結合基板、電磁結合モジュール及び無線ＩＣデバイス
【課題】インダクタンス素子の線路長を短くでき、かつ、結合を強くできる結合基板、電磁結合モジュール及び無線ＩＣデバイスを得る。
【解決手段】高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部２６と、低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部２７とで積層体を形成し、高透磁率磁性体部２６及び低透磁率磁性体部２７にそれぞれ形成された導体４４，４５を螺旋状に接続したインダクタンス素子Ｌ１を備えた結合基板。高透磁率磁性体部２６における導体４４の幅が、低透磁率磁性体部２７における導体４５の幅よりも広く、低透磁率磁性体部２７の一の平面における導体４５の巻き数が、高透磁率磁性体部２６の一の平面における導体４４の巻き数よりも多い。
【解決手段】高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部２６と、低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部２７とで積層体を形成し、高透磁率磁性体部２６及び低透磁率磁性体部２７にそれぞれ形成された導体４４，４５を螺旋状に接続したインダクタンス素子Ｌ１を備えた結合基板。高透磁率磁性体部２６における導体４４の幅が、低透磁率磁性体部２７における導体４５の幅よりも広く、低透磁率磁性体部２７の一の平面における導体４５の巻き数が、高透磁率磁性体部２６の一の平面における導体４４の巻き数よりも多い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結合基板、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる無線ＩＣデバイス用の結合基板、該結合基板を備えた電磁結合モジュール、及び、該電磁結合モジュールを備えた無線ＩＣデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品の管理システムとして、電磁波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無線ＩＣ（ＩＣタグ、無線ＩＣデバイスなどと称する）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。無線ＩＣはアンテナ（放射板）と結合されることによりリーダライタとの通信が可能になる。
【０００３】
この種の無線ＩＣとして、特許文献１には、無線ＩＣチップと放射板とを結合させる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該高透磁率磁性体部に設けられていることが記載されている。この構成によって、インダクタンス素子のＱ値を向上させることができる。一方、この種の給電回路基板においては、インダクタンス素子の線路長を短くして基板のコンパクト化を図るとともに、放射板との結合をより強くすることが求められている。しかし、このような課題に対して特許文献１では言及するところがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／１３８８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、インダクタンス素子の線路長を短くでき、かつ、結合を強くできる結合基板、電磁結合モジュール及び無線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】
以上の目的を達成するため、本発明の第１の形態である結合基板は、
高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部と、低透磁率磁性体材料からなる第１の低透磁率磁性体部とで積層体を形成し、
高透磁率磁性体部及び第１の低透磁率磁性体部にそれぞれ形成された導体を螺旋状に接続したインダクタンス素子を備え、
高透磁率磁性体部における前記導体の幅が、第１の低透磁率磁性体部における前記導体の幅よりも広く、
第１の低透磁率磁性体部の一の平面における前記導体の巻き数が、高透磁率磁性体部の一の平面における前記導体の巻き数よりも多いこと、
を特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の形態である電磁結合モジュールは、前記第１の形態である結合基板と、無線ＩＣとを備え、インダクタンス素子と無線ＩＣとが結合していることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の形態である無線ＩＣデバイスは、前記第２の形態である電磁結合モジュールと、放射板とを備え、インダクタンス素子と放射板とが結合していることを特徴とする。
【０００９】
前記結合基板において、低透磁率磁性体部においてはインダクタンス素子を形成する導体は電流密度が上がりにくいので、導体幅を狭くすることができ、低透磁率磁性体部において導体の一の平面での巻き数を多くすることができる。その結果、低透磁率磁性体部における磁界の放射量が多くなり、放射板との結合が強くなる。磁界の放射量を多くするには、積層体の全ての層を低透磁率磁性体とすることで可能になるが、これでは、必要なインダクタンス値を得るために導体の線路長が長くなってしまう。インダクタンス素子を形成する層の一部を高透磁率磁性体とすることで導体の線路長を短くすることができる。
【００１０】
換言すると、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部にあっては、そこに内蔵されたコイル導体にて発生する磁界は高透磁率磁性体部に閉じ込められて外部に放射されにくい。一方、低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部にあっては、そこに内蔵されたコイル導体にて発生する磁界は外部に良好に放射される。従って、高透磁率磁性体部に低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部を重ねることで、低透磁率磁性体部に内蔵されたコイル導体が、高透磁率磁性体部に内蔵されたコイル導体にて発生する磁界を外に放射されやすくする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、必要なインダクタンス値を得たうえでインダクタンス素子の線路長を短くすることができ、かつ、磁界の放射量を多くして結合を強くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例である結合基板を示す断面図である。
【図２】第１実施例である結合基板の積層構造を示す平面図である。
【図３】第２実施例である結合基板を示す断面図である。
【図４】第２実施例である結合基板の積層構造を示す平面図である。
【図５】第３実施例である電磁結合モジュールを示す断面図である。
【図６】第４実施例である無線ＩＣデバイスを示す断面図である。
【図７】第４実施例である無線ＩＣデバイスの要部を示す斜視図である。
【図８】第４実施例である無線ＩＣデバイスの結合用パターンを拡大して示す斜視図である。
【図９】第５実施例である無線ＩＣデバイスの要部を示す斜視図である。
【図１０】第５実施例である無線ＩＣデバイスの結合用パターンを拡大して示す平面図である。
【図１１】第４実施例を構成するアンテナの等価回路図である。
【図１２】第５実施例を構成するアンテナの等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る結合基板、電磁結合モジュール及び無線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、各図面において、同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
（第１実施例、図１及び図２参照）
第１実施例である結合基板２５Ａは、図１に示すように、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部２６と、低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部２７とで積層体を形成し、高透磁率磁性体部２６及び低透磁率磁性体部２７にそれぞれ形成された導体４４，４５を螺旋状に接続したインダクタンス素子Ｌ１を備えている。また、積層体の上面には以下に説明する無線ＩＣチップとの接続用電極４２ａ，４２ｂが形成されている。
【００１５】
前記積層体において、高透磁率磁性体部２６における導体４４の幅は低透磁率磁性体部２７における導体４５の幅よりも広い。また、低透磁率磁性体部２７の一の平面における導体４５の巻き数は高透磁率磁性体部２６の一の平面における導体４４の巻き数よりも多い。
【００１６】
なお、高透磁率磁性体材料や低透磁率磁性体材料は、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、高透磁率磁性体部２６は透磁率がおよそ２０以上の材料、低透磁率磁性体部２７は透磁率がおよそ２未満の材料をそれぞれ用いることができる。
【００１７】
積層体は具体的には図２に示す積層構造を備えている。即ち、積層体は複数枚のシート４１ａ〜４１ｇを積層したもので、シート４１ａ〜４１ｄは高透磁率磁性体材料からなり、シート４１ｅ〜４１ｇは低透磁率磁性体材料からなる。
【００１８】
シート４１ａには電極４２ａ〜４２ｄとビアホール導体４３ａ，４３ｂが形成されている。シート４１ｂ，４１ｃ，４１ｄには螺旋状の導体４４とビアホール導体４３ｃ，４３ｄが形成されている。シート４１ｅ，４１ｆには螺旋状の導体４５とビアホール導体４３ｃ，４３ｄが形成されている。シート４１ｇには螺旋状の導体４５が形成されている。
【００１９】
各シート４１ａ〜４１ｇを積層することにより、それぞれの導体４４，４５がビアホール導体４３ｄを介して電気的に接続され、インダクタンス素子Ｌ１が形成される。インダクタンス素子Ｌ１の一端（シート４１ｂ上の導体４４の一端４４ａ）はビアホール導体４３ｂを介してシート４１ａ上の電極４２ｂに接続される。インダクタンス素子Ｌ１の他端（シート４１ｇ上の導体４５の一端４５ａ）はビアホール導体４３ｃ，４３ａを介してシート４１ａ上の電極４２ａに接続される。インダクタンス素子Ｌ１はそれ自身のインダクタンスと導体４４，４５の線間容量とで共振回路（給電回路）を形成し、所定の共振周波数で共振する。
【００２０】
以上の構造を備えた結合基板２５Ａは、以下に説明するように、無線ＩＣチップ及び放射板に結合することにより無線ＩＣデバイスを構成し、ＲＦＩＤシステムに用いられる。
【００２１】
前記結合基板２５Ａにおいて、低透磁率磁性体部２７においてインダクタンス素子Ｌ１を形成する導体４５は電流密度が上がりにくいので、導体幅を狭くすることができ、低透磁率磁性体部２７において導体４５の一の平面での巻き数を多くすることができる。その結果、低透磁率磁性体部２７における磁界の放射量が多くなり、放射板との結合が強くなる。磁界の放射量を多くするには、積層体の全ての層を低透磁率磁性体とすることで可能になるが、これでは、必要なインダクタンス値を得るために導体４５の線路長が長くなってしまう。インダクタンス素子Ｌ１を形成する層の一部を高透磁率磁性体とすることで導体４４の線路長を短くすることができる。
【００２２】
換言すると、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部２６にあっては、そこに内蔵されたコイル導体４４にて発生する磁界は高透磁率磁性体部２６に閉じ込められて外部に放射されにくい。一方、低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部２７にあっては、そこに内蔵されたコイル導体４５にて発生する磁界は外部に良好に放射される。従って、高透磁率磁性体部２６に低透磁率磁性体部２７を重ねることで、低透磁率磁性体部２７に内蔵されたコイル導体４５が、高透磁率磁性体部２６に内蔵されたコイル導体４４にて発生する磁界を外に放射されやすくする。
【００２３】
また、低透磁率磁性体部２７と高透磁率磁性体部２６とが接する界面において、低透磁率磁性体部２７に形成された導体４５の巻き数は、高透磁率磁性体部２６に形成された導体４４の巻き数よりも多い。これにて、高透磁率磁性体部２６で発生した磁界を低透磁率磁性体部２７から放射する磁界に効率的に結合させることができる。
【００２４】
さらに、前記インダクタンス素子Ｌ１のコイル軸は積層体の積層方向と一致している。これにて、インダクタンス素子Ｌ１を通常の積層工法によって容易に製造することができる。
【００２５】
（第２実施例、図３及び図４参照）
第２実施例である結合基板２５Ｂは、図３に示すように、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部２６と、低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部２７と、同じく低透磁率磁性体材料からなるいま一つの低透磁率磁性体部２８とで、高透磁率磁性体部２６を低透磁率磁性体部２７，２８で挟み込んだ状態の積層体を形成し、高透磁率磁性体部２６及び低透磁率磁性体部２７，２８にそれぞれ形成された導体５４，５５，５６を螺旋状に接続したインダクタンス素子Ｌ２を備えている。また、積層体の上面には以下に説明する無線ＩＣチップとの接続用電極５２ａ，５２ｂが形成されている。
【００２６】
前記積層体において、高透磁率磁性体部２６における導体５４の幅は低透磁率磁性体部２７における導体５５の幅よりも広い。また、低透磁率磁性体部２７の一の平面における導体５５の巻き数は高透磁率磁性体部２６の一の平面における導体５４の巻き数よりも多い。いま一つの低透磁率磁性体部２８の導体５６の巻き数は低透磁率磁性体部２７の一の平面における導体５５の巻き数よりも少ない。
【００２７】
積層体は具体的には図４に示す積層構造を備えている。即ち、積層体は複数枚のシート５１ａ〜５１ｈを積層したもので、シート５１ａ，５１ｂは低透磁率磁性体材料からなり、シート５１ｃ〜５１ｅは高透磁率磁性体材料からなり、シート５１ｆ〜５１ｈは低透磁率磁性体材料からなる。
【００２８】
シート５１ａには電極５２ａ〜５２ｄとビアホール導体５３ａ，５３ｂが形成されている。シート５１ｂには導体５６，５７とビアホール導体５３ｃ，５３ｄが形成されている。シート５１ｃ〜５１ｅには螺旋状の導体５４とビアホール導体５３ｃ，５３ｄが形成されている。シート５１ｆ，５１ｇには螺旋状の導体５５とビアホール導体５３ｃ，５３ｄが形成されている。シート５１ｈには螺旋状の導体５５が形成されている。
【００２９】
各シート５１ａ〜５１ｈを積層することにより、それぞれの導体５４〜５６がビアホール導体５３ｄを介して電気的に接続され、インダクタンス素子Ｌ２が形成される。インダクタンス素子Ｌ２の一端（シート５１ｂ上の導体５６の一端５６ａ）はビアホール導体５３ｂを介してシート５１ａ上の電極５２ｂに接続される。インダクタンス素子Ｌ２の他端（シート５１ｈ上の導体５５の一端５５ａ）はビアホール導体５３ｃ、導体５７、ビアホール導体５３ａを介してシート５１ａ上の電極５２ａに接続される。インダクタンス素子Ｌ２はそれ自身のインダクタンスと導体５４〜５６の線間容量とで共振回路（給電回路）を形成し、所定の共振周波数で共振する。
【００３０】
以上の構造を備えた結合基板２５Ｂは、以下に説明するように、無線ＩＣチップ及び放射板に結合することにより無線ＩＣデバイスを構成し、ＲＦＩＤシステムに用いられる。
【００３１】
前記結合基板２５Ｂの作用効果は前記第１実施例と基本的には同様である。特に、第２実施例においては、高透磁率磁性体部２６の低透磁率磁性体部２７が配置された面とは反対側の面に、低透磁率磁性体材料からなるいま一つの低透磁率磁性体部２８が配置されているため、高透磁率磁性体部２６と低透磁率磁性体部２７との熱膨張率の差により反りの発生を、低透磁率磁性体部２８によって抑制することができる。
【００３２】
また、いま一つの低透磁率磁性体部２８に形成された導体５６の一の平面における巻き数が、低透磁率磁性体部２７における導体５５の巻き数よりも少ないため、いま一つの低透磁率磁性体部２８からの磁界の放射を防ぐことができる。
【００３３】
（第３実施例、図５参照）
第３実施例である電磁結合モジュール２０は、図５に示すように、前記第２実施例として示した結合基板２５Ｂと、無線ＩＣチップ２１とを備えたものであり、前記インダクタンス素子Ｌ２と無線ＩＣチップ２１とが結合している。
【００３４】
無線ＩＣチップ２１は、従来から知られているように、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、入出力端子電極２１ａ，２１ｂ、及び図示されていない実装用の端子電極が設けられている。入出力端子電極２１ａ，２１ｂが結合基板２５Ｂの前記電極５２ａ，５２ｂと半田バンプ２２などによって接続されている。
【００３５】
この電磁結合モジュール２０は以下の第４及び第５実施例として説明するように放射板と組み合わせて無線ＩＣデバイスとして使用される。なお、結合基板としては前記第１実施例として示した結合基板２５Ａであってもよいことは勿論である。また、電磁結合モジュール２０としては、無線ＩＣとインダクタンス素子とが結合基板に一体的に内蔵されたものであってもよい。
【００３６】
（第４実施例、図６〜図８及び図１１参照）
第４実施例である無線ＩＣデバイス１Ａは、図６及び図７に示すように、基板１０と第３実施例として示した電磁結合モジュール２０とアンテナ（放射板）３０とで構成されている。アンテナ３０は、コイルパターン３１と、該コイルパターン３１の両端部に形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターン３２ａ，３２ｂとからなる。
【００３７】
基板１０はＰＥＴフィルムなどの誘電体からなる。コイルパターン３１は、基板１０の表面に図７に示すようにコイル状に形成されており、一方の端部にはスパイラル状の結合用パターン３２ａが形成されている。基板１０の裏面にはスパイラル状の結合用パターン３２ｂが前記結合用パターン３２ａと対向して配置されており、この結合用パターン３２ｂの端部３２ｃはビアホール導体３３を介してコイルパターン３１の他方の端部３１ｃと電気的に接続されている。そして、結合基板に内蔵されたインダクタンス素子は結合用パターン３２ａ，３２ｂと磁気的に結合している。なお、結合用コイルパターン３２ａ，３２ｂの詳細は図８に示されている。
【００３８】
以上の構成からなる無線ＩＣデバイス１Ａにおいて、リーダライタから放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯やＨＦ周波数帯）をコイルパターン３１で受信し、結合用パターン３２ａ，３２ｂと磁気的に結合しているインダクタンス素子Ｌ２からなる共振回路を共振させ、所定の周波数の受信信号のみを無線ＩＣチップ２１に供給する。無線ＩＣチップ２１は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メモリされている情報を読み出し、インダクタンス素子Ｌ２からなる共振回路にて所定の周波数に整合させた後、結合用パターン３２ａ，３２ｂを介して送信信号としてコイルパターン３１から放射し、リーダライタに送信する。
【００３９】
コイルパターン３１は開放型であり、コイルパターン３１の両端に位置する結合用パターン３２ａ，３２ｂが近接し、結合用パターン３２ａ，３２ｂでＬＣ共振器を形成している（図１１参照）。即ち、対向して配置されたスパイラル状の結合用パターン３２ａ，３２ｂ間に容量Ｃが形成され、この容量Ｃとスパイラル状の結合用パターン３２ａ，３２ｂで形成されるインダクタンスＬ１１，Ｌ１２によってＬＣ共振する。このＬＣ共振によってインピーダンスが無限大となり、結合用パターン３２ａ，３２ｂにエネルギーが集中する。この結果、アンテナ３０とそれに搭載される無線ＩＣチップ２１とのエネルギーの伝達効率が向上する。
【００４０】
そして、インダクタンス素子Ｌ２からなる共振回路の共振周波数は送受信信号の共振周波数に実質的に相当している。即ち、共振回路の共振周波数で無線ＩＣデバイス１Ａとしての共振周波数を決定している。従って、コイルパターン３１の共振周波数とは関係なく共振回路の共振周波数による通信が可能であり、１種類のアンテナ３０に対して種々の共振周波数の結合基板を組み合わせることができる。また、他からの影響で共振回路の共振周波数が変化することはないので、リーダライタとの通信は安定している。
【００４１】
コイルパターン３１の共振周波数は結合基板に含まれる共振回路の共振周波数よりも高く設定されていることが好ましい。例えば、共振回路の共振周波数が１３．５６ＭＨｚの場合、コイルパターン３１の共振周波数は１４ＭＨｚに設定する。これにて、共振回路とコイルパターン３１とが常に磁界結合することになる。アンテナ３０単体で見れば、その共振周波数が共振回路の共振周波数と近接すると通信距離が長くなる。しかし、他の無線ＩＣデバイスと近接したり、人間の手などの誘電体が近接した場合の通信障害を考慮すると、コイルパターン３１の共振周波数は高周波側に設定することが好ましい。
【００４２】
また、結合用パターン３２ａ，３２ｂは結合基板２５Ｂから放射される磁場の直下に配置され、結合基板２５Ｂ内のインダクタンス素子Ｌ２は結合用パターン３２ａ，３２ｂと同方向に電流が流れるようにスパイラル状に形成されているため（図４にインダクタンス素子Ｌ２に流れる電流の方向Ａを示し、図８に結合用パターン３２ａ，３２ｂに流れる電流の方向Ｂを示す）、より効率的にエネルギーを伝達することができる。
【００４３】
無線ＩＣチップ２１と結合基板２５Ｂとは電気的に接続されているが、結合基板２５Ｂとアンテナ３０とは絶縁性の接着剤で接合するだけでよい。接合の向きも任意であり、結合用パターン３２ａ，３２ｂの面積は結合基板２５Ｂの面積よりも大きいので、電磁結合モジュール２０を結合用パターン３２ａ上に実装する場合の位置合わせは極めて容易である。
【００４４】
特に、前記結合基板２５Ｂは、結合用パターン３２ａへの搭載面側の層（低透磁率磁性体部２７）の透磁率が低いため、結合基板２５Ｂの搭載面側に磁界が出やすく、結合用パターン３２ａ，３２ｂとのみ結合が強くなり、他からの干渉にも強くなる。
【００４５】
（第５実施例、図９、図１０及び図１２参照）
第５実施例である無線ＩＣデバイス１Ｂは、図示しない基板（第４実施例で示した基板１０と同じ）と、第３実施例として示した電磁結合モジュール２０と、図９に示すアンテナ（放射板）６０とで構成されている。アンテナ６０は、基板の表裏面に互いに対向して配置された二つのコイルパターン６１ａ，６１ｂと、コイルパターン６１ａ，６１ｂの一端部にそれぞれ形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターン６２ａ，６２ｂとからなる。電磁結合モジュール２０は結合用パターン６２ａ上に搭載（接着）される。本無線ＩＣデバイス１Ｂとリーダライタとの通信形態は第４実施例と同様である。なお、結合用コイルパターン６２ａ，６２ｂの詳細は図１０に示されている。
【００４６】
本第５実施例である無線ＩＣデバイス１Ｂにおいても、コイルパターン６１ａ，６１ｂは開放型であり、対向して配置されたコイルパターン６１ａ，６１ｂ間及びスパイラル状の結合用パターン６２ａ，６２ｂ間に容量Ｃが形成され、この容量Ｃと二つのコイルパターン６１ａ，６１ｂ及び結合用パターン６２ａ，６２ｂで全体的に形成されるインダクタンスＬ１１，Ｌ１２によってＬＣ共振する（図１２参照）。このＬＣ共振によってインピーダンスが無限大となり、コイルパターン６１ａ，６１ｂ及び結合用パターン６２ａ，６２ｂにエネルギーが集中する。この結果、アンテナ６０とそれに搭載される無線ＩＣチップ２１とのエネルギーの伝達効率が向上する。また、コイルパターン６１ａ，６１ｂが２層配置されているので、磁界をより多く発生させることができる。さらに、それぞれ二つずつ配置されているコイルパターン６１ａ，６１ｂ同士、結合用パターン６２ａ，６２ｂ同士が結合しているので、複数の無線ＩＣデバイスが近接したり、人間の手などの誘電体が近接してもパターン間に浮遊容量が生じることが抑制され、共振周波数の変動が防止される。その他の作用効果は前記第４実施例と同様である。
【００４７】
ちなみに、本第５実施例では、アンテナ６０の全体が所定周波数で共振する。よって、アンテナ６０の一部である結合用パターン６２ａ，６２ｂ上に電磁結合モジュール２０を搭載すると、アンテナ６０と電磁結合モジュール２０とは所定周波数で磁界によってのみ結合する。アンテナ６０とリーダライタとは電磁界結合である。
【００４８】
（他の実施例）
なお、本発明に係る結合基板、電磁結合モジュール及び無線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できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明は、ＲＦＩＤシステムに用いる無線ＩＣデバイスに有用であり、特に、結合基板のインダクタンス素子の線路長を短くでき、かつ、結合を強くできる点で優れている。
【符号の説明】
【００５０】
１Ａ，１Ｂ…無線ＩＣデバイス
２０…電磁結合モジュール
２１…無線ＩＣチップ
２５Ａ，２５Ｂ…結合基板
２６…高透磁率磁性体部
２７，２８…低透磁率磁性体部
３０…アンテナ
３１…コイルパターン
３２ａ，３２ｂ…結合用パターン
４４，４５，５４，５５，５６，５７…導体
６０…アンテナ
６１ａ，６１ｂ…コイルパターン
６２ａ，６２ｂ…結合用パターン
Ｌ１，Ｌ２…インダクタンス素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結合基板、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる無線ＩＣデバイス用の結合基板、該結合基板を備えた電磁結合モジュール、及び、該電磁結合モジュールを備えた無線ＩＣデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物品の管理システムとして、電磁波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無線ＩＣ（ＩＣタグ、無線ＩＣデバイスなどと称する）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。無線ＩＣはアンテナ（放射板）と結合されることによりリーダライタとの通信が可能になる。
【０００３】
この種の無線ＩＣとして、特許文献１には、無線ＩＣチップと放射板とを結合させる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該高透磁率磁性体部に設けられていることが記載されている。この構成によって、インダクタンス素子のＱ値を向上させることができる。一方、この種の給電回路基板においては、インダクタンス素子の線路長を短くして基板のコンパクト化を図るとともに、放射板との結合をより強くすることが求められている。しかし、このような課題に対して特許文献１では言及するところがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／１３８８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、インダクタンス素子の線路長を短くでき、かつ、結合を強くできる結合基板、電磁結合モジュール及び無線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】
以上の目的を達成するため、本発明の第１の形態である結合基板は、
高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部と、低透磁率磁性体材料からなる第１の低透磁率磁性体部とで積層体を形成し、
高透磁率磁性体部及び第１の低透磁率磁性体部にそれぞれ形成された導体を螺旋状に接続したインダクタンス素子を備え、
高透磁率磁性体部における前記導体の幅が、第１の低透磁率磁性体部における前記導体の幅よりも広く、
第１の低透磁率磁性体部の一の平面における前記導体の巻き数が、高透磁率磁性体部の一の平面における前記導体の巻き数よりも多いこと、
を特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の形態である電磁結合モジュールは、前記第１の形態である結合基板と、無線ＩＣとを備え、インダクタンス素子と無線ＩＣとが結合していることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の形態である無線ＩＣデバイスは、前記第２の形態である電磁結合モジュールと、放射板とを備え、インダクタンス素子と放射板とが結合していることを特徴とする。
【０００９】
前記結合基板において、低透磁率磁性体部においてはインダクタンス素子を形成する導体は電流密度が上がりにくいので、導体幅を狭くすることができ、低透磁率磁性体部において導体の一の平面での巻き数を多くすることができる。その結果、低透磁率磁性体部における磁界の放射量が多くなり、放射板との結合が強くなる。磁界の放射量を多くするには、積層体の全ての層を低透磁率磁性体とすることで可能になるが、これでは、必要なインダクタンス値を得るために導体の線路長が長くなってしまう。インダクタンス素子を形成する層の一部を高透磁率磁性体とすることで導体の線路長を短くすることができる。
【００１０】
換言すると、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部にあっては、そこに内蔵されたコイル導体にて発生する磁界は高透磁率磁性体部に閉じ込められて外部に放射されにくい。一方、低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部にあっては、そこに内蔵されたコイル導体にて発生する磁界は外部に良好に放射される。従って、高透磁率磁性体部に低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部を重ねることで、低透磁率磁性体部に内蔵されたコイル導体が、高透磁率磁性体部に内蔵されたコイル導体にて発生する磁界を外に放射されやすくする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、必要なインダクタンス値を得たうえでインダクタンス素子の線路長を短くすることができ、かつ、磁界の放射量を多くして結合を強くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例である結合基板を示す断面図である。
【図２】第１実施例である結合基板の積層構造を示す平面図である。
【図３】第２実施例である結合基板を示す断面図である。
【図４】第２実施例である結合基板の積層構造を示す平面図である。
【図５】第３実施例である電磁結合モジュールを示す断面図である。
【図６】第４実施例である無線ＩＣデバイスを示す断面図である。
【図７】第４実施例である無線ＩＣデバイスの要部を示す斜視図である。
【図８】第４実施例である無線ＩＣデバイスの結合用パターンを拡大して示す斜視図である。
【図９】第５実施例である無線ＩＣデバイスの要部を示す斜視図である。
【図１０】第５実施例である無線ＩＣデバイスの結合用パターンを拡大して示す平面図である。
【図１１】第４実施例を構成するアンテナの等価回路図である。
【図１２】第５実施例を構成するアンテナの等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る結合基板、電磁結合モジュール及び無線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、各図面において、同じ部材、部分には共通する符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１４】
（第１実施例、図１及び図２参照）
第１実施例である結合基板２５Ａは、図１に示すように、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部２６と、低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部２７とで積層体を形成し、高透磁率磁性体部２６及び低透磁率磁性体部２７にそれぞれ形成された導体４４，４５を螺旋状に接続したインダクタンス素子Ｌ１を備えている。また、積層体の上面には以下に説明する無線ＩＣチップとの接続用電極４２ａ，４２ｂが形成されている。
【００１５】
前記積層体において、高透磁率磁性体部２６における導体４４の幅は低透磁率磁性体部２７における導体４５の幅よりも広い。また、低透磁率磁性体部２７の一の平面における導体４５の巻き数は高透磁率磁性体部２６の一の平面における導体４４の巻き数よりも多い。
【００１６】
なお、高透磁率磁性体材料や低透磁率磁性体材料は、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、高透磁率磁性体部２６は透磁率がおよそ２０以上の材料、低透磁率磁性体部２７は透磁率がおよそ２未満の材料をそれぞれ用いることができる。
【００１７】
積層体は具体的には図２に示す積層構造を備えている。即ち、積層体は複数枚のシート４１ａ〜４１ｇを積層したもので、シート４１ａ〜４１ｄは高透磁率磁性体材料からなり、シート４１ｅ〜４１ｇは低透磁率磁性体材料からなる。
【００１８】
シート４１ａには電極４２ａ〜４２ｄとビアホール導体４３ａ，４３ｂが形成されている。シート４１ｂ，４１ｃ，４１ｄには螺旋状の導体４４とビアホール導体４３ｃ，４３ｄが形成されている。シート４１ｅ，４１ｆには螺旋状の導体４５とビアホール導体４３ｃ，４３ｄが形成されている。シート４１ｇには螺旋状の導体４５が形成されている。
【００１９】
各シート４１ａ〜４１ｇを積層することにより、それぞれの導体４４，４５がビアホール導体４３ｄを介して電気的に接続され、インダクタンス素子Ｌ１が形成される。インダクタンス素子Ｌ１の一端（シート４１ｂ上の導体４４の一端４４ａ）はビアホール導体４３ｂを介してシート４１ａ上の電極４２ｂに接続される。インダクタンス素子Ｌ１の他端（シート４１ｇ上の導体４５の一端４５ａ）はビアホール導体４３ｃ，４３ａを介してシート４１ａ上の電極４２ａに接続される。インダクタンス素子Ｌ１はそれ自身のインダクタンスと導体４４，４５の線間容量とで共振回路（給電回路）を形成し、所定の共振周波数で共振する。
【００２０】
以上の構造を備えた結合基板２５Ａは、以下に説明するように、無線ＩＣチップ及び放射板に結合することにより無線ＩＣデバイスを構成し、ＲＦＩＤシステムに用いられる。
【００２１】
前記結合基板２５Ａにおいて、低透磁率磁性体部２７においてインダクタンス素子Ｌ１を形成する導体４５は電流密度が上がりにくいので、導体幅を狭くすることができ、低透磁率磁性体部２７において導体４５の一の平面での巻き数を多くすることができる。その結果、低透磁率磁性体部２７における磁界の放射量が多くなり、放射板との結合が強くなる。磁界の放射量を多くするには、積層体の全ての層を低透磁率磁性体とすることで可能になるが、これでは、必要なインダクタンス値を得るために導体４５の線路長が長くなってしまう。インダクタンス素子Ｌ１を形成する層の一部を高透磁率磁性体とすることで導体４４の線路長を短くすることができる。
【００２２】
換言すると、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部２６にあっては、そこに内蔵されたコイル導体４４にて発生する磁界は高透磁率磁性体部２６に閉じ込められて外部に放射されにくい。一方、低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部２７にあっては、そこに内蔵されたコイル導体４５にて発生する磁界は外部に良好に放射される。従って、高透磁率磁性体部２６に低透磁率磁性体部２７を重ねることで、低透磁率磁性体部２７に内蔵されたコイル導体４５が、高透磁率磁性体部２６に内蔵されたコイル導体４４にて発生する磁界を外に放射されやすくする。
【００２３】
また、低透磁率磁性体部２７と高透磁率磁性体部２６とが接する界面において、低透磁率磁性体部２７に形成された導体４５の巻き数は、高透磁率磁性体部２６に形成された導体４４の巻き数よりも多い。これにて、高透磁率磁性体部２６で発生した磁界を低透磁率磁性体部２７から放射する磁界に効率的に結合させることができる。
【００２４】
さらに、前記インダクタンス素子Ｌ１のコイル軸は積層体の積層方向と一致している。これにて、インダクタンス素子Ｌ１を通常の積層工法によって容易に製造することができる。
【００２５】
（第２実施例、図３及び図４参照）
第２実施例である結合基板２５Ｂは、図３に示すように、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部２６と、低透磁率磁性体材料からなる低透磁率磁性体部２７と、同じく低透磁率磁性体材料からなるいま一つの低透磁率磁性体部２８とで、高透磁率磁性体部２６を低透磁率磁性体部２７，２８で挟み込んだ状態の積層体を形成し、高透磁率磁性体部２６及び低透磁率磁性体部２７，２８にそれぞれ形成された導体５４，５５，５６を螺旋状に接続したインダクタンス素子Ｌ２を備えている。また、積層体の上面には以下に説明する無線ＩＣチップとの接続用電極５２ａ，５２ｂが形成されている。
【００２６】
前記積層体において、高透磁率磁性体部２６における導体５４の幅は低透磁率磁性体部２７における導体５５の幅よりも広い。また、低透磁率磁性体部２７の一の平面における導体５５の巻き数は高透磁率磁性体部２６の一の平面における導体５４の巻き数よりも多い。いま一つの低透磁率磁性体部２８の導体５６の巻き数は低透磁率磁性体部２７の一の平面における導体５５の巻き数よりも少ない。
【００２７】
積層体は具体的には図４に示す積層構造を備えている。即ち、積層体は複数枚のシート５１ａ〜５１ｈを積層したもので、シート５１ａ，５１ｂは低透磁率磁性体材料からなり、シート５１ｃ〜５１ｅは高透磁率磁性体材料からなり、シート５１ｆ〜５１ｈは低透磁率磁性体材料からなる。
【００２８】
シート５１ａには電極５２ａ〜５２ｄとビアホール導体５３ａ，５３ｂが形成されている。シート５１ｂには導体５６，５７とビアホール導体５３ｃ，５３ｄが形成されている。シート５１ｃ〜５１ｅには螺旋状の導体５４とビアホール導体５３ｃ，５３ｄが形成されている。シート５１ｆ，５１ｇには螺旋状の導体５５とビアホール導体５３ｃ，５３ｄが形成されている。シート５１ｈには螺旋状の導体５５が形成されている。
【００２９】
各シート５１ａ〜５１ｈを積層することにより、それぞれの導体５４〜５６がビアホール導体５３ｄを介して電気的に接続され、インダクタンス素子Ｌ２が形成される。インダクタンス素子Ｌ２の一端（シート５１ｂ上の導体５６の一端５６ａ）はビアホール導体５３ｂを介してシート５１ａ上の電極５２ｂに接続される。インダクタンス素子Ｌ２の他端（シート５１ｈ上の導体５５の一端５５ａ）はビアホール導体５３ｃ、導体５７、ビアホール導体５３ａを介してシート５１ａ上の電極５２ａに接続される。インダクタンス素子Ｌ２はそれ自身のインダクタンスと導体５４〜５６の線間容量とで共振回路（給電回路）を形成し、所定の共振周波数で共振する。
【００３０】
以上の構造を備えた結合基板２５Ｂは、以下に説明するように、無線ＩＣチップ及び放射板に結合することにより無線ＩＣデバイスを構成し、ＲＦＩＤシステムに用いられる。
【００３１】
前記結合基板２５Ｂの作用効果は前記第１実施例と基本的には同様である。特に、第２実施例においては、高透磁率磁性体部２６の低透磁率磁性体部２７が配置された面とは反対側の面に、低透磁率磁性体材料からなるいま一つの低透磁率磁性体部２８が配置されているため、高透磁率磁性体部２６と低透磁率磁性体部２７との熱膨張率の差により反りの発生を、低透磁率磁性体部２８によって抑制することができる。
【００３２】
また、いま一つの低透磁率磁性体部２８に形成された導体５６の一の平面における巻き数が、低透磁率磁性体部２７における導体５５の巻き数よりも少ないため、いま一つの低透磁率磁性体部２８からの磁界の放射を防ぐことができる。
【００３３】
（第３実施例、図５参照）
第３実施例である電磁結合モジュール２０は、図５に示すように、前記第２実施例として示した結合基板２５Ｂと、無線ＩＣチップ２１とを備えたものであり、前記インダクタンス素子Ｌ２と無線ＩＣチップ２１とが結合している。
【００３４】
無線ＩＣチップ２１は、従来から知られているように、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、入出力端子電極２１ａ，２１ｂ、及び図示されていない実装用の端子電極が設けられている。入出力端子電極２１ａ，２１ｂが結合基板２５Ｂの前記電極５２ａ，５２ｂと半田バンプ２２などによって接続されている。
【００３５】
この電磁結合モジュール２０は以下の第４及び第５実施例として説明するように放射板と組み合わせて無線ＩＣデバイスとして使用される。なお、結合基板としては前記第１実施例として示した結合基板２５Ａであってもよいことは勿論である。また、電磁結合モジュール２０としては、無線ＩＣとインダクタンス素子とが結合基板に一体的に内蔵されたものであってもよい。
【００３６】
（第４実施例、図６〜図８及び図１１参照）
第４実施例である無線ＩＣデバイス１Ａは、図６及び図７に示すように、基板１０と第３実施例として示した電磁結合モジュール２０とアンテナ（放射板）３０とで構成されている。アンテナ３０は、コイルパターン３１と、該コイルパターン３１の両端部に形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターン３２ａ，３２ｂとからなる。
【００３７】
基板１０はＰＥＴフィルムなどの誘電体からなる。コイルパターン３１は、基板１０の表面に図７に示すようにコイル状に形成されており、一方の端部にはスパイラル状の結合用パターン３２ａが形成されている。基板１０の裏面にはスパイラル状の結合用パターン３２ｂが前記結合用パターン３２ａと対向して配置されており、この結合用パターン３２ｂの端部３２ｃはビアホール導体３３を介してコイルパターン３１の他方の端部３１ｃと電気的に接続されている。そして、結合基板に内蔵されたインダクタンス素子は結合用パターン３２ａ，３２ｂと磁気的に結合している。なお、結合用コイルパターン３２ａ，３２ｂの詳細は図８に示されている。
【００３８】
以上の構成からなる無線ＩＣデバイス１Ａにおいて、リーダライタから放射される高周波信号（例えば、ＵＨＦ周波数帯やＨＦ周波数帯）をコイルパターン３１で受信し、結合用パターン３２ａ，３２ｂと磁気的に結合しているインダクタンス素子Ｌ２からなる共振回路を共振させ、所定の周波数の受信信号のみを無線ＩＣチップ２１に供給する。無線ＩＣチップ２１は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メモリされている情報を読み出し、インダクタンス素子Ｌ２からなる共振回路にて所定の周波数に整合させた後、結合用パターン３２ａ，３２ｂを介して送信信号としてコイルパターン３１から放射し、リーダライタに送信する。
【００３９】
コイルパターン３１は開放型であり、コイルパターン３１の両端に位置する結合用パターン３２ａ，３２ｂが近接し、結合用パターン３２ａ，３２ｂでＬＣ共振器を形成している（図１１参照）。即ち、対向して配置されたスパイラル状の結合用パターン３２ａ，３２ｂ間に容量Ｃが形成され、この容量Ｃとスパイラル状の結合用パターン３２ａ，３２ｂで形成されるインダクタンスＬ１１，Ｌ１２によってＬＣ共振する。このＬＣ共振によってインピーダンスが無限大となり、結合用パターン３２ａ，３２ｂにエネルギーが集中する。この結果、アンテナ３０とそれに搭載される無線ＩＣチップ２１とのエネルギーの伝達効率が向上する。
【００４０】
そして、インダクタンス素子Ｌ２からなる共振回路の共振周波数は送受信信号の共振周波数に実質的に相当している。即ち、共振回路の共振周波数で無線ＩＣデバイス１Ａとしての共振周波数を決定している。従って、コイルパターン３１の共振周波数とは関係なく共振回路の共振周波数による通信が可能であり、１種類のアンテナ３０に対して種々の共振周波数の結合基板を組み合わせることができる。また、他からの影響で共振回路の共振周波数が変化することはないので、リーダライタとの通信は安定している。
【００４１】
コイルパターン３１の共振周波数は結合基板に含まれる共振回路の共振周波数よりも高く設定されていることが好ましい。例えば、共振回路の共振周波数が１３．５６ＭＨｚの場合、コイルパターン３１の共振周波数は１４ＭＨｚに設定する。これにて、共振回路とコイルパターン３１とが常に磁界結合することになる。アンテナ３０単体で見れば、その共振周波数が共振回路の共振周波数と近接すると通信距離が長くなる。しかし、他の無線ＩＣデバイスと近接したり、人間の手などの誘電体が近接した場合の通信障害を考慮すると、コイルパターン３１の共振周波数は高周波側に設定することが好ましい。
【００４２】
また、結合用パターン３２ａ，３２ｂは結合基板２５Ｂから放射される磁場の直下に配置され、結合基板２５Ｂ内のインダクタンス素子Ｌ２は結合用パターン３２ａ，３２ｂと同方向に電流が流れるようにスパイラル状に形成されているため（図４にインダクタンス素子Ｌ２に流れる電流の方向Ａを示し、図８に結合用パターン３２ａ，３２ｂに流れる電流の方向Ｂを示す）、より効率的にエネルギーを伝達することができる。
【００４３】
無線ＩＣチップ２１と結合基板２５Ｂとは電気的に接続されているが、結合基板２５Ｂとアンテナ３０とは絶縁性の接着剤で接合するだけでよい。接合の向きも任意であり、結合用パターン３２ａ，３２ｂの面積は結合基板２５Ｂの面積よりも大きいので、電磁結合モジュール２０を結合用パターン３２ａ上に実装する場合の位置合わせは極めて容易である。
【００４４】
特に、前記結合基板２５Ｂは、結合用パターン３２ａへの搭載面側の層（低透磁率磁性体部２７）の透磁率が低いため、結合基板２５Ｂの搭載面側に磁界が出やすく、結合用パターン３２ａ，３２ｂとのみ結合が強くなり、他からの干渉にも強くなる。
【００４５】
（第５実施例、図９、図１０及び図１２参照）
第５実施例である無線ＩＣデバイス１Ｂは、図示しない基板（第４実施例で示した基板１０と同じ）と、第３実施例として示した電磁結合モジュール２０と、図９に示すアンテナ（放射板）６０とで構成されている。アンテナ６０は、基板の表裏面に互いに対向して配置された二つのコイルパターン６１ａ，６１ｂと、コイルパターン６１ａ，６１ｂの一端部にそれぞれ形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターン６２ａ，６２ｂとからなる。電磁結合モジュール２０は結合用パターン６２ａ上に搭載（接着）される。本無線ＩＣデバイス１Ｂとリーダライタとの通信形態は第４実施例と同様である。なお、結合用コイルパターン６２ａ，６２ｂの詳細は図１０に示されている。
【００４６】
本第５実施例である無線ＩＣデバイス１Ｂにおいても、コイルパターン６１ａ，６１ｂは開放型であり、対向して配置されたコイルパターン６１ａ，６１ｂ間及びスパイラル状の結合用パターン６２ａ，６２ｂ間に容量Ｃが形成され、この容量Ｃと二つのコイルパターン６１ａ，６１ｂ及び結合用パターン６２ａ，６２ｂで全体的に形成されるインダクタンスＬ１１，Ｌ１２によってＬＣ共振する（図１２参照）。このＬＣ共振によってインピーダンスが無限大となり、コイルパターン６１ａ，６１ｂ及び結合用パターン６２ａ，６２ｂにエネルギーが集中する。この結果、アンテナ６０とそれに搭載される無線ＩＣチップ２１とのエネルギーの伝達効率が向上する。また、コイルパターン６１ａ，６１ｂが２層配置されているので、磁界をより多く発生させることができる。さらに、それぞれ二つずつ配置されているコイルパターン６１ａ，６１ｂ同士、結合用パターン６２ａ，６２ｂ同士が結合しているので、複数の無線ＩＣデバイスが近接したり、人間の手などの誘電体が近接してもパターン間に浮遊容量が生じることが抑制され、共振周波数の変動が防止される。その他の作用効果は前記第４実施例と同様である。
【００４７】
ちなみに、本第５実施例では、アンテナ６０の全体が所定周波数で共振する。よって、アンテナ６０の一部である結合用パターン６２ａ，６２ｂ上に電磁結合モジュール２０を搭載すると、アンテナ６０と電磁結合モジュール２０とは所定周波数で磁界によってのみ結合する。アンテナ６０とリーダライタとは電磁界結合である。
【００４８】
（他の実施例）
なお、本発明に係る結合基板、電磁結合モジュール及び無線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できることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上のように、本発明は、ＲＦＩＤシステムに用いる無線ＩＣデバイスに有用であり、特に、結合基板のインダクタンス素子の線路長を短くでき、かつ、結合を強くできる点で優れている。
【符号の説明】
【００５０】
１Ａ，１Ｂ…無線ＩＣデバイス
２０…電磁結合モジュール
２１…無線ＩＣチップ
２５Ａ，２５Ｂ…結合基板
２６…高透磁率磁性体部
２７，２８…低透磁率磁性体部
３０…アンテナ
３１…コイルパターン
３２ａ，３２ｂ…結合用パターン
４４，４５，５４，５５，５６，５７…導体
６０…アンテナ
６１ａ，６１ｂ…コイルパターン
６２ａ，６２ｂ…結合用パターン
Ｌ１，Ｌ２…インダクタンス素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部と、低透磁率磁性体材料からなる第１の低透磁率磁性体部とで積層体を形成し、
高透磁率磁性体部及び第１の低透磁率磁性体部にそれぞれ形成された導体を螺旋状に接続したインダクタンス素子を備え、
高透磁率磁性体部における前記導体の幅が、第１の低透磁率磁性体部における前記導体の幅よりも広く、
第１の低透磁率磁性体部の一の平面における前記導体の巻き数が、高透磁率磁性体部の一の平面における前記導体の巻き数よりも多いこと、
を特徴とする結合基板。
【請求項２】
高透磁率磁性体部の、第１の低透磁率磁性体部が配置された面とは反対側の面に、低透磁率磁性体材料からなる第２の低透磁率磁性体部が配置されていること、を特徴とする請求項１に記載の結合基板。
【請求項３】
第２の低透磁率磁性体部に形成された前記インダクタンス素子を構成する導体の一の平面における巻き数が、第１の低透磁率磁性体部における前記導体の巻き数よりも少ないこと、を特徴とする請求項２に記載の結合基板。
【請求項４】
第１の低透磁率磁性体部と高透磁率磁性体部とが接する界面において、第１の低透磁率磁性体部に形成された導体の巻き数が、高透磁率磁性体部に形成された導体の巻き数よりも多いこと、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結合基板。
【請求項５】
前記インダクタンス素子のコイル軸は積層体の積層方向と一致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結合基板。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の結合基板と、無線ＩＣとを備え、
前記インダクタンス素子と前記無線ＩＣとが結合していること、
を特徴とする電磁結合モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の電磁結合モジュールと、放射板とを備え、
前記インダクタンス素子と前記放射板とが結合していること、
を特徴とする無線ＩＣデバイス。
【請求項８】
前記第１の低透磁率磁性体部と前記放射板とが対向していることを特徴とする請求項７に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項９】
前記放射板は、コイルパターンと、該コイルパターンの両端部に形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターンとを備えていること、を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１０】
前記放射板は、互いに対向して配置されている二つのコイルパターンと、該二つのコイルパターンの両端部に形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターンとを備えていること、を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１】
高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部と、低透磁率磁性体材料からなる第１の低透磁率磁性体部とで積層体を形成し、
高透磁率磁性体部及び第１の低透磁率磁性体部にそれぞれ形成された導体を螺旋状に接続したインダクタンス素子を備え、
高透磁率磁性体部における前記導体の幅が、第１の低透磁率磁性体部における前記導体の幅よりも広く、
第１の低透磁率磁性体部の一の平面における前記導体の巻き数が、高透磁率磁性体部の一の平面における前記導体の巻き数よりも多いこと、
を特徴とする結合基板。
【請求項２】
高透磁率磁性体部の、第１の低透磁率磁性体部が配置された面とは反対側の面に、低透磁率磁性体材料からなる第２の低透磁率磁性体部が配置されていること、を特徴とする請求項１に記載の結合基板。
【請求項３】
第２の低透磁率磁性体部に形成された前記インダクタンス素子を構成する導体の一の平面における巻き数が、第１の低透磁率磁性体部における前記導体の巻き数よりも少ないこと、を特徴とする請求項２に記載の結合基板。
【請求項４】
第１の低透磁率磁性体部と高透磁率磁性体部とが接する界面において、第１の低透磁率磁性体部に形成された導体の巻き数が、高透磁率磁性体部に形成された導体の巻き数よりも多いこと、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結合基板。
【請求項５】
前記インダクタンス素子のコイル軸は積層体の積層方向と一致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結合基板。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の結合基板と、無線ＩＣとを備え、
前記インダクタンス素子と前記無線ＩＣとが結合していること、
を特徴とする電磁結合モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の電磁結合モジュールと、放射板とを備え、
前記インダクタンス素子と前記放射板とが結合していること、
を特徴とする無線ＩＣデバイス。
【請求項８】
前記第１の低透磁率磁性体部と前記放射板とが対向していることを特徴とする請求項７に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項９】
前記放射板は、コイルパターンと、該コイルパターンの両端部に形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターンとを備えていること、を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の無線ＩＣデバイス。
【請求項１０】
前記放射板は、互いに対向して配置されている二つのコイルパターンと、該二つのコイルパターンの両端部に形成され、かつ、互いに対向して配置されているスパイラル状の結合用パターンとを備えていること、を特徴とする請求項７又は請求項８に記載の無線ＩＣデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２５８９１３（Ｐ２０１０−２５８９１３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０８４７１（Ｐ２００９−１０８４７１）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【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２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【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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