(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線ＩＣチップと、
コイル状のインダクタパターンによって形成され、前記無線ＩＣチップが接続されたインダクタンス素子を含んだ共振回路及び／又は整合回路を備えた基板と、
前記共振回路及び／又は整合回路から供給された送信信号を放射する、及び／又は、受信信号を受けて前記共振回路及び／又は整合回路に供給する放射板と、
を備えた無線ＩＣデバイスであって、
前記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、前記インダクタパターンの一部は前記高透磁率磁性体部の内部に、前記インダクタパターンの他部は前記高透磁率磁性体部の外部にそれぞれ設けられていて、前記高透磁率磁性体部の外部に設けられた前記インダクタパターンの他部が前記放射板と電磁界結合していること、
を特徴とする無線ＩＣデバイス。
【請求項２】
前記送信信号及び／又は受信信号の周波数は前記共振回路の共振周波数に実質的に相当すること、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】
前記インダクタパターンは、その巻回軸が前記放射板に対して垂直になるように、前記基板に形成されていること、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】
前記基板には、低透磁率磁性体材料又は非磁性体材料か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前記他部が前記非磁性体部に形成されていること、
を特徴とする請求項３に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項５】
前記共振回路及び／又は整合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】
前記共振回路及び／又は整合回路は複数の前記ＬＣ共振回路を含んで構成されていて、各共振回路における前記インダクタンス素子どうしが磁界を介して結合していることを特徴とする請求項５に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項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基板に内蔵されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項８】
前記キャパシタンス素子は表面実装部品として前記基板に搭載されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項９】
前記キャパシタンス素子は、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、を特徴とする請求項５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】
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いることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１１】
前記放射板は磁性金属材料からな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。
【請求項１３】
前記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いること、を特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１４】
前記フレキシブル金属膜はフレキシブルな樹脂フィルムに保持されていることを特徴とする請求項１３に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項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項１ないし請求項１４のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１６】
無線ＩＣチップと、
コイル状のインダクタパターンによって形成され、前記無線ＩＣチップが接続されたインダクタンス素子を含んだ共振回路及び／又は整合回路を備えた基板と、
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、前記インダクタパターンの一部は前記高透磁率磁性体部の内部に、前記インダクタパターンの他部は前記高透磁率磁性体部の外部にそれぞれ設けられていること、
を特徴とする無線ＩＣデバイス用複合部品。
【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いる。
【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いる。
【０００４】
すなわち、図３２に示すように、ＰＥＴからなる支持フィルム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３０１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樹脂層３０３と、からなる無線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、基本的にはア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４．５μＨ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ってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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ある。
【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、コイル状のインダクタパターンによって形成され、前記無線ＩＣチップが接続されたインダクタンス素子を含んだ共振回路及び／又は整合回路を備えた基板と、前記共振回路及び／又は整合回路から供給された送信信号を放射する、及び／又は、受信信号を受けて前記共振回路及び／又は整合回路に供給する放射板と、を備えた無線ＩＣデバイスであって、前記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、前記インダクタパターンの一部は前記高透磁率磁性体部の内部に、前記インダクタパターンの他部は前記高透磁率磁性体部の外部にそれぞれ設けられていて、前記高透磁率磁性体部の外部に設けられた前記インダクタパターンの他部が前記放射体と電磁界結合していること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無線ＩＣチップを基板上に精度よく搭載することができ、また、基板は放射板と電磁界結合によって接続されているので、無線ＩＣチップおよび基板か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、基板に設けられた共振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く、安定した周波数特性が得られる。
【００１１】
しかも、共振回路及び／又は整合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、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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共振回路及び／又は整合回路を備えた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から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。
【００１３】
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。
【００１４】
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／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く、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。
【００１５】
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いるので、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／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、樹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。
【００１６】
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、高透磁率磁性材料からなる高透磁率磁性体部に形成されているため、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、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。
【００１７】
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、その巻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巻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。
【００１８】
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か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巻回部は、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巻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く、給電回路から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。
【００１９】
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く、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。
【００２０】
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おり、このインダクタパターンは、その巻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巻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。
【００２１】
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やすく、設計が容易だからである。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く、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巻回幅は、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いることが好ましい。
【００２２】
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／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。
【００２３】
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く、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いてもよい。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以下の低い周波数帯域において、共振回路を容易に設計でき、また、放射板などの他の素子から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により、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化を図ることができる。
【００２４】
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いてもよい。
【００２５】
給電回路を構成するキャパシタンス素子は、サージ等から無線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いることが好ましい。
【００２６】
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／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化を図ることができる。
【００２７】
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パターンとの電磁界結合を利用しているので、放射板は鉄等の磁性金属材料か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く、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、スパイラルコイル状、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。
【００２８】
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、キャ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（電極パターンなど）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、複数の樹脂層を積層してなる樹脂多層基板であってもよく、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い。抵抗値の低い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。
【００２９】
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く、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になる。単層基板の材料は、高透磁率磁性体であれば、樹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く、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。
【００３０】
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しい。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、しかも、無線ＩＣチップの実装が容易である。
【００３１】
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樹脂フィルムに保持されていることが好ましい。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樹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、フィルムで無線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、これらを外部環境から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く、有機樹脂材料（たとえば、ポリイミドや液晶ポリマー）にてフレキシブルな基板として構成してもよい。
【００３２】
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。
【００３３】
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共振回路及び／又は整合回路を備えた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、インダ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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、半田や導電性樹脂、金バンプなどで接続することができる。
【００３６】
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、半田や導電性樹脂を使用する必要はなく、樹脂などの接着剤を用いて貼り付ければよい。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樹脂膜が形成されていてもよく、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いてもよい。
【００３７】
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。
【００３８】
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、チップ側電極パターン及び第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い。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。
【００３９】
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、小さな給電回路パ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。
【００４０】
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パ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、給電部の面積がインダクタパターンの投影面の面積よりも小さいと、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。
【００４１】
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く、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。
【００４２】
さらに、給電回路基板には、インダクタパターンやキャパシタパターンからなる給電回路パターンが複数形成されていてもよく、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。
【００４３】
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いる放射部を有していてもよい。放射部が３次元的に延在していれば、いずれの方向からも効率のよい送受信が可能になる。
【００４４】
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い。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。
【００４５】
また、給電部と給電回路パターンとは磁性体で覆われていてもよい。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】
【００４６】
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、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。
【００４７】
（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１ａ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、必要な情報がメモリされており、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。
【００４８】
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／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いる。
【００４９】
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Ｃ１，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１０ａは高透磁率磁性体からなるセラミックシート１１Ａ〜１１Ｇ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１１Ｃ、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１１Ｆ（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からなる。なお、各セラミックシート１１Ａ〜１１Ｇ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。
【００５０】
以上のシート１１Ａ〜１１Ｇを積層することにより、ヘリカルの巻回軸が放射板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Ｃ１，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。
【００５１】
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Ｌ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Ｃ１，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。
【００５２】
放射板２０は、鉄のような磁性体であってもよいし、アルミ箔や銅箔などの非磁性体からなる長尺体、すなわち、両端開放型の金属体であってもよく、ＰＥＴなどの絶縁性のフレキシブルな樹脂フィルム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いは絶縁性の接着層１８を介して放射板２０上に貼着されている。
【００５３】
サイズ的にその一例を示すと、無線ＩＣチップ５の厚さは５０〜１００μｍ、半田バンプ６の厚さは約２０μｍ、給電回路基板１０ａの厚さは２００〜５００μｍ、接着層１８の厚さは０．１〜１０μｍ、放射板２０の厚さは１〜５０μｍ、フィルム２１の厚さは１０〜１００μｍである。また、無線ＩＣチップ５のサイズ（面積）は、０．４ｍｍ×０．４ｍｍ、０．９ｍｍ×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×３ｍｍ程度のサイズで構成できる。
【００５４】
図３に無線ＩＣデバイス１ａの等価回路を示す。この無線ＩＣデバイス１ａは、図示しないリーダライタから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Ｃ１，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。
【００５５】
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が、電界を介しての結合が存在していてもよい（電磁界結合）。
【００５６】
第１実施例である無線ＩＣデバイス１ａ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。しかも、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く、半田リフローによるセルフアライメント作用を利用することもできる。
【００５７】
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。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λの１／２とされている。ただし、放射板２０の電気長はλ／２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／２の整数倍であると、利得が最大になるので好ましい。
【００５８】
以上のごとく、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Ｃ１，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１ａ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１ａ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、その巻回軸が放射板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Ｃ１，Ｃ２が挿入されているため、この素子Ｃ１，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。
【００５９】
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。しかも、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。
【００６０】
なお、本発明において、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。
【００６１】
（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１ｂ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直列共振回路からなる給電回路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、その巻回軸が放射板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。
【００６２】
給電回路基板１０ｂは、詳しくは、図７に示すように、高透磁率磁性体から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３１Ａ、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３１Ｄ（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。
【００６３】
以上のシート３１Ａ〜３１Ｆを積層することにより、ヘリカルの巻回軸が放射板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直列共振回路からなる給電回路１６が得られる。キャパシタ電極３４ａはビアホール導体３３ａ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。
【００６４】
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１ｂは、図示しないリーダライタから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Ｃ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。
【００６５】
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巻回軸が放射板２０と垂直に形成されているため、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、利得が大きいという利点を有している。
【００６６】
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巻回幅（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１ｃ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巻回幅（コイル径）が放射板２０に向かって徐々に大きく形成されているため、信号の伝達効率が向上する。
【００６７】
（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１ｄ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。
【００６８】
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。
【００６９】
この無線ＩＣデバイス１ｄ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Ｌ１，Ｌ２を備え、インダクタンス素子Ｌ１は一端がキャパシタンス素子Ｃ１及び接続用電極１３１ａ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Ｌ１，Ｌ２の他端はそれぞれ接続用電極１３１ｂ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とからなる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Ｌ１，Ｌ２の双方が放射板２０と磁気的に結合している。
【００７０】
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１３１ａ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。
【００７１】
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。
【００７２】
なお、図１２において高透磁率磁性体セラミック材料か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。
【００７３】
この無線ＩＣデバイス１ｄは、図示しないリーダライタから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Ｌ１とキャパシタンス素子Ｃ１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Ｌ１，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。
【００７４】
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〜１３７ｃは放射板２０に対して平行に配置されている。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く、インダクタ導体パターン１３６ａ〜１３６ｃ，１３７ａ〜１３７ｃからの放射特性が向上する。
【００７５】
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、その一端が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が、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。
【００７６】
（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１ｅ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ック材料か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。
【００７７】
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／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。
【００７８】
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主面側巻回部及び第２主面側巻回部は、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きる。
【００７９】
（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１ｆ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か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１０ｆの第２主面１２０の所定位置に設けられている。
【００８０】
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主面側巻回部は非磁性体層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が設けられているが、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。
【００８１】
（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１ｇにおいて、給電回路基板１０ｇ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からなる非磁性体層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。
【００８２】
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主面側巻回部は非磁性体層１０３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、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、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に形成しているので、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。
【００８３】
（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１ｈ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ッ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からなる非磁性体層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。
【００８４】
給電回路基板１０ｈ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主面側巻回部は非磁性体層１０４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、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、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、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。
【００８５】
（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１ｉにおいて、給電回路基板１０ｉ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いる。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。
【００８６】
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から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。
【００８７】
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１０ｉ'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。
【００８８】
（第９実施例、図２６参照）
第２６実施例である無線ＩＣデバイス１ｊは、図２６に示すように、樹脂フィルム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〜１０ｈのいずれかであってよい。
【００８９】
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く、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く、それほどの位置精度を要求されない。
【００９０】
（第１０実施例、図２７参照）
第１０実施例である無線ＩＣデバイス１ｋは、図２７に示すように、樹脂フィルム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のいずれかであってよい。
【００９１】
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く、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。
【００９２】
（応用例１、図２８参照）
無線ＩＣデバイス１ａ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１ａ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。
【００９３】
（応用例２、図２９参照）
無線ＩＣデバイス１ｌ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樹脂フィルム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。
【００９４】
なお、無線ＩＣデバイス１ｌ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い利点を有している。
【００９５】
（応用例３、図３０参照）
無線ＩＣデバイス１ｍ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い面積の放射板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く、あるいは、部分的に形成されていてもよい。
【００９６】
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加えて、コイル状電極パターンの磁束がメ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。
【００９７】
（応用例４、図３１参照）
無線ＩＣデバイス１ｎは、応用例４として図３１に示すように、放射板２０ｃをスパイラル状に巻回したものである。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】
【００９８】
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いる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【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）の変形例につい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。
【符号の説明】
【０１００】
１ａ〜１ｎ…無線ＩＣデバイス
５…無線ＩＣチップ
１０ａ〜１０ｋ…給電回路基板
１６…給電回路
２０，２０ａ〜２０ｃ、２２，２３…放射板
２１…樹脂フィルム
Ｌ１，Ｌ２…インダクタンス素子
Ｃ１，Ｃ２…キャパシタンス素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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