(57)【要約】  無線ＩＣチップに外部からの衝撃等が直接加わらないように構成した、無線ＩＣデバイスを提供する。  無線ＩＣデバイス１０は、（ａ）放射板１１と、（ｂ）無線ＩＣチップ２４と、（ｃ）無線ＩＣチップ２４が実装され、インダクタンス素子を含む共振回路を備え、共振回路が放射板１１と電磁界結合する給電回路基板２２，２２ａとを備える。無線ＩＣチップ２４は、放射板１１と給電回路基板２２，２２ａとの間に挟み込まれるように配置されている。
2008136257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射板と、
無線ＩＣチップと、
前記無線ＩＣチップが実装され、インダクタンス素子を含む共振回路及び／又は整合回路を有する給電回路を備え、前記給電回路が前記放射板と電磁界結合する給電回路基板と、
を備え、
前記放射板と前記給電回路基板との間に前記無線ＩＣチップが挟み込まれるように配置されていることを特徴とする、無線ＩＣデバイス。
【請求項２】
前記無線ＩＣチップが前記給電回路基板に実装されている面に対して垂直方向から透視したときに前記無線ＩＣチップの周囲において、前記放射板と前記給電回路基板とが接合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。
【請求項３】
前記放射板は、前記給電回路基板及び前記無線ＩＣチップから遠い側の面が物品に貼り付けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項４】
前記放射板と前記給電回路基板との間に、前記無線ＩＣチップが前記給電回路基板に実装されている面に対して垂直方向から透視したときに少なくとも前記無線ＩＣチップの周囲に配置された樹脂をさらに備えたことを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項５】
前記無線ＩＣチップは、前記放射板と電気的に絶縁されて配置されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一つに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項６】
前記放射板と前記給電回路基板の少なくとも一方が、フレキシブル基板であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか一つに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項７】
前記無線ＩＣチップは、前記給電回路基板から遠い側の面が前記放射板に接触していることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一つに記載の無線ＩＣデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線ＩＣデバイスに関し、詳しくは、例えばＲＦ−ＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる非接触型無線ＩＣメディアや非接触型無線ＩＣタグ等の無線ＩＣデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線ＩＣチップが実装されている無線ＩＣデバイスが種々提案されている。【０００３】
例えば特許文献１には、図４（ａ）の断面図に示すように、剥離シート１０１に導電ペーストや導電インキ等でアンテナ部１０３を形成し、アンテナ部１０３と電気的に導通するようにＩＣチップ１０９を実装した後、図４（ｂ）の断面図に示すように、接着シート１１１を密着させ、図４（ｃ）の断面図に示すように、剥離シート１０１を引き剥がすことにより製造される非接触型無線ＩＣメディアが開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２９８１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この非接触型無線ＩＣメディアは、接着シート１１１が物品に貼り付けられ、ＩＣチップ１０１が外部にむき出しになった状態で使用される。そのため、非接触型無線ＩＣメディアを貼り付けた物品が他の物品と接触した際に、他の物品からＩＣチップ１０９に直接衝撃が加わり、ＩＣチップ１０９が破損し、無線ＩＣメディアとそして機能しなくなるおそれがある。【０００５】
本発明は、かかる実情に鑑み、無線ＩＣチップに外部からの衝撃等が直接加わらないように構成した、無線ＩＣデバイスを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した無線ＩＣデバイスを提供する。【０００７】
無線ＩＣデバイスは、（ａ）放射板と、（ｂ）無線ＩＣチップと、（ｃ）前記無線ＩＣチップが実装され、インダクタンス素子を含む共振回路及び／又は整合回路を有する給電回路を備え、前記給電回路が前記放射板と電磁界結合する給電回路基板とを備える。前記放射板と前記給電回路基板との間に前記無線ＩＣチップが挟み込まれるように配置されている。【０００８】
上記構成によれば、無線ＩＣチップは外部にむき出しになった状態では使用されないため、外部からの衝撃等は、放射板又は給電回路基板を介して無線ＩＣチップに加わる。無線ＩＣチップには外部からの衝撃等が直接加わることがないので、無線ＩＣチップの破損や動作不良を防ぐことができる。【０００９】
好ましくは、前記無線ＩＣチップが前記給電回路基板に実装されている面に対して垂直方向から透視したときに前記無線ＩＣチップの周囲において、前記放射板と前記給電回路基板とが接合されている。【００１０】
この場合、放射板と給電回路基板とは、互いに接した状態で接合されても、接着剤等を介して接合されてもよい。無線ＩＣチップの周囲は放射板及び／又は給電回路基板で覆われるので、無線ＩＣチップへの水分等の浸入を防ぎ、無線ＩＣデバイスの信頼性をより向上することができる。【００１１】
また、放射板と給電回路基板との間の距離が短くなるので、電磁界結合の効率がよくなり、小型化等が容易となる。【００１２】
好ましくは、前記放射板は、前記給電回路基板及び前記無線ＩＣチップから遠い側の面が物品に貼り付けられる。【００１３】
この場合、物品に貼り付けられた無線ＩＣデバイスは、放射板よりも外側に無線ＩＣチップが配置されるが、無線ＩＣチップは給電回路基板で覆われて保護される。【００１４】
好ましくは、前記放射板と前記給電回路基板との間に、前記無線ＩＣチップが前記給電回路基板に実装されている面に対して垂直方向から透視したときに少なくとも前記無線ＩＣチップの周囲に配置された樹脂をさらに備える。【００１５】
この場合、少なくとも無線ＩＣチップの周囲が樹脂で覆われるので、無線ＩＣチップへの水分等の浸入を防ぎ、無線ＩＣデバイスの信頼性を向上することができる。【００１６】
なお、放射板と無線ＩＣチップとの間にも樹脂を配置し、無線ＩＣチップの給電回路基板から遠い側の面を覆うようにしてもよい。【００１７】
好ましくは、前記無線ＩＣチップは、前記放射板と電気的に絶縁されて配置されている。【００１８】
好ましくは、前記放射板と前記給電回路基板の少なくとも一方が、フレキシブル基板である。【００１９】
この場合、フレキシブル基板を用いて連続的に効率よく製造することができ、小型化も容易である。また、物品の湾曲した面に沿って無線ＩＣデバイスを貼り付けることができるように、あるいは、無線ＩＣチップを覆うように、給電回路基板及び／又は放射板を形成することができる。【００２０】
好ましくは、前記無線ＩＣチップは、前記給電回路基板から遠い側の面が前記放射板に接触している。【００２１】
この場合、無線ＩＣチップと放射板との間の隙間をなくして、無線ＩＣデバイスを低背化することができる。【００２２】
なお、基材に放射電極パターンが形成された放射板の場合には、放射電極パターン又は基材に無線ＩＣチップが接触すればよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、無線ＩＣチップには外部からの衝撃等が直接加わらないため、無線ＩＣチップの破損や動作不良を防ぎ、無線ＩＣデバイスの信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】無線ＩＣデバイスの要部断面図である。（実施例１）
【図２】無線ＩＣデバイスの使用状態を示す断面図である。（実施例１）
【図３】無線ＩＣデバイスの要部断面図である。（実施例２）
【図４】無線ＩＣデバイスの製造工程を示す断面図である。（従来例）
【符号の説明】
【００２５】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｘ  無線ＩＣデバイス
１１  放射板
１２  基材
１４，１６  放射電極パターン
２０，２０ａ，２０ｘ  電磁結合モジュール
２２，２２ａ，２２ｘ  給電回路基板
２４，２４ｘ  無線ＩＣチップ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態として実施例を図１〜図３を参照しながら説明する。【００２７】
＜実施例１＞  実施例１の無線ＩＣデバイスについて、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、無線ＩＣデバイスの要部断面図である。【００２８】
図１（ａ）に示すように、無線ＩＣデバイス１０は、放射板１１に電磁結合モジュール２０が実装されている。放射板１１は、基材１２に放射電極パターン１４，１６が形成されている。電磁結合モジュール２０は、給電回路基板２２に無線ＩＣチップ２４が搭載されている。【００２９】
無線ＩＣチップ２４は、放射板１１と給電回路基板２２との間に配置されている。無線ＩＣチップ２４は、放射板１１との間の隙間をなくして低背化するため、放射板１１の放射電極パターン１４，１６又は基材１２に接触している。【００３０】
放射板１１と給電回路基板２２とは離れているが、電磁界結合（電界のみ、磁界のみ、あるいは電界と磁界の両方を介して結合）されている。例えば、給電回路基板２２は、多層基板やフレキシブル基板を用いて内部又は外部にインダクタンス素子が形成され、このインダクタンス素子と放射板１１とで発生する磁界が結合するように構成されている。【００３１】
給電回路基板２２は、無線ＩＣチップ２４からはみ出した部分が、放射板１１に直接対向しているため、このはみ出し部分に前述したインダクタンス素子の配線電極を形成すると、放射板１１との電磁界結合を容易に行うことができる。【００３２】
もっとも、無線ＩＣチップ２４はシリコン基板等に形成された誘電体であり、電磁波が通過できるため、給電回路基板２２の無線ＩＣチップ２４と重なる部分にインダクタンス素子を形成してもよい。【００３３】
放射板１１と給電回路基板２２との間が電磁界結合されており、無線ＩＣチップ２４と放射板１１とが電気的に導通していないため、放射板１１側に静電気が発生しても、無線ＩＣチップ２４には電流が流れない。すなわち、放射板１１と給電回路基板２２との間の電磁界結合部分は高周波用に設計されており、２００ＭＨｚ以下の周波数のエネルギ波である静電気は、電磁界結合部分を流れない。そのため、無線ＩＣチップ２４は静電気で破壊されにくい。【００３４】
給電回路基板２２と放射板１１とは電気的に導通するように接続されている必要がないので、絶縁性の接着剤を用いて、電磁結合モジュール２０を基材１２に実装することができる。放射板１１には、金属箔や蒸着電極など、様々な種類のものを使用することができる。よって、無線ＩＣデバイス１０の用途によって、材質を自由に選択できる。【００３５】
給電回路基板２２は、所定の共振周波数を有する共振回路を含む給電回路を内蔵している。なお、本発明における所定の共振周波数とは、電磁結合モジュール２０が無線ＩＣデバイスとして動作する動作周波数のことを意味する。給電回路は、放射板１１と無線ＩＣチップ２４との特性インピーダンスを整合する。また、放射板１１は、給電回路基板２２から電磁界結合を介して供給された送信信号を空中に放射し、かつ、受け取った受信信号を電磁界結合を介して給電回路に供給する。【００３６】
無線ＩＣチップ２４は、給電回路基板２２と放射板１１との間に挟み込まれるように配置され、保護されている。すなわち、外部からの衝撃等は、給電回路基板２２や放射板１１を介して無線ＩＣチップ２４に加わり、無線ＩＣチップ２４には直接加わらない。【００３７】
図１（ｂ）に示す無線ＩＣデバイス１０ａのように、給電回路基板２２の無線ＩＣチップ２４からはみ出した部分と放射板１１との間に、無線ＩＣチップ２４の周囲を覆うようにモールド樹脂２６を配置してもよい。さらには、図示していないが、放射板１１と無線ＩＣチップ２４とを離し、放射板１１と無線ＩＣチップ２４との間にも、モールド樹脂を配置してもよい。【００３８】
モールド樹脂２６で無線ＩＣチップ２４の周囲を覆うことによって、無線ＩＣチップ２４への水分等の浸入を防ぎ、無線ＩＣデバイス１０ａの信頼性を向上することができる。【００３９】
図１（ｃ）に示す無線ＩＣデバイス１０ｂのように、給電回路基板２２ａの無線ＩＣチップからはみ出した部分を放射板１１に接合し、無線ＩＣチップ２４の側面に沿わせ、無線ＩＣチップ２４の周囲を覆うように形成してもよい。給電回路基板２２ａは、放射電極パターン１４，１６に接しても、放射電極パターン１４，１６から離れていてもよい。例えば、給電回路基板２２ａにフレキシブル基板を用いると、容易に形成することができる。【００４０】
放射板１１と給電回路基板２２ａとの間の距離が短くなるので、電磁界結合の効率がよくなり、小型化等が容易となる。【００４１】
無線ＩＣデバイス１０，１０ａ，１０ｂは、放射板１１の基材１２の電磁結合モジュール２０，２０ａから遠い側の面１２ａが物品に貼り付けられた状態で使用される。【００４２】
例えば図２の断面図に示す無線ＩＣデバイス１０ｂのように、放射板１１の基材１２の電磁結合モジュール２０ａから遠い側の面１２ａを物品２に貼り付け、電磁結合モジュール２０ａが外側に露出した状態で使用する。このとき、無線ＩＣチップ２４は、放射板１１と給電回路基板２２ａとの間に挟み込まれるように配置されており、外部にむき出しにならないように給電回路基板２２ａで覆われているため、外部からの衝撃等から保護される。【００４３】
無線ＩＣデバイス１０ｂが貼り付けられる物品２がアルミボトル等の金属製の場合、放射板１１からの信号が金属に放射され、金属製の物品自体が放射体となる。物品２がペットボトル等の絶縁体の場合も、その絶縁体の誘電率により決まるインピーダンスになるように給電回路基板２２ａ内の整合回路のインピーダンスを決めることにより、絶縁体自体を放射体とすることができる。【００４４】
図２では、基材１２に形成される放射電極パターンを図示していないが、放射電極パターンは、基材１２の電磁結合モジュール２０ａ側の面に形成しても、物品２側の面１２ａに形成してもよい。特に物品２側の面１２ａに放射電極パターンを形成した場合には、放射電極パターンから出た電磁波を物品２に効率よく伝えることができる。【００４５】
放射板１１をフレキシブル基板で形成すると、物品２の湾曲した面等に無線ＩＣデバイス１０，１０ａ，１０ｂを容易に貼り付けることができる。また、連続的に効率よく製造することができ、小型化も容易である。【００４６】
＜実施例２＞  実施例２の無線ＩＣデバイス１０ｘについて、図３の要部断面図を参照しながら説明する。【００４７】
実施例２の無線ＩＣデバイス１０ｘは、実施例１と同様に、基材１２に放射電極パターン１４，１６が形成されている放射板１１に、接着剤等を用いて、電磁結合モジュール２０ｘが実装されている。【００４８】
実施例１と異なり、電磁結合モジュール２０ｘの給電回路基板２２ｘと無線ＩＣチップ２４ｘとは形状及び寸法が略等しく、給電回路基板２２ｘには、無線ＩＣチップ２４ｘからはみ出す部分がない。【００４９】
無線ＩＣチップ２４ｘはシリコン基板等に形成された誘電体であり、電磁波が通過できるため、無線ＩＣチップ２４ｘの厚みによって電磁界空間を広げ、無線ＩＣチップ２４ｘを介して給電回路基板２２ｘと放射電極パターン１４，１６とを電磁界結合させることができる。【００５０】
実施例２の無線ＩＣデバイス１０ｘにおいても、実施例１と同様に、無線ＩＣチップ２４ｘは、静電気や外部からの衝撃等から保護される。【００５１】
＜まとめ＞  以上に説明したように、無線ＩＣチップは、給電回路基板と放射板との間に挟み込まれるように配置されているので、外部からの衝撃等が直接加わらない。そのため、無線ＩＣチップの破損や動作不良を防ぎ、無線ＩＣデバイスの信頼性を向上することができる。【００５２】
また、放射板と給電回路基板とが電磁界結合され、無線ＩＣチップと放射板とが電気的に導通していないため、放射板側の静電気により無線ＩＣチップが破壊されることがなく、静電気対策を強化することができる。【００５３】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。【００５４】
例えば、放射板と給電回路基板とが電磁波ではなく、電界だけ、磁界だけを利用して、電磁界結合されてもよい。【００５５】
また、給電回路基板の給電回路は、（ａ）インダクタンス素子を含む共振回路とともに、整合回路を有する構成としても、（ｂ）整合回路を有するが、インダクタンス素子を含む共振回路は有しない構成としても、（ｃ）整合回路を有しないが、インダクタンス素子を含む共振回路は有する構成としてもよい。
【図１】
2008136257.tif 000003
【図２】
2008136257.tif 000004
【図３】
2008136257.tif 000005
【図４】
2008136257.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月16日(2009.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記放射板は、対向する２つの面を有し、
一方の前記面側に、前記給電回路基板及び前記無線ＩＣチップが配置され、
他方の前記面が物品に貼り付けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の無線ＩＣデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
前記放射板と前記給電回路基板との間に配置されている前記無線ＩＣチップは、前記放射板に接触していることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか一つに記載の無線ＩＣデバイス。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
好ましくは、前記放射板は、対向する２つの面を有する。一方の前記面側に、前記給電回路基板及び前記無線ＩＣチップが配置される。他方の前記面が物品に貼り付けられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
好ましくは、前記放射板と前記給電回路基板との間に配置されている前記無線ＩＣチップは、前記放射板に接触している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
放射板１１の基材１２は、対向する２つの面１２ａ，１２ｂを有する。一方の面１２ｂ側に、電磁結合モジュール２０，２０ａが実装される。無線ＩＣデバイス１０，１０ａ，１０ｂは、放射板１１の基材１２の電磁結合モジュール２０，２０ａから遠い側の他方の面１２ａが物品に貼り付けられた状態で使用される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008136257.tif 000007
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2008136257.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月3日(2009.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
無線ＩＣチップと、
前記無線ＩＣチップが実装され、インダクタンス素子を含む共振回路及び／又は整合回路を有しかつ前記無線ＩＣチップと接続された給電回路を備えた給電回路基板と、
前記給電回路基板と電磁界結合し、前記給電回路基板から電磁界結合を介して供給された送信信号を空中に放射し、かつ、受け取った受信信号を電磁界結合を介して前記給電回路に供給する放射板と、
を備え、
前記放射板と前記給電回路基板との間に前記無線ＩＣチップが挟み込まれるように配置されていることを特徴とする、無線ＩＣデバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
無線ＩＣデバイスは、（ａ）無線ＩＣチップと、（ｂ）前記無線ＩＣチップが実装され、インダクタンス素子を含む共振回路及び／又は整合回路を有しかつ前記無線ＩＣチップと接続された給電回路を備えた給電回路基板と、（ｃ）前記給電回路基板と電磁界結合し、前記給電回路基板から電磁界結合を介して供給された送信信号を空中に放射し、かつ、受け取った受信信号を電磁界結合を介して前記給電回路に供給する放射板とを備える。前記放射板と前記給電回路基板との間に前記無線ＩＣチップが挟み込まれるように配置されている。
【国際調査報告】
2008136257.tif 000009
2008136257.tif 000010
2008136257.tif 000011
2008136257.tif 000012