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
【課題】無線通信デバイスにおいて、アンテナ素子のループ長がばらつくことはなく、安定した通信性能を得る。
【解決手段】第１端子５１及び第２端子５２を有する無線ＩＣ素子５０と、第１導体部１１、第２導体部１２及び第３導体部１３をこの順に連接してなるループ状金属導体１０と、第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロック３０と、を備えた無線通信デバイス。無線ＩＣ素子５０の第１端子５１はループ状金属導体１０の第１導体部１１に接続され、第２端子５２は第３導体部１３に接続されている。ループ状金属導体１０は、第１導体部１１が誘電体ブロック３０の第１主面に配置され、第２導体部１２が側面に配置され、第３導体部１３が第２主面に配置されるように、誘電体ブロック３０に巻き付けられている。
【解決手段】第１端子５１及び第２端子５２を有する無線ＩＣ素子５０と、第１導体部１１、第２導体部１２及び第３導体部１３をこの順に連接してなるループ状金属導体１０と、第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロック３０と、を備えた無線通信デバイス。無線ＩＣ素子５０の第１端子５１はループ状金属導体１０の第１導体部１１に接続され、第２端子５２は第３導体部１３に接続されている。ループ状金属導体１０は、第１導体部１１が誘電体ブロック３０の第１主面に配置され、第２導体部１２が側面に配置され、第３導体部１３が第２主面に配置されるように、誘電体ブロック３０に巻き付けられている。
【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。特に、ＵＨＦ帯を使用するＲＦＩＤシステムは通信距離が比較的長く、また、複数のタグを一括して読取り可能であることから、物品の管理システムに好適である。この種のＲＦＩＤタグでは、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子と高周波信号を送信／受信するアンテナ素子とを備えている。
【０００３】
このようなＲＦＩＤタグとしては、従来、特許文献１，２に記載されているものが知られており、ブロック状の誘電体部材の表面にアンテナパターンを配置することによって構成され、金属物品に貼着しても動作可能である。
【０００４】
しかしながら、従来のごとく、誘電体部材の表面にアンテナパターンを配置してループアンテナを構成する場合、誘電体部材の形状にばらつきがあったり、アンテナパターンの配置がばらつくと、ループ長にもばらつきが生じる不具合を有している。ループアンテナのループ長は、アンテナ素子と無線ＩＣ素子とのインピーダンスの整合回路や共振周波数の調整回路としても機能するため、ループ長がばらつくと、通信性能もばらついてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０５３８３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、アンテナ素子のループ長がばらつくことはなく、安定した通信性能を得ることのでき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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の形態である無線通信デバイスは、
第１端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイスであって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子は前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続され、前記第２端子は前記第３導体部に接続されており、
前記ループ状金属導体は、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付けられていること、
を特徴とする。
【０００８】
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端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイスの製造方法であって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子を前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続し、前記第２端子を前記第３導体部に接続する工程と、
前記ループ状金属導体を、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付ける工程と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
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端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイス付き金属物品であって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子は前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続され、前記第２端子は前記第３導体部に接続されており、
前記ループ状金属導体は、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付けられていること、
を特徴とする。
【００１０】
前記無線通信デバイスにおいては、第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体を誘電体ブロックに巻き付けて構成されており、ループ状金属導体は予め平面状に展開した状態で形成されるため、誘電体ブロックに巻き付けた場合、誘電体ブロックの形状や寸法的なばらつきに影響されることなく、第１導体部、第２導体及び第３導体部からなるループ長にばらつきを生じることがない。それゆえ、ループ状金属導体はインピーダンスの整合回路や共振周波数の調整回路として安定して機能し、通信信頼性を損なうことがない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アンテナ素子のループ長がばらつくことはなく、安定した通信性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例である無線通信デバイスを示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図２】第１実施例である無線通信デバイスにおけるループ状金属導体を示し、（Ａ）は展開図、（Ｂ）は斜視図である。
【図３】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４】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５】第１実施例である無線通信デバイスの変形例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は使用状態の側面図である。
【図６】第２実施例である無線通信デバイスを示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図７】第３実施例である無線通信デバイスを示し、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は部分垂直断面図である。
【図８】第４実施例である無線通信デバイスを示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図９】第５実施例である無線通信デバイスを示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（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、第１端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、を備えている。そして、無線ＩＣ素子の第１端子はループ状金属導体の第１導体部に接続され、第２端子は第３導体部に接続されている。さらに、ループ状金属導体は、第１導体部が誘電体ブロックの第１主面に配置され、第２導体部がその側面に配置され、第３導体部が第２主面に配置されるように、誘電体ブロックに巻き付けられている。
【００１５】
即ち、無線通信デバイスは、ループ状に連接された第１導体部、第２導体部及び第３導体部によって構成されたループアンテナ素子を有しており、このループアンテナ素子が誘電体ブロックの第１主面、側面及び第２主面に跨って巻き付けられた構造（折返し型ループアンテナ構造）を有している。
【００１６】
このような無線通信デバイスは、無線ＩＣ素子の第１端子をループ状金属導体の第１導体部に接続し、第２端子を第３導体部に接続する工程と、ループ状金属導体を、第１導体部が誘電体ブロックの第１主面に配置され、第２導体部がその側面に配置され、第３導体部が第２主面に配置されるように、誘電体ブロックに巻き付ける工程とによって製造される。
【００１７】
本無線通信デバイスによれば、予め平面状に展開した状態でループ状金属導体を形成し、このループ状金属導体を誘電体ブロックに巻き付けているため、誘電体ブロックの形状や寸法的なばらつきに影響されることなく、かつ、巻き付けかたが不均一であったりしても、ループ長（ループの内周長、外周長）にばらつきを生じることはない。それゆえ、インピーダンスの整合が安定化し、共振周波数の変動や放射利得の減少が抑えられ、安定した通信性能が得られる。
【００１８】
本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、入出力端子である第１端子及び第２端子を備えている。これらの端子は、基本的には平衡給電端子であるが、一方の端子をグランド端子としてもよい。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。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。
【００１９】
ループ状金属導体は、さらに、無線ＩＣ素子の第１端子に接続される第１給電部と、第２端子に接続される第２給電部とを有していてもよく、第１給電部は第１導体部に接続され、第２給電部は第３導体部に接続される。
【００２０】
誘電体ブロックは、長辺部と短辺部とを有する直方体形状をなしていることが好ましく、ループ状金属導体はその長辺部が位置する側面を中心として誘電体ブロックに巻き付けられていることが好ましい。換言すれば、ループ状金属導体は、誘電体ブロックの長辺部が位置する側面にループの内周部分が位置するように巻き付けられていることが好ましい。ループ長（特に、ループ部の内周長）は、使用周波数の半波長までの長さであれば、長いほうが好ましい。即ち、ループ長は使用周波数の半波長の長さに近いほうが好ましい。また、ループ部の外周長は長いほうが放射利得が向上する点で好ましい。よって、小型の無線通信デバイスを実現する場合には、ループ部の内周長や外周長が長くなるように、ループ状金属導体はそのループ部が誘電体ブロックの長辺部が位置する側面に配置されることが好ましい。
【００２１】
さらに、ループ状金属導体を誘電体ブロックの長辺部が位置する側面に第２導体部が位置するように巻きつければ、第２導体部の幅寸法を太くすることが可能となる。本無線通信デバイスでは、ループ部の内周長がインピーダンスや共振周波数の調整に大きく寄与し、ループの外周長が放射利得の向上に大きく寄与する。そのため、第２導体部の幅寸法を大きくすることで、インピーダンスや共振周波数の調整と放射利得の調整とを独立したパラメータとして処理しやすくなり、設計が容易になる。
【００２２】
なお、前述した、ループ状金属導体がその長辺部を中心として誘電体ブロックに巻き付けられているとは、ループ状金属導体が誘電体ブロックの少なくとも第１主面、側面及び第２主面に跨って巻き付けられている状態を意味している。従って、誘電体ブロックが直方体形状であれば、第１主面、長辺部を含む一方の側面、第２主面に加えて長辺部を含む他方の側面にまでループ状金属導体が延長されていてもよい。
【００２３】
また、ループ状金属導体の第１導体部及び第３導体部は、誘電体ブロックの短辺部の寸法とほぼ同じ幅寸法を有していることが好ましい。即ち、第１導体部及び第３導体部は誘電体ブロックの第１主面及び第２主面のほぼ全面を占めていること（換言すれば、平面視で同じ形状であること）が好ましく、第１主面及び第２主面が平面視で長方形状であれば、第１導体部及び第３導体部も平面視で長方形状であることが好ましい。第１主面及び第２主面が平面視で円形状であれば、第１導体部及び第３導体部も平面視で円形状であることが好ましい。第１主面及び第２主面における第１導体部及び第３導体部の面積を大きくすることで、放射利得の向上を図ることができる。
【００２４】
ループ状金属導体の第１導体部と第３導体部とは、誘電体ブロックを介して対向しており、両者の間で容量が形成される。この容量成分も、ループ部の内周長と同様に、共振周波数の調整や無線ＩＣ素子とアンテナ素子とのインピーダンスの整合に寄与する。なお、ループ部の内周長をある程度大きく形成できるのであれば、インピーダンスの調整は第１導体部と第３導体部との間に形成される容量成分よりもループ部の内周長の影響が大きくなる。本無線通信デバイスは折れ曲がったり、湾曲面に貼着されてもループ部の内周長はほとんど変化しないので、インピーダンスもほとんど変化しない。つまり、このような構造は誘電体ブロックの折れ曲がりや湾曲に対して通信性能にあまり変化を来さない。
【００２５】
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。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。
【００２６】
ループ状金属導体は、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、ループ状金属導体として、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。
【００２７】
ループ状金属導体は無線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。
【００２８】
本無線通信デバイスがガスボンベのような湾曲面に貼着される場合、デバイスが湾曲面に沿うことを助長するために、金属導体はその全面が誘電体ブロックに接着・固定されていないことが好ましく、金属導体と誘電体ブロックとの間には非接着領域が設けられていることが好ましい。特に、ループ部分は、インピーダンスの整合を図っていることから、このループ部分を誘電体ブロックに固定し、他の部分を誘電体ブロックに固定しないことが好ましい。
【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。即ち、このループアンテナ素子はＨＦ帯で用いられる磁界型のループアンテナよりもむしろＵＨＦ帯で用いられる電界型のループアンテナとして有用である。但し、ＵＨＦ帯に用いることに限定するものではなく、サイズなどに応じてＨＦ帯やそれ以外の周波数帯のＲＦＩＤシステムに用いることができる。
【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第３導体部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、第３導体部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、第３導体部と金属物品とは直接電気的に接続されていてもよい。金属物品には本無線通信デバイスを直接貼着してもよいが、無線通信デバイスを保護ケースに収容し、該保護ケースを金属物品に貼着してもよい。
【００３１】
（第１実施例、図１〜図４参照）
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、ループ状金属導体１０と誘電体ブロック３０と無線ＩＣ素子５０とを備えている。ループ状金属導体１０は第１導体部１１、第２導体部１２及び第３導体部１３がループ状に連接されており、第１導体部１１と第３導体部１３の端部には互いに対向する第１給電部１１ａと第２給電部１３ａとが形成されている。第１導体部１１と第３導体部１３とはその他端において第２導体部１２で連続している。
【００３２】
無線ＩＣ素子５０は、ＲＦ信号を処理するもので、第１及び第２給電部１１ａ，１３ａに接合されている。即ち、無線ＩＣ素子５０は入出力電極である第１端子５１及び第２端子５２を有し、第１端子５１及び第２端子５２が第１給電部１１ａ及び第２給電部１３ａ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１（Ａ）に示す誘電体ブロック３０及び支持フィルム２０の表面に設けたループ状金属導体１０を準備する。ループ状金属導体１０は、前述のように、第１導体部１１と第２導電部１２と第３導体部１３とが図２（Ａ）に示す展開状態で形成されている。第１給電部１１ａ及び第２給電部１３ａ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】
ここで、誘電体ブロック３０の上面から側面及び下面にわたってループ状金属導体１０を保持した支持フィルム２０を巻き付けるようにして接着する。図１（Ａ）、図２（Ａ）に示す点線ｄは巻き付ける際の折曲げ線である（他の図においても同じ）。このとき、第１導体部１１は誘電体ブロック３０の上面に位置し、給電部１１ａ、１３ａ及び第２導体部１２は主として誘電体ブロック３０の側面に位置し、第３導体部１３は誘電体ブロック３０の下面に位置する。接着剤は支持フィルム２０の裏面に塗布されているが、誘電体ブロック３０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、ループ状金属導体１０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、支持フィルム２０も必ずしも必要なものではない。
【００３５】
以上のごとく製造された無線通信デバイス１Ａは図１（Ｂ）に示す外観をなしている。無線ＩＣ素子５０は金属導体１０の外側に接合されている。本無線通信デバイス１Ａにあっては、給電部１１ａ，１３ａと第１導体部１１と第２導体部１２と第３導体部１３とで形成されるループ部によってループ状アンテナ素子が形成される。このループ部はその内周長が無線ＩＣ素子５０とアンテナ素子とのインピーダンスや共振周波数に大きく影響することは前述のとおりである。即ち、第１導体部１１の幅Ｗ１、第２導体部１２の幅Ｗ２、第３導体部１３の幅Ｗ３、給電部１１ａ，１３ａの幅Ｗ４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。
【００３６】
また、誘電体ブロック３０は長辺部と短辺部とを有する直方体形状をなし、ループ状金属導体１０は長辺部が位置する側面を中心として誘電体ブロック３０に巻き付けられる。換言すれば、ループ状金属導体１０は、誘電体ブロック３０の長辺部が位置する側面にループの内周部分が位置するように巻き付けられている。第１導体部１１の幅Ｗ１及び第３導体部１３の幅Ｗ３は誘電体ブロック３０の短辺部の寸法とほぼ同じ寸法である。
【００３７】
本無線通信デバイス１Ａは、図３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３導体部１３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。
【００３８】
また、無線通信デバイス１Ａは、図４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、第３導体部１３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。
【００３９】
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３及び図４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。
【００４０】
（変形例、図５参照）
前記第１実施例では、支持フィルム２０の裏面全体を誘電体ブロック３０に接着する構成を採用している。しかし、無線通信デバイス１Ａがガスボンベのような湾曲面に貼着される場合、デバイス１Ａが湾曲面に沿うことを助長するために、ループ状金属導体１０はその全面が誘電体ブロック３０に接着・固定されていないことが好ましく、ループ状金属導体１０と誘電体ブロック３０との間には非接着領域が設けられていることが好ましい。
【００４１】
例えば、図５（Ａ）に示すように、斜線を付した部分を非接着領域Ｎとしてもよい。このように誘電体ブロック３０に対して部分的に非接着領域Ｎを設けることで、図５（Ｂ）に示すように、デバイス１Ａを金属物品６１の湾曲面に貼着した場合、非接着領域Ｎにおいてループ状金属導体１０（支持フィルム２０）と誘電体ブロック３０とが滑りを生じ、誘電体ブロック３０及びループ状金属導体１０が湾曲しやすくなる。特に、給電部１１ａ，１３ａを含んで形成されるループ部分は、ループ状アンテナ素子におけるインピーダンスの整合を図っていることから、このループ部分を誘電体ブロック３０に固定し、他の部分を誘電体ブロック３０に固定しないことが好ましい。
【００４２】
（第２実施例、図６参照）
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、第１導体部１１の幅寸法を若干小さくしたもので、その分第２給電部１３ａは長く形成されている。従って、給電部１１ａ，１３ａに接合された無線ＩＣ素子５０は誘電体ブロック３０の上面に配置されることになる。
【００４３】
本無線通信デバイス１Ｂにおけるループ状金属導体１０のループ状アンテナ素子としての機能は前記第１実施例と同様である。
【００４４】
（第３実施例、図７参照）
第３実施例である無線通信デバイス１Ｃは、図７に示すように、無線ＩＣ素子５０がループ状金属導体１０の内側に接合されており、ループ状金属導体１０を誘電体ブロック３０に巻き付けた状態で無線ＩＣ素子５０は誘電体ブロック３０の側面に形成したキャビティ３１に収容されている。その他の構成や製造方法は前記第１実施例と同様である。なお、本無線通信デバイス１Ｃにおいて、ループ状金属導体１０は支持フィルム２０の裏面側に設けられている。
【００４５】
（第４実施例、図８参照）
第４実施例である無線通信デバイス１Ｄは、図８に示すように、第２給電部１３ａを屈曲させて第１給電部１１ａに対向させたものである。その他の構成や製造方法は前記第１実施例と同様である。
【００４６】
（第５実施例、図９参照）
第５実施例である無線通信デバイス１Ｅは、図９に示すように、第１導体部１１及び第３導体部１３の幅を大きくしたもので、このような第１導体部１１及び第３導体部１３によって、誘電体ブロック３０の第１主面及び第２主面における短辺方向全域にわたって放射導体が形成されることになる。これにより、放射利得の向上を図ることができる。
【００４７】
（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】
【００４８】
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、アンテナ素子のループ長がばらつくことがなく、安定した通信性能を発揮する点で優れている。
【符号の説明】
【００４９】
１Ａ〜１Ｅ…無線通信デバイス
１０…ループ状金属導体
１１…第１導体部
１１ａ…第１給電部
１２…第２導体部
１３…第３導体部
１３ａ…第２給電部
３０…誘電体ブロック
３１…キャビティ
５０…無線ＩＣ素子
５１…第１端子
５２…第２端子
６１…金属物品
【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。特に、ＵＨＦ帯を使用するＲＦＩＤシステムは通信距離が比較的長く、また、複数のタグを一括して読取り可能であることから、物品の管理システムに好適である。この種のＲＦＩＤタグでは、高周波信号を処理する無線ＩＣ素子と高周波信号を送信／受信するアンテナ素子とを備えている。
【０００３】
このようなＲＦＩＤタグとしては、従来、特許文献１，２に記載されているものが知られており、ブロック状の誘電体部材の表面にアンテナパターンを配置することによって構成され、金属物品に貼着しても動作可能である。
【０００４】
しかしながら、従来のごとく、誘電体部材の表面にアンテナパターンを配置してループアンテナを構成する場合、誘電体部材の形状にばらつきがあったり、アンテナパターンの配置がばらつくと、ループ長にもばらつきが生じる不具合を有している。ループアンテナのループ長は、アンテナ素子と無線ＩＣ素子とのインピーダンスの整合回路や共振周波数の調整回路としても機能するため、ループ長がばらつくと、通信性能もばらついてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０５３８３３号公報
【特許文献２】特開２００７−２７２２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、アンテナ素子のループ長がばらつくことはなく、安定した通信性能を得ることのでき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を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の形態である無線通信デバイスは、
第１端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイスであって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子は前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続され、前記第２端子は前記第３導体部に接続されており、
前記ループ状金属導体は、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付けられていること、
を特徴とする。
【０００８】
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端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイスの製造方法であって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子を前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続し、前記第２端子を前記第３導体部に接続する工程と、
前記ループ状金属導体を、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付ける工程と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
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端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイス付き金属物品であって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子は前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続され、前記第２端子は前記第３導体部に接続されており、
前記ループ状金属導体は、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付けられていること、
を特徴とする。
【００１０】
前記無線通信デバイスにおいては、第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体を誘電体ブロックに巻き付けて構成されており、ループ状金属導体は予め平面状に展開した状態で形成されるため、誘電体ブロックに巻き付けた場合、誘電体ブロックの形状や寸法的なばらつきに影響されることなく、第１導体部、第２導体及び第３導体部からなるループ長にばらつきを生じることがない。それゆえ、ループ状金属導体はインピーダンスの整合回路や共振周波数の調整回路として安定して機能し、通信信頼性を損なうことがない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、アンテナ素子のループ長がばらつくことはなく、安定した通信性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例である無線通信デバイスを示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図２】第１実施例である無線通信デバイスにおけるループ状金属導体を示し、（Ａ）は展開図、（Ｂ）は斜視図である。
【図３】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４】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５】第１実施例である無線通信デバイスの変形例を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は使用状態の側面図である。
【図６】第２実施例である無線通信デバイスを示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図７】第３実施例である無線通信デバイスを示し、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は部分垂直断面図である。
【図８】第４実施例である無線通信デバイスを示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【図９】第５実施例である無線通信デバイスを示し、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
（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、第１端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、を備えている。そして、無線ＩＣ素子の第１端子はループ状金属導体の第１導体部に接続され、第２端子は第３導体部に接続されている。さらに、ループ状金属導体は、第１導体部が誘電体ブロックの第１主面に配置され、第２導体部がその側面に配置され、第３導体部が第２主面に配置されるように、誘電体ブロックに巻き付けられている。
【００１５】
即ち、無線通信デバイスは、ループ状に連接された第１導体部、第２導体部及び第３導体部によって構成されたループアンテナ素子を有しており、このループアンテナ素子が誘電体ブロックの第１主面、側面及び第２主面に跨って巻き付けられた構造（折返し型ループアンテナ構造）を有している。
【００１６】
このような無線通信デバイスは、無線ＩＣ素子の第１端子をループ状金属導体の第１導体部に接続し、第２端子を第３導体部に接続する工程と、ループ状金属導体を、第１導体部が誘電体ブロックの第１主面に配置され、第２導体部がその側面に配置され、第３導体部が第２主面に配置されるように、誘電体ブロックに巻き付ける工程とによって製造される。
【００１７】
本無線通信デバイスによれば、予め平面状に展開した状態でループ状金属導体を形成し、このループ状金属導体を誘電体ブロックに巻き付けているため、誘電体ブロックの形状や寸法的なばらつきに影響されることなく、かつ、巻き付けかたが不均一であったりしても、ループ長（ループの内周長、外周長）にばらつきを生じることはない。それゆえ、インピーダンスの整合が安定化し、共振周波数の変動や放射利得の減少が抑えられ、安定した通信性能が得られる。
【００１８】
本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、入出力端子である第１端子及び第２端子を備えている。これらの端子は、基本的には平衡給電端子であるが、一方の端子をグランド端子としてもよい。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。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。
【００１９】
ループ状金属導体は、さらに、無線ＩＣ素子の第１端子に接続される第１給電部と、第２端子に接続される第２給電部とを有していてもよく、第１給電部は第１導体部に接続され、第２給電部は第３導体部に接続される。
【００２０】
誘電体ブロックは、長辺部と短辺部とを有する直方体形状をなしていることが好ましく、ループ状金属導体はその長辺部が位置する側面を中心として誘電体ブロックに巻き付けられていることが好ましい。換言すれば、ループ状金属導体は、誘電体ブロックの長辺部が位置する側面にループの内周部分が位置するように巻き付けられていることが好ましい。ループ長（特に、ループ部の内周長）は、使用周波数の半波長までの長さであれば、長いほうが好ましい。即ち、ループ長は使用周波数の半波長の長さに近いほうが好ましい。また、ループ部の外周長は長いほうが放射利得が向上する点で好ましい。よって、小型の無線通信デバイスを実現する場合には、ループ部の内周長や外周長が長くなるように、ループ状金属導体はそのループ部が誘電体ブロックの長辺部が位置する側面に配置されることが好ましい。
【００２１】
さらに、ループ状金属導体を誘電体ブロックの長辺部が位置する側面に第２導体部が位置するように巻きつければ、第２導体部の幅寸法を太くすることが可能となる。本無線通信デバイスでは、ループ部の内周長がインピーダンスや共振周波数の調整に大きく寄与し、ループの外周長が放射利得の向上に大きく寄与する。そのため、第２導体部の幅寸法を大きくすることで、インピーダンスや共振周波数の調整と放射利得の調整とを独立したパラメータとして処理しやすくなり、設計が容易になる。
【００２２】
なお、前述した、ループ状金属導体がその長辺部を中心として誘電体ブロックに巻き付けられているとは、ループ状金属導体が誘電体ブロックの少なくとも第１主面、側面及び第２主面に跨って巻き付けられている状態を意味している。従って、誘電体ブロックが直方体形状であれば、第１主面、長辺部を含む一方の側面、第２主面に加えて長辺部を含む他方の側面にまでループ状金属導体が延長されていてもよい。
【００２３】
また、ループ状金属導体の第１導体部及び第３導体部は、誘電体ブロックの短辺部の寸法とほぼ同じ幅寸法を有していることが好ましい。即ち、第１導体部及び第３導体部は誘電体ブロックの第１主面及び第２主面のほぼ全面を占めていること（換言すれば、平面視で同じ形状であること）が好ましく、第１主面及び第２主面が平面視で長方形状であれば、第１導体部及び第３導体部も平面視で長方形状であることが好ましい。第１主面及び第２主面が平面視で円形状であれば、第１導体部及び第３導体部も平面視で円形状であることが好ましい。第１主面及び第２主面における第１導体部及び第３導体部の面積を大きくすることで、放射利得の向上を図ることができる。
【００２４】
ループ状金属導体の第１導体部と第３導体部とは、誘電体ブロックを介して対向しており、両者の間で容量が形成される。この容量成分も、ループ部の内周長と同様に、共振周波数の調整や無線ＩＣ素子とアンテナ素子とのインピーダンスの整合に寄与する。なお、ループ部の内周長をある程度大きく形成できるのであれば、インピーダンスの調整は第１導体部と第３導体部との間に形成される容量成分よりもループ部の内周長の影響が大きくなる。本無線通信デバイスは折れ曲がったり、湾曲面に貼着されてもループ部の内周長はほとんど変化しないので、インピーダンスもほとんど変化しない。つまり、このような構造は誘電体ブロックの折れ曲がりや湾曲に対して通信性能にあまり変化を来さない。
【００２５】
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。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。
【００２６】
ループ状金属導体は、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、ループ状金属導体として、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。
【００２７】
ループ状金属導体は無線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。
【００２８】
本無線通信デバイスがガスボンベのような湾曲面に貼着される場合、デバイスが湾曲面に沿うことを助長するために、金属導体はその全面が誘電体ブロックに接着・固定されていないことが好ましく、金属導体と誘電体ブロックとの間には非接着領域が設けられていることが好ましい。特に、ループ部分は、インピーダンスの整合を図っていることから、このループ部分を誘電体ブロックに固定し、他の部分を誘電体ブロックに固定しないことが好ましい。
【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。即ち、このループアンテナ素子はＨＦ帯で用いられる磁界型のループアンテナよりもむしろＵＨＦ帯で用いられる電界型のループアンテナとして有用である。但し、ＵＨＦ帯に用いることに限定するものではなく、サイズなどに応じてＨＦ帯やそれ以外の周波数帯のＲＦＩＤシステムに用いることができる。
【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第３導体部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、第３導体部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、第３導体部と金属物品とは直接電気的に接続されていてもよい。金属物品には本無線通信デバイスを直接貼着してもよいが、無線通信デバイスを保護ケースに収容し、該保護ケースを金属物品に貼着してもよい。
【００３１】
（第１実施例、図１〜図４参照）
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、ループ状金属導体１０と誘電体ブロック３０と無線ＩＣ素子５０とを備えている。ループ状金属導体１０は第１導体部１１、第２導体部１２及び第３導体部１３がループ状に連接されており、第１導体部１１と第３導体部１３の端部には互いに対向する第１給電部１１ａと第２給電部１３ａとが形成されている。第１導体部１１と第３導体部１３とはその他端において第２導体部１２で連続している。
【００３２】
無線ＩＣ素子５０は、ＲＦ信号を処理するもので、第１及び第２給電部１１ａ，１３ａに接合されている。即ち、無線ＩＣ素子５０は入出力電極である第１端子５１及び第２端子５２を有し、第１端子５１及び第２端子５２が第１給電部１１ａ及び第２給電部１３ａ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１（Ａ）に示す誘電体ブロック３０及び支持フィルム２０の表面に設けたループ状金属導体１０を準備する。ループ状金属導体１０は、前述のように、第１導体部１１と第２導電部１２と第３導体部１３とが図２（Ａ）に示す展開状態で形成されている。第１給電部１１ａ及び第２給電部１３ａ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】
ここで、誘電体ブロック３０の上面から側面及び下面にわたってループ状金属導体１０を保持した支持フィルム２０を巻き付けるようにして接着する。図１（Ａ）、図２（Ａ）に示す点線ｄは巻き付ける際の折曲げ線である（他の図においても同じ）。このとき、第１導体部１１は誘電体ブロック３０の上面に位置し、給電部１１ａ、１３ａ及び第２導体部１２は主として誘電体ブロック３０の側面に位置し、第３導体部１３は誘電体ブロック３０の下面に位置する。接着剤は支持フィルム２０の裏面に塗布されているが、誘電体ブロック３０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、ループ状金属導体１０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、支持フィルム２０も必ずしも必要なものではない。
【００３５】
以上のごとく製造された無線通信デバイス１Ａは図１（Ｂ）に示す外観をなしている。無線ＩＣ素子５０は金属導体１０の外側に接合されている。本無線通信デバイス１Ａにあっては、給電部１１ａ，１３ａと第１導体部１１と第２導体部１２と第３導体部１３とで形成されるループ部によってループ状アンテナ素子が形成される。このループ部はその内周長が無線ＩＣ素子５０とアンテナ素子とのインピーダンスや共振周波数に大きく影響することは前述のとおりである。即ち、第１導体部１１の幅Ｗ１、第２導体部１２の幅Ｗ２、第３導体部１３の幅Ｗ３、給電部１１ａ，１３ａの幅Ｗ４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。
【００３６】
また、誘電体ブロック３０は長辺部と短辺部とを有する直方体形状をなし、ループ状金属導体１０は長辺部が位置する側面を中心として誘電体ブロック３０に巻き付けられる。換言すれば、ループ状金属導体１０は、誘電体ブロック３０の長辺部が位置する側面にループの内周部分が位置するように巻き付けられている。第１導体部１１の幅Ｗ１及び第３導体部１３の幅Ｗ３は誘電体ブロック３０の短辺部の寸法とほぼ同じ寸法である。
【００３７】
本無線通信デバイス１Ａは、図３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３導体部１３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。
【００３８】
また、無線通信デバイス１Ａは、図４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、第３導体部１３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。
【００３９】
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３及び図４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。
【００４０】
（変形例、図５参照）
前記第１実施例では、支持フィルム２０の裏面全体を誘電体ブロック３０に接着する構成を採用している。しかし、無線通信デバイス１Ａがガスボンベのような湾曲面に貼着される場合、デバイス１Ａが湾曲面に沿うことを助長するために、ループ状金属導体１０はその全面が誘電体ブロック３０に接着・固定されていないことが好ましく、ループ状金属導体１０と誘電体ブロック３０との間には非接着領域が設けられていることが好ましい。
【００４１】
例えば、図５（Ａ）に示すように、斜線を付した部分を非接着領域Ｎとしてもよい。このように誘電体ブロック３０に対して部分的に非接着領域Ｎを設けることで、図５（Ｂ）に示すように、デバイス１Ａを金属物品６１の湾曲面に貼着した場合、非接着領域Ｎにおいてループ状金属導体１０（支持フィルム２０）と誘電体ブロック３０とが滑りを生じ、誘電体ブロック３０及びループ状金属導体１０が湾曲しやすくなる。特に、給電部１１ａ，１３ａを含んで形成されるループ部分は、ループ状アンテナ素子におけるインピーダンスの整合を図っていることから、このループ部分を誘電体ブロック３０に固定し、他の部分を誘電体ブロック３０に固定しないことが好ましい。
【００４２】
（第２実施例、図６参照）
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、第１導体部１１の幅寸法を若干小さくしたもので、その分第２給電部１３ａは長く形成されている。従って、給電部１１ａ，１３ａに接合された無線ＩＣ素子５０は誘電体ブロック３０の上面に配置されることになる。
【００４３】
本無線通信デバイス１Ｂにおけるループ状金属導体１０のループ状アンテナ素子としての機能は前記第１実施例と同様である。
【００４４】
（第３実施例、図７参照）
第３実施例である無線通信デバイス１Ｃは、図７に示すように、無線ＩＣ素子５０がループ状金属導体１０の内側に接合されており、ループ状金属導体１０を誘電体ブロック３０に巻き付けた状態で無線ＩＣ素子５０は誘電体ブロック３０の側面に形成したキャビティ３１に収容されている。その他の構成や製造方法は前記第１実施例と同様である。なお、本無線通信デバイス１Ｃにおいて、ループ状金属導体１０は支持フィルム２０の裏面側に設けられている。
【００４５】
（第４実施例、図８参照）
第４実施例である無線通信デバイス１Ｄは、図８に示すように、第２給電部１３ａを屈曲させて第１給電部１１ａに対向させたものである。その他の構成や製造方法は前記第１実施例と同様である。
【００４６】
（第５実施例、図９参照）
第５実施例である無線通信デバイス１Ｅは、図９に示すように、第１導体部１１及び第３導体部１３の幅を大きくしたもので、このような第１導体部１１及び第３導体部１３によって、誘電体ブロック３０の第１主面及び第２主面における短辺方向全域にわたって放射導体が形成されることになる。これにより、放射利得の向上を図ることができる。
【００４７】
（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】
【００４８】
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、アンテナ素子のループ長がばらつくことがなく、安定した通信性能を発揮する点で優れている。
【符号の説明】
【００４９】
１Ａ〜１Ｅ…無線通信デバイス
１０…ループ状金属導体
１１…第１導体部
１１ａ…第１給電部
１２…第２導体部
１３…第３導体部
１３ａ…第２給電部
３０…誘電体ブロック
３１…キャビティ
５０…無線ＩＣ素子
５１…第１端子
５２…第２端子
６１…金属物品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイスであって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子は前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続され、前記第２端子は前記第３導体部に接続されており、
前記ループ状金属導体は、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付けられていること、
を特徴とする無線通信デバイス。
【請求項２】
前記ループ状金属導体は、さらに、前記無線ＩＣ素子の前記第１端子に接続される第１給電部と、前記第２端子に接続される第２給電部とを有し、
前記第１給電部は前記第１導体部に接続され、前記第２給電部は前記第３導体部に接続されていること、
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】
前記誘電体ブロックは、長辺部と短辺部とを有する直方体形状をなし、
前記ループ状金属導体は前記長辺部が位置する側面を中心として前記誘電体ブロックに巻き付けられていること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信デバイス。
【請求項４】
前記ループ状金属導体の前記第１導体部及び前記第３導体部は、前記誘電体ブロックの短辺部の寸法とほぼ同じ幅寸法を有していること、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】
前記ループ状金属導体は可撓性金属薄板によって形成されており、
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４のいずれかに記載の無線通信デバイス。
【請求項６】
前記ループ状金属導体は可撓性フィルム上に設けられており、該可撓性フィルムとともに前記誘電体ブロック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５のいずれかに記載の無線通信デバイス。
【請求項７】
前記ループ状金属導体と前記誘電体ブロックとの間には非接着領域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】
前記ループ状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７のいずれかに記載の無線通信デバイス。
【請求項９】
第１端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイスの製造方法であって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子を前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続し、前記第２端子を前記第３導体部に接続する工程と、
前記ループ状金属導体を、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付ける工程と、
を備えたことを特徴とする無線通信デバイスの製造方法。
【請求項１０】
第１端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイス付き金属物品であって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子は前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続され、前記第２端子は前記第３導体部に接続されており、
前記ループ状金属導体は、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付けられていること、
を特徴とする無線通信デバイス付き金属物品。
【請求項１１】
前記金属物品と前記ループ状金属導体の前記第３導体部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１０に記載の無線通信デバイス付き金属物品。
【請求項１２】
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１０に記載の無線通信デバイス付き金属物品。
【請求項１】
第１端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイスであって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子は前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続され、前記第２端子は前記第３導体部に接続されており、
前記ループ状金属導体は、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付けられていること、
を特徴とする無線通信デバイス。
【請求項２】
前記ループ状金属導体は、さらに、前記無線ＩＣ素子の前記第１端子に接続される第１給電部と、前記第２端子に接続される第２給電部とを有し、
前記第１給電部は前記第１導体部に接続され、前記第２給電部は前記第３導体部に接続されていること、
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】
前記誘電体ブロックは、長辺部と短辺部とを有する直方体形状をなし、
前記ループ状金属導体は前記長辺部が位置する側面を中心として前記誘電体ブロックに巻き付けられていること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信デバイス。
【請求項４】
前記ループ状金属導体の前記第１導体部及び前記第３導体部は、前記誘電体ブロックの短辺部の寸法とほぼ同じ幅寸法を有していること、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】
前記ループ状金属導体は可撓性金属薄板によって形成されており、
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４のいずれかに記載の無線通信デバイス。
【請求項６】
前記ループ状金属導体は可撓性フィルム上に設けられており、該可撓性フィルムとともに前記誘電体ブロック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５のいずれかに記載の無線通信デバイス。
【請求項７】
前記ループ状金属導体と前記誘電体ブロックとの間には非接着領域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】
前記ループ状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７のいずれかに記載の無線通信デバイス。
【請求項９】
第１端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイスの製造方法であって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子を前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続し、前記第２端子を前記第３導体部に接続する工程と、
前記ループ状金属導体を、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付ける工程と、
を備えたことを特徴とする無線通信デバイスの製造方法。
【請求項１０】
第１端子及び第２端子を有する無線ＩＣ素子と、
第１導体部、第２導体部及び第３導体部をこの順に連接してなるループ状金属導体と、
第１主面、該第１主面と対向する第２主面及び該第１主面と該第２主面とに連続する側面を有する誘電体ブロックと、
を備えた無線通信デバイス付き金属物品であって、
前記無線ＩＣ素子の前記第１端子は前記ループ状金属導体の前記第１導体部に接続され、前記第２端子は前記第３導体部に接続されており、
前記ループ状金属導体は、前記第１導体部が前記第１主面に配置され、前記第２導体部が前記側面に配置され、前記第３導体部が前記第２主面に配置されるように、前記誘電体ブロックに巻き付けられていること、
を特徴とする無線通信デバイス付き金属物品。
【請求項１１】
前記金属物品と前記ループ状金属導体の前記第３導体部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１０に記載の無線通信デバイス付き金属物品。
【請求項１２】
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１０に記載の無線通信デバイス付き金属物品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２５２６６４（Ｐ２０１２−２５２６６４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２６８５４（Ｐ２０１１−１２６８５４）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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