(57)【要約】      （修正有）【課題】放射導体やグランド導体の取付けを容易なものとし、導体間の接続信頼性の向上を図る。【解決手段】誘電体ブロック21の第1主面に設けられた放射導体11a,21aと、第2主面に設けられたグランド導体11b,21bと、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子50と放射導体11a及びグランド導体11bとを接続する給電導体11c,11dと、放射導体21aとグランド導体21bとを接続する短絡導体21cとを含んで構成される。誘電体ブロック21には、金属導体11,21がそれぞれ巻き付けられており、給電導体11c,11dは金属導体11によって構成され、短絡導体21cは金属導体21によって構成され、放射導体11a,21a及びグランド導体11b,21bは金属導体11及び金属導体21で構成されている。放射導体及びグランド導体は少なくとも金属導体11及び金属導体21のいずれか一方で構成されてもよい。【選択図】図３
2012253699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面及び該第１主面と対向する第２主面を有する誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの第１主面に設けられた放射導体と、前記誘電体ブロックの第２主面に設けられたグランド導体と、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子と前記放射導体及び前記グランド導体とを接続する給電導体と、前記放射導体と前記グランド導体とを接続する短絡導体とを含んで構成される逆Ｆ型アンテナを備えた無線通信デバイスであって、
前記誘電体ブロックには、互いに別体に形成された第１金属導体及び第２金属導体がそれぞれ巻き付けられており、
前記給電導体は前記第１金属導体又は前記第２金属導体によって構成され、前記短絡導体は前記第２金属導体又は前記第１金属導体によって構成され、
前記放射導体及び前記グランド導体は前記第１金属導体及び前記第２金属導体の少なくとも一方で構成されていること、
を特徴とする無線通信デバイス。
【請求項２】
前記第１金属導体には前記無線ＩＣ素子が搭載されており、
前記放射導体及び前記グランド導体は前記第２金属導体にて構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の無線通信デバイス。
【請求項３】
前記放射導体及び前記グランド導体は前記第１金属導体によっても構成されていること、を特徴とする請求項２に記載の無線通信デバイス。
【請求項４】
前記第１金属導体によって構成されている前記放射導体と前記第２金属導体によって構成されている前記放射導体とは互いに容量を介して結合されていること、を特徴とする請求項３に記載の無線通信デバイス。
【請求項５】
前記第１金属導体によって構成されている前記グランド導体と前記第２金属導体によって構成されている前記グランド導体とは互いに容量を介して結合されていること、を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の無線通信デバイス。
【請求項６】
前記誘電体ブロックは可撓性を有する材料にて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通信デバイス。
【請求項７】
前記第１金属導体は前記無線ＩＣ素子が内側となるように前記誘電体ブロックに巻き付けられており、
前記誘電体ブロックには前記無線ＩＣ素子を収容するためのキャビティが設けられていること、
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無線通信デバイス。
【請求項８】
前記誘電体ブロックは隣接して配置された第１ブロック及び第２ブロックからなり、
前記第１金属導体は前記第１ブロックの第１主面とその側面とその第２主面とに巻き付けられており、
前記第２金属導体は前記第１ブロックの第１主面と前記第２ブロックの第１主面とその側面とその第２主面と前記第１ブロックの第２主面とに巻き付けられていること、
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通信デバイス。
【請求項９】
前記誘電体ブロックは単一のブロック体からなり、該誘電体ブロックには第１主面と第２主面とを貫通する貫通穴が設けられており、
前記第１金属導体は前記誘電体ブロックの第１主面と前記貫通穴とその第２主面とに巻き付けられており、
前記第２金属導体は前記誘電体ブロックの第１主面とその側面とその第２主面とに巻き付けられていること、
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通信デバイス。
【請求項１０】
前記第１金属導体は前記誘電体ブロックの第１主面とその第１側面とその第２主面とに巻き付けられており、
前記第２金属導体は前記誘電体ブロックの第１主面とその第２側面とその第２主面とに巻き付けられていること、
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通信デバイス。
【請求項１１】
第１主面及び該第１主面と対向する第２主面を有する誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの第１主面に設けられた放射導体と、前記誘電体ブロックの第２主面に設けられたグランド導体と、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子と前記放射導体及び前記グランド導体とを接続する給電導体と、前記放射導体と前記グランド導体とを接続する短絡導体とを含んで構成される逆Ｆ型アンテナを備えた無線通信デバイスの製造方法であって、
前記誘電体ブロックに、互いに別体に形成された第１金属導体及び第２金属導体をそれぞれ巻き付けることにより、前記第１金属導体又は前記第２金属導体によって前記給電導体を構成し、前記第２金属導体又は前記第１金属導体によって前記短絡導体を構成し、
前記第１金属導体及び前記第２金属導体の少なくとも一方で前記放射導体及び前記グランド導体を構成すること、
を特徴とする無線通信デバイスの製造方法。
【請求項１２】
第１主面及び該第１主面と対向する第２主面を有する誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの第１主面に設けられた放射導体と、前記誘電体ブロックの第２主面に設けられたグランド導体と、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子と前記放射導体及び前記グランド導体とを接続する給電導体と、前記放射導体と前記グランド導体とを接続する短絡導体とを含んで構成される逆Ｆ型アンテナを備えた無線通信デバイス付き金属物品であって、
前記誘電体ブロックには、互いに別体に形成された第１金属導体及び第２金属導体がそれぞれ巻き付けられており、
前記給電導体は前記第１金属導体又は前記第２金属導体によって構成され、前記短絡導体は前記第２金属導体又は前記第１金属導体によって構成され、
前記放射導体及び前記グランド導体は前記第１金属導体及び前記第２金属導体の少なくとも一方で構成されていること、
を特徴とする無線通信デバイス付き金属物品。
【請求項１３】
前記金属物品と前記グランド導体とは直接電気的に接続していること、を特徴とする請求項１２に記載の無線通信デバイス付き金属物品。
【請求項１４】
前記金属物品と前記グランド導体とは容量を介して結合していること、を特徴とする請求項１２に記載の無線通信デバイス付き金属物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信デバイス、特にＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる無線通信デバイス、その製造方法及び無線通信デバイス付き金属物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、物品の情報管理システムとして、リーダライタと、物品に付されたＲＦＩＤタグ（無線通信デバイスとも称する）とを非接触方式で通信し、所定の情報を伝達するＲＦＩＤシステムが実用化されている。このＲＦＩＤシステムとしては、１３ＭＨｚ帯の高周波を用いたＨＦ帯、９００ＭＨｚ帯の高周波を用いたＵＨＦ帯が一般的に使用されている。通常、ＨＦ帯に使用される無線ＩＣタグではコイル状のアンテナが用いられており、ＵＨＦ帯で使用される無線ＩＣタグではダイポール型アンテナ、ループ型アンテナや逆Ｆ型アンテナなど各種のアンテナが用いられている。
【０００３】
ＵＨＦ帯にて使用されている逆Ｆ型アンテナとしては、例えば、特許文献１〜４に開示されているように、誘電体基板の表面に平板状の放射導体、裏面に平板状のグランド導体を設けた構造が一般的である。こうした逆Ｆ型アンテナは、基板の裏面にグランド導体が設けられているため、タグの取付け対象物品が金属物であっても動作可能であり、また、放射導体をグランド導体に対して所定のギャップを介して平行に設けることができるため、アンテナの小型化、薄型化を実現できる。
【０００４】
ところで、特許文献１〜４に開示された逆Ｆ型アンテナでは、放射導体と給電回路とを接続するための給電導体や、放射導体とグランド導体とを接続するための短絡導体は、誘電体基板に形成されたスルーホール導体やビアホール導体によって構成されている。
【０００５】
しかしながら、スルーホール導体やビアホール導体は、一般に、誘電体基板への貫通孔の形成、該貫通孔へのめっき膜の形成や導電性ペーストの充填といったプロセスが必要で、そのプロセスは煩雑である。また、スルーホール導体やビアホール導体と放射導体やグランド導体のような平面状の導体との電気的接続は信頼性を保持することが困難である。さらに、スルーホール導体やビアホール導体と平面状の導体とは材料が異なるため、接続部における抵抗が大きくなりやすい。しかも、タグが貼着される物品は様々な形状を有し、特に、ガスボンベなど湾曲面にタグを貼着する場合、タグに可撓性が求められるが、誘電体基板の曲げや撓みに追従できるスルーホール導体やビアホール導体を形成するのは容易ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１３３８４７号公報
【特許文献２】特開２００６−３１９４９６号公報
【特許文献３】特開２００８−０８４３０８号公報
【特許文献４】特開２００９−０６５３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、放射導体やグランド導体の取付けが容易で導体間の接続信頼性に優れた無線通信デバイス、その製造方法及び無線通信デバイス付き金属物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の形態である無線通信デバイスは、
第１主面及び該第１主面と対向する第２主面を有する誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの第１主面に設けられた放射導体と、前記誘電体ブロックの第２主面に設けられたグランド導体と、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子と前記放射導体及び前記グランド導体とを接続する給電導体と、前記放射導体と前記グランド導体とを接続する短絡導体とを含んで構成される逆Ｆ型アンテナを備えた無線通信デバイスであって、
前記誘電体ブロックには、互いに別体に形成された第１金属導体及び第２金属導体がそれぞれ巻き付けられており、
前記給電導体は前記第１金属導体又は前記第２金属導体によって構成され、前記短絡導体は前記第２金属導体又は前記第１金属導体によって構成され、
前記放射導体及び前記グランド導体は前記第１金属導体及び前記第２金属導体の少なくとも一方で構成されていること、
を特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の形態である無線通信デバイスの製造方法は、
第１主面及び該第１主面と対向する第２主面を有する誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの第１主面に設けられた放射導体と、前記誘電体ブロックの第２主面に設けられたグランド導体と、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子と前記放射導体及び前記グランド導体とを接続する給電導体と、前記放射導体と前記グランド導体とを接続する短絡導体とを含んで構成される逆Ｆ型アンテナを備えた無線通信デバイスの製造方法であって、
前記誘電体ブロックに、互いに別体に形成された第１金属導体及び第２金属導体をそれぞれ巻き付けることにより、前記第１金属導体又は前記第２金属導体によって前記給電導体を構成し、前記第２金属導体又は前記第１金属導体によって前記短絡導体を構成し、
前記第１金属導体及び前記第２金属導体の少なくとも一方で前記放射導体及び前記グランド導体を構成すること、
を特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の形態である無線通信デバイス付き金属物品は、
第１主面及び該第１主面と対向する第２主面を有する誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの第１主面に設けられた放射導体と、前記誘電体ブロックの第２主面に設けられたグランド導体と、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子と前記放射導体及び前記グランド導体とを接続する給電導体と、前記放射導体と前記グランド導体とを接続する短絡導体とを含んで構成される逆Ｆ型アンテナを備えた無線通信デバイス付き金属物品であって、
前記誘電体ブロックには、互いに別体に形成された第１金属導体及び第２金属導体がそれぞれ巻き付けられており、
前記給電導体は前記第１金属導体又は前記第２金属導体によって構成され、前記短絡導体は前記第２金属導体又は前記第１金属導体によって構成され、
前記放射導体及び前記グランド導体は前記第１金属導体及び前記第２金属導体の少なくとも一方で構成されていること、
を特徴とする。
【００１１】
前記無線通信デバイスにおいては、放射導体及びグランド導体は第１金属導体及び第２金属導体の少なくとも一方で構成されており、給電導体は第１金属導体又は第２金属導体によって構成され、短絡導体は第２金属導体又は第１金属導体によって構成され、誘電体ブロックには第１金属導体及び第２金属導体がそれぞれ巻き付けられているため、換言すれば、スルーホール導体やビアホール導体を形成する必要がないため、製造が容易であり、かつ、導体間の接続信頼性が向上する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、放射導体やグランド導体の取付けが容易で導体間の接続信頼性に優れた無線通信デバイス及び無線通信デバイス付き金属物品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施例である無線通信デバイスの概略構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施例である無線通信デバイスの等価回路図である。
【図３】第１実施例である無線通信デバイスの製造工程を示す説明図である。
【図４】第１実施例である無線通信デバイスの使用状態を示す斜視図である。
【図５】第１実施例である無線通信デバイスの他の使用状態を示す垂直断面図である。
【図６】第２実施例である無線通信デバイスの概略構成を示す斜視図である。
【図７】第２実施例である無線通信デバイスの等価回路図である。
【図８】第３実施例である無線通信デバイスの概略構成を示す斜視図である。
【図９】第３実施例である無線通信デバイスの等価回路図である。
【図１０】第４実施例である無線通信デバイスの製造工程を示す説明図である。
【図１１】第５実施例である無線通信デバイスを示す水平断面図である。
【図１２】第６実施例である無線通信デバイスを示す水平断面図である。
【図１３】第７実施例である無線通信デバイスの概略構成を示す斜視図である。
【図１４】第７実施例である無線通信デバイスの製造工程を示す説明図である。
【図１５】第８実施例である無線通信デバイスの概略構成を示す斜視図である。
【図１６】第８実施例である無線通信デバイスの製造工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る無線通信デバイス、その製造方法及び無線通信デバイス付き金属物品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。
【００１５】
（無線通信デバイスの概略説明）
まず、本発明に係る無線通信デバイスについてその概略を説明する。この無線通信デバイスは、誘電体ブロックに取り付けた逆Ｆアンテナを備えている。逆Ｆアンテナは、モノポール型アンテナである放射導体を９０°に折り曲げ、さらにその給電点の近傍に短絡導体を設けることによってインピーダンスの整合を図ったアンテナであり、モノポール型アンテナやループ型アンテナに比べて小型化、薄型化が可能である。
【００１６】
前記逆Ｆ型アンテナは、主に放射素子として機能する放射導体と、該放射導体に対向配置されたグランド導体と、高周波信号を処理する無線通信素子と放射導体及びグランド導体とを接続する給電導体と、放射導体とグランド導体とを接続する短絡導体とを含んで構成される。放射導体は誘電体ブロックの第１主面に設けられ、グランド導体は誘電体ブロックの第２主面に設けられている。
【００１７】
誘電体ブロックとしては、セラミックや樹脂あるいは紙などを素材とすることができ、特に、ガスボンベのような湾曲面に貼着される無線通信デバイスの場合、可撓性を有することが好ましい。可撓性を有する誘電体ブロックとしては、例えば、シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂のような弾性素材（エラストマ）を用いることができる。なお、平面に貼着される無線通信デバイスの場合、必ずしも可撓性を有する必要はなく、セラミックやエポキシ樹脂などの硬質素材を用いることができる。また、誘電体ブロックは第１主面及び第２主面を有する直方体形状であることが好ましいが、これに限定するものではない。平面視で楕円形状や円形状、もしくは中央部にくびれを有するような形状であってもよい。誘電体ブロックは全体が均一な材料で形成されている必要はなく、様々な誘電率を有する誘電体を組み合わせてもよく、内部に空洞を有していてもよい。
【００１８】
前記逆Ｆ型アンテナにおいて、放射導体、グランド導体、給電導体及び短絡導体は、互いに別体に形成された第１金属導体及び第２金属導体を誘電体ブロックにそれぞれ巻き付けることにより構成される。例えば、給電導体は第１金属導体によって構成され、短絡導体は第２金属導体によって構成され、放射導体及びグランド導体は第１金属導体及び第２金属導体の少なくとも一方で構成される。
【００１９】
第１及び第２金属導体は、誘電体ブロックに巻き付けることができるように折り曲げ加工が可能な金属薄板を使用することが好ましい。金属薄板は、硬質なものであってもよいが、特に、ガスボンベのような湾曲面に貼着される無線通信デバイスの場合、可撓性を有することが好ましい。また、第１及び第２金属導体として、金属フープ材のような金属薄板を単独で用いてもよいが、ＰＥＴなどの基材フィルムに金属箔（銅箔やアルミ箔）をラミネートしたもの、導電性薄膜を成膜したものを用いてもよい。金属材料としては銅や銀を主成分とする比抵抗の小さな材料を好適に用いることができる。
【００２０】
前記無線通信デバイスによれば、逆Ｆ型アンテナを構成する放射導体、グランド導体、給電導体及び短絡導体を、第１金属導体及び第２金属導体を誘電体ブロックに巻き付けることによって構成しているため、即ち、これらの導体を金属導体の折り曲げ加工によって構成しているため、スルーホール導体やビアホール導体のように、誘電体ブロックに貫通孔を形成したり、該貫通孔へのめっき膜の形成や導電ペーストの充填といった複雑なプロセスを用いる必要がない。また、スルーホール導体やビアホール導体と平面状の金属導体との接続部は電気的抵抗値が大きくなってしまうが、これを解消し、平面状の放射導体やグランド導体の接続信頼性を容易に保つことができる。さらに、無線通信デバイスを貼着する対象物である物品には様々な形状を有しているが、湾曲面に貼着する場合であっても、それぞれの導体の接続信頼性が損なわれることはない。
【００２１】
無線通信デバイスにあっては、無線ＩＣ素子が搭載されている。この無線ＩＣ素子は、信号処理回路やメモリ回路などを有しており、基本的には半導体集積回路チップとして構成されていることが好ましい。無線ＩＣ素子としては、ベアチップであってもよく、パッケージＩＣとして構成されていてもよい。無線ＩＣ素子は、給電導体に接続され、給電導体に直接的に搭載（即ち、第１金属導体に搭載）されていてもよく、あるいは、高周波線路を介して給電導体に接続されていてもよい。即ち、無線ＩＣ素子は誘電体ブロックに取り付けられていてもよく、あるいは、他の基板に設けられていてもよい。また、無線ＩＣ素子は半導体集積回路チップを整合回路や共振回路を有する給電回路基板に搭載されたものであってもよい。
【００２２】
前記放射導体及びグランド導体は第１金属導体と第２金属導体の両者で構成することができる。特に、放射導体を第１金属導体と第２金属導体の両者で構成する場合、第１金属導体によって構成されている放射導体と第２金属導体によって構成されている放射導体とは互いに容量を介して結合されていることが好ましい。両者が容量を介して結合していると、両者を湾曲させても特性が変化することはない。この結合容量は使用周波数において電気的に直結する容量であることが好ましい。同様に、グランド導体を第１金属導体と第２金属導体の両者で構成する場合、第１金属導体によって構成されているグランド導体と第２金属導体によって構成されているグランド導体とは互いに容量を介して結合されていることが好ましい。両者が容量を介して結合していると、両者を湾曲させても特性が変化することはない。この結合容量は使用周波数において電気的に直結する容量であることが好ましい。
【００２３】
なお、第１金属導体と第２金属導体は、放射導体側で容量結合しており、グランド導体側で直流的に接続されていてもよく、放射導体側で直流的に接続されており、グランド導体側で容量結合していてもよい。あるいは、放射導体側及びグランド導体側の両方で直流的に接続されていても構わない。
【００２４】
第１金属導体は無線ＩＣ素子が内側となるように誘電体ブロックに巻き付けられていることが好ましく、誘電体ブロックには無線ＩＣ素子を収容するためのキャビティが設けられていることが好ましい。これにより、誘電体ブロックが無線ＩＣ素子の保護材として機能する。
【００２５】
誘電体ブロックは隣接して配置された第１ブロック及び第２ブロックから構成されていてもよい。この場合、第１金属導体は第１ブロックの第１主面とその側面とその第２主面とに巻き付けられており、第２金属導体は第１ブロックの第１主面と第２ブロックの第１主面とその側面とその第２主面と第１ブロックの第２主面とに巻き付けられている。
【００２６】
また、誘電体ブロックは単一のブロック体から構成されていてもよい。この場合、該誘電体ブロックには第１主面と第２主面とを貫通する貫通穴が設けられており、第１金属導体は誘電体ブロックの第１主面と貫通穴とその第２主面とに巻き付けられており、第２金属導体は誘電体ブロックの第１主面とその側面とその第２主面とに巻き付けられている。
【００２７】
一方、第１金属導体は誘電体ブロックの第１主面とその第１側面とその第２主面とに巻き付けられており、第２金属導体は誘電体ブロックの第１主面とその第２側面とその第２主面とに巻き付けられていてもよい。
【００２８】
前記無線通信デバイスの製造方法は、第１主面及び該第１主面と対向する第２主面を有する誘電体ブロックと、誘電体ブロックの第１主面に設けられた放射導体と、誘電体ブロックの第２主面に設けられたグランド導体と、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子と放射導体及びグランド導体とを接続する給電導体と、放射導体とグランド導体とを接続する短絡導体とを含んで構成される逆Ｆ型アンテナを備えた無線通信デバイスの製造方法であって、誘電体ブロックに、互いに別体に形成された第１金属導体及び第２金属導体をそれぞれ巻き付けることにより、第１金属導体によって給電導体を構成し、第２金属導体によって短絡導体を構成し、第１金属導体及び第２金属導体の少なくとも一方で放射導体及びグランド導体を構成する。
【００２９】
前記無線通信デバイスは、主としてＵＨＦ帯のＲＦＩＤシステムに用いられるが、サイズなどに応じてＨＦ帯やそれ以下の周波数帯のＲＦＩＤシステムに用いることができ、あるいは、ＵＨＦ帯よりも高周波側の帯域を利用したＲＦＩＤシステムに用いることも可能である。
【００３０】
ところで、前記無線通信デバイスは、特に、金属物品に貼着することにより無線通信デバイス付き金属物品として構成することができる。無線通信デバイスをそのグランド導体を金属面に向けて接着剤などを介して貼着することにより、グランド導体と金属物品とが容量を介して結合する。この容量は使用周波数において電気的に直結する容量であればよい。なお、グランド導体と金属物品とは直接電気的に接続されていてもよい。
【００３１】
（第１実施例、図１〜図５参照）
第１実施例である無線通信デバイス１Ａは、図１に示すように、第１金属導体１１と第２金属導体２１と無線ＩＣ素子５０とを備えている。第１金属導体１１にて上段に水平に位置する放射導体１１ａと下段に水平に位置するグランド導体１１ｂが構成され、さらに、放射導体１１ａの端部が折り曲げられて給電導体１１ｃが構成され、グランド導体１１ｂの端部が折り曲げられて給電導体１１ｄが構成されている。第２金属導体２１にて前記放射導体１１ａと平行に位置する放射導体２１ａと前記放射導体１１ｂと平行に位置するグランド導体２１ｂが構成され、さらに、放射導体２１ａとグランド導体２１ｂの端部が折り曲げられて短絡導体２１ｃが構成されている。
【００３２】
無線ＩＣ素子５０は、ＲＦ信号を処理するもので、給電導体１１ｃ，１１ｄに接合されている。具体的には、図３（Ａ）に拡大部分として示すように、給電導体１１ｃ，１１ｄはクランク状のギャップ１２によって分割されており、無線ＩＣ素子５０の一対の入出力電極（図示せず）は給電導体１１ｃ，１１ｄの対向する部分１２ａ，１２ｂに接合されている。この接合は、半田バンプなどによる電気的な直接結合（ＤＣ接続）であるが、電磁界結合であってもよい。
【００３３】
ここで、無線通信デバイス１Ａの構成をその製造方法とともに説明する。まず、図３（Ａ）に示す誘電体ブロック３１及び支持フィルム１５の表面に設けた第１金属導体１１、並びに、図３（Ｄ）に示すいま一つの誘電体ブロック３５及び支持フィルム２５の表面に設けた第２金属導体２１を準備する。第１金属導体１１の給電導体１１ｃ，１１ｄには無線ＩＣ素子５０が既に接合されている。これらの各部材の材料は前述のものが使用されている。
【００３４】
第１の工程としては、図３（Ｂ）に示すように、誘電体ブロック３１の上面から側面及び下面にわたって第１金属導体１１を保持した支持フィルム１５を巻き付けるようにして接着する。このとき、給電導体１１ｃ，１１ｄは誘電体ブロック３１の側面に位置する。次に、第２の工程として、図３（Ｃ），（Ｄ）に示すように、誘電体ブロック３１の側面にいま一つの誘電体ブロック３５を隣接させた状態で、第２金属導体２１を保持した支持フィルム２５を、誘電体ブロック３１の上面と誘電体ブロック３５の上面とその側面とその下面にわたって巻き付けるようにして接着する。このとき、短絡導体２１ｃは誘電体ブロック３５の側面に位置する。接着剤は支持フィルム１５，２５の裏面に塗布されているが、誘電体ブロック３１，３５の表面に塗布されていてもよく、あるいは両面接着テープを使用してもよい。なお、第１及び第２金属導体１１，２１がその折曲げ形状を保持できる材料で形成されていれば、接着剤は必ずしも必要ではない。また、誘電体ブロック３１，３５の間も接着するようにしてもよい。
【００３５】
以上のごとく製造された無線通信デバイス１Ａは図３（Ｅ）に示す外観をなしている。無線ＩＣ素子５０は第１金属導体１１の外側に接合されており、かつ、第１金属導体１１を誘電体ブロック３１に巻き付けた際、該ブロック３１の側面に配置される。一方、誘電体ブロック３５にはキャビティ３６が形成されており、無線ＩＣ素子５０はこのキャビティ３６に収容されることになる。
【００３６】
本無線通信デバイス１Ａにあっては、図２（Ａ）に示すように、上段で重ねられている放射導体１１ａ，２１ａは互いに容量Ｃ１を介して結合されており、下段で重ねられているグランド導体１１ｂ，２１ｂは互いに容量Ｃ２を介して結合されている。これらの容量Ｃ１，Ｃ２は使用周波数において電気的に直結する容量であるため、図２（Ｂ）の等価回路に示す逆Ｆ型アンテナとして機能する。ここで、給電導体１１ｃ，１１ｄと短絡導体２１ｃと第２金属導体２１で構成される放射導体２１ａの一部とグランド導体２１ｂとの一部とでループ電流経路ｉが形成される。また、逆Ｆ型アンテナとしての有効長さはＬである。
【００３７】
前記ループ電流経路ｉは、無線ＩＣ素子５０と放射導体１１ａ，２１ａとのインピーダンスの整合に寄与する。そして、放射導体１１ａ，２１ａの幅寸法や長さ、給電導体１１ｃ，１１ｄ及び短絡導体２１ｃの接続位置、給電導体１１ｃ，１１ｄ及び短絡導体２１ｃの幅寸法や長さ、放射導体１１ａ，２１ａとグランド導体１１ｂ，２１ｂとの間隔などで、共振周波数や共振抵抗、動作帯域などのアンテナ特性が規定される。
【００３８】
本無線通信デバイス１Ａは、図４に示すように、金属物品６１の表面に貼着されて使用される（無線通信デバイス付き金属物品とも称することができる）。この場合、第２金属導体２１で構成されるグランド導体２１ｂが金属物品６１に直接電気的に接続されることになり、放射特性としては金属物品６１の法線方向に指向性が生じ、ＲＦＩＤシステムのリーダライタとの通信が可能である。
【００３９】
また、無線通信デバイス１Ａは、図５に示すように、樹脂製の保護ケース６０に収容した状態で金属物品６１の表面に接着剤６２を介して貼着されてもよい（無線通信デバイス付き金属物品とも称することができる）。この場合、グランド導体１１ｂ，２１ｂは金属物品６１に対して保護ケース６０の底部６０ａ及び接着剤６２を介して容量結合することになる。この容量は使用周波数において電気的に直結する容量であることが好ましい。
【００４０】
この無線通信デバイス付き金属物品にあっては、保護ケース６０を使用することで、無線通信デバイス１Ａの耐環境性が良好なものとなる。なお、図４及び図５では、金属物品６１を本無線通信デバイス１Ａの補助的な放射素子として使用する形態を示しているが、本無線通信デバイス１Ａは金属と結合させることなく、単独でもリーダライタと比較的短い距離ではあるが通信が可能である。
【００４１】
（第２実施例、図６及び図７参照）
第２実施例である無線通信デバイス１Ｂは、図６に示すように、給電導体と短絡導体との配置を入れ替えたものである。即ち、第１金属導体１１にて構成されている放射導体１１ａとグランド導体１１ｂの端部が折り曲げられて短絡導体１１ｅが構成されている。第２金属導体２１にて構成される放射導体２１ａの端部が折り曲げられて給電導体２１ｄが構成され、グランド導体２１ｂの端部が折り曲げられて給電導体２１ｅが構成されている。他の構成は、前記第１実施例と同様である。
【００４２】
本無線通信デバイス１Ｂにあっても、図７（Ａ）に示すように、上段で重ねられている放射導体１１ａ，２１ａは互いに容量Ｃ１を介して結合されており、下段で重ねられているグランド導体１１ｂ，２１ｂは互いに容量Ｃ２を介して結合されている。これらの容量Ｃ１，Ｃ２は使用周波数において電気的に直結する容量であるため、図７（Ｂ）の等価回路に示す逆Ｆ型アンテナとして機能する。ここで、給電導体２１ｄ，２１ｅと短絡導体１１ｅと第２金属導体２１で構成される放射導体２１ａの一部とグランド導体２１ｂの一部とでループ電流経路ｉが形成される。また、逆Ｆ型アンテナとしての有効長さはＬである。
【００４３】
（第３実施例、図８及び図９参照）
第３実施例である無線通信デバイス１Ｃは、図８に示すように、第２金属導体２１で構成される放射導体２１ａ及びグランド導体２１ｂの長さを短くし、該放射導体２１ａ及びグランド導体２１ｂの端部を第１金属導体１１で構成される放射導体１１ａ及びグランド導体１１ｂに接合（ＤＣ接続）したもので、他の構成は前記第１実施例と同様である。本第３実施例の等価回路は図９に示すとおりであり、図２に示した第１実施例の等価回路を同様である。
【００４４】
（第４実施例、図１０参照）
第４実施例である無線通信デバイス１Ｄは、図１０に示すように、単一の誘電体ブロック４０を用い、該誘電体ブロック４０には上下の面に貫通する貫通穴４１が形成されている。この無線通信デバイス１Ｄは、図１０（Ａ）に示す誘電体ブロック４０及び支持フィルム１５の表面に設けた第１金属導体１１、並びに、図１０（Ｄ）に示す支持フィルム２５の表面に設けた第２金属導体２１を準備する。第１金属導体１１の給電導体１１ｃ，１１ｄには無線ＩＣ素子５０が既に接合されている。
【００４５】
第１の工程としては、図１０（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第１金属導体１１の放射導体１１ａを誘電体ブロック４０の上面に重ね合わせるとともに、給電導体１１ｃ，１１ｄを貫通穴４１に挿入し、グランド導体１１ｂを誘電体ブロック４０に下面に重ね合わせ、誘電体ブロック４０に巻き付けるようにして接着する。次に、第２の工程として、図１０（Ｄ），（Ｅ）に示すように、第２金属導体２１を誘電体ブロック４０の上面とその側面とその下面にわたって巻き付けるようにして接着する。本第４実施例は貫通穴４１を形成した単一の誘電体ブロック４０を用いる点で前記第１実施例と異なっており、それ以外の構成は第１実施例と同様である。
【００４６】
（第５実施例、図１１参照）
第５実施例である無線通信デバイス１Ｅは、水平断面図である図１１に示すように、無線ＩＣ素子５０が第１金属導体１１の内側に接合されており、第１金属導体１１を誘電体ブロック３１に巻き付けた状態で無線ＩＣ素子５０は誘電体ブロック３１の側面に形成したキャビティ３２に収容されている。その他の構成は前記第１実施例と同様である。
【００４７】
（第６実施例、図１２参照）
第６実施例である無線通信デバイス１Ｆは、水平断面図である図１２に示すように、無線ＩＣ素子５０が第２金属導体２１の内側に接合されており、第２金属導体２１を誘電体ブロック３５に巻き付けた状態で無線ＩＣ素子５０は誘電体ブロック３５の側面に形成したキャビティ３７に収容されている。その他の構成は前記第２実施例と同様である。
【００４８】
（第７実施例、図１３及び図１４参照）
第７実施例である無線通信デバイス１Ｇは、図１３に示すように、第１金属導体１１の側部に給電導体１１ｆ，１１ｇを構成し、該給電導体１１ｆ，１１ｇに無線ＩＣ素子５０を接合したものである。
【００４９】
詳しくは、図１４（Ａ）に示す単一の誘電体ブロック４０及び支持フィルム１５の表面に設けた第１金属導体１１、並びに、図１４（Ｃ）に示す支持フィルム２５の表面に設けた第２金属導体２１を準備する。第１金属導体１１の給電導体１１ｆ，１１ｇには無線ＩＣ素子５０が既に接合されている。
【００５０】
第１の工程としては、図１４（Ｂ）に示すように、第１金属導体１１の放射導体１１ａを誘電体ブロック４０の上面に重ね合わせるとともに、給電導体１１ｆ，１１ｇを誘電体ブロック４０の手前側側面に重ね合わせ、グランド導体１１ｂを誘電体ブロック４０に下面に重ね合わせ、誘電体ブロック４０に巻き付けるようにして接着する。次に、第２の工程として、図１４（Ｃ），（Ｄ）に示すように、第２金属導体２１を誘電体ブロック４０の上面とその側面とその下面にわたって巻き付けるようにして接着する。
【００５１】
（第８実施例、図１５及び図１６参照）
第８実施例である無線通信デバイス１Ｈは、図１５に示すように、第２金属導体２１の外側に第１金属導体１１を配置したものである。即ち、第１の工程としては、図１６（Ａ）に示すように、第２金属導体２１を単一の誘電体ブロック４０に巻き付けるようにして接着する。次に、図１６（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第２の工程として、第１金属導体１１の放射導体１１ａを第２金属導体２１の放射導体２１ａの上に重ね合わせ、給電導体１１ｆ，１１ｇを誘電体ブロック４０の手前側側面に重ね合わせ、グランド導体１１ｂを第２金属導体２１のグランド導体２１ｂの上に重ね合わせ、誘電体ブロック４０に巻き付けるようにして接着する。
【００５２】
（他の実施例）
なお、本発明に係る無線通信デバイス、その製造方法及び無線通信デバイス付き金属物品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。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
以上のように、本発明は、無線通信デバイス、その製造方法及び無線通信デバイス付き金属物品に有用であり、特に、放射導体やグランド導体の取付けが容易で導体間の接続信頼性が向上する点で優れている。
【符号の説明】
【００５４】
１Ａ〜１Ｈ…無線通信デバイス
１１…第１金属導体
１１ａ…放射導体
１１ｂ…グランド導体
１１ｃ，１１ｄ…給電導体
１１ｅ…短絡導体
１１ｆ，１１ｇ…給電導体
２１…第２金属導体
２１ａ…放射導体
２１ｂ…グランド導体
２１ｃ…短絡導体
２１ｄ，２１ｅ…給電導体
３１，３５，４０…誘電体ブロック
３２，３６，３７…キャビティ
４１…貫通穴
５０…無線ＩＣ素子
６０…保護ケース
６１…金属物品
６２…接着剤
【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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