンやインダクタパターンは多層基板の表面及び/又は内部に形成され る。共振回路を多層基板で構成することにより、共振回路を構成する素子 (電極バタ ーンなど)を基板の表面のみならず内部にも形成することができ、基板の小型化を図 ることができる。また、共振回路素子のレイアウトの自由度が高くなり、共振回路の高 性能化を図ることも可能になる。多層基板は、複数の榭脂層を積層してなる榭脂多 層基板であってもよぐあるいは、複数のセラミック層を積層してなるセラミック多層基 板であってもよい。また、薄膜形成技術を利用した薄膜多層基板であってもよい。セ ラミック多層基板である場合、セラミック層は銀や銅等の低融点金属と同時焼成可能 な低温焼結セラミック材料で形成することが好まし 、。抵抗値の低 、銀や銅を共振回 路部材として用いることができるからである。

[0030] 一方、給電回路基板は、高透磁率磁性体部からなる単層基板であってもよぐこの 場合、キャパシタパターン及び/又はインダクタパターンは単層基板の表面に形成さ れること〖こなる。単層基板の材料は、高透磁率磁性体であれば、榭脂であってもセラ ミックであってもよい。キャパシタパターンによる容量は単層基板の表裏に形成した平 面形状電極の間で形成してもよぐあるいは、単層基板の一面に並置した電極の間 で形成することもできる。

[0031] 特に、給電回路基板は、複数のセラミック層を積層してなるセラミック多層基板であ ることが好ま U、。キャパシタパターンやインダクタパターンを高精度に内蔵すること が可能であり、たとえば磁性体セラミック材料を使って、所望のインダクタンス値を有 するインダクタパターンを形成することができる。また、セラミック基板はリジッドな基板 であるので、無線 ICチップの機械的な保護が可能であり、し力も、無線 ICチップの実 装が容易である。

[0032] 給電回路基板はリジッドな基板であり、放射板はフレキシブル金属膜で形成されて いることが好ましい。さらに、フレキシブル金属膜はフレキシブルな榭脂フィルムに保 持されて!ヽることが好ま ヽ。リジッド基板に対しては無線 ICチップを安定して搭載す ることができる。これに対して、放射板はフレキシブル金属膜で形成されていることが 好ましい。放射板がフレキシブルであれば、無線 ICデバイスをどのような形状の物品 にも貼り付けることができる。さらに、フレキシブル金属膜がフレキシブルな榭脂フィル ムに保持されていれば、無線 ICデバイスそのものの取り扱いが容易になる。特に、フ イルムで無線 ICチップ、給電回路基板及び放射板の全てを覆うようにすれば、これら を外部環境力も保護することができる。なお、給電回路基板に関しては、必ずしもリジ ッドである必要はなぐ有機榭脂材料 (たとえば、ポリイミドゃ液晶ポリマー）にてフレキ シブルな基板として構成してもよ!/ヽ。

[0033] 放射板の電気長は、送受信信号における共振周波数の半波長の整数倍であること が好ましい。放射板の電気長が共振周波数の半波長の整数倍であると、利得が最も 大きくなる。ただし、周波数は共振回路で実質的に決められているので、放射板の電 気長は必ずしも共振周波数の半波長の整数倍である必要はない。このことは、放射 板が特定の共振周波数を有するアンテナ素子である場合に比べて、大きな利点とな る。 [0034] また、本発明は、（1)無線 ICチップと、（2)無線 ICチップが搭載され、インダクタンス 素子を含んだ給電回路を有する給電回路基板とを備え、給電回路基板の少なくとも 一部に、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部が形成されており、インタ、 クタンス素子の少なくとも一部が高透磁率磁性体部に設けられている無線 ICデバイ ス用の複合部品を提供するものである。すなわち、この複合部品を任意の物品の金 属部分に貼着することにより、無線 ICデバイスとして利用することができるようになる。

[0035] 本発明に係る無線 ICデバイスにおいて、放射板は給電回路基板の表裏面に配置 されていてもよい。二つの放射板で給電回路基板を挟み込むことにより、給電回路か ら放射されるエネルギーを表裏それぞれの放射板に伝えることができ、利得を向上さ せることができる。

[0036] また、無線 ICチップと給電回路基板との接続は種々の形態を採用できる。たとえば 、無線 ICチップにチップ側電極パターンを設けるとともに、給電回路基板に基板側電 極パターン (以下、第 1基板側電極パターンと称することがある）を設け、チップ側電 極パターンと第 1基板側電極パターンとを DC接続してもよい。この場合、半田や導電 性榭脂、金バンプなどで接続することができる。

[0037] あるいは、チップ側電極パターンと第 1基板側電極パターンとの間を容量結合又は 磁気結合により接続してもよい。容量結合又は磁気結合による接続であれば、半田 や導電性榭脂を使用する必要はなく、榭脂などの接着剤を用いて貼り付ければよ!、 oこの場合、チップ側電極パターンや第 1基板側電極パターンは、無線 ICチップの表 面、給電回路基板の表面に形成されている必要はない。たとえば、チップ側電極パ ターンの表面に榭脂膜が形成されていてもよぐあるいは、第 1基板側電極パターン は多層基板の内層に形成されて 、てもよ 、。

[0038] 容量結合の場合、第 1基板側電極パターンの面積がチップ側電極パターンの面積 よりも大きいことが好ましい。無線 ICチップを給電回路基板に搭載するときの位置精 度が多少ばらついても、両電極パターンの間に形成される容量のばらつきが緩和さ れる。しかも、小さな無線 ICチップに大きな面積の電極パターンを形成することは困 難であるが、給電回路基板は比較的大きいので大きな面積の電極パターンを形成す ることに何の支障もない。 [0039] 磁気結合の場合、容量結合に比べて、給電回路基板への無線 ICチップの搭載精 度がそれほど高く要求されないので、搭載がさらに容易になる。また、チップ側電極 ノターン及び第 1基板側電極パターンはそれぞれコイル状電極パターンであることが 好まし 、。スパイラルやヘリカルなどのコイル状電極パターンであれば設計が容易で ある。周波数が高くなればミアンダ状とすることが効果的である。

[0040] 本発明に係る無線 ICデバイスにおいては、放射板を外部との送受信信号の交換を 行う放射部と、給電回路 (共振回路)と送受信信号の交換を行う給電部とを有する両 面（両端）開放型とすれば、放射部によってアンテナ利得が向上し、小さな給電回路 ノターンであっても十分な利得を得ることができ、無線 ICデバイスはリーダライタと十 分な距離をもって作動することになり、かつ、 UHF帯以上の周波数帯域であっても 十分に使用することができる。また、給電回路パターンで共振周波数がほぼ決定され 、放射部の形状が自由に設定可能であり、放射部の大きさなどで利得を調整でき、 放射部の形状などで中心周波数を微調整できる。

[0041] また、放射板の給電部の少なくとも一部が給電回路を構成するインダクタパターン の投影面内に位置するように配置されており、かつ、給電部の面積はインダクタバタ ーンの投影面の面積よりも小さくてもよい。ここで、投影面とはインダクタパターンの外 形線で囲まれた面を意味し、給電部の面積とは放射板の金属部分の面積を意味す る。放射板の給電部とインダクタパターンとが磁界を介して結合されているので、給電 部の面積カインダクタパターンの投影面の面積よりも小さ 、と、給電回路パターンの 磁束を妨げる部分が小さくなり、信号の伝達効率が向上する。

[0042] また、給電部はその長手方向の長さがインダクタパターンの投影面を跨ぐように、た とえば、直線状に形成されていてもよい。そして、放射板の放射部は給電部の両端 側にそれぞれ設けられていてもよぐあるいは、給電部の一端側にのみ設けられてい てもよい。放射部が給電部の両端側に設けられていれば、インダクタパターンとの容 量結合性が強くなる。放射部が給電部の一端側にのみ設けられていれば、インダク タパターンとの磁気結合性が強くなり、利得が大きくなる。

[0043] さらに、給電回路基板には、インダクタパターンゃキャパシタパターン力 なる給電 回路パターンが複数形成されていてもよぐこの場合、放射板の給電部は複数の給 電回路パターンにおける各投影面の間に位置するように配置されていることが好まし い。給電部はその長手方向の長さが複数の給電回路パターンにおける各投影面の 間を跨ぐように、たとえば、直線状に形成されていてもよい。給電部が複数の給電回 路パターンの間に配置されていれば、給電部と給電回路パターン間の電力の供給 量が大きくなる。

[0044] また、放射板は X— y平面内に形成されており、 X軸方向及び y軸方向にそれぞれ 延在している放射部を有していてもよい。円偏波の受信が可能となり、アンテナ利得 が向上する。一方、放射板は x—y—z空間において、 X軸方向、 y軸方向、 z軸方向 にそれぞれ延在して 、る放射部を有して 、てもよ 、。放射部が 3次元的に延在して ヽ れば、 、ずれの方向からも効率のよ!、送受信が可能になる。

[0045] また、放射板の放射部は給電回路パターンの形成面に対して垂直方向に延在して いてもよい。すなわち、針状の放射部の先端であって該放射部に垂直な面内に給電 部を設け、この給電部と給電回路パターンとを電界又は磁界を介して接続してもよ ヽ 。針状の放射部を物品に差し込むかたちで無線 ICデバイスを物品に取り付けること が可能となる。

[0046] また、給電部と給電回路パターンとは磁性体で覆われて 、てもよ 、。これにて、電 磁エネルギーの漏れを防止することができ、給電部と給電回路パターンとの結合度 が向上し、アンテナ利得の向上につながる。

実施例

[0047] 以下、本発明に係る無線 ICデバイスの実施例にっ ヽて添付図面を参照して説明 する。なお、以下に説明する各実施例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。

[0048] (第 1実施例、図 1〜4参照）

第 1実施例である無線 ICデバイス laは、モノポールタイプの放射板を備えたデバイ スであり、図 1及び図 2に示すように、無線 ICチップ 5と、上面に無線 ICチップ 5を搭 載した給電回路基板 10aと、給電回路基板 10aを貼着した放射板 20とで構成されて 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 カ モリされており、給電回路基板 10aに内蔵された給電回路 16と直接的に DC接続 されている。

[0049] 給電回路基板 10aは、高透磁率の磁性体セラミック材料によって形成されたセラミ ック多層基板であり、給電回路 16は、所定の周波数を有する送信信号を放射板 20 に供給するための回路、及び Z又は、放射板 20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!/、る。

[0050] 給電回路基板 10aには、図 2及び図 3に示すように、ヘリカル型のインダクタンス素 子 L及びキャパシタンス素子 CI, C2からなる集中定数型の LC直列共振回路にて構 成した給電回路 16が内蔵されている。詳しくは、図 4に示すように、給電回路基板 10 aは高透磁率磁性体カゝらなるセラミックシート 11 A〜： L 1Gを積層、圧着、焼成したもの で、接続用電極 12とビアホール導体 13aを形成したシート 11A、キャパシタ電極 14a を形成したシート 11B、キャパシタ電極 14bとビアホール導体 13bを形成したシート 1 1C、ビアホール導体 13cを形成したシート 11D、導体パターン 15aとビアホール導体 13dを形成したシート 11E、ビアホール導体 13eを形成したシート 1 IF (1枚もしくは 複数枚）、導体パターン 15bを形成したシート 11G力もなる。なお、各セラミックシート 11八〜11〇は、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。

[0051] 以上のシート 11A〜11Gを積層することにより、ヘリカルの卷回軸が放射板 20と平 行なインダクタンス素子 Lと、該インダクタンス素子 Lの両端にキャパシタ電極 14bが 接続され、かつ、キャパシタ電極 14aがビアホール導体 13aを介して接続用電極 12 に接続されたキャパシタンス素子 CI, C2が形成される。そして、基板側電極パター ンである接続用電極 12が半田バンプ 6を介して無線 ICチップ 5のチップ側電極パタ ーン（図示せず)と DC接続により接続される。

[0052] すなわち、給電回路 16を構成する素子のうち、コイル状電極パターンであるインダ クタンス素子 から、磁界を介して、放射板 20に送信信号を給電し、また、放射板 20 からの受信信号は、磁界を介して、インダクタンス素子 Lに給電される。そのため、給 電回路基板 10aにおいて、共振回路を構成するインダクタンス素子 L、キャパシタン ス素子 CI, C2のうち、インダクタンス素子 Lが放射板 20に近くなるようにレイアウトす ることが望ましい。

[0053] 放射板 20は、鉄のような磁性体であってもよ!/、し、アルミ箔ゃ銅箔などの非磁性体 力 なる長尺体、すなわち、両端開放型の金属体であってもよぐ PETなどの絶縁性 のフレキシブルな榭脂フィルム 21上に形成されている。給電回路基板 10aはその下 面が磁性ある 、は絶縁性の接着層 18を介して放射板 20上に貼着されて ヽる。

[0054] サイズ的にその一例を示すと、無線 ICチップ 5の厚さは 50〜100 μ m、半田バンプ 6の厚さは約 20 m、給電回路基板10&の厚さは200〜500 111、接着層 18の厚さ は 0. 1〜： L0 μ m、放射板 20の厚さは 1〜50 μ m、フイノレム 21の厚さは 10〜： LOO μ mである。また、無線 ICチップ 5のサイズ（面積）は、 0. 4mm X 0. 4mm、 0. 9mm X 0. 8mmなど多様である。給電回路基板 10aのサイズ (面積）は、無線 ICチップ 5と同 じサイズから 3mm X 3mm程度のサイズで構成できる。

[0055] 図 3に無線 ICデバイス laの等価回路を示す。この無線 ICデバイス laは、図示しな いリーダライタ力も放射される高周波信号 (たとえば、 UHF周波数帯)を放射板 20で 受信し、放射板 20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 Lとキャパシタンス素子 CI, 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、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 から、磁界結合を介して放射板 20に送信信号を伝え、放射板 20から リーダライタに送信、転送する。

[0056] なお、給電回路 16と放射板 20との結合は、磁界を介しての結合が主である力 電 界を介しての結合が存在して 、てもよ 、（電磁界結合)。

[0057] 第 1実施例である無線 ICデバイス la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 10a上に直接的に DC接続されており、給電回路基板 10aは無 線 ICチップ 5とほぼ同じ面積であり、かつ、リジッドであるため、従来の如く広い面積 のフレキシブルなフィルム上に搭載するよりも無線 ICチップ 5を極めて精度よく位置 決めして搭載することが可能である。し力も、給電回路基板 10aは磁性体セラミック材 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 10aに半田付け することができる。つまり、従来の如く超音波接合法を用いないため、安価につき、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ぐ半田リフ ローによるセルファライメント作用を利用することもできる。

[0058] また、給電回路 16においては、インダクタンス素子 Lとキャパシタンス素子 CI, 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。放射板 20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 20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。具体的には、本第 1実施例に おいて、放射板 20の電気長は共振周波数えの 1Z2とされている。ただし、放射板 2 0の電気長は λ Ζ2の整数倍でなくてもよい。すなわち、本発明において、放射板 20 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 20の電気長に実質的に依存し ない。放射板 20の電気長が λ Ζ2の整数倍であると、利得が最大になるので好まし い。

[0059] 以上のごとぐ給電回路 16の共振周波数特性は給電回路基板 10aに内蔵されて いるインダクタンス素子 Lとキャパシタンス素子 CI, C2で構成された共振回路にて決 定されるため、無線 ICデバイス laを書籍の間に挟んだりしても共振周波数特性が変 化することはない。また、無線 ICデバイス laを丸めて放射板 20の形状を変化させた り、放射板 20のサイズを変化させても、共振周波数特性が変化することはない。また 、インダクタンス素子 Lを構成するコイル状電極パターンは、その卷回軸が放射板 20 と平行に形成されているため、中心周波数が変動しないという利点を有している。ま た、無線 ICチップ 5の後段に、キャパシタンス素子 CI, C2が挿入されているため、こ の素子 CI, C2で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 から保護できる。

[0060] さらに、給電回路基板 10aはリジッドな多層基板であるために、無線 ICチップ 5を半 田付けする際の取り扱いに便利である。し力も、放射板 20はフレキシブルなフィルム 21に保持されたフレキシブルな金属膜によって形成されているため、たとえば、プラ スチックフィルム製の柔らかい袋やペットボトルのような円柱状体に何ら支障なく貼着 することができる。

[0061] なお、本発明にお 、て、共振回路は無線 ICチップのインピーダンスと放射板のイン 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ょうとすると、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。

[0062] (第 2実施例、図 5〜7参照）

第 2実施例である無線 ICデバイス lbは、図 5に示すように、モノポールタイプの放 射板を備えたデバイスであり、給電回路基板 10bに内蔵したインダクタンス素子 Lとキ ャパシタンス素子 Cとで LC直列共振回路力もなる給電回路 16を構成したものである 。図 6に示すように、インダクタンス素子 Lを構成するコイル状電極パターンは、その 卷回軸が放射板 20と垂直に形成され、給電回路 16は放射板 20と主として磁気的に 結合している。

[0063] 給電回路基板 10bは、詳しくは、図 7に示すように、高透磁率磁性体力もなるセラミ ックシート 31A〜31Fを積層、圧着、焼成したもので、接続用電極 32とビアホール導 体 33aを形成したシート 31 A、キャパシタ電極 34aとビアホール導体 33bを形成した シート 31B、キャパシタ電極 34bとビアホール導体 33c, 33bを形成したシート 31C、 導体パターン 35aとビアホール導体 33d, 33bを形成したシート 3 ID (1枚もしくは複 数枚）、導体パターン 35bとビアホール導体 33e, 33bを形成したシート 31E (1枚もし くは複数枚）、導体パターン 35cを形成したシート 31Fからなる。

[0064] 以上のシート 31A〜31Fを積層することにより、ヘリカルの卷回軸が放射板 20と垂 直なインダクタンス素子 Lに対して直列にキャパシタンス素子 Cが接続された LC直列 共振回路力もなる給電回路 16が得られる。キャパシタ電極 34aはビアホール導体 33 aを介して接続用電極 32に接続され、さらに半田バンプ 6を介して無線 ICチップ 5と 接続され、インダクタンス素子 Lの一端はビアホール導体 33bを介して接続用電極 32 に接続され、さらに半田バンプ 6を介して無線 ICチップ 5と接続される。 [0065] 本第 2実施例の作用効果は基本的に第 1実施例と同様である。すなわち、この無線 ICデバイス lbは、図示しないリーダライタ力も放射される高周波信号 (たとえば、 UH F周波数帯）を放射板 20で受信し、放射板 20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 Lとキャパシタンス素子 C力もなる 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 受信信号力 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 、る情報を、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 Lから、磁界結合を介して放射板 20に送信信号を 伝え、放射板 20からリーダライタに送信、転送する。

[0066] 特に、本第 2実施例においては、コイル状電極パターンはその卷回軸が放射板 20 と垂直に形成されて！ヽるため、放射板 20への磁束成分が増加して信号エネルギー の伝達効率が向上し、利得が大き 、と 、う利点を有して 、る。

[0067] なお、図 8に等価回路として示すように、給電回路基板 10c内に設けられたインダク タンス素子 Lを構成するコイル状電極パターンの卷回幅 (コイル径)を放射板 20に向 かって徐々に大きくすることもできる。この無線 ICデバイス lcにおいては、インダクタ ンス素子 Lのコイル状電極パターンの卷回幅（コイル径）が放射板 20に向力つて徐々 に大きく形成されて 、るため、信号の伝達効率が向上する。

[0068] (第 3実施例、図 9〜13参照）

第 3実施例である無線 ICデバイス Idは、図 9に示すように、高透磁率磁性体部で構 成された給電回路基板 10dの第 1主面 110に無線 ICチップ 5を搭載してなり、第 2主 面 120に放射板（図示省略)を備えた無線 ICデバイスである。ただし、図 9に示したの は、無線 ICチップ 5と給電回路基板 10dとからなる無線 ICデバイス用複合部品である

[0069] 給電回路基板 10dは、図 10に示すように、キャパシタンス素子 C1及び C2を構成す るキャパシタ電極、ならびに、インダクタンス素子 L1及び L2を内蔵しており、高透磁 率磁性体セラミック材料によって形成された高透磁率磁性体層 100を積層してなる 多層構造を有している。

[0070] この無線 ICデバイス Idは、図 11に等価回路として示すように、給電回路 16が互い に磁界結合 (符号 Mで示す)するインダクタンス素子 LI, L2を備え、インダクタンス素 子 L 1は一端がキャパシタンス素子 C 1及び接続用電極 131 a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 LI, L2の他端はそれぞれ接続用電極 13 lb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と力 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 LI, L2の双方が放射板 20と磁気的に結合している。

[0071] 給電回路基板 10dをさらに具体的に説明すると、図 12に示すように、接続用電極 1 31a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。

[0072] 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。

[0073] なお、図 12において高透磁率磁性体セラミック材料カゝらなる高透磁率磁性体層は 図示を省略しており、また、簡略化のため、インダクタンス素子 L1及び L2を構成する 導体パターンの層数も 3層のものとして記載している。

[0074] この無線 ICデバイス Idは、図示しないリーダライタ力も放射される高周波信号 (たと えば、 UHF周波数帯）を放射板 20で受信し、放射板 20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 LIとキャパシタンス素子 CI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、この受信信号力も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、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 LI, L2から、磁界結合を介して放射板 20 に送信信号を伝え、放射板 20からリーダライタに送信、転送する。

[0075] 特に、本第 3実施例では、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〜137ciま放射板 20【こ対して平行【こ酉己置されて!ヽる。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ぐインダクタ導体パター ン 136a〜136c, 137a〜137c力らの放射特' 14力 S向上する。

[0076] なお、本第 3実施例において、図 13 (A)に示すように、放射板 20は、給電回路基 板 10dの第 2主面 120において、その一端力インダクタ導体パターンに対向するよう に貼着されている力 図 13 (B)に示すように、第 1主面 110において、インダクタ導体 パターンに対向するように貼着されていてもよい。あるいは、図 13 (C)に示すように、 第 1主面 110と第 2主面 120を連接する側面 130に貼着されていてもよい。

[0077] (第 4実施例、図 14および図 15参照）

図 14に示すように、第 4実施例である無線 ICデバイス leにおいて、給電回路基板 10eは、その第 1主面 110に無線 ICチップ 5を搭載してなり、高透磁率磁性体セラミツ ク材料力もなる高透磁率磁性体層 100の一方側、他方側に、低透磁率磁性体セラミ ック材料又は非磁性セラミック材料からなる非磁性体層 101, 102がそれぞれ積層さ れた多層構造を有している。なお、給電回路基板 10eにおいて、キャパシタンス素子 C1及び C2、インダクタンス素子 L1及び L2の構造や等価回路は、第 3実施例のそれ と同様である。

[0078] そして、放射板は、図 15に示すように、給電回路基板 10eの第 1主面 110及び Z 又は第 2主面 120の所定位置に、それぞれ放射板 20a, 20bとして設けられている。 図 15に示すように、各放射板 20a, 20bの延伸方向は、互いに直交するような方向 であってよい。

[0079] 給電回路基板 10eにおいて、インダクタンス素子 L1及び L2を構成するインダクタ 導体パターンのうち第 1主面側卷回部及び第 2主面側卷回部は、それぞれ非磁性体 層 101, 102に形成されている。したがって、インダクタ導体パターンによって形成さ れる磁束は、非磁性体層 101, 102を介して、放射板 20a, 20bに効率良く伝播し、 利得が向上する。また、キャパシタンス素子 C1及び C2を非磁性体層 102に形成して いるので、この層を誘電率の高い層とすれば、高容量のキャパシタンス素子を形成す ることがでさる。

[0080] (第 5実施例、図 16〜図 18参照）

図 16及び図 18に示すように、第 5実施例である無線 ICデバイス Ifにおいて、給電 回路基板 10fは、その第 1主面 110に無線 ICチップ 5を搭載してなり、高透磁率磁性 体セラミック材料カゝらなる高透磁率磁性体層 100の一方側、他方側に、低透磁率磁 性体セラミック材料又は非磁性セラミック材料からなる非磁性体層 101, 102がそれ ぞれ積層された多層構造を有している。なお、給電回路基板 10fにおいて、キャパシ タンス素子 C1及び C2、インダクタンス素子 L1及び L2の構造や等価回路は、第 3実 施例のそれと同様である。そして、放射板 20は、図 17に示すように、給電回路基板 1 Ofの第 2主面 120の所定位置に設けられている。

[0081] 給電回路基板 10fにおいて、インダクタンス素子 L1及び L2を構成するインダクタ導 体パターンのうち第 2主面側卷回部は非磁性体層 102に形成されている。また、第 1 主面 110側には非磁性体層 101が設けられて 、るが、ここにはインダクタ導体パター ンが形成されていない。したがって、インダクタ導体パターンによって形成される磁束 は、透磁率の違いにより、非磁性体層 101側から反射され、非磁性体層 102を介して 、放射板 20に効率良く伝播し、利得が向上する。つまり、このように構成することで、 磁束に指向性 (第 2主面方向の指向性)を与えることができる。また、キャパシタンス 素子 C1及び C2を非磁性体層 102に形成して ヽるので、この層を誘電率の高!、層と すれば、高容量のキャパシタンス素子を形成することができる。

[0082] (第 6実施例、図 19および図 20参照）

図 19に示すように、第 6実施例である無線 ICデバイス lgにおいて、給電回路基板 lOgは、その第 1主面 110に無線 ICチップ 5を搭載してなり、高透磁率磁性体セラミツ ク材料からなる高透磁率磁性体層 100の一方側に、低透磁率磁性体セラミック材料 又は非磁性セラミック材料カゝらなる非磁性体層 103が積層された多層構造を有して いる。なお、給電回路基板 10gにおいて、キャパシタンス素子 C1及び C2、インダクタ ンス素子 L1及び L2の構造や等価回路は、第 3実施例のそれと同様である。そして、 放射板 20は、図 20に示すように、給電回路基板 10gの第 2主面 120の所定位置に 設けられている。

[0083] 給電回路基板 10gにおいて、インダクタンス素子 L1及び L2を構成するインダクタ 導体パターンのうち第 2主面側卷回部は非磁性体層 103に形成されている。したが つて、インダクタ導体パターンによって形成される磁束は、第 2主面 120側において は、非磁性体層 103を介して放射板 20に効率良く伝播し、利得が向上する。また、ィ ンダクタ導体パターンによって形成される磁束は、第 1主面側 110においては、高透 磁率磁性体層 100に閉じ込められる。つまり、このように構成することで、磁束に指向 性 (第 2主面方向の指向性)を与えることができる。さらに、インダクタ導体パターンの 大部分を高透磁率磁性体層 100に形成して ヽるので、インダクタンス素子の Q値が 向上し、インダクタンス素子のサイズを小型化しても、十分なインダクタンス値を有す るインダクタンス素子が得られ、安定した周波数特性を得ることができる。また、キャパ シタンス素子 C1及び C2を非磁性体層 103に形成しているので、この層を誘電率の 高い層とすれば、高容量のキャパシタンス素子を形成することができる。

[0084] (第 7実施例、図 21および図 22参照）

図 21に示すように、第 7実施例である無線 ICデバイス lhにおいて、給電回路基板 10hは、その第 1主面 110に無線 ICチップ 5を搭載してなり、高透磁率磁性体セラミツ ク材料からなる高透磁率磁性体層 100の他方側に、低透磁率磁性体セラミック材料 又は非磁性セラミック材料カゝらなる非磁性体層 104が積層された多層構造を有して いる。なお、給電回路基板 10hにおいて、キャパシタンス素子 C1及び C2、インダクタ ンス素子 L1及び L2の構造や等価回路は、第 3実施例のそれと同様である。そして、 放射板 20は、図 22に示すように、給電回路基板 10hの第 1主面 110の所定位置に 設けられている。 [0085] 給電回路基板 lOhにおいて、インダクタンス素子 L1及び L2を構成するインダクタ 導体パターンのうち第 1主面側卷回部は非磁性体層 104に形成されている。したが つて、インダクタ導体パターンによって形成される磁束は、第 1主面 110側において は、非磁性体層 104を介して放射板 20に効率良く伝播し、利得が向上する。また、ィ ンダクタ導体パターンによって形成される磁束は、第 2主面 120側においては、高透 磁率磁性体層 100に閉じ込められる。つまり、このように構成することで、磁束に指向 性 (第 1主面方向の指向性)を与えることができる。

[0086] (第 8実施例、図 23〜図 25参照）

図 23に示すように、第 8実施例である無線 ICデバイス liにおいて、給電回路基板 1 Oiは、その第 1主面 110に無線 ICチップ 5を搭載してなり、高透磁率磁性体セラミック 材料からなる複数の高透磁率磁性体層 100を積層してなる多層構造を有して ヽる。 なお、給電回路基板 10iにおいて、キャパシタンス素子 C1及び C2、インダクタンス素 子 L1及び L2の等価回路は、第 3実施例のそれと同様である。そして、放射板は、図 示しないが、第 3実施例と同様に、第 1主面、第 2主面又は側面の任意の位置に形成 することができる。

[0087] 図 23及び図 24に示すように、給電回路基板 10iにおいて、キャパシタンス素子 C1 及び C2は、チップ型セラミックコンデンサ力もなる表面実装部品として構成されてい る。キャパシタンス素子を表面実装部品として構成することで、その容量値選択の自 由度が向上し、大きな容量値を必要とする場合であっても、十分に対応することがで きる。

[0088] また、キャパシタンス素子を表面実装部品で構成する場合であっても、図 25の給電 回路基板 lOi'に示すように、高透磁率磁性体層 100と非磁性体層 101及び 102との 積層構造を有する給電回路基板を適用することができる。

[0089] (第 9実施例、図 26参照）

第 26実施例である無線 ICデバイス ljは、図 26に示すように、榭脂フィルム 21の表 面に二重の閉ループ形状とした放射板 22を左右対称形状に設け、該放射板 22の 内側ループの中央部に、無線 ICチップ 5を搭載した給電回路基板 10jを配置したも のである。なお、給電回路基板 10jはこれまで説明した給電回路基板 10a〜： LOhの いずれかであってよい。

[0090] 本第 9実施例において、給電回路基板 10jは放射板 22に貼着されることなぐ放射 板 22に近接配置されている。そして、放射板 22はループ形状とされているため、放 射板 22の直線的な長さが短くなる。この構成においても、給電回路基板 10jと放射 板 22とが電磁界結合され、前記各実施例と同様に信号の受け渡しが行われ、リーダ ライタとの交信が可能である。また、給電回路基板 10jは放射板 22のほぼ中心部に 配置すればよぐそれほどの位置精度を要求されない。

[0091] (第 10実施例、図 27参照）

第 10実施例である無線 ICデバイス lkは、図 27に示すように、榭脂フィルム 21の表 面にミアンダ形状とループ形状とうず巻き形状を組み合わせた放射板 23を左右対称 形状に設け、該放射板 23の内側ループの中心部に、無線 ICチップ 5を搭載した給 電回路基板 10kを配置したものである。なお、給電回路基板 10kはこれまで説明した 給電回路基板 10a〜10hの!、ずれかであってよ!、。

[0092] 本第 10実施例においても、給電回路基板 10kは放射板 23に貼着されることなぐ 放射板 23に近接配置されている。そして、放射板 23はミアンダ形状とループ形状とう ず巻き形状を組み合わせているため、放射板 23の直線的な長さが短くなる。この構 成においても、給電回路基板 10kと放射板 23とが電磁界結合され、前記各実施例と 同様に信号の受け渡しが行われ、リーダライタとの交信が可能である。また、前記第 9 実施例と同様に、給電回路基板 10kの配置にそれほどの位置精度を要求されない。

[0093] (応用例 1、図 28参照）

無線 ICデバイス laは、応用例 1として図 28に示すように、放射板 20は細長い形状 であって、給電回路基板 10aが貼着される箇所 20'の面積を基板 10aよりも大きくす ることが好ましい。このように構成することで、貼着時の位置精度に厳しさが要求され ず、安定した電気的特性が得られる。なお、無線 ICデバイス laの他の構成、すなわ ち、給電回路基板 10aの内部構成は第 1実施例と同様である。

[0094] (応用例 2、図 29参照）

無線 ICデバイス 11は、応用例 2として図 29に示すように、広い面積のフレキシブル な絶縁性を有する榭脂フィルム 21上に広い面積の放射板 20をアルミ箔などで形成 したもので、無線 ICチップ 5を搭載した給電回路基板 10aが放射板 20の任意の位置 に接着されている。

[0095] なお、無線 ICデバイス 11の他の構成、すなわち、給電回路基板 10aの内部構成は 第 1実施例と同様である。したがって、本応用例 2の作用効果は基本的に第 1実施例 と同様であり、さらに加えて、給電回路基板 10aの接着位置にそれほど高い精度が 要求されな 、利点を有して 、る。

[0096] (応用例 3、図 30参照）

無線 ICデバイス lmは、応用例 3として図 30に示すように、アルミ箔などで形成した 広 、面積の放射板 20をメッシュ状としたものである。メッシュは放射板 20の全面に形 成されていてもよぐあるいは、部分的に形成されていてもよい。

[0097] その他の構成は第 1実施例と同様であり、給電回路基板 10aの接着位置に高精度 が要求されない利点にカ卩えて、コイル状電極パターンの磁束カ^ッシュの開口部を抜 けるので給電回路基板 10aから発生する磁束の変化 (減少）が少なくなり、より多くの 磁束が放射板 20を通過できるようになる。したがって、信号エネルギーの伝達効率を 向上させることができるとともに、貼り合わせによる周波数のずれを少なくできる。

[0098] (応用例 4、図 31参照）

無線 ICデバイス Inは、応用例 4として図 31に示すように、放射板 20cをスパイラル 状に卷回したものである。本発明では、放射板の形状をスパイラル状にすることもで き、放射板のインダクタンス値の向上を利用し、比較的小さい面積において、利得を 改善することができる。

産業上の利用分野

[0099] 以上のように、本発明は、無線 ICデバイスに有用であり、特に、安定した周波数特 性を有する点で優れて!/ヽる。

Claims

請求の範囲

[1] 無線 ICチップと、

前記無線 ICチップが搭載され、インダクタンス素子を含んだ給電回路を有する給電 回路基板と、

前記給電回路の前記インダクタンス素子と電磁界結合して!/ヽる放射板と、を備えた 無線 ICデバイスであって、

前記給電回路基板の少なくとも一部に、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁 性体部が形成されており、前記インダクタンス素子の少なくとも一部は前記高透磁率 磁性体部に設けられて 、ること、

を特徴とする無線 ICデバイス。

[2] 前記インダクタンス素子はコイル状のインダクタパターンによって形成されており、 前記インダクタパターンは、その卷回軸が前記放射板に対して垂直になるように、 前記給電回路基板に形成されて!ヽること、

を特徴とする請求の範囲第 1項に記載の無線 ICデバイス。

[3] 前記給電回路基板には、低透磁率磁性体材料又は非磁性体材料カゝらなる非磁性 体部が形成されており、

前記インダクタパターンのうち前記放射板に隣接する卷回部が前記非磁性体部に 形成されていること、

を特徴とする請求の範囲第 2項に記載の無線 ICデバイス。

[4] 前記インダクタンス素子はコイル状のインダクタパターンによって形成されており、 前記インダクタパターンは、その卷回軸が前記放射板と平行になるように、前記給 電回路基板に形成されて ヽること、

を特徴とする請求の範囲第 1項に記載の無線 ICデバイス。

[5] 前記給電回路は前記インダクタンス素子とキャパシタンス素子とからなり、所定の共 振周波数を有する LC共振回路を構成していることを特徴とする請求の範囲第 1項な V、し第 4項の 、ずれかに記載の無線 ICデバイス。

[6] 前記給電回路は複数の前記 LC共振回路を含んで構成されて ヽることを特徴とする 請求の範囲第 5項に記載の無線 ICデバイス。

[7] 前記キャパシタンス素子はキャパシタパターンとして前記給電回路基板に内蔵され ていることを特徴とする請求の範囲第 5項又は第 6項に記載の無線 ICデバイス。

[8] 前記キャパシタンス素子は表面実装部品として前記給電回路基板に搭載されてい ることを特徴とする請求の範囲第 5項又は第 6項に記載の無線 ICデバイス。

[9] 前記キャパシタンス素子は、前記無線 ICチップの後段であって、前記無線 ICチッ プと前記インダクタンス素子との間に配置されていること、を特徴とする請求の範囲第

5項な 、し第 8項の 、ずれかに記載の無線 ICデバイス。

[10] 前記キャパシタパターン及び前記インダクタパターンは前記放射板に対して平行方 向に隣接配置されて 、ることを特徴とする請求の範囲第 7項な 、し第 9項の 、ずれか に記載の無線 ICデバイス。

[11] 前記放射板は磁性金属材料力もなることを特徴とする請求の範囲第 1項ないし第 1

0項の!/、ずれかに記載の無線 ICデバイス。

[12] 前記給電回路基板は複数のセラミック層を積層してなるセラミック多層基板であるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項な 、し第 11項の 、ずれかに記載の無線 ICデバイス

[13] 前記給電回路基板はリジッドな基板であり、前記放射板はフレキシブル金属膜で形 成されて!/ヽること、を特徴とする請求の範囲第 1項な ヽし第 12項の ヽずれかに記載 の無線 ICデバイス。

[14] 前記フレキシブル金属膜はフレキシブルな榭脂フィルムに保持されて ヽることを特 徴とする請求の範囲第 13項に記載の無線 ICデバイス。

[15] 前記放射板の電気長は前記共振周波数の半波長の整数倍であることを特徴とする 請求の範囲第 1項ないし第 14項のいずれかに記載の無線 ICデバイス。

[16] 無線 ICチップと、

前記無線 ICチップが搭載され、インダクタンス素子を含んだ給電回路を有する給電 回路基板と、を備えた無線 ICデバイス用複合部品であって、

前記給電回路基板の少なくとも一部に、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁 性体部が形成されており、前記インダクタンス素子の少なくとも一部は前記高透磁率 磁性体部に設けられて 、ること、 を特徴とする無線 ICデバイス用複合部品。