(57)【要約】  送受信信号を処理する無線ＩＣチップ(5)と、給電回路基板(20)とで電磁結合モジュール(1)を構成し、給電回路基板(20)に設けた給電回路(22)を構成する第１結合部(23A)と第１放射板(30A)の第１搭載部(30A')とが電磁界結合し、第２結合部(23B)と第２放射板(30B)の第２搭載部(30B')とが電磁界結合する無線ＩＣデバイス。結合部(23A),(23B)はそれぞれ線状電極(24A),(24B)にて形成されている。無線ＩＣチップ(5)の入出力端子電極(6),(6)は線状電極(24A),(24B)に電気的に接続され、第１及び第２放射板(30A),(30B)で受信された信号によって第１及び第２結合部(23A),(23B)を介して無線ＩＣチップ(5)が動作され、該無線ＩＣチップ(5)からの応答信号が第１及び第２結合部(23A),(23B)を介して第１及び第２放射板(30A),(30B)から外部に放射される。
2009001814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力端子を有し、送受信信号を処理する無線ＩＣチップと、
それぞれインダクタンス素子を含む第１結合部及び第２結合部からなる共振回路及び／又は整合回路を有する給電回路を含む給電回路基板と、
それぞれ金属材からなり、前記給電回路基板を搭載する第１搭載部を有する第１放射板及び前記給電回路基板を搭載する第２搭載部を有する第２放射板と、
を備え、
前記無線ＩＣチップの入出力端子を前記給電回路に電気的に接続して、該無線ＩＣチップを前記給電回路基板上に搭載した電磁結合モジュールを構成し、
第１結合部は第１搭載部と電磁界結合し、第２結合部は第２搭載部と電磁界結合し、
第１及び第２放射板で受信された信号によって第１及び第２結合部を介して前記無線ＩＣチップが動作され、該無線ＩＣチップからの応答信号が第１及び第２結合部を介して第１及び第２放射板から外部に放射されること、
を特徴とする無線ＩＣデバイス。
【請求項２】
第１結合部及び第２結合部の幅が第１搭載部及び第２搭載部の幅よりも広い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。
【請求項３】
第１結合部と第１搭載部、及び、第２結合部と第２搭載部は、それぞれ、平面視で部分的に重なっていること、を特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項４】
第１結合部と第１搭載部、及び、第２結合部と第２搭載部は、それぞれ、平面視で直交するように配置されていること、を特徴とする請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項５】
第１搭載部及び第２搭載部のうち少なくとも一方は網目状に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項６】
第１結合部及び第２結合部のうち少なくとも一方は前記給電回路基板の表裏面に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項７】
第１結合部及び第２結合部は前記無線ＩＣチップを中心にした線対称に形成された線状電極からなることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項８】
第１結合部及び第２結合部は連続した線状電極からなることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項９】
第１結合部及び第２結合部はミアンダ形状に形成された線状電極からなることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１０】
第１結合部及び第２結合部は渦巻き形状に形成された線状電極からなることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１１】
第１結合部及び第２結合部は線状電極にて形成され、該線状電極は所定の位置で分岐していること、を特徴とする請求の範囲第１項ないし第１０項のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１２】
前記給電回路基板がフレキシブルな基板により形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第１１項のいずれかに記載の無線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、特に、ＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)システムに用いられる無線ＩＣチップを有する無線ＩＣデバイスに関する。
【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。【０００３】
ＩＣチップを搭載した無線ＩＣデバイスとしては、従来、特許文献１に記載されているように、誘電体基板にダイポールアンテナ（一対の主アンテナ素子と整合部とからなる）を設け、ダイポールアンテナの端部にタグＩＣを電気的に接続した無線タグが知られている。整合部はタグＩＣと主アンテナ素子との間に配置され、両者をインピーダンス整合させる機能を有している。【０００４】
しかしながら、前記無線タグには次の問題点を有している。即ち、タグＩＣをダイポールアンテナに電気的に接続するため、微小なタグＩＣの接続用端子をダイポールアンテナに精度よく位置決めして実装する必要があり、接続不良を回避するには高精度な実装機が要求される。また、一対の主アンテナ素子に専有面積の大きな整合部を、それぞれ、互いに重ならないように配置する必要があり、無線タグのサイズが大型化する。
【特許文献１】特開２００５−２４４７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、高精度な実装を必要とせず、小型化を達成できる、ＲＦＩＤシステムに好適な無線ＩＣデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の一形態である無線ＩＣデバイスは、
入出力端子を有し、送受信信号を処理する無線ＩＣチップと、
それぞれインダクタンス素子を含む第１結合部及び第２結合部からなる共振回路及び／又は整合回路を有する給電回路を含む給電回路基板と、
それぞれ金属材からなり、前記給電回路基板を搭載する第１搭載部を有する第１放射板及び前記給電回路基板を搭載する第２搭載部を有する第２放射板と、
を備え、
前記無線ＩＣチップの入出力端子を前記給電回路に電気的に接続して、該無線ＩＣチップを前記給電回路基板上に搭載した電磁結合モジュールを構成し、
第１結合部は第１搭載部と電磁界結合し、第２結合部は第２搭載部と電磁界結合し、
第１及び第２放射板で受信された信号によって第１及び第２結合部を介して前記無線ＩＣチップが動作され、該無線ＩＣチップからの応答信号が第１及び第２結合部を介して第１及び第２放射板から外部に放射されること、
を特徴とする。【０００７】
前記無線ＩＣデバイスにおいて、第１及び第２放射板は給電回路基板を搭載するための第１及び第２搭載部を有し、この第１及び第２搭載部と電磁界結合する第１及び第２結合部からなる給電回路が無線ＩＣチップと第１及び第２放射板とのインピーダンス整合及び／又は信号の共振周波数を設定する。無線ＩＣチップは、サイズの大きい放射板に接続されることはなく、むしろ、サイズの小さい給電回路基板上に電気的に接続されて搭載されるため、無線ＩＣチップの実装は容易である。また、給電回路は第１及び第２放射板と直接電気的に接続されることはなく、第１及び第２結合部が第１及び第２搭載部と電磁界結合するため、給電回路基板を放射板に実装する際の精度が緩和される。また、一つの給電回路を用いているために給電回路基板を小型化することができる。さらに、給電回路と放射板とは直接導通していないので、放射板から静電気が侵入しても無線ＩＣチップの破壊に至ることを防止できる。【０００８】
また、無線ＩＣデバイスの動作周波数は給電回路基板に設けた給電回路（共振回路）により決定され、第１及び第２放射板が給電回路（共振回路）と結合する第１及び第２搭載部の長さや大きさなどには依存しないため、給電回路基板の第１及び第２放射板への実装位置が多少ずれたりしても動作不良を生じることがないことからも、実装精度が緩和される。【０００９】
なお、無線ＩＣチップは、本無線ＩＣデバイスが取り付けられる物品に関する各種情報がメモリされている以外に、情報が書き換え可能であってもよく、ＲＦＩＤシステム以外の情報処理機能を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１結合部及び第２結合部からなる給電回路を給電回路基板に設け、無線ＩＣチップを該給電回路基板に搭載して電磁結合モジュールを構成し、第１及び第２結合部を第１及び第２放射板の第１及び第２搭載部に電磁界結合させたため、無線ＩＣチップや給電回路基板に高精度な実装を必要とすることはなく、また、無線ＩＣデバイスの小型化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施例である無線ＩＣデバイスを示す斜視図である。
【図２】第１実施例における電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図３】無線ＩＣチップを示す斜視図である。
【図４】第１実施例における反射特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施例である無線ＩＣデバイスにおける電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施例である無線ＩＣデバイスにおける電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図７】本発明の第４実施例である無線ＩＣデバイスにおける電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図８】本発明の第５実施例である無線ＩＣデバイスにおける電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図９】本発明の第６実施例である無線ＩＣデバイスを示す平面図である。
【図１０】第６実施例における電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図１１】本発明の第７実施例である無線ＩＣデバイスを示す斜視図である。
【図１２】第７実施例における電磁結合モジュールを示し、（Ａ）は表面図、（Ｂ）は裏面図である。
【符号の説明】
【００１２】
１…電磁結合モジュール
５…無線ＩＣチップ
６…入出力端子電極
２０…給電回路基板
２１…フィルム基板
２２…給電回路
２３Ａ…第１結合部
２３Ｂ…第２結合部
２４Ａ，２４Ｂ…線状電極
３０Ａ…第１放射板
３０Ｂ…第２放射板
３０Ａ’…第１搭載部
３０Ｂ’…第２搭載部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。【００１４】
（第１実施例、図１〜図４参照）
図１、図２及び図３に無線ＩＣデバイスの第１実施例を示す。この無線ＩＣデバイスは、所定周波数の送受信信号を処理する無線ＩＣチップ５と、線状電極２４Ａ，２４Ｂからなるインダクタンス素子を含む第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂからなる給電回路２２を設けた給電回路基板２０と、ＰＥＴフィルムからなる基板３１上に形成したアンテナとして機能する第１放射板３０Ａ及び第２放射板３０Ｂとで構成されている。無線ＩＣチップ５は給電回路基板２０上に搭載され、両者で電磁結合モジュール１を構成している。【００１５】
第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂは、フレキシブルなフィルム基板３１上に金属材を直線状に設けたもので、いわゆるダイポールアンテナとして機能する。また、第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂの一端はそれぞれ給電回路基板２０を搭載するための第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’を有している。給電回路基板２０は第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’上に図示しない接着剤を用いて貼着され、第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’が以下に説明するように第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂと電磁界結合する。【００１６】
給電回路基板２０は、ＰＥＴフィルムからなる基板２１上に線状電極２４Ａ，２４Ｂをミアンダ形状に配置したもので、線状電極２４Ａ，２４Ｂのそれぞれの一端は接続用電極２４Ａ’，２４Ｂ’とされ、それぞれの他端は電極部２５にて短絡されている。さらに、フレキシブルなフィルム基板２１上には電気的には浮いている電極２６，２６が形成されている。【００１７】
前記線状電極２４Ａ，２４Ｂや放射板３０Ａ，３０Ｂは、アルミ箔、銅箔などの導電材からなる金属薄板を基板２１，３１に貼着したり、基板２１，３１上にＡｌ、Ｃｕ、Ａｇなどの金属めっき、あるいは導電性ペーストなどにより形成した電極膜を設けたものである。【００１８】
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。無線ＩＣチップ５は入出力端子電極６，６が前記線状電極２４Ａ，２４Ｂの接続用電極２４Ａ’，２４Ｂ’に半田やＡｕなどの金属バンプを介して電気的に接続されている。また、実装用端子電極７，７が電極２６，２６に金属バンプを介して電気的に接続されている。【００１９】
以上の構成からなる無線ＩＣデバイスは、基板３１がＲＦＩＤシステムの対象となる物品の容器などに貼着され、無線ＩＣチップ５が給電回路２２及び放射板３０Ａ，３０Ｂを介して、例えば、ＵＨＦ周波数帯の高周波信号を用いて、リーダライタと交信する。即ち、放射板３０Ａ，３０Ｂで受信された高周波信号によって給電回路２２を介して無線ＩＣチップ５が動作され、該無線ＩＣチップ５からの応答信号が給電回路２２を介して放射板３０Ａ，３０Ｂからリーダライタに放射される。【００２０】
詳しくは、第１放射板３０Ａの第１搭載部３０Ａ’と第１結合部２３Ａが電磁界結合し、第２放射板３０Ｂの第２搭載部３０Ｂ’と第２結合部２３Ｂが電磁界結合する。線状電極２４Ａ，２４Ｂはそれ自体のインダクタンスと線間に形成されるキャパシタンスとで共振回路を形成する。この共振回路と第１搭載部３０Ａ’及び第２搭載部３０Ｂ’とが電磁界結合する。そして、共振回路が無線ＩＣチップ５と放射板３０Ａ，３０Ｂとのインピーダンス整合及び信号の共振周波数を決定することになる。【００２１】
本無線ＩＣデバイスの反射特性は図４に示すとおりであり、９００ＭＨｚ帯において１０ｄＢ以上の良好な反射特性が得られている。【００２２】
本無線ＩＣデバイスにおいて、微小な無線ＩＣチップ５はサイズの小さい給電回路基板２０上に電気的に接続されて搭載されるため、無線ＩＣチップ５の実装は容易である。また、給電回路２２は第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂと直接電気的に接続されることはなく、第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂが第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’と電磁界結合するため、給電回路基板２０を放射板３０Ａ，３０Ｂに実装（接着剤による貼着）する際の精度が緩和される。また、給電回路２２も小型化されている。【００２３】
そして、無線ＩＣデバイスの動作周波数は前記給電回路２２に含まれる共振回路によって決定されるため、放射板３０Ａ，３０Ｂの長さなどに依存することはなく、給電回路基板２０の第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’への実装位置が多少ずれたりしても動作不良を生じることがなく、この点でも実装精度が緩和される。【００２４】
さらに、給電回路２２と放射板３０Ａ，３０Ｂとは直接導通していないため、放射板３０Ａ，３０Ｂから侵入する２００ＭＨｚ以下のエネルギー波である静電気による無線ＩＣチップ５の破壊を未然に防止できる。【００２５】
また、本第１実施例において、第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂの幅Ｗ１は第１搭載部３０Ａ’及び第２搭載部３０Ｂ’の幅Ｗ２よりも広く設定されている。これにて、搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’と結合部２３Ａ，２３Ｂとの位置合わせが容易になり、放射板３０Ａ，３０Ｂに対する給電回路基板２０の実装精度をより緩和できる。この点は、以下に示すそれぞれの実施例においても図示されているとおりである。【００２６】
また、第１結合部２３Ａと第１搭載部３０Ａ’、及び、第２結合部２３Ｂと第２搭載部３０Ｂ’が、それぞれ、平面視で重なっているため、無線ＩＣデバイスがより小型化される。しかも、第１結合部２３Ａと第１搭載部３０Ａ’、及び、第２結合部２３Ｂと第２搭載部３０Ｂ’が直交しており、結合部２３Ａ，２３Ｂと搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’とで発生する磁界がそれぞれ直交するように発生する。それゆえ、互いの磁界が結合しやすくなり、給電回路２２と放射板３０Ａ，３０Ｂとの間の電力の伝送効率が向上する。【００２７】
また、第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂは無線ＩＣチップ５を中心にした軸Ｃを中心にした線対称に形成された線状電極２４Ａ，２４Ｂにて形成されている。これにて、第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’と給電回路２２とが同じ定数で結合され、第１放射板３０Ａ及び第２放射板３０Ｂで同じ放射特性や指向性を持たせることができる。この点は、以下に示すそれぞれの実施例においても図示されているとおりである。【００２８】
また、第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂはミアンダ形状に形成された線状電極２４Ａ，２４Ｂであるため、給電回路２２をコンパクトに構成でき、給電回路基板２０を小型化することができる。【００２９】
（第２実施例、図５参照）
図５に第２実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、給電回路基板２０に設けた給電回路２２の第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂを、ミアンダ形状の線状電極２４Ａ，２４Ｂにて形成し、かつ、線状電極２４Ａ，２４Ｂを部分的に分岐（分岐点は符号２７参照）させている。それ以外の構成は前記第１実施例と同様である。【００３０】
本第２実施例の作用効果は第１実施例と同様であり、特に、線状電極２４Ａ，２４Ｂを分岐させているため、分岐された部分で長さが異なることによって第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂでそれぞれ異なる複数の共振周波数が得られ、アンテナとして機能する第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂの利得のピーク周波数も変化し、広帯域な利得特性を得ることができる。他の作用効果は前記第１実施例と同様である。【００３１】
（第３実施例、図６参照）
図６に第３実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、給電回路基板２０に設けた給電回路２２の第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂを構成する線状電極２４Ａ，２４Ｂを、基板２１の長辺方向に延在するように折り曲げたミアンダ形状としている。第１放射板３０Ａの第１搭載部３０Ａ’及び第２放射板３０Ｂの第２搭載部３０Ｂ’はＴ字形状とされ、第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂと平面視で直交するように配置されている。【００３２】
本第３実施例におけるそれ以外の構成は前記第１実施例と同様であり、作用効果も第１実施例と同様である。【００３３】
（第４実施例、図７参照）
図７に第４実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、給電回路基板２０に設けた給電回路２２の第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂを構成する線状電極２４Ａ，２４Ｂを渦巻き形状としている。また、第１放射板３０Ａの第１搭載部３０Ａ’及び第２放射板３０Ｂの第２搭載部３０Ｂ’も前記第３実施例と同じようにＴ字形状としている。【００３４】
本第４実施例におけるそれ以外の構成は前記第１実施例と同様である。作用効果も第１実施例と同様であり、特に、第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂを渦巻き形状とすることにより、給電回路２２をコンパクトに構成でき、給電回路基板２０を小型化することができる。さらに、第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂと第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’とが直交して交差する領域が増加しているので、結合部２３Ａ，２３Ｂと搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’とで発生する磁界の結合度がより大きくなる。【００３５】
（第５実施例、図８参照）
図８に第５実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、給電回路基板２０に設けた給電回路２２を２重の渦巻き形状とした線状電極２４Ａ，２４Ｂにて形成したものである。各線状電極２４Ａ，２４Ｂは電極部２８Ａ，２８Ｂで折り返されて終端が互いに短絡されている。本第５実施例におけるそれ以外の構成は前記第１実施例と同様であり、作用効果も第１実施例と同様である。【００３６】
ちなみに、線状電極２４Ａ，２４Ｂを２重の渦巻き形状とすることにより、あるいは、前記第２実施例で示したように所定箇所で分岐させる構成などを採用することにより、線状電極２４Ａ，２４Ｂの線路長を異ならせることが可能である。給電回路２２の共振周波数は線状電極２４Ａ，２４Ｂの線路長に対応し、線路長Ｌと共振周波数ｆに相当する波長λとの関係は、Ｌ＝λ／２である。【００３７】
なお、線状電極２４Ａ，２４Ｂの線路長が同じであっても、線路幅や電極間容量などの相違によって共振周波数を異ならせることが可能である。線路幅を変更することで電極のインダクタンスが変化する。即ち、線路幅を大きくするとインダクタンスが大きくなる。また、電極間隔を変更することで、電極間のキャパシタンスが変化する。即ち、電極間隔を大きくするとキャパシタンスが小さくなる。従って、線路幅及び／又は電極間隔を変更することで、共振周波数を微調整することが可能となる。【００３８】
（第６実施例、図９及び図１０参照）
図９及び図１０に第６実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、前記第１〜第５実施例と同様に、無線ＩＣチップ５と給電回路基板２０とからなる電磁結合モジュール１を備え、給電回路２２の第１結合部２３Ａに第１放射板３０Ａの第１搭載部３０Ａ’を電磁界結合させ、第２結合部２３Ｂに第２放射板３０Ｂの第２搭載部３０Ｂ’を電磁界結合させたものである。【００３９】
給電回路基板２０に形成された給電回路２２は前記第１実施例と同じものである。第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂは、フレキシブルな基板３１上に金属材にてミアンダ形状に形成したもので、それぞれの一端に設けた第１搭載部３０Ａ’及び第２搭載部３０Ｂ’は線状電極２４Ａ，２４Ｂからなる第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂと平面視で重なるように直交して電磁界結合し、他端は閉ループ形状とされている。【００４０】
本第６実施例のその他の構成は前記第１実施例と同様である。作用効果も第１実施例と同様であり、特に、第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂをミアンダ形状とすることにより、放射板３０Ａ，３０Ｂをコンパクトに構成することができる。【００４１】
（第７実施例、図１１及び図１２参照）
図１１及び図１２に第７実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、前記第１〜第６実施例と同様に、無線ＩＣチップ５と給電回路基板２０とからなる電磁結合モジュール１を備えたもので、給電回路２２をフレキシブルな基板２１の表裏面に形成し、かつ、ミアンダ形状の第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂの一端に形成した第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’を網目状としたものである。【００４２】
詳しくは、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、基板２１の表面に渦巻き形状の線状電極２４Ａ，２４Ｂからなる第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂを形成するとともに、基板２１の裏面にも渦巻き形状の線状電極２４Ａ，２４Ｂからなる第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂを形成している。表裏面に形成した第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ磁界結合する。そして、基板２１の裏面が図示しない接着剤にて第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂの第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’上に貼着されることにより、第１結合部２３Ａが第１搭載部３０Ａ’と電磁界結合し、第２結合部２３Ｂが第２搭載部３０Ｂ’と電磁界結合する。【００４３】
本第７実施例の作用効果は前記第１実施例と同様であり、特に、第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂを基板２１の表裏面に形成したため、給電回路２２を構成する線状電極２４Ａ，２４Ｂ（インダクタンス素子）の設計自由度が向上し、給電回路２２の小型化を図ることができる。また、第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂの第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’を網目状としたため、給電回路２２から生じる磁束が網目の開口部を抜けることになり、磁束の変化（減少）が少なくなり、より多くの磁束が搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’を通過するので信号エネルギーの伝達効率が向上する。【００４４】
なお、第７実施例において、第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂのうち、線状電極２４Ａ，２４Ｂが基板２１の表裏面に形成されるが、いずれか一方の結合部２３Ａ，２３Ｂのみが基板２１の表裏面に形成されていてもよい。また、第１及び第２搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’のうち、網目状に形成されるのは、いずれか一方の搭載部３０Ａ’，３０Ｂ’のみであってもよい。【００４５】
（実施例のまとめ）
前記無線ＩＣデバイスにおいて、第１結合部及び第２結合部の幅が第１搭載部及び第２搭載部の幅よりも広いことが好ましい。搭載部と結合部との位置合わせが容易になり、搭載部に対する給電回路基板の実装精度をより緩和できる。【００４６】
また、第１結合部と第１搭載部、及び、第２結合部と第２搭載部が、それぞれ、平面視で部分的に重なっていてもよく、平面視で直交するように配置されていてもよい。両者が平面視で重なっていれば、無線ＩＣデバイスをより小型化できる。両者が直交していれば、互いの磁界が結合しやすくなり、給電回路と放射板との間の電力の伝送効率が向上する。【００４７】
第１搭載部及び第２搭載部のうち少なくとも一方は網目状に形成されていてもよい。給電回路から生じる磁束が網目の開口部を抜けるので該磁束の変化（減少）が少なくなり、より多くの磁束が搭載部を通過し、信号エネルギーの伝達効率が向上する。【００４８】
第１結合部及び第２結合部のうち少なくとも一方は給電回路基板の表裏面に形成されていてもよい。結合部を給電回路基板の表裏面に形成することで、給電回路を構成するインダクタンス素子の設計自由度が向上し、給電回路を小型化することができる。【００４９】
また、第１結合部及び第２結合部は無線ＩＣチップを中心にした線対称に形成された線状電極であってもよい。第１及び第２放射板と給電回路とを同じ定数で結合させることができ、第１放射板及び第２放射板で同じ放射特性や指向性を持たせることができる。【００５０】
第１結合部及び第２結合部は連続した線状電極から構成されていてもよく、あるいは、ミアンダ形状又は渦巻き形状に形成された線状電極であってもよい。また、これらの線状電極は所定の位置で分岐していてもよい。ミアンダ形状や渦巻き形状は、給電回路をコンパクトに構成でき、給電回路基板の小型化に寄与する。特に、線状電極を分岐させて長さを異ならせれば異なる複数の共振周波数が得られ、アンテナとして機能する第１及び第２放射板の利得のピーク周波数も変化し、広帯域な利得特性を得ることができる。【００５１】
なお、線状電極の共振周波数は専らその線路長によって決定される。但し、線状電極の線路長が同じであっても、電極間容量などの相違によって共振周波数を異ならせることが可能である。即ち、線状電極の線幅を変更することで電極のインダクタンスが変化する。また、電極間隔を変更することで、電極間の容量が変化する。【００５２】
また、給電回路基板はフレキシブルな基板にて形成されていてもよい。フレキシブルな基板は薄く作製できるため、無線ＩＣデバイスの低背化を図ることができる。【００５３】
（他の実施例）
なお、本発明に係る無線ＩＣデバイスは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。【００５４】
例えば、前記実施例に示した線状電極２４Ａ，２４Ｂや放射板３０Ａ，３０Ｂ、基板２１，３１の材料はあくまで例示であり、必要な特性を有する材料であれば、任意のものを使用することができる。また、無線ＩＣチップ５を給電回路２２に接続するのに、金属バンプ以外の処理を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
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、高精度な実装を必要とせず、小型化を達成できる点で優れている。
【図１】
2009001814.tif 000003
【図２】
2009001814.tif 000004
【図３】
2009001814.tif 000005
【図４】
2009001814.tif 000006
【図５】
2009001814.tif 000007
【図６】
2009001814.tif 000008
【図７】
2009001814.tif 000009
【図８】
2009001814.tif 000010
【図９】
2009001814.tif 000011
【図１０】
2009001814.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2009001814.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月2日(2009.9.2)
【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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力端子を有し、送受信信号を処理する無線ＩＣチップと、
それぞれインダクタンス素子を含む第１結合部及び第２結合部からなる共振回路及び／又は整合回路を有する給電回路を含む給電回路基板と、
それぞれ金属材からなり、前記給電回路基板を搭載する第１搭載部を有する第１放射板及び前記給電回路基板を搭載する第２搭載部を有する第２放射板と、
を備え、
前記無線ＩＣチップの入出力端子を前記給電回路に電気的に接続して、該無線ＩＣチップを前記給電回路基板上に搭載した電磁結合モジュールを構成し、
第１結合部は第１搭載部と電磁界結合し、第２結合部は第２搭載部と電磁界結合し、
第１及び第２放射板で受信された信号によって第１及び第２結合部を介して前記無線ＩＣチップが動作され、該無線ＩＣチップからの応答信号が第１及び第２結合部を介して第１及び第２放射板から外部に放射されること、
を特徴とする無線ＩＣデバイス。
【請求項２】
第１結合部及び第２結合部の幅が第１搭載部及び第２搭載部の幅よりも広い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】
第１結合部と第１搭載部、及び、第２結合部と第２搭載部は、それぞれ、平面視で部分的に重なっていること、を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項４】
第１結合部を構成する線状電極と第１搭載部、及び、第２結合部を構成する線状電極と第２搭載部は、それぞれ、平面視で直交するように配置されていること、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項５】
第１搭載部及び第２搭載部のうち少なくとも一方は網目状に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４のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項６】
第１結合部及び第２結合部のうち少なくとも一方は前記給電回路基板の表裏面に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５のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項７】
第１結合部及び第２結合部は前記無線ＩＣチップを中心にした線対称に形成された線状電極からなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項８】
第１結合部及び第２結合部は連続した線状電極からなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項９】
第１結合部及び第２結合部はミアンダ形状に形成された線状電極からなることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１０】
第１結合部及び第２結合部は渦巻き形状に形成された線状電極からなることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１１】
第１結合部及び第２結合部は線状電極にて形成され、該線状電極は所定の位置で分岐していること、を特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１２】
前記給電回路基板がフレキシブルな基板により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１１のいずれかに記載の無線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】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【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チップを有する無線ＩＣデバイスに関する。
【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。
【０００３】
ＩＣチップを搭載した無線ＩＣデバイスとしては、従来、特許文献１に記載されているように、誘電体基板にダイポールアンテナ（一対の主アンテナ素子と整合部とからなる）を設け、ダイポールアンテナの端部にタグＩＣを電気的に接続した無線タグが知られている。整合部はタグＩＣと主アンテナ素子との間に配置され、両者をインピーダンス整合させる機能を有している。
【０００４】
しかしながら、前記無線タグには次の問題点を有している。即ち、タグＩＣをダイポールアンテナに電気的に接続するため、微小なタグＩＣの接続用端子をダイポールアンテナに精度よく位置決めして実装する必要があり、接続不良を回避するには高精度な実装機が要求される。また、一対の主アンテナ素子に専有面積の大きな整合部を、それぞれ、互いに重ならないように配置する必要があり、無線タグのサイズが大型化する。
【特許文献１】特開２００５−２４４７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、高精度な実装を必要とせず、小型化を達成できる、ＲＦＩＤシステムに好適な無線ＩＣデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の一形態である無線ＩＣデバイスは、
入出力端子を有し、送受信信号を処理する無線ＩＣチップと、
それぞれインダクタンス素子を含む第１結合部及び第２結合部からなる共振回路及び／又は整合回路を有する給電回路を含む給電回路基板と、
それぞれ金属材からなり、前記給電回路基板を搭載する第１搭載部を有する第１放射板及び前記給電回路基板を搭載する第２搭載部を有する第２放射板と、
を備え、
前記無線ＩＣチップの入出力端子を前記給電回路に電気的に接続して、該無線ＩＣチップを前記給電回路基板上に搭載した電磁結合モジュールを構成し、
第１結合部は第１搭載部と電磁界結合し、第２結合部は第２搭載部と電磁界結合し、
第１及び第２放射板で受信された信号によって第１及び第２結合部を介して前記無線ＩＣチップが動作され、該無線ＩＣチップからの応答信号が第１及び第２結合部を介して第１及び第２放射板から外部に放射されること、
を特徴とする。
【０００７】
前記無線ＩＣデバイスにおいて、第１及び第２放射板は給電回路基板を搭載するための第１及び第２搭載部を有し、この第１及び第２搭載部と電磁界結合する第１及び第２結合部からなる給電回路が無線ＩＣチップと第１及び第２放射板とのインピーダンス整合及び／又は信号の共振周波数を設定する。無線ＩＣチップは、サイズの大きい放射板に接続されることはなく、むしろ、サイズの小さい給電回路基板上に電気的に接続されて搭載されるため、無線ＩＣチップの実装は容易である。また、給電回路は第１及び第２放射板と直接電気的に接続されることはなく、第１及び第２結合部が第１及び第２搭載部と電磁界結合するため、給電回路基板を放射板に実装する際の精度が緩和される。また、一つの給電回路を用いているために給電回路基板を小型化することができる。さらに、給電回路と放射板とは直接導通していないので、放射板から静電気が侵入しても無線ＩＣチップの破壊に至ることを防止できる。
【０００８】
また、無線ＩＣデバイスの動作周波数は給電回路基板に設けた給電回路（共振回路）により決定され、第１及び第２放射板が給電回路（共振回路）と結合する第１及び第２搭載部の長さや大きさなどには依存しないため、給電回路基板の第１及び第２放射板への実装位置が多少ずれたりしても動作不良を生じることがないことからも、実装精度が緩和される。
【０００９】
なお、無線ＩＣチップは、本無線ＩＣデバイスが取り付けられる物品に関する各種情報がメモリされている以外に、情報が書き換え可能であってもよく、ＲＦＩＤシステム以外の情報処理機能を有していてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１結合部及び第２結合部からなる給電回路を給電回路基板に設け、無線ＩＣチップを該給電回路基板に搭載して電磁結合モジュールを構成し、第１及び第２結合部を第１及び第２放射板の第１及び第２搭載部に電磁界結合させたため、無線ＩＣチップや給電回路基板に高精度な実装を必要とすることはなく、また、無線ＩＣデバイスの小型化を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（第１実施例、図１〜図４参照）
図１、図２及び図３に無線ＩＣデバイスの第１実施例を示す。この無線ＩＣデバイスは、所定周波数の送受信信号を処理する無線ＩＣチップ５と、線状電極２４Ａ，２４Ｂからなるインダクタンス素子を含む第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂからなる給電回路２２を設けた給電回路基板２０と、ＰＥＴフィルムからなる基板３１上に形成したアンテナとして機能する第１放射板３０Ａ及び第２放射板３０Ｂとで構成されている。無線ＩＣチップ５は給電回路基板２０上に搭載され、両者で電磁結合モジュール１を構成している。
【００１３】
第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂは、フレキシブルなフィルム基板３１上に金属材を直線状に設けたもので、いわゆるダイポールアンテナとして機能する。また、第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂの一端はそれぞれ給電回路基板２０を搭載するための第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'を有している。給電回路基板２０は第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'上に図示しない接着剤を用いて貼着され、第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'が以下に説明するように第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂと電磁界結合する。
【００１４】
給電回路基板２０は、ＰＥＴフィルムからなる基板２１上に線状電極２４Ａ，２４Ｂをミアンダ形状に配置したもので、線状電極２４Ａ，２４Ｂのそれぞれの一端は接続用電極２４Ａ'，２４Ｂ'とされ、それぞれの他端は電極部２５にて短絡されている。さらに、フレキシブルなフィルム基板２１上には電気的には浮いている電極２６，２６が形成されている。
【００１５】
前記線状電極２４Ａ，２４Ｂや放射板３０Ａ，３０Ｂは、アルミ箔、銅箔などの導電材からなる金属薄板を基板２１，３１に貼着したり、基板２１，３１上にＡｌ、Ｃｕ、Ａｇなどの金属めっき、あるいは導電性ペーストなどにより形成した電極膜を設けたものである。
【００１６】
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。無線ＩＣチップ５は入出力端子電極６，６が前記線状電極２４Ａ，２４Ｂの接続用電極２４Ａ'，２４Ｂ'に半田やＡｕなどの金属バンプを介して電気的に接続されている。また、実装用端子電極７，７が電極２６，２６に金属バンプを介して電気的に接続されている。
【００１７】
以上の構成からなる無線ＩＣデバイスは、基板３１がＲＦＩＤシステムの対象となる物品の容器などに貼着され、無線ＩＣチップ５が給電回路２２及び放射板３０Ａ，３０Ｂを介して、例えば、ＵＨＦ周波数帯の高周波信号を用いて、リーダライタと交信する。即ち、放射板３０Ａ，３０Ｂで受信された高周波信号によって給電回路２２を介して無線ＩＣチップ５が動作され、該無線ＩＣチップ５からの応答信号が給電回路２２を介して放射板３０Ａ，３０Ｂからリーダライタに放射される。
【００１８】
詳しくは、第１放射板３０Ａの第１搭載部３０Ａ'と第１結合部２３Ａが電磁界結合し、第２放射板３０Ｂの第２搭載部３０Ｂ'と第２結合部２３Ｂが電磁界結合する。線状電極２４Ａ，２４Ｂはそれ自体のインダクタンスと線間に形成されるキャパシタンスとで共振回路を形成する。この共振回路と第１搭載部３０Ａ'及び第２搭載部３０Ｂ'とが電磁界結合する。そして、共振回路が無線ＩＣチップ５と放射板３０Ａ，３０Ｂとのインピーダンス整合及び信号の共振周波数を決定することになる。
【００１９】
本無線ＩＣデバイスの反射特性は図４に示すとおりであり、９００ＭＨｚ帯において１０ｄＢ以上の良好な反射特性が得られている。
【００２０】
本無線ＩＣデバイスにおいて、微小な無線ＩＣチップ５はサイズの小さい給電回路基板２０上に電気的に接続されて搭載されるため、無線ＩＣチップ５の実装は容易である。また、給電回路２２は第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂと直接電気的に接続されることはなく、第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂが第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'と電磁界結合するため、給電回路基板２０を放射板３０Ａ，３０Ｂに実装（接着剤による貼着）する際の精度が緩和される。また、給電回路２２も小型化されている。
【００２１】
そして、無線ＩＣデバイスの動作周波数は前記給電回路２２に含まれる共振回路によって決定されるため、放射板３０Ａ，３０Ｂの長さなどに依存することはなく、給電回路基板２０の第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'への実装位置が多少ずれたりしても動作不良を生じることがなく、この点でも実装精度が緩和される。
【００２２】
さらに、給電回路２２と放射板３０Ａ，３０Ｂとは直接導通していないため、放射板３０Ａ，３０Ｂから侵入する２００ＭＨｚ以下のエネルギー波である静電気による無線ＩＣチップ５の破壊を未然に防止できる。
【００２３】
また、本第１実施例において、第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂの幅Ｗ１は第１搭載部３０Ａ'及び第２搭載部３０Ｂ'の幅Ｗ２よりも広く設定されている。これにて、搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'と結合部２３Ａ，２３Ｂとの位置合わせが容易になり、放射板３０Ａ，３０Ｂに対する給電回路基板２０の実装精度をより緩和できる。この点は、以下に示すそれぞれの実施例においても図示されているとおりである。
【００２４】
また、第１結合部２３Ａと第１搭載部３０Ａ'、及び、第２結合部２３Ｂと第２搭載部３０Ｂ'が、それぞれ、平面視で重なっているため、無線ＩＣデバイスがより小型化される。しかも、第１結合部２３Ａと第１搭載部３０Ａ'、及び、第２結合部２３Ｂと第２搭載部３０Ｂ'が直交している。
【００２５】
また、第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂは無線ＩＣチップ５を中心にした軸Ｃを中心にした線対称に形成された線状電極２４Ａ，２４Ｂにて形成されている。これにて、第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'と給電回路２２とが同じ定数で結合され、第１放射板３０Ａ及び第２放射板３０Ｂで同じ放射特性や指向性を持たせることができる。この点は、以下に示すそれぞれの実施例においても図示されているとおりである。
【００２６】
また、第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂはミアンダ形状に形成された線状電極２４Ａ，２４Ｂであるため、給電回路２２をコンパクトに構成でき、給電回路基板２０を小型化することができる。
【００２７】
（第２実施例、図５参照）
図５に第２実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、給電回路基板２０に設けた給電回路２２の第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂを、ミアンダ形状の線状電極２４Ａ，２４Ｂにて形成し、かつ、線状電極２４Ａ，２４Ｂを部分的に分岐（分岐点は符号２７参照）させている。それ以外の構成は前記第１実施例と同様である。
【００２８】
本第２実施例の作用効果は第１実施例と同様であり、特に、線状電極２４Ａ，２４Ｂを分岐させているため、分岐された部分で長さが異なることによって第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂでそれぞれ異なる複数の共振周波数が得られ、アンテナとして機能する第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂの利得のピーク周波数も変化し、広帯域な利得特性を得ることができる。他の作用効果は前記第１実施例と同様である。
【００２９】
（第３実施例、図６参照）
図６に第３実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、給電回路基板２０に設けた給電回路２２の第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂを構成する線状電極２４Ａ，２４Ｂを、基板２１の長辺方向に延在するように折り曲げたミアンダ形状としている。第１放射板３０Ａの第１搭載部３０Ａ'及び第２放射板３０Ｂの第２搭載部３０Ｂ'はＴ字形状とされ、第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂと平面視で直交するように配置されている。
【００３０】
本第３実施例におけるそれ以外の構成は前記第１実施例と同様であり、作用効果も第１実施例と同様である。
【００３１】
（第４実施例、図７参照）
図７に第４実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、給電回路基板２０に設けた給電回路２２の第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂを構成する線状電極２４Ａ，２４Ｂを渦巻き形状としている。また、第１放射板３０Ａの第１搭載部３０Ａ'及び第２放射板３０Ｂの第２搭載部３０Ｂ'も前記第３実施例と同じようにＴ字形状としている。
【００３２】
本第４実施例におけるそれ以外の構成は前記第１実施例と同様である。作用効果も第１実施例と同様であり、特に、第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂを渦巻き形状とすることにより、給電回路２２をコンパクトに構成でき、給電回路基板２０を小型化することができる。さらに、第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂと第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'とが直交して交差する領域が増加しているので、結合部２３Ａ，２３Ｂと搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'とで発生する磁界の結合度がより大きくなる。
【００３３】
（第５実施例、図８参照）
図８に第５実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、給電回路基板２０に設けた給電回路２２を２重の渦巻き形状とした線状電極２４Ａ，２４Ｂにて形成したものである。各線状電極２４Ａ，２４Ｂは電極部２８Ａ，２８Ｂで折り返されて終端が互いに短絡されている。本第５実施例におけるそれ以外の構成は前記第１実施例と同様であり、作用効果も第１実施例と同様である。
【００３４】
ちなみに、線状電極２４Ａ，２４Ｂを２重の渦巻き形状とすることにより、あるいは、前記第２実施例で示したように所定箇所で分岐させる構成などを採用することにより、線状電極２４Ａ，２４Ｂの線路長を異ならせることが可能である。給電回路２２の共振周波数は線状電極２４Ａ，２４Ｂの線路長に対応し、線路長Ｌと共振周波数ｆに相当する波長λとの関係は、Ｌ＝λ／２である。
【００３５】
なお、線状電極２４Ａ，２４Ｂの線路長が同じであっても、線路幅や電極間容量などの相違によって共振周波数を異ならせることが可能である。線路幅を変更することで電極のインダクタンスが変化する。即ち、線路幅を大きくするとインダクタンスが大きくなる。また、電極間隔を変更することで、電極間のキャパシタンスが変化する。即ち、電極間隔を大きくするとキャパシタンスが小さくなる。従って、線路幅及び／又は電極間隔を変更することで、共振周波数を微調整することが可能となる。
【００３６】
（第６実施例、図９及び図１０参照）
図９及び図１０に第６実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、前記第１〜第５実施例と同様に、無線ＩＣチップ５と給電回路基板２０とからなる電磁結合モジュール１を備え、給電回路２２の第１結合部２３Ａに第１放射板３０Ａの第１搭載部３０Ａ'を電磁界結合させ、第２結合部２３Ｂに第２放射板３０Ｂの第２搭載部３０Ｂ'を電磁界結合させたものである。
【００３７】
給電回路基板２０に形成された給電回路２２は前記第１実施例と同じものである。第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂは、フレキシブルな基板３１上に金属材にてミアンダ形状に形成したもので、それぞれの一端に設けた第１搭載部３０Ａ'及び第２搭載部３０Ｂ'は線状電極２４Ａ，２４Ｂからなる第１結合部２３Ａ及び第２結合部２３Ｂと平面視で重なるように直交して電磁界結合し、他端は閉ループ形状とされている。
【００３８】
本第６実施例のその他の構成は前記第１実施例と同様である。作用効果も第１実施例と同様であり、特に、第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂをミアンダ形状とすることにより、放射板３０Ａ，３０Ｂをコンパクトに構成することができる。
【００３９】
（第７実施例、図１１及び図１２参照）
図１１及び図１２に第７実施例である無線ＩＣデバイスを示す。この無線ＩＣデバイスは、前記第１〜第６実施例と同様に、無線ＩＣチップ５と給電回路基板２０とからなる電磁結合モジュール１を備えたもので、給電回路２２をフレキシブルな基板２１の表裏面に形成し、かつ、ミアンダ形状の第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂの一端に形成した第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'を網目状としたものである。
【００４０】
詳しくは、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、基板２１の表面に渦巻き形状の線状電極２４Ａ，２４Ｂからなる第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂを形成するとともに、基板２１の裏面にも渦巻き形状の線状電極２４Ａ，２４Ｂからなる第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂを形成している。表裏面に形成した第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂはそれぞれ磁界結合する。そして、基板２１の裏面が図示しない接着剤にて第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂの第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'上に貼着されることにより、第１結合部２３Ａが第１搭載部３０Ａ'と電磁界結合し、第２結合部２３Ｂが第２搭載部３０Ｂ'と電磁界結合する。
【００４１】
本第７実施例の作用効果は前記第１実施例と同様であり、特に、第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂを基板２１の表裏面に形成したため、給電回路２２を構成する線状電極２４Ａ，２４Ｂ（インダクタンス素子）の設計自由度が向上し、給電回路２２の小型化を図ることができる。また、第１及び第２放射板３０Ａ，３０Ｂの第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'を網目状としたため、給電回路２２から生じる磁束が網目の開口部を抜けることになり、磁束の変化（減少）が少なくなり、より多くの磁束が搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'を通過するので信号エネルギーの伝達効率が向上する。
【００４２】
なお、第７実施例において、第１及び第２結合部２３Ａ，２３Ｂのうち、線状電極２４Ａ，２４Ｂが基板２１の表裏面に形成されるが、いずれか一方の結合部２３Ａ，２３Ｂのみが基板２１の表裏面に形成されていてもよい。また、第１及び第２搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'のうち、網目状に形成されるのは、いずれか一方の搭載部３０Ａ'，３０Ｂ'のみであってもよい。
【００４３】
（実施例のまとめ）
前記無線ＩＣデバイスにおいて、第１結合部及び第２結合部の幅が第１搭載部及び第２搭載部の幅よりも広いことが好ましい。搭載部と結合部との位置合わせが容易になり、搭載部に対する給電回路基板の実装精度をより緩和できる。
【００４４】
また、第１結合部と第１搭載部、及び、第２結合部と第２搭載部が、それぞれ、平面視で部分的に重なっていてもよく、平面視で直交するように配置されていてもよい。両者が平面視で重なっていれば、無線ＩＣデバイスをより小型化できる。両者が直交していれば、互いの磁界が結合しやすくなり、給電回路と放射板との間の電力の伝送効率が向上する。
【００４５】
第１搭載部及び第２搭載部のうち少なくとも一方は網目状に形成されていてもよい。給電回路から生じる磁束が網目の開口部を抜けるので該磁束の変化（減少）が少なくなり、より多くの磁束が搭載部を通過し、信号エネルギーの伝達効率が向上する。
【００４６】
第１結合部及び第２結合部のうち少なくとも一方は給電回路基板の表裏面に形成されていてもよい。結合部を給電回路基板の表裏面に形成することで、給電回路を構成するインダクタンス素子の設計自由度が向上し、給電回路を小型化することができる。
【００４７】
また、第１結合部及び第２結合部は無線ＩＣチップを中心にした線対称に形成された線状電極であってもよい。第１及び第２放射板と給電回路とを同じ定数で結合させることができ、第１放射板及び第２放射板で同じ放射特性や指向性を持たせることができる。
【００４８】
第１結合部及び第２結合部は連続した線状電極から構成されていてもよく、あるいは、ミアンダ形状又は渦巻き形状に形成された線状電極であってもよい。また、これらの線状電極は所定の位置で分岐していてもよい。ミアンダ形状や渦巻き形状は、給電回路をコンパクトに構成でき、給電回路基板の小型化に寄与する。特に、線状電極を分岐させて長さを異ならせれば異なる複数の共振周波数が得られ、アンテナとして機能する第１及び第２放射板の利得のピーク周波数も変化し、広帯域な利得特性を得ることができる。
【００４９】
なお、線状電極の共振周波数は専らその線路長によって決定される。但し、線状電極の線路長が同じであっても、電極間容量などの相違によって共振周波数を異ならせることが可能である。即ち、線状電極の線幅を変更することで電極のインダクタンスが変化する。また、電極間隔を変更することで、電極間の容量が変化する。
【００５０】
また、給電回路基板はフレキシブルな基板にて形成されていてもよい。フレキシブルな基板は薄く作製できるため、無線ＩＣデバイスの低背化を図ることができる。
【００５１】
（他の実施例）
なお、本発明に係る無線ＩＣデバイスは前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００５２】
例えば、前記実施例に示した線状電極２４Ａ，２４Ｂや放射板３０Ａ，３０Ｂ、基板２１，３１の材料はあくまで例示であり、必要な特性を有する材料であれば、任意のものを使用することができる。また、無線ＩＣチップ５を給電回路２２に接続するのに、金属バンプ以外の処理を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
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、高精度な実装を必要とせず、小型化を達成できる点で優れている。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施例である無線ＩＣデバイスを示す斜視図である。
【図２】第１実施例における電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図３】無線ＩＣチップを示す斜視図である。
【図４】第１実施例における反射特性を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施例である無線ＩＣデバイスにおける電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施例である無線ＩＣデバイスにおける電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図７】本発明の第４実施例である無線ＩＣデバイスにおける電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図８】本発明の第５実施例である無線ＩＣデバイスにおける電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図９】本発明の第６実施例である無線ＩＣデバイスを示す平面図である。
【図１０】第６実施例における電磁結合モジュールを示す平面図である。
【図１１】本発明の第７実施例である無線ＩＣデバイスを示す斜視図である。
【図１２】第７実施例における電磁結合モジュールを示し、（Ａ）は表面図、（Ｂ）は裏面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…電磁結合モジュール
５…無線ＩＣチップ
６…入出力端子電極
２０…給電回路基板
２１…フィルム基板
２２…給電回路
２３Ａ…第１結合部
２３Ｂ…第２結合部
２４Ａ，２４Ｂ…線状電極
３０Ａ…第１放射板
３０Ｂ…第２放射板
３０Ａ'…第１搭載部
３０Ｂ'…第２搭載部
【国際調査報告】
2009001814.tif 000015
2009001814.tif 000016