WO2010082413A1 - 高周波デバイス及び無線ｉｃデバイス - Google Patents

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WO2010082413A1
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wireless
substrate
frequency
inductor
radiation plate
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加藤　登
伸郎 池本
雄也 道海
白木　浩司
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present invention relates to a high-frequency device and a wireless IC device, and more particularly to a high-frequency device and a wireless IC device used in an RFID (Radio Frequency Identification) system.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • a reader / writer that generates electromagnetic waves and a wireless IC (referred to as an IC tag, a wireless IC chip, a high-frequency device, or the like) that stores predetermined information attached to an article or a container is a non-contact type RFID systems for communicating and transmitting information have been developed.
  • the wireless IC can communicate with a reader / writer by being coupled with an antenna (radiation plate).
  • This type of wireless IC is generally manufactured by roll-to-roll described in Non-Patent Document 1.
  • roll-to-roll although it is also described in Non-Patent Document 1, static electricity is generated due to the use of the PET film, and there is a possibility that the wireless IC is electrostatically destroyed. Further, even in the case of an antenna, there is a risk of electrostatic breakdown when a potential difference is generated at both ends thereof.
  • an object of the present invention is to provide a high-frequency device and a wireless IC device that can avoid dielectric breakdown and have high reliability.
  • a high-frequency device includes a wireless IC and a substrate coupled to the wireless IC and electrically connected to a radiation plate. Is characterized in that an anti-static element is arranged.
  • a wireless IC device includes a wireless IC, a radiation plate, and a substrate that is coupled to the wireless IC and electrically connected to the radiation plate.
  • a countermeasure element is arranged.
  • an inductor connected in parallel between the wireless IC and the radiation plate and / or a capacitor connected in series between the wireless IC and the radiation plate can be used.
  • the inductor preferably has an impedance at a static frequency lower than that of the wireless IC.
  • the antistatic element is provided on the substrate, it is possible to prevent the wireless IC and the antenna from being destroyed by static electricity inevitably generated in the manufacturing process.
  • 1 is an equivalent circuit diagram illustrating a first embodiment of a high-frequency device. It is an equivalent circuit diagram which shows 2nd Embodiment of a high frequency device. It is an equivalent circuit diagram which shows 3rd Embodiment of a high frequency device. It is a graph which shows the relationship between a frequency and reactance. It is explanatory drawing which shows the 1st example of the board
  • FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a wireless IC device. It is a perspective view which shows 2nd Embodiment of a wireless IC device. It is a perspective view which shows the principal part of the radio
  • a high-frequency device includes a wireless IC and a substrate that is coupled to the wireless IC and is electrically connected to a radiation plate, and an anti-static element is disposed on the substrate.
  • a wireless IC includes a clock circuit, a logic circuit, a memory circuit, etc., stores necessary information, and is provided with an input terminal electrode and an output terminal electrode.
  • the first embodiment includes a wireless IC chip 10 and a substrate 20A, and an inductor L as a static electricity countermeasure element is built in the substrate 20A.
  • the inductor L is connected in parallel between the input / output terminal electrodes 11 and 12 of the wireless IC chip 10 and the radiation plates 31 and 32.
  • the inductor L is set such that the impedance of the electrostatic frequency (usually 200 MHz or less) is smaller than the impedance of the wireless IC chip 10. Therefore, static electricity that enters through the radiation plates 31 and 32 passes through the inductor L and does not enter the wireless IC chip 10, thereby preventing electrostatic destruction of the wireless IC chip 10.
  • the characteristic of the inductor L can also be expressed as follows. That is, the inductive reactance of the inductor L at the frequency of static electricity (X L) due to the impedance (Z L) is smaller than the impedance (Z C) due to the capacitive reactance of the wireless IC chip 10 (X C). Further, the inductive reactance of the inductor L in the UHF band (X L) due to the impedance (Z L) is greater than the impedance (Z C) due to the capacitive reactance of the wireless IC chip 10 (X C).
  • the impedance has a real part (R: resistance) and an imaginary part (X: reactance).
  • the impedance (Z L ) due to the inductive reactance (X L ) is smaller than the impedance (Z C ) due to the capacitive reactance (X C ), and in the UHF band, the inductive reactance (X L The impedance (Z L ) due to L ) is larger than the impedance (Z C ) due to the capacitive reactance (X C ).
  • the wireless IC chip 10 since the wireless IC chip 10 does not start at a frequency of static electricity resistance of the wireless IC chip 10 in the frequency band of the electrostatic (R C) is infinite.
  • the wireless IC chip 10 In the UHF band, the wireless IC chip 10 is activated and has a resistance (R C ) such as 10 ⁇ or 20 ⁇ .
  • the inductor L has a static number milliohms ⁇ several hundred milliohms of resistance at the frequency (R L), in the UHF band having a resistance of several tens milliohms ⁇ several Omega (R L). This is because the resistance increasing frequency due to the skin effect (R L) is increased but resistance (R L) does not vary greatly with the frequency band.
  • the impedance (Z L ) due to the inductive reactance (X L ) of the inductor L is sufficiently larger than the impedance (Z C ) due to the capacitive reactance (X C ) of the wireless IC chip 10. Big.
  • the impedance of the wireless IC chip 10 becomes larger than the impedance of the inductor L, and a signal passes through the inductor L to prevent electrostatic breakdown of the wireless IC chip 10.
  • the impedance of the inductor L is larger than the impedance of the wireless IC chip 10, and the signal passes through the wireless IC chip 10.
  • the anti-static voltage characteristic of the wireless IC chip 10 is 300V.
  • the inductance value of the inductor L is 120 nH, the electrostatic withstand voltage characteristic is improved to 700 V, and when it is 30 nH, it is improved to 2800 V.
  • the second embodiment includes a wireless IC chip 10 and a substrate 20B, and two capacitors C are built in the substrate 20B as antistatic elements.
  • the capacitor C is connected in series between the input / output terminal electrodes 11 and 12 of the wireless IC chip 10 and the radiation plates 31 and 32.
  • the capacitor C may be formed of a plurality of electrodes.
  • the capacitors C1 and C2 may be combined. In these high-frequency devices, static electricity that enters through the radiation plates 31 and 32 is blocked by the capacitors C, C1, and C2, and does not enter the wireless IC chip 10, thereby preventing electrostatic destruction of the wireless IC chip 10. .
  • the third embodiment includes a wireless IC chip 10 and a substrate 20C, and an inductor L and a capacitor C as electrostatic countermeasure elements are built in the substrate 20C.
  • the inductor L is connected in parallel between the input / output terminal electrodes 11 and 12 of the wireless IC chip 10 and the radiation plates 31 and 32
  • the capacitor C is the input / output terminal electrodes 11 and 12 of the wireless IC chip 10 and the radiation plate. 31 and 32 are connected in series.
  • the functions of the inductor L and the capacitor C are the same as those in the first and second embodiments.
  • the configuration as a high frequency device may be configured by the wireless IC chip 10 and the substrate 20 (20A, 20B, 20C) as shown in FIG. 1, FIG. 2, and FIG.
  • the circuit of the substrate 20 (inductor L or capacitor C) may be integrated in one substrate.
  • a power supply circuit board including a resonance circuit that resonates with the use frequency of the RFID system may be arranged in addition to the wireless IC chip 10 and the board 20.
  • the wireless IC may be integrated with the power supply circuit board.
  • the wireless IC, the static electricity countermeasure element, and the power feeding circuit may be integrally formed on one substrate.
  • the signal transmission path becomes one and efficient. Since the signal is transmitted to the wireless IC chip 10, the effect of preventing electrostatic breakdown is good.
  • the pair of left and right capacitors C, C1, and C2 shown in FIGS. 2 and 3 have the same capacitance value. By equalizing the capacitance values of the pair of left and right capacitors, the balance of the wireless IC chip 10 can be maintained.
  • the first example of the substrate 20A of the first embodiment is a laminate of a plurality of sheets 41a to 41i each having an electrode, and each sheet is made of ceramic or resin.
  • the ceramic substrate has rigidity.
  • the resin substrate has flexibility and is suitable for a roll-to-roll manufacturing method.
  • electrodes 42a to 42d and via-hole conductors 43 are formed in the sheet 41a.
  • a via hole conductor 43 is formed on the sheet 41b.
  • Electrodes 44a and 44b and via-hole conductors 43 are formed on the sheet 41c.
  • Electrodes 45 to 48 and via-hole conductors 43 are formed on the sheets 41d to 41g, respectively.
  • a via hole conductor 43 is formed in the sheet 41h.
  • An electrode 49 and a via-hole conductor 43 are formed on the sheet 41i.
  • the respective electrodes are electrically connected via the via-hole conductor 43, and the inductor L is formed by the electrodes 45 to 48.
  • the electrodes 42a and 42b on the sheet 41a are connected to the input terminal electrode 11 and the output terminal electrode 12 of the wireless IC chip 10, respectively.
  • the electrodes 42c and 42d on the sheet 41a are connected to mounting terminal electrodes (not shown) of the wireless IC chip 10.
  • the sheet 41 i shows the back surface of the substrate 20 ⁇ / b> A, and the electrode 49 is connected to the radiation plates 31 and 32.
  • the second example of the substrate 20A of the first embodiment is a laminate of a plurality of sheets 51a to 51i each having an electrode, and each sheet is made of ceramic or resin.
  • Electrodes 52a to 52d and a via-hole conductor 53 are formed in the sheet 51a. Electrodes 54a and 54b and via-hole conductors 53 are formed on the sheet 51b. Electrodes 55a and 55b and via-hole conductors 53 are formed on the sheet 51c. Electrodes 56 to 59 and via-hole conductors 53 are formed on the sheets 51d to 51g, respectively. A via hole conductor 53 is formed on the sheet 51h. An electrode 60 and a via-hole conductor 53 are formed on the sheet 51i.
  • the respective electrodes are electrically connected via the via-hole conductor 53, and the inductor L is formed by the electrodes 56 to 59.
  • the electrodes 52a and 52b on the sheet 51a are connected to the input terminal electrode 11 and the output terminal electrode 12 of the wireless IC chip 10, respectively.
  • the electrodes 52c and 52d on the sheet 51a are connected to a mounting terminal electrode (not shown) of the wireless IC chip 10.
  • the sheet 51 i indicates the back surface of the substrate 20 A, and the electrode 60 is connected to the radiation plates 31 and 32.
  • An example of the substrate 20B of the second embodiment has the equivalent circuit shown in FIG. 2B, and is a laminate of a plurality of sheets 61a to 61e each having an electrode as shown in FIG. Each sheet is made of ceramic or resin.
  • electrodes 62a to 62d and a via-hole conductor 63 are formed in the sheet 61a.
  • electrodes 62a to 62d and a via-hole conductor 63 are formed on the sheets 61b to 61e.
  • electrodes 64a to 67a, 64b to 67b and a via-hole conductor 63 are formed, respectively.
  • the respective electrodes are electrically connected via the via-hole conductor 63, and the capacitance C is formed between the electrodes 64a to 67a and between the electrodes 64b to 67b.
  • the electrodes 62a and 62b on the sheet 61a are connected to the input terminal electrode 11 and the output terminal electrode 12 of the wireless IC chip 10, respectively.
  • the electrodes 62c and 62d on the sheet 61a are connected to mounting terminal electrodes (not shown) of the wireless IC chip 10.
  • a via-hole conductor 63 formed on the sheet 61 e is connected to the radiation plates 31 and 32.
  • An example of the substrate 20C of the third embodiment is a laminate of sheets 71a to 71k as shown in FIG. 8, and each sheet is made of ceramic or resin.
  • Electrodes 72a to 72d and via-hole conductors 73 are formed in the sheet 71a. Electrodes 74a and 74b are formed on the sheet 71b. Electrodes 75a and 75b and via-hole conductors 73 are formed on the sheet 71c. A via-hole conductor 73 is formed on the sheet 71d. Electrodes 76a and 76b and a via-hole conductor 73 are formed on the sheet 71e. Electrodes 77 to 80 and via-hole conductors 73 are formed on the sheets 71f to 71i, respectively. A via hole conductor 73 is formed on the sheet 71j. An electrode 81 and a via-hole conductor 73 are formed on the sheet 71k.
  • the respective electrodes are electrically connected via the via-hole conductor 73, and the capacitance C is formed between the electrodes 74a and 75a and between the electrodes 74b and 75b.
  • the inductor L is formed by 80.
  • the electrodes 72a and 72b on the sheet 71a are connected to the input terminal electrode 11 and the output terminal electrode 12 of the wireless IC chip 10, respectively.
  • the electrodes 72c and 72d on the sheet 71a are connected to mounting terminal electrodes (not shown) of the wireless IC chip 10.
  • the sheet 71k shows the back surface of the substrate 20C, and the electrode 81 is connected to the radiation plates 31 and 32.
  • the wireless IC chip 10 can be prevented from being destroyed by static electricity. Furthermore, since a plurality of electrode layers are included, it is possible to absorb an impact when these substrates are mounted on the radiation plates 31 and 32. Furthermore, the impact absorption effect is further improved by the plurality of electrode layers overlapping in plan view.
  • a wireless IC device (Embodiment of wireless IC device, see FIGS. 9 to 11)
  • a wireless IC device according to the present invention is obtained by connecting the high-frequency device to a radiation plate.
  • the high-frequency device may be attached with an adhesive or the like.
  • a first embodiment and a second embodiment of the wireless IC device will be described.
  • a substrate 20 (20A, 20B, 20C) on which a wireless IC chip 10 is mounted is connected to radiation plates 33, 34, and the inductor L and / or the capacitor C is coupled to the radiation plates 33 and 34.
  • the radiation plates 33 and 34 are of a dipole type.
  • a substrate 20 (20 ⁇ / b> A, 20 ⁇ / b> B, 20 ⁇ / b> C) on which a wireless IC chip 10 is mounted is connected to a radiation plate 35.
  • the radiation plate 35 is coupled to the inductor L and / or the capacitor C at a pair of end portions 35a.
  • the radiation plate 35 includes an annular electrode 35b including an end portion 35a, and a meander-shaped dipole electrode 35c coupled to the annular electrode 35b.
  • the inductor L and the pair of end portions of the radiation plates 33, 34, and 35 are electrically connected. In this case, even if there is a potential difference between both ends of the radiation plates 33, 34, 35, a closed loop is formed through the substrate 20, so that dielectric breakdown does not occur. Further, the dipole type improves the gain.
  • the resonance frequency formed by the annular electrode 35b and the inductor L and / or the capacitor C so as to substantially correspond to the frequency of the high-frequency signal used by the RFID, the size and shape of the radiation plate 35, etc. Regardless of this, communication with the reader / writer becomes possible, and it is possible to set a predetermined resonance frequency by adjusting the inductance value and the capacitance value of the inductor L regardless of the shape of the annular electrode 35b.
  • the impedance (X L ) of the inductor L in the UHF band is made larger than the impedance (X C ) of the capacitance formed between the input / output terminal electrodes of the wireless IC.
  • a predetermined resonance point is obtained by setting a resonance point on the lower frequency side than the necessary band and coupling the inductor L with the annular electrode.
  • the resonance point can be obtained in the necessary band only by changing the substrate 20.
  • the resonance frequency the inductance value of the inductor L may be decreased if the inductance value of the annular electrode is large, and the inductance value of the inductor L may be increased if the inductance value of the annular electrode is small.
  • the resonance point may be set on the higher frequency side than the necessary band.
  • the high-frequency device and the wireless IC device according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified within the scope of the gist thereof.
  • the present invention is useful for high-frequency devices and wireless IC devices used in RFID systems, and is particularly excellent in that it can avoid dielectric breakdown and improve reliability.

Abstract

　絶縁破壊を回避でき信頼性の高い高周波デバイス及び無線ＩＣデバイスを得る。　無線ＩＣチップ（１０）と、該無線ＩＣチップ（１０）と結合するとともに放射板（３１），（３２）に電気的に接続された基板（２０）とを備え、基板（２０）には静電気対策素子として、インダクタＬ及び／又は容量Ｃが配置された高周波デバイス。インダクタＬは無線ＩＣチップ（１０）と放射板（３１），（３２）との間に並列に接続され、かつ、静電気の周波数におけるインピーダンスが無線ＩＣチップ（１０）のインピーダンスよりも小さい。

Description

高周波デバイス及び無線ＩＣデバイス
　本発明は、高周波デバイス及び無線ＩＣデバイス、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる高周波デバイス及び無線ＩＣデバイスに関する。
　従来、物品の管理システムとして、電磁波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無線ＩＣ（ＩＣタグ、無線ＩＣチップ、高周波デバイスなどと称する）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いる。無線ＩＣはアンテナ（放射板）と結合されることによりリーダライタとの通信が可能になる。
　この種の無線ＩＣは、非特許文献１に記載されているロールツーロールによって製造されるのが一般的である。しかしながら、ロールツーロールによると、非特許文献１にも記載されているが、ＰＥＴフィルムを用いるために静電気が発生し、無線ＩＣが静電破壊されるおそれがある。また、アンテナにあってもその両端部に電位差を生じる場合には静電破壊されるおそれを有していた。
永井定夫　「ロールツーロールによるＲＦＩＤの実装技術」　ＭＡＴＥＲＩＡＬ　ＳＴＡＧＥ　技術情報協会　ＶＯＬ．７　ＮＯ．９　２００７
　そこで、本発明の目的は、絶縁破壊を回避できて信頼性の高い高周波デバイス及び無線ＩＣデバイスを提供することにある。
　以上の目的を達成するため、本発明の第１の形態である高周波デバイスは、無線ＩＣと、該無線ＩＣと結合するとともに放射板に電気的に接続される基板と、を備え、前記基板には静電気対策素子が配置されていること、を特徴とする。
　本発明の第２の形態である無線ＩＣデバイスは、無線ＩＣと、放射板と、前記無線ＩＣと結合するとともに前記放射板に電気的に接続される基板と、を備え、前記基板には静電気対策素子が配置されていること、を特徴とする。
　静電気対策素子としては、無線ＩＣと放射板との間に並列に接続されたインダクタ及び／又は、無線ＩＣと放射板との間に直列に接続された容量を用いることができる。インダクタは、静電気の周波数におけるインピーダンスが無線ＩＣのインピーダンスよりも小さいことが好ましい。
　本発明によれば、基板に静電気対策素子を備えているため、製造工程で不可避的に生じる静電気によって無線ＩＣやアンテナが破壊されることを防止することができる。
高周波デバイスの第１実施形態を示す等価回路図である。 高周波デバイスの第２実施形態を示す等価回路図である。 高周波デバイスの第３実施形態を示す等価回路図である。 周波数とリアクタンスとの関係を示すグラフである。 前記第１実施形態における基板の第１例を示す説明図である。 前記第１実施形態における基板の第２例を示す説明図である。 前記第２実施形態における基板の一例を示す説明図である。 前記第３実施形態における基板の一例を示す説明図である。 無線ＩＣデバイスの第１実施形態を示す斜視図である。 無線ＩＣデバイスの第２実施形態を示す斜視図である。 図１０に示した無線ＩＣデバイスの要部を示す斜視図である。
　以下、本発明に係る高周波デバイス及び無線ＩＣデバイスの実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、各図面において、同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
　（高周波デバイスの実施形態、図１ないし図４参照）
　本発明に係る高周波デバイスは、無線ＩＣと、該無線ＩＣと結合するとともに放射板に電気的に接続される基板と、を備えており、前記基板には静電気対策素子が配置されている。無線ＩＣは、従来から知られているように、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、入力端子電極と出力端子電極が設けられている。以下に、高周波デバイスの第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態を説明する。
　第１実施形態は、図１に示すように、無線ＩＣチップ１０と基板２０Ａとからなり、基板２０Ａには静電気対策素子としてのインダクタＬが内蔵されている。インダクタＬは無線ＩＣチップ１０の入出力端子電極１１，１２と、放射板３１，３２との間に並列に接続されている。
　インダクタＬは、静電気の周波数（通常、２００ＭＨｚ以下）のインピーダンスが無線ＩＣチップ１０のインピーダンスよりも小さく設定されている。それゆえ、放射板３１，３２を通じて侵入する静電気はインダクタＬを通過し、無線ＩＣチップ１０には侵入することがなく、無線ＩＣチップ１０の静電破壊が防止される。
　なお、インダクタＬの特性は以下のように表現することもできる。即ち、静電気の周波数におけるインダクタＬの誘導性リアクタンス（ＸL）によるインピーダンス（ＺL）は、無線ＩＣチップ１０の容量性リアクタンス（ＸC）によるインピーダンス（ＺC）よりも小さい。また、ＵＨＦ帯におけるインダクタＬの誘導性リアクタンス（ＸL）によるインピーダンス（ＺL）は、無線ＩＣチップ１０の容量性リアクタンス（ＸC）によるインピーダンス（ＺC）よりも大きい。
　インピーダンスには実数部（Ｒ：レジスタンス）と虚数部（Ｘ：リアクタンス）がある。そして、無線ＩＣチップ１０は容量（Ｃ）成分を持っている。虚数部に関して、誘導性リアクタンス（ＸL）によるインピーダンス（ＺL）は、ＺL＝ωＬで決まるので、図４に示すように、周波数が高くなるほど大きくなる。一方、容量性リアクタンス（ＸC）によるインピーダンス（ＺC）はＺC＝１／ωＣで決まるので、周波数が高くなるほど小さくなる。これにより、静電気の周波数帯において、誘導性リアクタンス（ＸL）によるインピーダンス（ＺL）は容量性リアクタンス（ＸC）によるインピーダンス（ＺC）よりも小さくなり、ＵＨＦ帯において、誘導性リアクタンス（ＸL）によるインピーダンス（ＺL）は容量性リアクタンス（ＸC）によるインピーダンス（ＺC）よりも大きくなる。
　なお、実数部に関して、無線ＩＣチップ１０は静電気の周波数では起動しないので、静電気の周波数帯における無線ＩＣチップ１０のレジスタンス（ＲC）は無限大となる。ＵＨＦ帯において、無線ＩＣチップ１０は起動し、１０Ω、２０Ωなどのレジスタンス（ＲC）を有する。インダクタＬは、静電気の周波数において数ｍΩ～数百ｍΩのレジスタンス（ＲL）を有し、ＵＨＦ帯においては数十ｍΩ～数Ωのレジスタンス（ＲL）を有する。これは表皮効果によって周波数が高くなるほどレジスタンス（ＲL）が大きくなるためであるが、レジスタンス（ＲL）は周波数帯によって大きく変化しない。なお、ＵＨＦ帯においては、前述のように、インダクタＬの誘導性リアクタンス（ＸL）によるインピーダンス（ＺL）が無線ＩＣチップ１０の容量性リアクタンス（ＸC）によるインピーダンス（ＺC）よりも十分に大きい。
　即ち、静電気の周波数帯においては、無線ＩＣチップ１０のインピーダンスがインダクタＬのインピーダンスよりも大きくなり、信号がインダクタＬを通過して無線ＩＣチップ１０の静電気破壊が防止される。また、ＵＨＦ帯においては、インダクタＬのインピーダンスが無線ＩＣチップ１０のインピーダンスよりも大きくなり、信号は無線ＩＣチップ１０を通過することになる。なお、インダクタＬの実数部が数十ｍΩ～数Ωであることが必要な理由は、数十ｍΩ以上でないとノイズを熱に変換して消費できず、数Ω以下でないと伝達効率が低くなってしまうことによる。
　インダクタＬが配置されていない場合、即ち、静電気対策が施されていない場合、無線ＩＣチップ１０の耐静電電圧特性は３００Ｖであった。インダクタＬのインダクタンス値を１２０ｎＨとした場合には耐静電電圧特性は７００Ｖ、３０ｎＨとした場合には２８００Ｖに向上した。
　第２実施形態は、図２（Ａ）に示すように、無線ＩＣチップ１０と基板２０Ｂとからなり、基板２０Ｂには静電気対策素子として二つの容量Ｃが内蔵されている。容量Ｃは無線ＩＣチップ１０の入出力端子電極１１，１２と、放射板３１，３２との間に直列に接続されている。また、図２（Ｂ）に示すように、容量Ｃが複数の電極で形成されていてもよい。さらに、図２（Ｃ）に示すように、容量Ｃ１，Ｃ２で結合されていてもよい。これらの高周波デバイスにおいて、放射板３１，３２を通じて侵入する静電気は容量Ｃ，Ｃ１，Ｃ２によって遮られ、無線ＩＣチップ１０には侵入することがなく、無線ＩＣチップ１０の静電破壊が防止される。
　第３実施形態は、図３に示すように、無線ＩＣチップ１０と基板２０Ｃとからなり、基板２０Ｃには静電気対策素子としてのインダクタＬ及び容量Ｃが内蔵されている。インダクタＬは無線ＩＣチップ１０の入出力端子電極１１，１２と、放射板３１，３２との間に並列に接続され、容量Ｃは無線ＩＣチップ１０の入出力端子電極１１，１２と、放射板３１，３２との間に直列に接続されている。インダクタＬ及び容量Ｃの機能は前記第１及び第２実施形態と同様である。
　ところで、高周波デバイスとしての構成は、図１、図２及び図３に示したように、無線ＩＣチップ１０と基板２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）とで構成されていてもよく、あるいは、無線ＩＣの回路と基板２０の回路（インダクタＬ又は容量Ｃ）が一つの基板に一体的に内蔵されていてもよい。あるいは、ＲＦＩＤシステムの使用周波数と共振する共振回路を備えた給電回路基板が無線ＩＣチップ１０と基板２０に加えて配置されていてもよい。あるいは、無線ＩＣが給電回路基板に一体的に構成されていてもよい。あるいは、一つの基板に、無線ＩＣと静電気対策素子と給電回路とが一体的に構成されていてもよい。
　前記第１～第３実施例のように、放射板３１，３２の端部にそれぞれの基板２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが結合している構成においては、信号の伝達経路が一つになり、効率よく信号が無線ＩＣチップ１０に伝達されるので、静電破壊防止の効果が良好である。また、図２や図３に示した左右一対の容量Ｃ，Ｃ１，Ｃ２の容量値は同じである。左右一対の容量の容量値を均しくすることにより、無線ＩＣチップ１０のバランス性を保つことができる。
　（基板の具体例、図５ないし図８参照）
　以下に、前記第１、第２及び第３実施形態における基板２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの具体例を図５ないし図８を参照して説明する。
　第１実施形態の基板２０Ａの第１例は、図５に示すように、それぞれ電極を形成した複数枚のシート４１ａないし４１ｉを積層したもので、各シートはセラミック製あるいは樹脂製である。セラミック製の基板は剛性を有している。樹脂製の基板はフレキシブル性を有し、ロールツーロールによる製法に適している。
　シート４１ａには電極４２ａ～４２ｄとビアホール導体４３が形成されている。シート４１ｂにはビアホール導体４３が形成されている。シート４１ｃには電極４４ａ，４４ｂとビアホール導体４３が形成されている。シート４１ｄ～シート４１ｇにはそれぞれ電極４５～４８とビアホール導体４３が形成されている。シート４１ｈにはビアホール導体４３が形成されている。シート４１ｉには電極４９とビアホール導体４３が形成されている。
　各シート４１ａ～４１ｉを積層することにより、それぞれの電極がビアホール導体４３を介して電気的に接続され、電極４５～４８によって前記インダクタＬが形成される。シート４１ａ上の電極４２ａ，４２ｂはそれぞれ無線ＩＣチップ１０の入力端子電極１１及び出力端子電極１２に接続される。なお、シート４１ａ上の電極４２ｃ，４２ｄは無線ＩＣチップ１０の実装用端子電極（図示せず）と接続される。シート４１ｉは基板２０Ａの裏面を示しており、その電極４９は放射板３１，３２に接続される。
　第１実施形態の基板２０Ａの第２例は、図６に示すように、それぞれ電極を形成した複数枚のシート５１ａないし５１ｉを積層したもので、各シートはセラミック製あるいは樹脂製である。
　シート５１ａには電極５２ａ～５２ｄとビアホール導体５３が形成されている。シート５１ｂには電極５４ａ，５４ｂとビアホール導体５３が形成されている。シート５１ｃには電極５５ａ，５５ｂとビアホール導体５３が形成されている。シート５１ｄ～シート５１ｇにはそれぞれ電極５６～５９とビアホール導体５３が形成されている。シート５１ｈにはビアホール導体５３が形成されている。シート５１ｉには電極６０とビアホール導体５３が形成されている。
　各シート５１ａ～５１ｉを積層することにより、それぞれの電極がビアホール導体５３を介して電気的に接続され、電極５６～５９によって前記インダクタＬが形成される。シート５１ａ上の電極５２ａ，５２ｂはそれぞれ無線ＩＣチップ１０の入力端子電極１１及び出力端子電極１２に接続される。なお、シート５１ａ上の電極５２ｃ，５２ｄは無線ＩＣチップ１０の実装用端子電極（図示せず）と接続される。シート５１ｉは基板２０Ａの裏面を示しており、その電極６０は放射板３１，３２に接続される。
　第２実施形態の基板２０Ｂの一例は、図２（Ｂ）に示した等価回路を有するもので、図７に示すように、それぞれ電極を形成した複数枚のシート６１ａないし６１ｅを積層したもので、各シートはセラミック製あるいは樹脂製である。
　シート６１ａには電極６２ａ～６２ｄとビアホール導体６３が形成されている。シート６１ｂ～６１ｅにはそれぞれ電極６４ａ～６７ａ，６４ｂ～６７ｂとビアホール導体６３が形成されている。
　各シート６１ａ～６１ｅを積層することにより、それぞれの電極がビアホール導体６３を介して電気的に接続され、電極６４ａ～６７ａ間及び電極６４ｂ～６７ｂ間にそれぞれ前記容量Ｃが形成される。シート６１ａ上の電極６２ａ，６２ｂはそれぞれ無線ＩＣチップ１０の入力端子電極１１及び出力端子電極１２に接続される。なお、シート６１ａ上の電極６２ｃ，６２ｄは無線ＩＣチップ１０の実装用端子電極（図示せず）と接続される。シート６１ｅに形成したビアホール導体６３は放射板３１，３２に接続される。
　第３実施形態の基板２０Ｃの一例は、図８に示すように、シート７１ａ～７１ｋを積層したもので、各シートはセラミック製あるいは樹脂製である。
　シート７１ａには電極７２ａ～７２ｄとビアホール導体７３が形成されている。シート７１ｂには電極７４ａ，７４ｂが形成されている。シート７１ｃには電極７５ａ，７５ｂとビアホール導体７３が形成されている。シート７１ｄにはビアホール導体７３が形成されている。シート７１ｅには電極７６ａ，７６ｂとビアホール導体７３が形成されている。シート７１ｆ～シート７１ｉにはそれぞれ電極７７～８０とビアホール導体７３が形成されている。シート７１ｊにはビアホール導体７３が形成されている。シート７１ｋには電極８１とビアホール導体７３が形成されている。
　各シート７１ａ～７１ｋを積層することにより、それぞれの電極がビアホール導体７３を介して電気的に接続され、電極７４ａ，７５ａ間及び電極７４ｂ，７５ｂ間にそれぞれ前記容量Ｃが形成され、電極７７～８０によって前記インダクタＬが形成される。シート７１ａ上の電極７２ａ，７２ｂはそれぞれ無線ＩＣチップ１０の入力端子電極１１及び出力端子電極１２に接続される。なお、シート７１ａ上の電極７２ｃ，７２ｄは無線ＩＣチップ１０の実装用端子電極（図示せず）と接続される。シート７１ｋは基板２０Ｃの裏面を示しており、その電極８１は放射板３１，３２に接続される。
　前記基板２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、静電気対策素子であるインダクタＬ及び／又は容量Ｃを備えているために、無線ＩＣチップ１０が静電気によって破壊されることを防止することができる。さらに、複数の電極層を含んでいるため、これらの基板を放射板３１，３２に搭載した場合の衝撃を吸収することができる。さらに、複数の電極層が平面視で重なっていることにより、この衝撃吸収効果がより向上する。
　（無線ＩＣデバイスの実施形態、図９～図１１参照）
　次に、本発明に係る無線ＩＣデバイスは、前記高周波デバイスを放射板に接続したものである。高周波デバイスは放射板にはんだなどで電気的に接続される以外に、接着剤などで貼着されてもよい。以下に、無線ＩＣデバイスの１実施形態及び第２実施形態を説明する。
　第１実施形態は、図９に示すように、無線ＩＣチップ１０を搭載した基板２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）を放射板３３，３４に接続させたもので、前記インダクタＬ及び／又は前記容量Ｃが放射板３３，３４と結合している。放射板３３，３４はダイポール型である。
　第２実施形態は、図１０及び図１１に示すように、無線ＩＣチップ１０を搭載した基板２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）を放射板３５に接続させたものである。放射板３５は一対の端部３５ａにおいて前記インダクタＬ及び／又は容量Ｃと結合している。放射板３５は、端部３５ａを含む環状電極３５ｂと、該環状電極３５ｂと結合するミアンダ状のダイポール電極３５ｃとを有している。
　図９及び図１０に示した無線ＩＣデバイスにおいて、無線ＩＣチップ１０の静電破壊が防止されるのみならず、インダクタＬと放射板３３，３４，３５の一対の端部とを電気的に接続した場合には、放射板３３，３４，３５にあっても両端部に電位差を生じても基板２０を通じて閉ループとなるので絶縁破壊を生じることがない。また、ダイポール型は利得が向上する。
　さらに、環状電極３５ｂと前記インダクタＬ及び／又は前記容量Ｃとで形成する共振周波数をＲＦＩＤの使用高周波信号の周波数に実質的に相当するように設定することにより、放射板３５の寸法、形状などによらずリーダライタとの通信が可能になり、また、環状電極３５ｂの形状に拘わらずインダクタＬのインダクタンス値や容量値を調整することにより、所定の共振周波数に設定することができる。
　インダクタＬと環状電極とで共振周波数を決定する場合、ＵＨＦ帯でのインダクタＬのインピーダンス（ＸL）を無線ＩＣの入出力端子電極間で形成される容量のインピーダンス（ＸC）よりも大きくして、必要帯域より低周波側に共振点を設定しておき、インダクタＬを環状電極と結合させることにより、所定の共振点を得る。これにて、基板２０を変更するだけで、必要帯域で共振点を得ることができる。共振周波数は、環状電極のインダクタンス値が大きければインダクタＬのインダクタンス値を小さくする、環状電極のインダクタンス値が小さければインダクタＬのインダクタンス値を大きくすればよい。また、容量Ｃと環状電極とで共振周波数を決定する場合には、反対に、必要帯域よりも高周波側に共振点を設定しておけばよい。
　（他の実施例）
　なお、本発明に係る高周波デバイス及び無線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できることは勿論である。
　以上のように、本発明は、ＲＦＩＤシステムに用いる高周波デバイス及び無線ＩＣデバイスに有用であり、特に、絶縁破壊を回避できて信頼性を高めることができる点で優れている。
　１０…無線ＩＣチップ
　２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）…基板
　３１～３５…放射板
　３５ａ…端部
　３５ｂ…環状電極
　３５ｃ…ダイポール電極
　Ｌ…インダクタ
　Ｃ…容量

Claims (14)

  1. 　無線ＩＣと、
    　前記無線ＩＣと結合するとともに放射板に電気的に接続される基板と、を備え、
    　前記基板には静電気対策素子が配置されていること、
    　を特徴とする高周波デバイス。
  2. 　前記静電気対策素子は前記無線ＩＣと前記放射板との間に並列に接続されたインダクタを有し、
    　静電気の周波数における前記インダクタのインピーダンスが、前記無線ＩＣのインピーダンスよりも小さいこと、
    　を特徴とする請求項１に記載の高周波デバイス。
  3. 　前記静電気対策素子は前記無線ＩＣと前記放射板との間に直列に接続された容量を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波デバイス。
  4. 　前記無線ＩＣは前記基板と結合する二つの結合部を有し、
    　前記静電気対策素子は前記二つの結合部と前記放射板との間に直列に接続された二つの容量を有し、該二つの容量の容量値は同じであること、
    　を特徴とする請求項３に記載の高周波デバイス。
  5. 　前記基板は複数の電極層を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の高周波デバイス。
  6. 　前記複数の電極層は平面視で重なっていることを特徴とする請求項５に記載の高周波デバイス。
  7. 　前記基板はフレキシブルな材料で形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高周波デバイス。
  8. 　無線ＩＣと、
    　放射板と、
    　前記無線ＩＣと結合するとともに前記放射板に電気的に接続される基板と、を備え、
    　前記基板には静電気対策素子が配置されていること、
    　を特徴とする無線ＩＣデバイス。
  9. 　前記静電気対策素子は前記無線ＩＣと前記放射板との間に並列に接続されたインダクタを有し、
    　静電気の周波数における前記インダクタのインピーダンスが、前記無線ＩＣのインピーダンスよりも小さいこと、
    　を特徴とする請求項８に記載の無線ＩＣデバイス。
  10. 　前記静電気対策素子は前記無線ＩＣと前記放射板との間に直列に接続された容量を有することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の無線ＩＣデバイス。
  11. 　前記無線ＩＣは前記基板と結合する二つの結合部を有し、
    　前記静電気対策素子は前記二つの結合部と前記放射板との間に直列に接続された二つの容量を有し、該二つの容量の容量値は同じであること、
    　を特徴とする請求項１０に記載の無線ＩＣデバイス。
  12. 　前記放射板は少なくとも一対の端部において前記静電気対策素子と結合している環状電極を有していることを特徴とする請求項８ないし請求項１１いずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
  13. 　前記放射板は少なくとも一対の端部において前記静電気対策素子と結合している環状電極を有し、
    　前記環状電極と前記インダクタ及び／又は前記容量とで形成する共振周波数はＲＦＩＤの使用高周波信号の周波数に実質的に相当すること、
    　を特徴とする請求項８ないし請求項１２のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
  14. 　前記放射板は、少なくとも一対の端部において前記静電気対策素子と結合している環状電極と、該環状電極と結合するダイポール電極とを有していること、を特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
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