給電回路
【課題】使用環境などからの影響を受けにくく、放射特性の変動を抑制することができ、広帯域での使用が可能な給電回路を得る。
【解決手段】給電端子４２ａ，４２ｂと放射板との間に配置され、放射板に送信信号を供給する、及び／又は放射板から受信信号を供給される給電回路。この給電回路は、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む共振回路及び／又は整合回路を有している。インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は、それぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成され、かつ、それぞれ直流的に導通するように接続されている。
【解決手段】給電端子４２ａ，４２ｂと放射板との間に配置され、放射板に送信信号を供給する、及び／又は放射板から受信信号を供給される給電回路。この給電回路は、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む共振回路及び／又は整合回路を有している。インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は、それぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成され、かつ、それぞれ直流的に導通するように接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電回路、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる無線ＩＣデバイスに搭載される給電回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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た所定の情報を記憶した無線タグ（無線ＩＣデバイスとも称する）とを非接触方式で通信し、情報を伝達するＲＦＩＤシステムが開発されている。この種のＲＦＩＤシステムに使用される無線タグとして、特許文献１には、フレキシブルな基板上にアンテナと整合回路を形成し、それらと電気的に導通するようにＩＣチップを配置したものが提案されている。ここでは基板上にループ状のコイル（インダクタ）を形成して整合回路を構成している。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の無線タグでは、ＩＣチップをアンテナとのインピーダンス整合を行う整合回路が、フレキシブル基板上に露出しており、無線タグを貼り付ける物品の誘電率や物品の周囲の状況により、ループ状コイルのインダクタンス値が変動し、整合回路の特性も変動するという不具合を有している。この変動によって、ＩＣチップをアンテナとの間での信号の伝達に損失が生じ、アンテナの放射特性が低下するという問題点が発生する。また、無線タグの使用周波数はアンテナ長で決定され、アンテナを貼り付ける物品の誘電率などに応じてその都度アンテナを設計する必要があり、極めて煩雑であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８０３６７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、使用環境などからの影響を受けにくく、放射特性の変動を抑制することができ、広帯域での使用が可能な給電回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の一形態である給電回路は、
複数の給電端子と放射板との間に配置され、前記放射板に送信信号を供給する及び／又は、前記放射板から受信信号を供給される給電回路であって、
少なくとも二つのインダクタンス素子を含み、
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は、それぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成され、かつ、それぞれ直流的に導通するように接続されていること、
を特徴とする。
【０００７】
前記給電回路においては、給電回路自身で信号の周波数を設定するため、本給電回路を搭載した無線ＩＣデバイスを種々の物品に取り付けてもそのままで動作し、放射特性の変動が抑制され、個別の物品ごとに放射板などの設計変更をする必要がなくなる。特に、給電回路を構成する少なくとも二つのインダクタンス素子はそれぞれ逆方向に巻かれているため、インダクタンス素子で発生する磁界が相殺され、Ｑ値が低くなるので共振特性の急峻性がなくなり、共振周波数付近で広帯域化することになる。また、磁界の方向が互いに逆方向を向くので、一方の磁界が上向きのとき、他方の磁界は下向きになる。これは、交流電流源のプラスとマイナスに相当し、磁界エネルギーを通して放射板にほぼ１００％のエネルギー伝達を可能にする。
【０００８】
放射板から放射する送信信号の周波数及び給電端子に供給する受信信号の周波数は、給電回路の共振周波数に実質的に相当し、信号の最大利得は、給電回路のサイズ、形状、給電回路と放射板との距離及び媒質の少なくとも一つで実質的に決定される。給電回路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、配置関係などによらず、例えば、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。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、給電回路が搭載された無線ＩＣデバイスが貼り付けられる物品などによって周波数や放射特性が影響を受けることを効果的に防止できる。しかも、給電回路を構成する少なくとも二つのインダクタンス素子をそれぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成したため、発生する磁界が相殺され、共振周波数付近で広帯域化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施例である無線ＩＣデバイスを構成する給電回路を示す等価回路図。
【図２】第１実施例である無線ＩＣデバイスを構成する放射基板を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は給電回路基板を貼着した状態を示す平面図。
【図３】第１実施例である無線ＩＣデバイスを構成する給電回路基板上に無線ＩＣチップを搭載した状態を示す斜視図。
【図４】第１実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図５】第２実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図６】第３実施例である無線ＩＣデバイスの等価回路図。
【図７】第３実施例である無線ＩＣデバイスの放射基板を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は裏面図、（Ｃ）は裏面に設けた磁性体の平面図。
【図８】第３実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図９】第４実施例である無線ＩＣデバイスを示す斜視図。
【図１０】第４実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図１１】第５実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図１２】第６実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す斜視図。
【図１３】第７実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す斜視図。
【図１４】第８実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す斜視図。
【図１５】図１４に示した給電回路基板の等価回路図。
【図１６】第８実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の他の積層構造を示す斜視図。
【図１７】図１６に示した給電回路基板の等価回路図。
【図１８】第９実施例である無線ＩＣデバイスを示す斜視図。
【図１９】第９実施例である無線ＩＣデバイスを金属缶に取り付けた状態を示す斜視図。
【図２０】図１９の部分拡大断面図。
【図２１】第１０実施例である無線ＩＣデバイスを構成する給電回路を示す等価回路図。
【図２２】第１０実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の作製工程を示す説明図。
【図２３】図２２に示した作製工程途中を示す裏面図。
【図２４】第１１実施例である無線ＩＣデバイスを構成する給電回路を示す等価回路図。
【図２５】第１１実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の作製工程を示す説明図。
【図２６】図２５に示した作製工程途中を示す裏面図。
【図２７】（Ａ）は第１２実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路を示す等価回路図、（Ｂ）は第１３実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路を示す等価回路図。
【図２８】（Ａ）は第１４実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路を示す等価回路図、（Ｂ）は第１５実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路を示す等価回路図。
【図２９】第１２実施例〜第１５実施例である無線ＩＣデバイスを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ），（Ｄ）は裏面図である。
【図３０】第１２実施例〜第１５実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図３１】第１２実施例〜第１５実施例である無線ＩＣデバイスを示し、（Ａ）は放射基板上に給電回路基板を搭載した状態の平面図、（Ｂ）は放射基板の第１例を示す平面図、（Ｃ）は放射基板の第２例を示す平面図、（Ｄ）は放射基板の裏面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る給電回路の実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１実施例、図１〜図４参照）
第１実施例である無線ＩＣデバイスは、図３に示す、所定周波数の送受信信号を処理する無線ＩＣチップ１０と、この無線ＩＣチップ１０を搭載した給電回路基板２０と、図２（Ａ）又は図２（Ｂ）に示す放射基板３０とで構成されている。
【００１３】
給電回路基板２０は、図１に等価回路として示すように、互いに異なるインダクタンス値を有し、かつ、互いに逆相で磁気結合（相互インダクタンスＭで示す）されているインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む共振回路・整合回路を有する給電回路２１（詳細は図４を参照して以下に説明する）を備えている。
【００１４】
無線ＩＣチップ１０は、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路などを含み、必要な情報がメモリされており、裏面に図示しない一対の入出力端子電極及び一対の実装用端子電極が設けられている。図３に示すように、入出力端子電極は給電回路基板２０上に形成した給電端子電極４２ａ，４２ｂに、実装用端子電極は実装電極４３ａ，４３ｂに金属バンプなどを介して電気的に接続されている。
【００１５】
放射基板３０は、図２に示すように、フレキシブルな樹脂フィルム基板３１上の周縁部に非磁性金属材料からなるループ状の放射板３２が形成され、一方の端部３２ａと他方の端部３２ｂに前記給電回路基板２０が接着剤を介して貼着されている。端部３２ａ，３２ｂはそれぞれ給電回路２１のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２のいずれかと結合している。また、放射板３２のループの内側には磁性体３３が配置されている。なお、図２（Ｂ）は、放射基板３０の放射板３２上に、無線ＩＣチップ１０を搭載した給電回路基板２０を貼着した状態を示している。
【００１６】
給電回路２１に含まれるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板３２の端部３２ａ，３２ｂと電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板３２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。
【００１７】
従って、給電回路２１は、無線ＩＣチップ１０から発信された所定の周波数を有する送信信号を放射板３２に伝達し、かつ、放射板３２で受信し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１０に供給する。それゆえ、この無線ＩＣデバイスは、放射板３２で受信した信号によって無線ＩＣチップ１０が動作され、該無線ＩＣチップ１０からの応答信号が放射板３２から外部に放射される。
【００１８】
以上のごとく、本無線ＩＣデバイスにあっては、給電回路基板２０に設けた給電回路２１で信号の周波数を設定するため、本無線ＩＣデバイスを種々の物品に取り付けてもそのままで動作し、放射特性の変動が抑制され、個別の物品ごとに放射板３２などの設計変更をする必要がなくなる。そして、放射板３２から放射する送信信号の周波数及び無線ＩＣチップ１０に供給する受信信号の周波数は、給電回路基板２０における給電回路２１の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２１のサイズ、形状、給電回路と放射板との距離及び媒質の少なくとも一つで実質的に決定される。給電回路基板２０において送受信信号の周波数が決まるため、放射板３２の形状やサイズ、配置関係などによらず、例えば、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。
【００１９】
ここで、給電回路基板２０の構成について図４を参照して説明する。給電回路基板２０は、誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシート４１ａ〜４１ｈを積層、圧着、焼成したものである。最上層のシート４１ａには、給電端子電極４２ａ，４２ｂ、実装電極４３ａ，４３ｂ、ビアホール導体４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂが形成されている。２層目〜８層目のシート４１ｂ〜４１ｈには、それぞれ、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極４６ａ，４６ｂが形成され、必要に応じてビアホール導体４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂが形成されている。
【００２０】
以上のシート４１ａ〜４１ｈを積層することにより、配線電極４６ａがビアホール導体４７ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極４６ｂがビアホール導体４７ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。また、配線電極４６ａ，４６ｂの線間にキャパシタンスが形成される。
【００２１】
シート４１ｂ上の配線電極４６ａの端部４６ａ−１はビアホール導体４５ａを介して給電端子電極４２ａに接続され、シート４１ｈ上の配線電極４６ａの端部４６ａ−２はビアホール導体４８ａ，４５ｂを介して給電端子電極４２ｂに接続される。シート４１ｂ上の配線電極４６ｂの端部４６ｂ−１はビアホール導体４４ｂを介して給電端子電極４２ｂに接続され、シート４１ｈ上の配線電極４６ｂの端部４６ｂ−２はビアホール導体４８ｂ，４４ａを介して給電端子電極４２ａに接続される。
【００２２】
以上の給電回路２１において、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は互いに略平行な巻回軸上にそれぞれ逆方向に巻かれているため、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２で発生する磁界が相殺される。磁界が相殺されるため、所望のインダクタンス値を得るためには配線電極４６ａ，４６ｂをある程度長くする必要がある。これにてＱ値が低くなるので共振特性の急峻性がなくなり、共振周波数付近で広帯域化することになる。
【００２３】
インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は、給電回路基板２０を平面透視したときに、左右の異なる位置に形成されている。また、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２で発生する磁界はそれぞれ逆向きになる。これにて、給電回路２１をループ状の放射板３２の端部３２ａ，３２ｂに結合させたとき、端部３２ａ，３２ｂには逆向きの電流が励起され、ループ状の放射板３２で信号を送受信することができる。なお、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ二つの異なる放射板に結合させてもよい。
【００２４】
放射板３２は一方の端部３２ａと他方の端部３２ｂを有するループ状電極で構成され、各端部３２ａ，３２ｂはそれぞれ異なるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と結合している。そして、ループ状電極のループの内側に例えばフェライトからなる磁性体３３が配置されている。この磁性体３３にてループ状電極からなる放射板３２で発生する磁界が増幅され、通信距離が長くなる。なお、磁性体３３は必ずしも必要ではなく、省略してもよい。
【００２５】
給電回路基板２０を磁性体材料から形成し、磁性体内にインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を形成することにより、大きなインダクタンス値を得ることができ、１３．５６ＭＨｚ帯の周波数にも対応することができる。しかも、磁性体シートの加工ばらつきや透磁率のばらつきが生じても、無線ＩＣチップ１０とのインピーダンスのばらつきを吸収できる。磁性体の透磁率μは４００程度が好ましい。
【００２６】
また、二つのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２のインダクタンス値を実質的に同じ値に設定することで、各インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２で発生する磁界の大きさを等しくすることができる。これにより、二つのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２での磁界の相殺量を同じにすることができ、共振周波数付近での広帯域化が可能になる。
【００２７】
なお、給電回路基板２０は、セラミック又は樹脂からなる多層基板であってもよく、あるいは、ポリイミドや液晶ポリマなどの誘電体からなるフレキシブルなシートを積層した基板であってもよい。特に、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２が給電回路基板２０に内蔵されることで、給電回路２１が基板外部の影響を受けにくくなり、放射特性の変動を抑制できる。
【００２８】
また、給電回路基板２０は放射板３２の端部３２ａ，３２ｂ上に貼着されている必要はなく、端部３２ａ，３２ｂに近接して配置されていてもよい。
【００２９】
（第２実施例、図５参照）
第２実施例である無線ＩＣデバイスは、基本的には前記第１実施例と同様の構成を備え、図５に示すように、給電回路基板２０の最下層に設けたシート４１ｉの裏面に、給電回路基板２０を平面透視したときに、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の外形と同じ又は小さい平面電極４９ａ，４９ｂを設けた点が第１実施例と異なっている。
【００３０】
そして、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を形成する配線電極４６ａ，４６ｂの端部４６ａ−２，４６ｂ−２にはそれぞれビアホール導体が配置され、このビアホール導体は給電端子電極４２ａ，４２ｂと接続されていることは勿論、シート４１ｉに形成したビアホール導体４８ｃ，４８ｄを介して平面電極４９ａ，４９ｂと接続されている。このような平面電極４９ａ，４９ｂを設けることで給電回路２１と放射板３２との結合のばらつきを抑えることができる。
【００３１】
なお、平面電極４９ａ，４９ｂは配線電極４６ａ，４６ｂと電気的に接続されていなくてもよく、あるいは、放射板３２と電気的に接続されていてもよい。
【００３２】
（第３実施例、図６〜図８参照）
第３実施例である無線ＩＣデバイスは、図７（Ａ）に示すように、無線ＩＣチップ１０を搭載した給電回路基板２０を放射基板５０の表面に形成した電極５３の端部５３ｂ上及び電極５４上に接着剤を介して貼着したものである。無線ＩＣチップ１０は第１実施例と同じ構成を有している。
【００３３】
放射基板５０は、図７（Ａ）に示すように、フレキシブルな樹脂フィルム基板５１の表面に放射板５２として機能するスパイラル状の電極５３及び電極５４を形成し、図７（Ｂ）に示すように、裏面に放射板５２として機能するスパイラル状の電極５５を設けたものである。
【００３４】
電極５３の端部５３ａと電極５５の端部５５ａとはビアホール導体５６ａにて電気的に接続され、電極５５の端部５５ｂと電極５４とはビアホール導体５６ｂにて電気的に接続されている。また、基板５０の裏面には、例えばフェライトからなる磁性体５７が電極５５の外形の内側であって電極５５上に形成されている。なお、磁性体５７は磁性金属材料から形成してもよく、この場合は電極５５とは電気的に絶縁する必要がある。
【００３５】
給電回路基板２０は、図６に等価回路として示すように、互いに異なるインダクタンス値を有するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とインダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４はそれぞれ同相で磁気結合し（相互インダクタンスＭ１）、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とインダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４は互いに逆相で磁気結合している（相互インダクタンスＭ２で示す）。インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を含む共振回路・整合回路を有する給電回路２１は、以下に図８を参照して説明する。
【００３６】
給電回路２１に含まれるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とインダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４は、互いに逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、ループ状をなす放射板５２の電極端部５３ｂと電極５４と電磁界結合している。また、給電回路２１の給電端子電極６２ａ，６２ｂは無線ＩＣチップ１０の入出力端子電極（図示せず）と電気的に接続され、無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板５２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。
【００３７】
本第３実施例では、ループ状の放射板５２の電極５４にプラス極性の信号が加わった場合、電極端部５３ｂにはマイナス極性の信号が加わる。これにより、プラス（電極５４）からマイナス（電極端部５３ｂ）方向に電流が流れ、放射板５２と給電回路２１とで信号の伝達が行われる。
【００３８】
従って、給電回路２１は、前記第１実施例と同様に、無線ＩＣチップ１０から発信された所定の周波数を有する送信信号を放射板５２に伝達し、かつ、放射板５２で受信し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１０に供給する。それゆえ、この無線ＩＣデバイスは、放射板５２で受信した信号によって無線ＩＣチップ１０が動作され、該無線ＩＣチップ１０からの応答信号が放射板５２から外部に放射される。このように、本第３実施例の作用効果は前記第１実施例と基本的に同様である。
【００３９】
ここで、給電回路基板２０の構成について図８を参照して説明する。給電回路基板２０は、誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシート６１ａ〜６１ｈを積層、圧着、焼成したものである。最上層のシート６１ａには、給電端子電極６２ａ，６２ｂ、実装電極６３ａ，６３ｂ、ビアホール導体６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂが形成されている。２層目〜８層目のシート６１ｂ〜６１ｈには、それぞれ、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を構成する配線電極６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄが形成され、必要に応じてビアホール導体６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６８ａ，６８ｂが形成されている。
【００４０】
以上のシート６１ａ〜６１ｈを積層することにより、配線電極６６ａがビアホール導体６７ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極６６ｂがビアホール導体６７ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。さらに、配線電極６６ｃがビアホール導体６７ｃにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ３が形成され、配線電極６６ｄがビアホール導体６７ｄにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ４が形成される。また、配線電極６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄの線間にキャパシタンスが形成される。
【００４１】
シート６１ｂ上の配線電極６６ａ，６６ｂが一体化された端部６６−１はビアホール導体６５ａを介して給電端子電極６２ａに接続され、シート４１ｈ上の配線電極６６ａ，６６ｂが一体化された端部６６−２はビアホール導体６８ａ，６５ｂを介して給電端子電極６２ｂに接続される。シート６１ｂ上の配線電極６６ｃ，６６ｄが一体化された端部６６−３はビアホール導体６４ｂを介して給電端子電極６２ｂに接続され、シート６１ｈ上の配線電極６６ｃ，６６ｄが一体化された６６−４はビアホール導体６８ｂ，６４ａを介して給電端子電極６２ａに接続される。
【００４２】
以上の構成からなる給電回路２１の作用は、基本的には前記第１実施例で説明した給電回路２１と同様である。特に、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とＬ３，Ｌ４はそれぞれ同一平面上で隣接する二つの配線電極６６ａ，６６ｂと６６ｃ，６６ｄとで形成されているため、配線電極の長さや電極間隔を変化させることにより、共振特性を広帯域化できる。
【００４３】
また、放射板５２は一方の端部電極５３ａと他方の端部電極５４を有するループ状電極で構成され、各端部電極５３ａ，５４はそれぞれ異なるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とＬ３，Ｌ４と結合している。そして、ループ状電極のループの外形より内側に磁性体５７が配置されているため、ループ状電極からなる放射板５２で発生する磁界が増幅され、通信距離が長くなる。なお、磁性体５７は必ずしも必要ではなく、省略してもよい。
【００４４】
（第４実施例、図９及び図１０参照）
第４実施例である無線ＩＣデバイスは、図９に示すように、無線ＩＣチップ１０と、給電回路基板２０と、放射板１３２を形成した放射基板１３０とから構成されている。
【００４５】
無線ＩＣチップ１０は前記第１実施例と同様の構成を備えている。給電回路基板２０は、二つのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を内蔵したもので、表面に設けた給電端子電極７２ａ，７２ｂと実装電極７３ａ，７３ｂとが無線ＩＣチップ１０の入出力端子電極と実装用端子電極（ともに図示せず）に電気的に接続されている。
【００４６】
放射基板１３０は、セラミックからなる基板１３１の表面の半分の領域に放射板１３２を螺旋状に形成するとともに、残りの半分の領域に補助電極１３３を螺旋状に形成したものである。放射板１３２上には無線ＩＣチップ１０を搭載した給電回路基板２０が接着剤を介して貼着される。また、補助電極１３３は中央部に位置する端部１３３ａがビアホール導体１３４を介して基板１３１の裏面に形成した電極１３５と接続され、該電極１３５の端部１３５ａは放射板１３２の中央部に位置する端部１３２ａと容量により結合している。なお、電極１３５は基板１３１の内部に形成されていてもよい。
【００４７】
給電回路基板２０は、図１０に示すように、誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシート７１ａ〜７１ｅを積層、圧着、焼成したものである。最上層のシート７１ａには、給電端子電極７２ａ，７２ｂ、実装電極７３ａ，７３ｂ、ビアホール導体７４ａ，７４ｂが形成されている。２層目〜４層目のシート７１ｂ〜７１ｄには、それぞれ、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極７５ａ，７５ｂ、ビアホール導体７６ａ，７６ｂ，７７が形成されている。最下層のシート７１ｅには、配線電極７５が形成されている。配線電極７５ａ，７５は各シート７１ｂ〜７１ｅの周縁部に露出した状態で形成されている。
【００４８】
以上のシート７１ａ〜７１ｅを積層することにより、配線電極７５ａがビアホール導体７６ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極７５ｂがビアホール導体７６ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。配線電極７５ａ，７５ｂはシート７１ｂ上で分岐し、かつ、最下層のシート７１ｅ上の配線電極７５で一体化されている。また、配線電極７５ａ，７５ｂの線間にキャパシタンスが形成される。
【００４９】
シート７１ｂ上の配線電極７５ａ，７５ｂが一体化された端部７５ｃはビアホール導体７４ｂを介して給電端子電極７２ｂに接続され、シート７１ｅ上の配線電極７５の端部７５ｄは１層上のシート７１ｄのビアホール導体７６ａ，７６ｂを介して配線電極７５ａ，７５ｂと接続されており、かつ、配線電極７５の端部７５ｅはビアホール導体７７，７４ａを介して給電端子電極７２ａに接続されている。
【００５０】
以上の構成からなるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む給電回路２１は図１に示した給電回路２１と同様の等価回路であり、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板１３２と電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板１３２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。
【００５１】
従って、本第４実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。特に、第４実施例では、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の一部（配線電極７５ａ，７５）が給電回路基板２０の側面に露出されているため、該露出部分が放射板としても機能する。また、露出したインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の一部が給電回路基板２０の側面で放射板１３２及び補助電極１３３と電磁界結合するので放射特性が向上する。補助電極１３３の外形寸法は給電回路基板２０の外形寸法と同じか又はそれ以上の大きさであり、給電回路基板２０の裏面及び側面から放射される磁界と結合しやすくなっている。
【００５２】
（第５実施例、図１１参照）
第５実施例である無線ＩＣデバイスは、図１１に示す給電回路基板２０を備えたもので、他の構成部品である無線ＩＣチップ１０及び放射基板３０は前記第１実施例に示したものと同様である。
【００５３】
給電回路基板２０は、誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシート８１ａ〜８１ｅを積層、圧着、焼成したものである。最上層のシート８１ａには、給電端子電極８２ａ，８２ｂ、実装電極８３ａ，８３ｂ、ビアホール導体８４ａ，８４ｂが形成されている。２層目のシート８１ｂには、配線電極８５、ビアホール導体８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂが形成されている。３層目のシート８１ｃには、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極８５ａ，８５ｂ、ビアホール導体８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂが形成されている。４層目のシート８１ｄには、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極８５ａ，８５ｂが形成されている。最下層のシート８１ｅの裏面には、平面電極８８ａ，８８ｂが形成されている。
【００５４】
以上のシート８１ａ〜８１ｅを積層することにより、配線電極８５ａがビアホール導体８６ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極８５ｂがビアホール導体８６ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。また、配線電極８５ａ，８５ｂの線間にキャパシタンスが形成される。
【００５５】
配線電極８５ａ，８５ｂはシート８１ｂ上で配線電極８５にて一体化され、シート８１ｄ上の配線電極８５ａの端部８５ａ'はビアホール導体８７ａ，８４ａを介して給電端子電極８２ａに接続され、配線電極８５ｂの端部８５ｂ'はビアホール導体８７ｂ，８４ｂを介して給電端子電極８２ｂに接続されている。
【００５６】
以上の構成からなるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む給電回路２１は図１に示した給電回路２１と同様の等価回路であり、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板３２と電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板３２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。
【００５７】
従って、本第５実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。特に、給電回路基板２０の裏面に平面電極８８ａ，８８ｂを設けることによって給電回路２１と放射板３２との結合のばらつきを抑えることができる。なお、平面電極８８ａ，８８ｂは必ずしも必要なものではない。
【００５８】
（第６実施例、図１２参照）
第６実施例である無線ＩＣデバイスは、図１２に示す給電回路基板２０を備えたもので、他の構成部品である無線ＩＣチップ１０及び放射基板３０は前記第１実施例に示したものと同様である。
【００５９】
また、給電回路基板２０の構成は、前記第１実施例に示した給電回路基板２０と基本的に同じであり、螺旋状に接続された配線電極１０１ａ，１０１ｂにてインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２が形成されている。このインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は互いに異なるインダクタンス値を有し、かつ、互いに逆相で磁気結合されている。
【００６０】
さらに、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の直下には平面電極１０２ａ，１０２ｂが配置され、螺旋状に接続された配線電極１０３にて磁界受け用コイル１０４が形成されている。磁界受け用コイル１０４は、平面電極１０２ａ，１０２ｂに対して直列に接続され、給電回路２１と放射板３２（図２参照）とを結合する補助的な放射機能を有している。
【００６１】
本第６実施例におけるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む給電回路２１は図１に示した給電回路２１と同様の等価回路であり、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板３２と電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板３２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。従って、本第６実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。
【００６２】
（第７実施例、図１３参照）
第７実施例である無線ＩＣデバイスは、図１３に示す給電回路基板２０を備えたもので、他の構成部品である無線ＩＣチップ１０及び放射基板３０は前記第１実施例に示したものと同様である。
【００６３】
給電回路基板２０は、互いに隣接して螺旋状に接続された配線電極１１１ａ，１１１ｂにてインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２が形成されている。このインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は互いに異なるインダクタンス値を有し、かつ、互いに逆相で磁気結合されている。
【００６４】
さらに、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の直下には平面電極１１２ａ，１１２ｂが配置され、螺旋状に接続された配線電極１１３にて磁界受け用コイル１１４が形成されている。磁界受け用コイル１１４は、平面電極１１２ａ，１１２ｂに対して直列に接続され、給電回路２１と放射板３２（図２参照）とを結合する補助的な放射機能を有している。
【００６５】
本第７実施例におけるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む給電回路２１は図１に示した給電回路２１と同様の等価回路であり、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板３２と電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板３２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。従って、本第７実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。
【００６６】
特に、第７実施例では、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２がそれぞれ同一平面上で隣接する二つの配線電極１１１ａ，１１１ｂで形成されているため、配線電極１１１ａ，１１１ｂの長さや電極間隔を変化させることにより、共振特性を広帯域化できる。
【００６７】
（第８実施例、図１４〜図１７参照）
第８実施例である無線ＩＣデバイスは、図１４に示す給電回路基板２０を備えたもので、この給電回路２１は前記第５実施例（図１１参照）と基本的に同じである。即ち、シート１２１ａ上には給電端子電極１２２ａ，１２２ｂ、実装電極１２３ａ，１２３ｂが形成され、シート１２１ｂ〜１２１ｇ上には配線電極１２５ａ，１２５ｂが形成されている。さらに、シート１２１ｈ上には平面電極１２８ａ，１２８ｂが形成されている。
【００６８】
インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は配線電極１２５ａ，１２５ｂをそれぞれ螺旋状に接続することにより形成され、シート１２１ｂ上の配線電極１２５にて一体化されている。シート１２１ｇ上の配線電極１２５ａの端部１２５ａ'が給電端子電極１２２ａに接続され、シート１２１ｇ上の配線電極１２５ｂの端部１２５ｂ'が給電端子電極１２２ｂに接続されている。
【００６９】
以上の構成からなるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む給電回路２１は図１５に示す等価回路であり、無線ＩＣチップ１０に対して直列に接続されたインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板５２（放射板３２であってもよい）と電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板３２，５２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。
【００７０】
従って、本第８実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。特に、給電回路基板２０の裏面に平面電極１２８ａ，１２８ｂを設けることによって給電回路２１と放射板３２，５２との結合のばらつきを抑えることができる。なお、平面電極１２８ａ，１２８ｂは必ずしも必要なものではない。
【００７１】
さらに、第８実施例においては、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の端部が給電端子電極１２２ａ，１２２ｂに接続される位置を変更し、前記端部１２５ａ'，１２５ｂ'を電気的に開放して補助整合回路を構成することができる。
【００７２】
例えば、図１６に示すように、シート１２１ｅ上の配線電極１２５ａ，１２５ｂに引出し電極１２５ａ"，１２５ｂ"を形成して給電端子電極１２２ａ，１２２ｂに接続する。そして、シート１２１ｇ上の配線電極１２５ａ，１２５ｂの端部１２５ａ'，１２５ｂ'を電気的に開放し、シート１２１ｆ，１２１ｇ上の配線電極１２５ａ，１２５ｂにて補助整合回路１２９を形成する。給電端子電極１２２ａ，１２２ｂと接続する引出し電極１２５ａ"，１２５ｂ"は、シート１２１ｃ〜１２１ｆ上に設けたいずれの配線電極１２５ａ，１２５ｂであってもよい。その等価回路を図１７に示す。このような補助整合回路１２９を形成することによって、整合状態の微調整を行うことができる。
【００７３】
（第９実施例、図１８〜図２０参照）
第９実施例である無線ＩＣデバイスは、図１８に示すように、無線ＩＣチップ１０を備えた給電回路基板２０を放射基板３０上に貼着したもので、図１９に示すように、金属缶１４０の表面又は裏面の凹所１４１に貼着されている。金属缶１４０は、例えば、スチール材やアルミ材などの金属材からなる。給電回路基板２０は前記第１実施例に示したものと同じであり、図４に示した給電回路２１を有している。放射基板３０も図２に示したフィルム基板３１上に端部３２ａ，３２ｂを有するループ状の放射板３２を形成したものである。但し、図２に示したフィルム基板３１と放射板３２とが四角形状であるのに対して、本第９実施例では図１８に示すように楕円形状である。
【００７４】
そして、図２０に示すように、凹所１４１の底部に両面に接着剤を有する台紙１４２を介して、無線ＩＣチップ１０及び給電回路基板２０を備えた放射基板３０が貼着されている。凹所１４１の深さＨ１は約５ｍｍ、凹所１４１の底部から放射板３２までの高さＨ２は２〜３ｍｍであり、無線ＩＣチップ１０が凹所１４１から突出しないことが望ましい。
【００７５】
本第９実施例の作用効果は第１実施例と同様である。ところで、信号の送受信時にループ状の放射板３２の周囲には磁界φ（図２０参照）が発生する。この磁界は金属を通過しないので、金属とループ状放射板３２とを平行にかつ近接させて配置すると、放射板３２で発生する磁界が金属によって妨げられ、外部へ十分に放射されず無線ＩＣデバイスとしての動作が不十分になる。そこで、本第９実施例のように、放射板金属缶１４０の凹所１４１の底部から台紙１４２などを介して数ｍｍ程度離して放射板３２を配置することで、放射板３２から磁界φを放射させて無線ＩＣデバイスとして機能させることができる。
【００７６】
なお、給電回路基板２０を備えた放射基板３０を台紙１４２に埋め込むように配置しても構わない。さらに、放射基板３０を台紙１４２と同程度の厚みにし、その放射基板３０に形成した凹部に給電回路基板２０を埋め込むように配置しても構わない。また、無線ＩＣチップ１０を給電回路基板２０と放射基板３０とに挟み込まれるように配置しても構わない。このような構造にすることにより、無線ＩＣチップ及び給電回路基板２０を落下・衝撃などから保護することができ、無線ＩＣデバイスの機械的強度を向上させることができる。なお、本第９実施例においては金属缶１４０へ無線ＩＣデバイスを貼着した例を示したが、特に金属缶に限定されるものではなく、金属製の物品であれば金属ケースあるいは回路基板上のグランド電極など何でも構わない。
【００７７】
（第１０実施例、図２１〜図２３参照）
以上の各実施例は給電回路基板内に共振回路及び／又は整合回路を有する給電回路を設けた給電回路基板を備えている。しかし、給電回路基板を備えることなく、無線ＩＣチップの入出力端子電極が形成された裏面（主面）上に少なくとも二つのインダクタンス素子を含む共振回路及び／又は整合回路を有する給電回路を設けたものであってもよく、以下に第１０実施例及び第１１実施例としてこのような無線ＩＣデバイスを示す。
【００７８】
第１０実施例である無線ＩＣデバイスは、図２１に等価回路として示す給電回路１５０を無線ＩＣチップ１０の裏面に設けたものである。この給電回路１５０は、それぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成した二つのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を直列に接続してなる。各インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の一端に設けた給電端子電極１５１ａ，１５１ｂが無線ＩＣチップ１０の入力端子電極及び出力端子電極と電気的に導通している。インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合し、線間浮遊容量とで形成される共振回路とで無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板（例えば、図２に示した放射板３２の端部３２ａ，３２ｂ）と電磁界結合する。従って、本第１０実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。
【００７９】
この給電回路１５０において、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の中間点が仮想グランドとなる。また、給電回路１５０のインピーダンス値は無線ＩＣチップ１０のインピーダンスと複素共役になるように設計される。インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は図２２に示すように積層状態で形成されるため、放射板までの距離に応じてインダクタンス値が異なる。そこで、無線ＩＣチップ１０の裏面に絶縁層１５９を形成して放射板との距離を固定し、かつ、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を保護している。
【００８０】
前記給電回路１５０は、図２２に示す工程によって作製される。まず、図２２（ａ）に示すように、無線ＩＣチップ１０の裏面に絶縁層１５２を入出力端子電極部分を除いて形成する。次に、図２２（ｂ）に示すように、電極層１５３を絶縁層１５２上にめっきなどで形成し、所定の形状にエッチングする（図２２（ｃ）参照）。この状態を図２３（Ａ）に示す。
【００８１】
次に、図２２（ｄ）に示すように、電極層１５３上に絶縁層１５４を形成する。さらに、図２２（ｅ）に示すように、電極層１５５を絶縁層１５４上にめっきなどで形成し、所定の形状にエッチングする（図２２（ｆ）参照）。この状態を図２３（Ｂ）に示す。さらに、図２２（ｇ）に示すように、電極層１５５上に絶縁層１５９を形成する。
【００８２】
（第１１実施例、図２４〜図２６参照）
第１１実施例である無線ＩＣデバイスは、図２４に等価回路として示す給電回路１５０を無線ＩＣチップ１０の裏面に設けたものである。この給電回路１５０は、前記第９実施例で示した等価回路（図２１参照）において、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の間にコンデンサＣを挿入し、直列共振回路を構成したものである。本第１１実施例の作用効果は前記第１０実施例と同様である。
【００８３】
図２４に示す給電回路１５０は、図２５に示す工程によって作製される。まず、図２５（ａ）に示すように、無線ＩＣチップ１０の裏面に絶縁層１５６を入出力端子電極部分を除いて形成する。次に、図２５（ｂ）に示すように、電極層１５７を絶縁層１５６上にめっきなどで形成し、所定の形状にエッチングする（図２５（ｃ）参照）。この状態を図２６（Ａ）に示し、中央部分に残された電極１５７ａが一方のコンデンサ電極となる。
【００８４】
次に、図２５（ｄ）に示すように、電極層１５７上に絶縁層１５２を形成する。さらに、図２５（ｅ）に示すように、電極層１５３を絶縁層１５２上にめっきなどで形成し、所定の形状にエッチングする（図２５（ｆ）参照）。この状態を図２６（Ｂ）に示す。このとき前記コンデンサ電極１５７ａと対向する電極１５３ａ，１５３ｂが形成される。
【００８５】
さらに、図２５（ｇ）に示すように、電極層１５３上に絶縁層１５４を形成する。その後は、図２２（ｅ），（ｆ），（ｇ）に示したように、電極層１５５、絶縁層１５９を形成する。電極層１５５を形成したときの状態を図２６（Ｃ）に示す。
【００８６】
（第１２実施例〜第１５実施例、図２７〜図３１参照）
第１２実施例である無線ＩＣデバイスは、図２７（Ａ）の等価回路に示すように、互いに逆方向に巻かれた螺旋状に形成されたインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を直列に接続した給電回路２００を備え、インダクタンス成分Ｌ１０を有するループ状電極で構成した放射板２１２の両端部をインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の両端部に電気的に導通させたものである。また、給電回路２００の両端には前記無線ＩＣチップ１０の入力端子電極及び出力端子電極に接続される給電端子電極２０１ａ，２０１ｂが形成されている。
【００８７】
第１３実施例である無線ＩＣデバイスは、図２７（Ｂ）の等価回路に示すように、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と並列にコンデンサＣを設けたもので、他の構成は前記第１２実施例と同様である。
【００８８】
第１４実施例である無線ＩＣデバイスは、図２８（Ａ）の等価回路に示すように、互いに逆方向に巻かれた螺旋状に形成されたインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を直列に接続した給電回路２００を備え、インダクタンス成分Ｌ１０を有するループ状電極で構成した放射板２１２の両端部に設けた螺旋状のインダクタンス成分Ｌ１１，Ｌ１２を前記インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と電磁界結合させたものである。また、給電回路２００の両端には前記無線ＩＣチップ１０の入力端子電極及び出力端子電極に接続される給電端子電極２０１ａ，２０１ｂが形成されている。
【００８９】
第１５実施例である無線ＩＣデバイスは、図２８（Ｂ）の等価回路に示すように、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と並列にコンデンサＣを設けたもので、他の構成は前記第１４実施例と同様である。
【００９０】
第１４実施例及び第１５実施例においては、給電回路２００のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２に対向するように放射板２１２の両端部に螺旋状の受け電極（インダクタンス成分Ｌ１１，Ｌ１２）を設けた。これにて、放射板２１２のインダクタンス成分Ｌ１０で発生する磁界の向きを給電回路２００で発生する磁界と同じ向きにできるので、給電回路２００と放射板２１２との結合度が向上する。
【００９１】
また、放射板２１２の両端部に設けた受け電極（インダクタンス成分Ｌ１１，Ｌ１２）の螺旋状の向きを互いに逆方向にすることによって、エネルギーの受け渡し効率が向上する。さらに、それぞれ結合するように形成されたインダクタンス素子と放射板の螺旋状の端部（Ｌ１とＬ１１、Ｌ２とＬ１２）とは、給電回路２００を平面透視したときに同方向に巻かれるように形成されている。平面透視で対向するように配置された二つの螺旋状電極（Ｌ１とＬ１１、Ｌ２とＬ１２）に発生する磁界の向きが同じ方向になり、給電回路２００と放射板２１２との磁界結合がより強くなる。
【００９２】
さらに、放射板２１２のループ状電極のインダクタンス値（Ｌ１０）は給電回路２００のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２のインダクタンス値よりも大きく設定されている。給電回路２００による信号を放射板２１２で発生した磁界によって送受信できるため、リーダライタとの通信不良の発生を抑制することができる。
【００９３】
ここで、前記等価回路で示した第１２実施例〜第１５実施例の具体的構成について説明する。これらの無線ＩＣデバイスは、図２９に示すように、無線ＩＣチップ１０と給電回路基板２２０と放射板２１２を備えた放射基板２１０（図３１参照）とで構成される。給電回路基板２２０の表面には給電端子電極２０１ａ，２０１ｂが形成され（図２９（Ｂ）参照）、裏面には平面電極２０２ａ，２０２ｂが設けられている（図２９（Ｃ）参照）。平面電極２０２ａ，２０２ｂの作用効果は前記第２実施例（図５参照）で説明したとおりである。なお、図２９（Ｄ）に示すように、平面電極２０２ａ，２０２ｂを省略してもよい。
【００９４】
給電回路基板２２０の内部には図３０に示す給電回路２００が形成されている。給電回路基板２２０は誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシートを積層、圧着、焼成したものである。最上層のシート２３１ａには給電端子電極２０１ａ，２０１ｂ、実装電極２０１ｃ，２０１ｄが形成されている。２層目のシート２３１ｂには接続用電極２０３ａ，２０３ｂが形成されている。３層目〜７層目のシート２３１ｃ〜２３１ｇにはそれぞれインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極２０４ａ，２０４ｂが形成されている。
【００９５】
以上のシート２３１ａ〜２３１ｇを積層することにより、配線電極２０４ａがビアホール導体２０５ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極２０４ｂがビアホール導体２０５ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。また、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２（配線電極２０４ａ，２０４ｂ）の一方端部どうしはシート２３１ｃ上で導通接続され、他方端部は接続用電極２０３ａ，２０３ｂやビアホール導体２０６ａ，２０６ｂを介して給電端子電極２０１ａ，２０１ｂに接続される。
【００９６】
以上の構成からなる給電回路２００の作用効果は前記第１実施例、第２実施例での説明と同様である。特に、図３０に示した給電回路２００においては、二つのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の一方端部どうしを、積層体内の最上層近傍において導通接続し、他方端部をそれぞれ無線ＩＣチップ１０と接続しているため、放射板２１２とは離れた積層体内の最上層近傍で導通接続され、放射板２１２と電磁界結合する積層体の下層近傍において互いに逆方に巻かれているため、エネルギーの受け渡し効率が向上する。
【００９７】
放射基板２１０は、図３１に示すように、フレキシブルな樹脂フィルム基板２１１の表面に一端２１２ａ及び他端２１２ｂを有する放射板２１２を螺旋状に形成するとともに、一端２１２ａに隣接する電極２１３を形成したもので、電極２１３は基板２１１の裏面に形成した接続用電極２１４及びビアホール導体を介して放射板２１２の他端２１２ｂと電気的に導通されている。そして、放射板２１２の一端２１２ａと電極２１３の一端２１３ａに、無線ＩＣチップ１０を搭載した給電回路基板２２０が結合されている。
【００９８】
放射板２１２の一端２１２ａと電極２１３の一端２１３ａは、図３１（Ｂ）に示すように、平面的な形状であってもよく、あるいは、図３１（Ｃ）に示すように、螺旋状に形成されていてもよい。放射板２１２の一端２１２ａと電極２１３の一端２１３ａを螺旋状に形成した場合に第１４実施例及び第１５実施例に対応する。
【００９９】
（実施例のまとめ）
前記無線ＩＣデバイスにおいて、少なくとも二つのインダクタンス素子は、給電回路を平面透視したときに、異なる位置に形成されていてもよく、給電回路を二つの異なる放射板に結合させることができる。また、少なくとも二つのインダクタンス素子はそれぞれ同一平面上で隣接する二つの配線電極で形成されていてもよい。隣接した二つの配線電極で一つのインダクタンス素子を構成すれば、配線電極の長さや電極間隔を変化させることにより、共振特性を広帯域化できる。
【０１００】
給電回路基板は積層体からなり、該積層体の最下層の内部又は表面に、該給電回路基板を平面透視したときに、少なくとも二つのインダクタンス素子の外形と同じ又は小さい平面電極を設けてもよい。平面電極を設けることで給電回路と放射板との結合のばらつきを抑えることができる。
【０１０１】
給電回路基板は磁性体を含み、該磁性体内に少なくとも二つのインダクタンス素子が形成されていてもよい。給電回路基板が磁性体を含むことで、大きなインダクタンス値を得ることができ、１３．５６ＭＨｚ帯の周波数にも対応することができる。
【０１０２】
少なくとも二つのインダクタンス素子の一方端部どうしは、積層体内の最上層近傍において導通接続され、他方端部はそれぞれ無線ＩＣと結合されていてもよい。二つのインダクタンス素子は、放射板とは離れた積層体内の最上層近傍で導通接続され、放射板と電磁界結合する積層体の下層近傍において互いに逆方に巻かれているため、エネルギーの受け渡し効率が向上する。
【０１０３】
放射板は一方の端部と他方の端部を有するループ状電極で構成され、該一方の端部と他方の端部とはそれぞれ異なる少なくとも二つのインダクタンス素子と結合しかつそれぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成されていてもよい。放射板側で発生する磁界の向きを給電回路と同じ向きにできるため、給電回路と放射板との結合が強くなる。そして、それぞれ結合するように形成されたインダクタンス素子と放射板の螺旋状の端部とは、給電回路を平面透視したときに同方向に巻かれるように形成されていることが好ましい。平面透視で対向するように配置された二つの螺旋状電極に発生する磁界の向きが同じ方向になり、給電回路と放射板との磁界結合がより強くなる。さらに、ループ状電極のインダクタンス値は給電回路のインダクタンス素子のインダクタンス値よりも大きいことが好ましい。給電回路による信号を放射板で発生した磁界によって送受信できるため、リーダライタとの通信不良の発生を抑制することができる。
【０１０４】
ループ状電極のループの内側又は表面に磁性体が配置されていてもよい。これにて、ループ状電極からなる放射板で発生する磁界が増幅され、通信距離が長くなる。
【０１０５】
少なくとも二つのインダクタンス素子は、無線ＩＣに対して、直列に接続されていても、あるいは、並列に接続されていてもよく、それぞれのインダクタンス値が実質的に同じであってもよい。
【０１０６】
給電回路基板の主面上には無線ＩＣを実装するための複数の実装電極が形成され、少なくとも二つの実装電極は給電回路を通じて電気的に導通していてもよい。少なくとも二つの実装電極は平衡入出力端子電極であってもよい。また、給電回路は、一方の端部が該給電回路の所定位置に電気的に接続されているとともに他方の端部が電気的に開放されている補助整合回路を有していてもよい。補助整合回路によって整合状態の微調整を行うことができる。また、少なくとも二つの実装電極は平衡入出力端子電極であってもよい。
【０１０７】
少なくとも二つのインダクタンス素子の一部が給電回路基板の側面に露出されており、該露出部分が放射板としても機能するように構成してもよい。インダクタンス素子の一部が給電回路基板の側面で放射板と電磁界結合し、放射特性が向上する。
【０１０８】
給電回路基板は、セラミック又は樹脂からなる多層基板であってもよく、あるいは、フレキシブルな基板であってもよい。特に、給電回路を構成するインダクタンス素子が基板に内蔵されることで、給電回路が基板外部の影響を受けにくくなり、放射特性の変動を抑制できる。
【０１０９】
少なくとも二つのインダクタンス素子はそれぞれ直流的に導通するように接続されていてもよい。それぞれのインダクタンス素子に確実に異なる向きの磁界を発生させることができる。
【０１１０】
（他の実施例）
なお、本発明に係る給電回路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。
【０１１１】
例えば、無線ＩＣは、チップタイプではなく、給電回路基板に一体的に形成されていてもよい。また、放射板は種々の形状を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
以上のように、本発明は、給電回路に有用であり、特に、使用環境などからの影響を受けにくく、放射特性の変動を抑制することができ、広帯域での使用が可能である点で優れている。
【符号の説明】
【０１１３】
Ｌ１〜Ｌ４…インダクタンス素子
１０…無線ＩＣチップ
２０，２２０…給電回路基板
２１，１５０，２００…給電回路
３０，５０，１３０，２１０…放射基板
３２，５２，１３２，２１２…放射板
３３…磁性体
４２ａ，４２ｂ…給電端子電極
４６ａ，４６ｂ…配線電極
４９ａ，４９ｂ…磁性体
６６ａ〜６６ｄ…配線電極
７５ａ，７５ｂ…配線電極
８５ａ，８５ｂ…配線電極
８８ａ，８８ｂ…磁性体
１０１ａ，１０１ｂ…配線電極
１１１ａ，１１１ｂ…配線電極
１１２ａ，１１２ｂ…磁性体
１２５ａ，１２５ｂ…配線電極
１２８ａ，１２８ｂ…磁性体
１２９…補助整合回路
１３３…補助電極
２０４ａ，２０４ｂ…配線電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電回路、特に、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）システムに用いられる無線ＩＣデバイスに搭載される給電回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、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た所定の情報を記憶した無線タグ（無線ＩＣデバイスとも称する）とを非接触方式で通信し、情報を伝達するＲＦＩＤシステムが開発されている。この種のＲＦＩＤシステムに使用される無線タグとして、特許文献１には、フレキシブルな基板上にアンテナと整合回路を形成し、それらと電気的に導通するようにＩＣチップを配置したものが提案されている。ここでは基板上にループ状のコイル（インダクタ）を形成して整合回路を構成している。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の無線タグでは、ＩＣチップをアンテナとのインピーダンス整合を行う整合回路が、フレキシブル基板上に露出しており、無線タグを貼り付ける物品の誘電率や物品の周囲の状況により、ループ状コイルのインダクタンス値が変動し、整合回路の特性も変動するという不具合を有している。この変動によって、ＩＣチップをアンテナとの間での信号の伝達に損失が生じ、アンテナの放射特性が低下するという問題点が発生する。また、無線タグの使用周波数はアンテナ長で決定され、アンテナを貼り付ける物品の誘電率などに応じてその都度アンテナを設計する必要があり、極めて煩雑であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−８０３６７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、使用環境などからの影響を受けにくく、放射特性の変動を抑制することができ、広帯域での使用が可能な給電回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明の一形態である給電回路は、
複数の給電端子と放射板との間に配置され、前記放射板に送信信号を供給する及び／又は、前記放射板から受信信号を供給される給電回路であって、
少なくとも二つのインダクタンス素子を含み、
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は、それぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成され、かつ、それぞれ直流的に導通するように接続されていること、
を特徴とする。
【０００７】
前記給電回路においては、給電回路自身で信号の周波数を設定するため、本給電回路を搭載した無線ＩＣデバイスを種々の物品に取り付けてもそのままで動作し、放射特性の変動が抑制され、個別の物品ごとに放射板などの設計変更をする必要がなくなる。特に、給電回路を構成する少なくとも二つのインダクタンス素子はそれぞれ逆方向に巻かれているため、インダクタンス素子で発生する磁界が相殺され、Ｑ値が低くなるので共振特性の急峻性がなくなり、共振周波数付近で広帯域化することになる。また、磁界の方向が互いに逆方向を向くので、一方の磁界が上向きのとき、他方の磁界は下向きになる。これは、交流電流源のプラスとマイナスに相当し、磁界エネルギーを通して放射板にほぼ１００％のエネルギー伝達を可能にする。
【０００８】
放射板から放射する送信信号の周波数及び給電端子に供給する受信信号の周波数は、給電回路の共振周波数に実質的に相当し、信号の最大利得は、給電回路のサイズ、形状、給電回路と放射板との距離及び媒質の少なくとも一つで実質的に決定される。給電回路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、配置関係などによらず、例えば、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。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、給電回路が搭載された無線ＩＣデバイスが貼り付けられる物品などによって周波数や放射特性が影響を受けることを効果的に防止できる。しかも、給電回路を構成する少なくとも二つのインダクタンス素子をそれぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成したため、発生する磁界が相殺され、共振周波数付近で広帯域化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施例である無線ＩＣデバイスを構成する給電回路を示す等価回路図。
【図２】第１実施例である無線ＩＣデバイスを構成する放射基板を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は給電回路基板を貼着した状態を示す平面図。
【図３】第１実施例である無線ＩＣデバイスを構成する給電回路基板上に無線ＩＣチップを搭載した状態を示す斜視図。
【図４】第１実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図５】第２実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図６】第３実施例である無線ＩＣデバイスの等価回路図。
【図７】第３実施例である無線ＩＣデバイスの放射基板を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は裏面図、（Ｃ）は裏面に設けた磁性体の平面図。
【図８】第３実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図９】第４実施例である無線ＩＣデバイスを示す斜視図。
【図１０】第４実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図１１】第５実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図１２】第６実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す斜視図。
【図１３】第７実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す斜視図。
【図１４】第８実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す斜視図。
【図１５】図１４に示した給電回路基板の等価回路図。
【図１６】第８実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の他の積層構造を示す斜視図。
【図１７】図１６に示した給電回路基板の等価回路図。
【図１８】第９実施例である無線ＩＣデバイスを示す斜視図。
【図１９】第９実施例である無線ＩＣデバイスを金属缶に取り付けた状態を示す斜視図。
【図２０】図１９の部分拡大断面図。
【図２１】第１０実施例である無線ＩＣデバイスを構成する給電回路を示す等価回路図。
【図２２】第１０実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の作製工程を示す説明図。
【図２３】図２２に示した作製工程途中を示す裏面図。
【図２４】第１１実施例である無線ＩＣデバイスを構成する給電回路を示す等価回路図。
【図２５】第１１実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の作製工程を示す説明図。
【図２６】図２５に示した作製工程途中を示す裏面図。
【図２７】（Ａ）は第１２実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路を示す等価回路図、（Ｂ）は第１３実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路を示す等価回路図。
【図２８】（Ａ）は第１４実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路を示す等価回路図、（Ｂ）は第１５実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路を示す等価回路図。
【図２９】第１２実施例〜第１５実施例である無線ＩＣデバイスを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ），（Ｄ）は裏面図である。
【図３０】第１２実施例〜第１５実施例である無線ＩＣデバイスの給電回路基板の積層構造を示す平面図。
【図３１】第１２実施例〜第１５実施例である無線ＩＣデバイスを示し、（Ａ）は放射基板上に給電回路基板を搭載した状態の平面図、（Ｂ）は放射基板の第１例を示す平面図、（Ｃ）は放射基板の第２例を示す平面図、（Ｄ）は放射基板の裏面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明に係る給電回路の実施例について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１実施例、図１〜図４参照）
第１実施例である無線ＩＣデバイスは、図３に示す、所定周波数の送受信信号を処理する無線ＩＣチップ１０と、この無線ＩＣチップ１０を搭載した給電回路基板２０と、図２（Ａ）又は図２（Ｂ）に示す放射基板３０とで構成されている。
【００１３】
給電回路基板２０は、図１に等価回路として示すように、互いに異なるインダクタンス値を有し、かつ、互いに逆相で磁気結合（相互インダクタンスＭで示す）されているインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む共振回路・整合回路を有する給電回路２１（詳細は図４を参照して以下に説明する）を備えている。
【００１４】
無線ＩＣチップ１０は、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路などを含み、必要な情報がメモリされており、裏面に図示しない一対の入出力端子電極及び一対の実装用端子電極が設けられている。図３に示すように、入出力端子電極は給電回路基板２０上に形成した給電端子電極４２ａ，４２ｂに、実装用端子電極は実装電極４３ａ，４３ｂに金属バンプなどを介して電気的に接続されている。
【００１５】
放射基板３０は、図２に示すように、フレキシブルな樹脂フィルム基板３１上の周縁部に非磁性金属材料からなるループ状の放射板３２が形成され、一方の端部３２ａと他方の端部３２ｂに前記給電回路基板２０が接着剤を介して貼着されている。端部３２ａ，３２ｂはそれぞれ給電回路２１のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２のいずれかと結合している。また、放射板３２のループの内側には磁性体３３が配置されている。なお、図２（Ｂ）は、放射基板３０の放射板３２上に、無線ＩＣチップ１０を搭載した給電回路基板２０を貼着した状態を示している。
【００１６】
給電回路２１に含まれるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板３２の端部３２ａ，３２ｂと電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板３２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。
【００１７】
従って、給電回路２１は、無線ＩＣチップ１０から発信された所定の周波数を有する送信信号を放射板３２に伝達し、かつ、放射板３２で受信し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１０に供給する。それゆえ、この無線ＩＣデバイスは、放射板３２で受信した信号によって無線ＩＣチップ１０が動作され、該無線ＩＣチップ１０からの応答信号が放射板３２から外部に放射される。
【００１８】
以上のごとく、本無線ＩＣデバイスにあっては、給電回路基板２０に設けた給電回路２１で信号の周波数を設定するため、本無線ＩＣデバイスを種々の物品に取り付けてもそのままで動作し、放射特性の変動が抑制され、個別の物品ごとに放射板３２などの設計変更をする必要がなくなる。そして、放射板３２から放射する送信信号の周波数及び無線ＩＣチップ１０に供給する受信信号の周波数は、給電回路基板２０における給電回路２１の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２１のサイズ、形状、給電回路と放射板との距離及び媒質の少なくとも一つで実質的に決定される。給電回路基板２０において送受信信号の周波数が決まるため、放射板３２の形状やサイズ、配置関係などによらず、例えば、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。
【００１９】
ここで、給電回路基板２０の構成について図４を参照して説明する。給電回路基板２０は、誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシート４１ａ〜４１ｈを積層、圧着、焼成したものである。最上層のシート４１ａには、給電端子電極４２ａ，４２ｂ、実装電極４３ａ，４３ｂ、ビアホール導体４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂが形成されている。２層目〜８層目のシート４１ｂ〜４１ｈには、それぞれ、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極４６ａ，４６ｂが形成され、必要に応じてビアホール導体４７ａ，４７ｂ，４８ａ，４８ｂが形成されている。
【００２０】
以上のシート４１ａ〜４１ｈを積層することにより、配線電極４６ａがビアホール導体４７ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極４６ｂがビアホール導体４７ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。また、配線電極４６ａ，４６ｂの線間にキャパシタンスが形成される。
【００２１】
シート４１ｂ上の配線電極４６ａの端部４６ａ−１はビアホール導体４５ａを介して給電端子電極４２ａに接続され、シート４１ｈ上の配線電極４６ａの端部４６ａ−２はビアホール導体４８ａ，４５ｂを介して給電端子電極４２ｂに接続される。シート４１ｂ上の配線電極４６ｂの端部４６ｂ−１はビアホール導体４４ｂを介して給電端子電極４２ｂに接続され、シート４１ｈ上の配線電極４６ｂの端部４６ｂ−２はビアホール導体４８ｂ，４４ａを介して給電端子電極４２ａに接続される。
【００２２】
以上の給電回路２１において、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は互いに略平行な巻回軸上にそれぞれ逆方向に巻かれているため、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２で発生する磁界が相殺される。磁界が相殺されるため、所望のインダクタンス値を得るためには配線電極４６ａ，４６ｂをある程度長くする必要がある。これにてＱ値が低くなるので共振特性の急峻性がなくなり、共振周波数付近で広帯域化することになる。
【００２３】
インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は、給電回路基板２０を平面透視したときに、左右の異なる位置に形成されている。また、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２で発生する磁界はそれぞれ逆向きになる。これにて、給電回路２１をループ状の放射板３２の端部３２ａ，３２ｂに結合させたとき、端部３２ａ，３２ｂには逆向きの電流が励起され、ループ状の放射板３２で信号を送受信することができる。なお、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２をそれぞれ二つの異なる放射板に結合させてもよい。
【００２４】
放射板３２は一方の端部３２ａと他方の端部３２ｂを有するループ状電極で構成され、各端部３２ａ，３２ｂはそれぞれ異なるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と結合している。そして、ループ状電極のループの内側に例えばフェライトからなる磁性体３３が配置されている。この磁性体３３にてループ状電極からなる放射板３２で発生する磁界が増幅され、通信距離が長くなる。なお、磁性体３３は必ずしも必要ではなく、省略してもよい。
【００２５】
給電回路基板２０を磁性体材料から形成し、磁性体内にインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を形成することにより、大きなインダクタンス値を得ることができ、１３．５６ＭＨｚ帯の周波数にも対応することができる。しかも、磁性体シートの加工ばらつきや透磁率のばらつきが生じても、無線ＩＣチップ１０とのインピーダンスのばらつきを吸収できる。磁性体の透磁率μは４００程度が好ましい。
【００２６】
また、二つのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２のインダクタンス値を実質的に同じ値に設定することで、各インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２で発生する磁界の大きさを等しくすることができる。これにより、二つのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２での磁界の相殺量を同じにすることができ、共振周波数付近での広帯域化が可能になる。
【００２７】
なお、給電回路基板２０は、セラミック又は樹脂からなる多層基板であってもよく、あるいは、ポリイミドや液晶ポリマなどの誘電体からなるフレキシブルなシートを積層した基板であってもよい。特に、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２が給電回路基板２０に内蔵されることで、給電回路２１が基板外部の影響を受けにくくなり、放射特性の変動を抑制できる。
【００２８】
また、給電回路基板２０は放射板３２の端部３２ａ，３２ｂ上に貼着されている必要はなく、端部３２ａ，３２ｂに近接して配置されていてもよい。
【００２９】
（第２実施例、図５参照）
第２実施例である無線ＩＣデバイスは、基本的には前記第１実施例と同様の構成を備え、図５に示すように、給電回路基板２０の最下層に設けたシート４１ｉの裏面に、給電回路基板２０を平面透視したときに、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の外形と同じ又は小さい平面電極４９ａ，４９ｂを設けた点が第１実施例と異なっている。
【００３０】
そして、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を形成する配線電極４６ａ，４６ｂの端部４６ａ−２，４６ｂ−２にはそれぞれビアホール導体が配置され、このビアホール導体は給電端子電極４２ａ，４２ｂと接続されていることは勿論、シート４１ｉに形成したビアホール導体４８ｃ，４８ｄを介して平面電極４９ａ，４９ｂと接続されている。このような平面電極４９ａ，４９ｂを設けることで給電回路２１と放射板３２との結合のばらつきを抑えることができる。
【００３１】
なお、平面電極４９ａ，４９ｂは配線電極４６ａ，４６ｂと電気的に接続されていなくてもよく、あるいは、放射板３２と電気的に接続されていてもよい。
【００３２】
（第３実施例、図６〜図８参照）
第３実施例である無線ＩＣデバイスは、図７（Ａ）に示すように、無線ＩＣチップ１０を搭載した給電回路基板２０を放射基板５０の表面に形成した電極５３の端部５３ｂ上及び電極５４上に接着剤を介して貼着したものである。無線ＩＣチップ１０は第１実施例と同じ構成を有している。
【００３３】
放射基板５０は、図７（Ａ）に示すように、フレキシブルな樹脂フィルム基板５１の表面に放射板５２として機能するスパイラル状の電極５３及び電極５４を形成し、図７（Ｂ）に示すように、裏面に放射板５２として機能するスパイラル状の電極５５を設けたものである。
【００３４】
電極５３の端部５３ａと電極５５の端部５５ａとはビアホール導体５６ａにて電気的に接続され、電極５５の端部５５ｂと電極５４とはビアホール導体５６ｂにて電気的に接続されている。また、基板５０の裏面には、例えばフェライトからなる磁性体５７が電極５５の外形の内側であって電極５５上に形成されている。なお、磁性体５７は磁性金属材料から形成してもよく、この場合は電極５５とは電気的に絶縁する必要がある。
【００３５】
給電回路基板２０は、図６に等価回路として示すように、互いに異なるインダクタンス値を有するインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とインダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４はそれぞれ同相で磁気結合し（相互インダクタンスＭ１）、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とインダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４は互いに逆相で磁気結合している（相互インダクタンスＭ２で示す）。インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を含む共振回路・整合回路を有する給電回路２１は、以下に図８を参照して説明する。
【００３６】
給電回路２１に含まれるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とインダクタンス素子Ｌ３，Ｌ４は、互いに逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、ループ状をなす放射板５２の電極端部５３ｂと電極５４と電磁界結合している。また、給電回路２１の給電端子電極６２ａ，６２ｂは無線ＩＣチップ１０の入出力端子電極（図示せず）と電気的に接続され、無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板５２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。
【００３７】
本第３実施例では、ループ状の放射板５２の電極５４にプラス極性の信号が加わった場合、電極端部５３ｂにはマイナス極性の信号が加わる。これにより、プラス（電極５４）からマイナス（電極端部５３ｂ）方向に電流が流れ、放射板５２と給電回路２１とで信号の伝達が行われる。
【００３８】
従って、給電回路２１は、前記第１実施例と同様に、無線ＩＣチップ１０から発信された所定の周波数を有する送信信号を放射板５２に伝達し、かつ、放射板５２で受信し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１０に供給する。それゆえ、この無線ＩＣデバイスは、放射板５２で受信した信号によって無線ＩＣチップ１０が動作され、該無線ＩＣチップ１０からの応答信号が放射板５２から外部に放射される。このように、本第３実施例の作用効果は前記第１実施例と基本的に同様である。
【００３９】
ここで、給電回路基板２０の構成について図８を参照して説明する。給電回路基板２０は、誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシート６１ａ〜６１ｈを積層、圧着、焼成したものである。最上層のシート６１ａには、給電端子電極６２ａ，６２ｂ、実装電極６３ａ，６３ｂ、ビアホール導体６４ａ，６４ｂ，６５ａ，６５ｂが形成されている。２層目〜８層目のシート６１ｂ〜６１ｈには、それぞれ、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４を構成する配線電極６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄが形成され、必要に応じてビアホール導体６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ，６８ａ，６８ｂが形成されている。
【００４０】
以上のシート６１ａ〜６１ｈを積層することにより、配線電極６６ａがビアホール導体６７ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極６６ｂがビアホール導体６７ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。さらに、配線電極６６ｃがビアホール導体６７ｃにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ３が形成され、配線電極６６ｄがビアホール導体６７ｄにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ４が形成される。また、配線電極６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄの線間にキャパシタンスが形成される。
【００４１】
シート６１ｂ上の配線電極６６ａ，６６ｂが一体化された端部６６−１はビアホール導体６５ａを介して給電端子電極６２ａに接続され、シート４１ｈ上の配線電極６６ａ，６６ｂが一体化された端部６６−２はビアホール導体６８ａ，６５ｂを介して給電端子電極６２ｂに接続される。シート６１ｂ上の配線電極６６ｃ，６６ｄが一体化された端部６６−３はビアホール導体６４ｂを介して給電端子電極６２ｂに接続され、シート６１ｈ上の配線電極６６ｃ，６６ｄが一体化された６６−４はビアホール導体６８ｂ，６４ａを介して給電端子電極６２ａに接続される。
【００４２】
以上の構成からなる給電回路２１の作用は、基本的には前記第１実施例で説明した給電回路２１と同様である。特に、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とＬ３，Ｌ４はそれぞれ同一平面上で隣接する二つの配線電極６６ａ，６６ｂと６６ｃ，６６ｄとで形成されているため、配線電極の長さや電極間隔を変化させることにより、共振特性を広帯域化できる。
【００４３】
また、放射板５２は一方の端部電極５３ａと他方の端部電極５４を有するループ状電極で構成され、各端部電極５３ａ，５４はそれぞれ異なるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２とＬ３，Ｌ４と結合している。そして、ループ状電極のループの外形より内側に磁性体５７が配置されているため、ループ状電極からなる放射板５２で発生する磁界が増幅され、通信距離が長くなる。なお、磁性体５７は必ずしも必要ではなく、省略してもよい。
【００４４】
（第４実施例、図９及び図１０参照）
第４実施例である無線ＩＣデバイスは、図９に示すように、無線ＩＣチップ１０と、給電回路基板２０と、放射板１３２を形成した放射基板１３０とから構成されている。
【００４５】
無線ＩＣチップ１０は前記第１実施例と同様の構成を備えている。給電回路基板２０は、二つのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を内蔵したもので、表面に設けた給電端子電極７２ａ，７２ｂと実装電極７３ａ，７３ｂとが無線ＩＣチップ１０の入出力端子電極と実装用端子電極（ともに図示せず）に電気的に接続されている。
【００４６】
放射基板１３０は、セラミックからなる基板１３１の表面の半分の領域に放射板１３２を螺旋状に形成するとともに、残りの半分の領域に補助電極１３３を螺旋状に形成したものである。放射板１３２上には無線ＩＣチップ１０を搭載した給電回路基板２０が接着剤を介して貼着される。また、補助電極１３３は中央部に位置する端部１３３ａがビアホール導体１３４を介して基板１３１の裏面に形成した電極１３５と接続され、該電極１３５の端部１３５ａは放射板１３２の中央部に位置する端部１３２ａと容量により結合している。なお、電極１３５は基板１３１の内部に形成されていてもよい。
【００４７】
給電回路基板２０は、図１０に示すように、誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシート７１ａ〜７１ｅを積層、圧着、焼成したものである。最上層のシート７１ａには、給電端子電極７２ａ，７２ｂ、実装電極７３ａ，７３ｂ、ビアホール導体７４ａ，７４ｂが形成されている。２層目〜４層目のシート７１ｂ〜７１ｄには、それぞれ、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極７５ａ，７５ｂ、ビアホール導体７６ａ，７６ｂ，７７が形成されている。最下層のシート７１ｅには、配線電極７５が形成されている。配線電極７５ａ，７５は各シート７１ｂ〜７１ｅの周縁部に露出した状態で形成されている。
【００４８】
以上のシート７１ａ〜７１ｅを積層することにより、配線電極７５ａがビアホール導体７６ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極７５ｂがビアホール導体７６ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。配線電極７５ａ，７５ｂはシート７１ｂ上で分岐し、かつ、最下層のシート７１ｅ上の配線電極７５で一体化されている。また、配線電極７５ａ，７５ｂの線間にキャパシタンスが形成される。
【００４９】
シート７１ｂ上の配線電極７５ａ，７５ｂが一体化された端部７５ｃはビアホール導体７４ｂを介して給電端子電極７２ｂに接続され、シート７１ｅ上の配線電極７５の端部７５ｄは１層上のシート７１ｄのビアホール導体７６ａ，７６ｂを介して配線電極７５ａ，７５ｂと接続されており、かつ、配線電極７５の端部７５ｅはビアホール導体７７，７４ａを介して給電端子電極７２ａに接続されている。
【００５０】
以上の構成からなるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む給電回路２１は図１に示した給電回路２１と同様の等価回路であり、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板１３２と電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板１３２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。
【００５１】
従って、本第４実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。特に、第４実施例では、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の一部（配線電極７５ａ，７５）が給電回路基板２０の側面に露出されているため、該露出部分が放射板としても機能する。また、露出したインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の一部が給電回路基板２０の側面で放射板１３２及び補助電極１３３と電磁界結合するので放射特性が向上する。補助電極１３３の外形寸法は給電回路基板２０の外形寸法と同じか又はそれ以上の大きさであり、給電回路基板２０の裏面及び側面から放射される磁界と結合しやすくなっている。
【００５２】
（第５実施例、図１１参照）
第５実施例である無線ＩＣデバイスは、図１１に示す給電回路基板２０を備えたもので、他の構成部品である無線ＩＣチップ１０及び放射基板３０は前記第１実施例に示したものと同様である。
【００５３】
給電回路基板２０は、誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシート８１ａ〜８１ｅを積層、圧着、焼成したものである。最上層のシート８１ａには、給電端子電極８２ａ，８２ｂ、実装電極８３ａ，８３ｂ、ビアホール導体８４ａ，８４ｂが形成されている。２層目のシート８１ｂには、配線電極８５、ビアホール導体８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂが形成されている。３層目のシート８１ｃには、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極８５ａ，８５ｂ、ビアホール導体８６ａ，８６ｂ，８７ａ，８７ｂが形成されている。４層目のシート８１ｄには、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極８５ａ，８５ｂが形成されている。最下層のシート８１ｅの裏面には、平面電極８８ａ，８８ｂが形成されている。
【００５４】
以上のシート８１ａ〜８１ｅを積層することにより、配線電極８５ａがビアホール導体８６ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極８５ｂがビアホール導体８６ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。また、配線電極８５ａ，８５ｂの線間にキャパシタンスが形成される。
【００５５】
配線電極８５ａ，８５ｂはシート８１ｂ上で配線電極８５にて一体化され、シート８１ｄ上の配線電極８５ａの端部８５ａ'はビアホール導体８７ａ，８４ａを介して給電端子電極８２ａに接続され、配線電極８５ｂの端部８５ｂ'はビアホール導体８７ｂ，８４ｂを介して給電端子電極８２ｂに接続されている。
【００５６】
以上の構成からなるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む給電回路２１は図１に示した給電回路２１と同様の等価回路であり、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板３２と電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板３２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。
【００５７】
従って、本第５実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。特に、給電回路基板２０の裏面に平面電極８８ａ，８８ｂを設けることによって給電回路２１と放射板３２との結合のばらつきを抑えることができる。なお、平面電極８８ａ，８８ｂは必ずしも必要なものではない。
【００５８】
（第６実施例、図１２参照）
第６実施例である無線ＩＣデバイスは、図１２に示す給電回路基板２０を備えたもので、他の構成部品である無線ＩＣチップ１０及び放射基板３０は前記第１実施例に示したものと同様である。
【００５９】
また、給電回路基板２０の構成は、前記第１実施例に示した給電回路基板２０と基本的に同じであり、螺旋状に接続された配線電極１０１ａ，１０１ｂにてインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２が形成されている。このインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は互いに異なるインダクタンス値を有し、かつ、互いに逆相で磁気結合されている。
【００６０】
さらに、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の直下には平面電極１０２ａ，１０２ｂが配置され、螺旋状に接続された配線電極１０３にて磁界受け用コイル１０４が形成されている。磁界受け用コイル１０４は、平面電極１０２ａ，１０２ｂに対して直列に接続され、給電回路２１と放射板３２（図２参照）とを結合する補助的な放射機能を有している。
【００６１】
本第６実施例におけるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む給電回路２１は図１に示した給電回路２１と同様の等価回路であり、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板３２と電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板３２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。従って、本第６実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。
【００６２】
（第７実施例、図１３参照）
第７実施例である無線ＩＣデバイスは、図１３に示す給電回路基板２０を備えたもので、他の構成部品である無線ＩＣチップ１０及び放射基板３０は前記第１実施例に示したものと同様である。
【００６３】
給電回路基板２０は、互いに隣接して螺旋状に接続された配線電極１１１ａ，１１１ｂにてインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２が形成されている。このインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は互いに異なるインダクタンス値を有し、かつ、互いに逆相で磁気結合されている。
【００６４】
さらに、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の直下には平面電極１１２ａ，１１２ｂが配置され、螺旋状に接続された配線電極１１３にて磁界受け用コイル１１４が形成されている。磁界受け用コイル１１４は、平面電極１１２ａ，１１２ｂに対して直列に接続され、給電回路２１と放射板３２（図２参照）とを結合する補助的な放射機能を有している。
【００６５】
本第７実施例におけるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む給電回路２１は図１に示した給電回路２１と同様の等価回路であり、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板３２と電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板３２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。従って、本第７実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。
【００６６】
特に、第７実施例では、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２がそれぞれ同一平面上で隣接する二つの配線電極１１１ａ，１１１ｂで形成されているため、配線電極１１１ａ，１１１ｂの長さや電極間隔を変化させることにより、共振特性を広帯域化できる。
【００６７】
（第８実施例、図１４〜図１７参照）
第８実施例である無線ＩＣデバイスは、図１４に示す給電回路基板２０を備えたもので、この給電回路２１は前記第５実施例（図１１参照）と基本的に同じである。即ち、シート１２１ａ上には給電端子電極１２２ａ，１２２ｂ、実装電極１２３ａ，１２３ｂが形成され、シート１２１ｂ〜１２１ｇ上には配線電極１２５ａ，１２５ｂが形成されている。さらに、シート１２１ｈ上には平面電極１２８ａ，１２８ｂが形成されている。
【００６８】
インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は配線電極１２５ａ，１２５ｂをそれぞれ螺旋状に接続することにより形成され、シート１２１ｂ上の配線電極１２５にて一体化されている。シート１２１ｇ上の配線電極１２５ａの端部１２５ａ'が給電端子電極１２２ａに接続され、シート１２１ｇ上の配線電極１２５ｂの端部１２５ｂ'が給電端子電極１２２ｂに接続されている。
【００６９】
以上の構成からなるインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を含む給電回路２１は図１５に示す等価回路であり、無線ＩＣチップ１０に対して直列に接続されたインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合して無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板５２（放射板３２であってもよい）と電磁界結合している。また、給電回路２１は無線ＩＣチップ１０のインピーダンス（通常５０Ω）と放射板３２，５２のインピーダンス（空間のインピーダンス３７７Ω）とのマッチングを図っている。
【００７０】
従って、本第８実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。特に、給電回路基板２０の裏面に平面電極１２８ａ，１２８ｂを設けることによって給電回路２１と放射板３２，５２との結合のばらつきを抑えることができる。なお、平面電極１２８ａ，１２８ｂは必ずしも必要なものではない。
【００７１】
さらに、第８実施例においては、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の端部が給電端子電極１２２ａ，１２２ｂに接続される位置を変更し、前記端部１２５ａ'，１２５ｂ'を電気的に開放して補助整合回路を構成することができる。
【００７２】
例えば、図１６に示すように、シート１２１ｅ上の配線電極１２５ａ，１２５ｂに引出し電極１２５ａ"，１２５ｂ"を形成して給電端子電極１２２ａ，１２２ｂに接続する。そして、シート１２１ｇ上の配線電極１２５ａ，１２５ｂの端部１２５ａ'，１２５ｂ'を電気的に開放し、シート１２１ｆ，１２１ｇ上の配線電極１２５ａ，１２５ｂにて補助整合回路１２９を形成する。給電端子電極１２２ａ，１２２ｂと接続する引出し電極１２５ａ"，１２５ｂ"は、シート１２１ｃ〜１２１ｆ上に設けたいずれの配線電極１２５ａ，１２５ｂであってもよい。その等価回路を図１７に示す。このような補助整合回路１２９を形成することによって、整合状態の微調整を行うことができる。
【００７３】
（第９実施例、図１８〜図２０参照）
第９実施例である無線ＩＣデバイスは、図１８に示すように、無線ＩＣチップ１０を備えた給電回路基板２０を放射基板３０上に貼着したもので、図１９に示すように、金属缶１４０の表面又は裏面の凹所１４１に貼着されている。金属缶１４０は、例えば、スチール材やアルミ材などの金属材からなる。給電回路基板２０は前記第１実施例に示したものと同じであり、図４に示した給電回路２１を有している。放射基板３０も図２に示したフィルム基板３１上に端部３２ａ，３２ｂを有するループ状の放射板３２を形成したものである。但し、図２に示したフィルム基板３１と放射板３２とが四角形状であるのに対して、本第９実施例では図１８に示すように楕円形状である。
【００７４】
そして、図２０に示すように、凹所１４１の底部に両面に接着剤を有する台紙１４２を介して、無線ＩＣチップ１０及び給電回路基板２０を備えた放射基板３０が貼着されている。凹所１４１の深さＨ１は約５ｍｍ、凹所１４１の底部から放射板３２までの高さＨ２は２〜３ｍｍであり、無線ＩＣチップ１０が凹所１４１から突出しないことが望ましい。
【００７５】
本第９実施例の作用効果は第１実施例と同様である。ところで、信号の送受信時にループ状の放射板３２の周囲には磁界φ（図２０参照）が発生する。この磁界は金属を通過しないので、金属とループ状放射板３２とを平行にかつ近接させて配置すると、放射板３２で発生する磁界が金属によって妨げられ、外部へ十分に放射されず無線ＩＣデバイスとしての動作が不十分になる。そこで、本第９実施例のように、放射板金属缶１４０の凹所１４１の底部から台紙１４２などを介して数ｍｍ程度離して放射板３２を配置することで、放射板３２から磁界φを放射させて無線ＩＣデバイスとして機能させることができる。
【００７６】
なお、給電回路基板２０を備えた放射基板３０を台紙１４２に埋め込むように配置しても構わない。さらに、放射基板３０を台紙１４２と同程度の厚みにし、その放射基板３０に形成した凹部に給電回路基板２０を埋め込むように配置しても構わない。また、無線ＩＣチップ１０を給電回路基板２０と放射基板３０とに挟み込まれるように配置しても構わない。このような構造にすることにより、無線ＩＣチップ及び給電回路基板２０を落下・衝撃などから保護することができ、無線ＩＣデバイスの機械的強度を向上させることができる。なお、本第９実施例においては金属缶１４０へ無線ＩＣデバイスを貼着した例を示したが、特に金属缶に限定されるものではなく、金属製の物品であれば金属ケースあるいは回路基板上のグランド電極など何でも構わない。
【００７７】
（第１０実施例、図２１〜図２３参照）
以上の各実施例は給電回路基板内に共振回路及び／又は整合回路を有する給電回路を設けた給電回路基板を備えている。しかし、給電回路基板を備えることなく、無線ＩＣチップの入出力端子電極が形成された裏面（主面）上に少なくとも二つのインダクタンス素子を含む共振回路及び／又は整合回路を有する給電回路を設けたものであってもよく、以下に第１０実施例及び第１１実施例としてこのような無線ＩＣデバイスを示す。
【００７８】
第１０実施例である無線ＩＣデバイスは、図２１に等価回路として示す給電回路１５０を無線ＩＣチップ１０の裏面に設けたものである。この給電回路１５０は、それぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成した二つのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を直列に接続してなる。各インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の一端に設けた給電端子電極１５１ａ，１５１ｂが無線ＩＣチップ１０の入力端子電極及び出力端子電極と電気的に導通している。インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は逆相で磁気結合し、線間浮遊容量とで形成される共振回路とで無線ＩＣチップ１０が処理する周波数に共振し、かつ、放射板（例えば、図２に示した放射板３２の端部３２ａ，３２ｂ）と電磁界結合する。従って、本第１０実施例の作用効果は前記第１実施例と同様である。
【００７９】
この給電回路１５０において、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の中間点が仮想グランドとなる。また、給電回路１５０のインピーダンス値は無線ＩＣチップ１０のインピーダンスと複素共役になるように設計される。インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２は図２２に示すように積層状態で形成されるため、放射板までの距離に応じてインダクタンス値が異なる。そこで、無線ＩＣチップ１０の裏面に絶縁層１５９を形成して放射板との距離を固定し、かつ、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を保護している。
【００８０】
前記給電回路１５０は、図２２に示す工程によって作製される。まず、図２２（ａ）に示すように、無線ＩＣチップ１０の裏面に絶縁層１５２を入出力端子電極部分を除いて形成する。次に、図２２（ｂ）に示すように、電極層１５３を絶縁層１５２上にめっきなどで形成し、所定の形状にエッチングする（図２２（ｃ）参照）。この状態を図２３（Ａ）に示す。
【００８１】
次に、図２２（ｄ）に示すように、電極層１５３上に絶縁層１５４を形成する。さらに、図２２（ｅ）に示すように、電極層１５５を絶縁層１５４上にめっきなどで形成し、所定の形状にエッチングする（図２２（ｆ）参照）。この状態を図２３（Ｂ）に示す。さらに、図２２（ｇ）に示すように、電極層１５５上に絶縁層１５９を形成する。
【００８２】
（第１１実施例、図２４〜図２６参照）
第１１実施例である無線ＩＣデバイスは、図２４に等価回路として示す給電回路１５０を無線ＩＣチップ１０の裏面に設けたものである。この給電回路１５０は、前記第９実施例で示した等価回路（図２１参照）において、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の間にコンデンサＣを挿入し、直列共振回路を構成したものである。本第１１実施例の作用効果は前記第１０実施例と同様である。
【００８３】
図２４に示す給電回路１５０は、図２５に示す工程によって作製される。まず、図２５（ａ）に示すように、無線ＩＣチップ１０の裏面に絶縁層１５６を入出力端子電極部分を除いて形成する。次に、図２５（ｂ）に示すように、電極層１５７を絶縁層１５６上にめっきなどで形成し、所定の形状にエッチングする（図２５（ｃ）参照）。この状態を図２６（Ａ）に示し、中央部分に残された電極１５７ａが一方のコンデンサ電極となる。
【００８４】
次に、図２５（ｄ）に示すように、電極層１５７上に絶縁層１５２を形成する。さらに、図２５（ｅ）に示すように、電極層１５３を絶縁層１５２上にめっきなどで形成し、所定の形状にエッチングする（図２５（ｆ）参照）。この状態を図２６（Ｂ）に示す。このとき前記コンデンサ電極１５７ａと対向する電極１５３ａ，１５３ｂが形成される。
【００８５】
さらに、図２５（ｇ）に示すように、電極層１５３上に絶縁層１５４を形成する。その後は、図２２（ｅ），（ｆ），（ｇ）に示したように、電極層１５５、絶縁層１５９を形成する。電極層１５５を形成したときの状態を図２６（Ｃ）に示す。
【００８６】
（第１２実施例〜第１５実施例、図２７〜図３１参照）
第１２実施例である無線ＩＣデバイスは、図２７（Ａ）の等価回路に示すように、互いに逆方向に巻かれた螺旋状に形成されたインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を直列に接続した給電回路２００を備え、インダクタンス成分Ｌ１０を有するループ状電極で構成した放射板２１２の両端部をインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の両端部に電気的に導通させたものである。また、給電回路２００の両端には前記無線ＩＣチップ１０の入力端子電極及び出力端子電極に接続される給電端子電極２０１ａ，２０１ｂが形成されている。
【００８７】
第１３実施例である無線ＩＣデバイスは、図２７（Ｂ）の等価回路に示すように、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と並列にコンデンサＣを設けたもので、他の構成は前記第１２実施例と同様である。
【００８８】
第１４実施例である無線ＩＣデバイスは、図２８（Ａ）の等価回路に示すように、互いに逆方向に巻かれた螺旋状に形成されたインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を直列に接続した給電回路２００を備え、インダクタンス成分Ｌ１０を有するループ状電極で構成した放射板２１２の両端部に設けた螺旋状のインダクタンス成分Ｌ１１，Ｌ１２を前記インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と電磁界結合させたものである。また、給電回路２００の両端には前記無線ＩＣチップ１０の入力端子電極及び出力端子電極に接続される給電端子電極２０１ａ，２０１ｂが形成されている。
【００８９】
第１５実施例である無線ＩＣデバイスは、図２８（Ｂ）の等価回路に示すように、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２と並列にコンデンサＣを設けたもので、他の構成は前記第１４実施例と同様である。
【００９０】
第１４実施例及び第１５実施例においては、給電回路２００のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２に対向するように放射板２１２の両端部に螺旋状の受け電極（インダクタンス成分Ｌ１１，Ｌ１２）を設けた。これにて、放射板２１２のインダクタンス成分Ｌ１０で発生する磁界の向きを給電回路２００で発生する磁界と同じ向きにできるので、給電回路２００と放射板２１２との結合度が向上する。
【００９１】
また、放射板２１２の両端部に設けた受け電極（インダクタンス成分Ｌ１１，Ｌ１２）の螺旋状の向きを互いに逆方向にすることによって、エネルギーの受け渡し効率が向上する。さらに、それぞれ結合するように形成されたインダクタンス素子と放射板の螺旋状の端部（Ｌ１とＬ１１、Ｌ２とＬ１２）とは、給電回路２００を平面透視したときに同方向に巻かれるように形成されている。平面透視で対向するように配置された二つの螺旋状電極（Ｌ１とＬ１１、Ｌ２とＬ１２）に発生する磁界の向きが同じ方向になり、給電回路２００と放射板２１２との磁界結合がより強くなる。
【００９２】
さらに、放射板２１２のループ状電極のインダクタンス値（Ｌ１０）は給電回路２００のインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２のインダクタンス値よりも大きく設定されている。給電回路２００による信号を放射板２１２で発生した磁界によって送受信できるため、リーダライタとの通信不良の発生を抑制することができる。
【００９３】
ここで、前記等価回路で示した第１２実施例〜第１５実施例の具体的構成について説明する。これらの無線ＩＣデバイスは、図２９に示すように、無線ＩＣチップ１０と給電回路基板２２０と放射板２１２を備えた放射基板２１０（図３１参照）とで構成される。給電回路基板２２０の表面には給電端子電極２０１ａ，２０１ｂが形成され（図２９（Ｂ）参照）、裏面には平面電極２０２ａ，２０２ｂが設けられている（図２９（Ｃ）参照）。平面電極２０２ａ，２０２ｂの作用効果は前記第２実施例（図５参照）で説明したとおりである。なお、図２９（Ｄ）に示すように、平面電極２０２ａ，２０２ｂを省略してもよい。
【００９４】
給電回路基板２２０の内部には図３０に示す給電回路２００が形成されている。給電回路基板２２０は誘電体あるいは磁性体からなるセラミックシートを積層、圧着、焼成したものである。最上層のシート２３１ａには給電端子電極２０１ａ，２０１ｂ、実装電極２０１ｃ，２０１ｄが形成されている。２層目のシート２３１ｂには接続用電極２０３ａ，２０３ｂが形成されている。３層目〜７層目のシート２３１ｃ〜２３１ｇにはそれぞれインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２を構成する配線電極２０４ａ，２０４ｂが形成されている。
【００９５】
以上のシート２３１ａ〜２３１ｇを積層することにより、配線電極２０４ａがビアホール導体２０５ａにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ１が形成され、配線電極２０４ｂがビアホール導体２０５ｂにて螺旋状に接続されたインダクタンス素子Ｌ２が形成される。また、インダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２（配線電極２０４ａ，２０４ｂ）の一方端部どうしはシート２３１ｃ上で導通接続され、他方端部は接続用電極２０３ａ，２０３ｂやビアホール導体２０６ａ，２０６ｂを介して給電端子電極２０１ａ，２０１ｂに接続される。
【００９６】
以上の構成からなる給電回路２００の作用効果は前記第１実施例、第２実施例での説明と同様である。特に、図３０に示した給電回路２００においては、二つのインダクタンス素子Ｌ１，Ｌ２の一方端部どうしを、積層体内の最上層近傍において導通接続し、他方端部をそれぞれ無線ＩＣチップ１０と接続しているため、放射板２１２とは離れた積層体内の最上層近傍で導通接続され、放射板２１２と電磁界結合する積層体の下層近傍において互いに逆方に巻かれているため、エネルギーの受け渡し効率が向上する。
【００９７】
放射基板２１０は、図３１に示すように、フレキシブルな樹脂フィルム基板２１１の表面に一端２１２ａ及び他端２１２ｂを有する放射板２１２を螺旋状に形成するとともに、一端２１２ａに隣接する電極２１３を形成したもので、電極２１３は基板２１１の裏面に形成した接続用電極２１４及びビアホール導体を介して放射板２１２の他端２１２ｂと電気的に導通されている。そして、放射板２１２の一端２１２ａと電極２１３の一端２１３ａに、無線ＩＣチップ１０を搭載した給電回路基板２２０が結合されている。
【００９８】
放射板２１２の一端２１２ａと電極２１３の一端２１３ａは、図３１（Ｂ）に示すように、平面的な形状であってもよく、あるいは、図３１（Ｃ）に示すように、螺旋状に形成されていてもよい。放射板２１２の一端２１２ａと電極２１３の一端２１３ａを螺旋状に形成した場合に第１４実施例及び第１５実施例に対応する。
【００９９】
（実施例のまとめ）
前記無線ＩＣデバイスにおいて、少なくとも二つのインダクタンス素子は、給電回路を平面透視したときに、異なる位置に形成されていてもよく、給電回路を二つの異なる放射板に結合させることができる。また、少なくとも二つのインダクタンス素子はそれぞれ同一平面上で隣接する二つの配線電極で形成されていてもよい。隣接した二つの配線電極で一つのインダクタンス素子を構成すれば、配線電極の長さや電極間隔を変化させることにより、共振特性を広帯域化できる。
【０１００】
給電回路基板は積層体からなり、該積層体の最下層の内部又は表面に、該給電回路基板を平面透視したときに、少なくとも二つのインダクタンス素子の外形と同じ又は小さい平面電極を設けてもよい。平面電極を設けることで給電回路と放射板との結合のばらつきを抑えることができる。
【０１０１】
給電回路基板は磁性体を含み、該磁性体内に少なくとも二つのインダクタンス素子が形成されていてもよい。給電回路基板が磁性体を含むことで、大きなインダクタンス値を得ることができ、１３．５６ＭＨｚ帯の周波数にも対応することができる。
【０１０２】
少なくとも二つのインダクタンス素子の一方端部どうしは、積層体内の最上層近傍において導通接続され、他方端部はそれぞれ無線ＩＣと結合されていてもよい。二つのインダクタンス素子は、放射板とは離れた積層体内の最上層近傍で導通接続され、放射板と電磁界結合する積層体の下層近傍において互いに逆方に巻かれているため、エネルギーの受け渡し効率が向上する。
【０１０３】
放射板は一方の端部と他方の端部を有するループ状電極で構成され、該一方の端部と他方の端部とはそれぞれ異なる少なくとも二つのインダクタンス素子と結合しかつそれぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成されていてもよい。放射板側で発生する磁界の向きを給電回路と同じ向きにできるため、給電回路と放射板との結合が強くなる。そして、それぞれ結合するように形成されたインダクタンス素子と放射板の螺旋状の端部とは、給電回路を平面透視したときに同方向に巻かれるように形成されていることが好ましい。平面透視で対向するように配置された二つの螺旋状電極に発生する磁界の向きが同じ方向になり、給電回路と放射板との磁界結合がより強くなる。さらに、ループ状電極のインダクタンス値は給電回路のインダクタンス素子のインダクタンス値よりも大きいことが好ましい。給電回路による信号を放射板で発生した磁界によって送受信できるため、リーダライタとの通信不良の発生を抑制することができる。
【０１０４】
ループ状電極のループの内側又は表面に磁性体が配置されていてもよい。これにて、ループ状電極からなる放射板で発生する磁界が増幅され、通信距離が長くなる。
【０１０５】
少なくとも二つのインダクタンス素子は、無線ＩＣに対して、直列に接続されていても、あるいは、並列に接続されていてもよく、それぞれのインダクタンス値が実質的に同じであってもよい。
【０１０６】
給電回路基板の主面上には無線ＩＣを実装するための複数の実装電極が形成され、少なくとも二つの実装電極は給電回路を通じて電気的に導通していてもよい。少なくとも二つの実装電極は平衡入出力端子電極であってもよい。また、給電回路は、一方の端部が該給電回路の所定位置に電気的に接続されているとともに他方の端部が電気的に開放されている補助整合回路を有していてもよい。補助整合回路によって整合状態の微調整を行うことができる。また、少なくとも二つの実装電極は平衡入出力端子電極であってもよい。
【０１０７】
少なくとも二つのインダクタンス素子の一部が給電回路基板の側面に露出されており、該露出部分が放射板としても機能するように構成してもよい。インダクタンス素子の一部が給電回路基板の側面で放射板と電磁界結合し、放射特性が向上する。
【０１０８】
給電回路基板は、セラミック又は樹脂からなる多層基板であってもよく、あるいは、フレキシブルな基板であってもよい。特に、給電回路を構成するインダクタンス素子が基板に内蔵されることで、給電回路が基板外部の影響を受けにくくなり、放射特性の変動を抑制できる。
【０１０９】
少なくとも二つのインダクタンス素子はそれぞれ直流的に導通するように接続されていてもよい。それぞれのインダクタンス素子に確実に異なる向きの磁界を発生させることができる。
【０１１０】
（他の実施例）
なお、本発明に係る給電回路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。
【０１１１】
例えば、無線ＩＣは、チップタイプではなく、給電回路基板に一体的に形成されていてもよい。また、放射板は種々の形状を採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
以上のように、本発明は、給電回路に有用であり、特に、使用環境などからの影響を受けにくく、放射特性の変動を抑制することができ、広帯域での使用が可能である点で優れている。
【符号の説明】
【０１１３】
Ｌ１〜Ｌ４…インダクタンス素子
１０…無線ＩＣチップ
２０，２２０…給電回路基板
２１，１５０，２００…給電回路
３０，５０，１３０，２１０…放射基板
３２，５２，１３２，２１２…放射板
３３…磁性体
４２ａ，４２ｂ…給電端子電極
４６ａ，４６ｂ…配線電極
４９ａ，４９ｂ…磁性体
６６ａ〜６６ｄ…配線電極
７５ａ，７５ｂ…配線電極
８５ａ，８５ｂ…配線電極
８８ａ，８８ｂ…磁性体
１０１ａ，１０１ｂ…配線電極
１１１ａ，１１１ｂ…配線電極
１１２ａ，１１２ｂ…磁性体
１２５ａ，１２５ｂ…配線電極
１２８ａ，１２８ｂ…磁性体
１２９…補助整合回路
１３３…補助電極
２０４ａ，２０４ｂ…配線電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の給電端子と放射板との間に配置され、前記放射板に送信信号を供給する、及び／又は、前記放射板から受信信号を供給される給電回路であって、
少なくとも二つのインダクタンス素子を含み、
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は、それぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成され、かつ、それぞれ直流的に導通するように接続されていること、
を特徴とする給電回路。
【請求項２】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子の一方端部どうしは導通接続され、他方端部はそれぞれ前記複数の給電端子のそれぞれと結合されていること、を特徴とする請求項１に記載の給電回路。
【請求項３】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は、平面透視したときに、異なる位置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に記載の給電回路。
【請求項４】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子はそれぞれ同一平面上で隣接する二つの配線電極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３のいずれかに記載の給電回路。
【請求項５】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は前記複数の給電端子に対して直列に接続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給電回路。
【請求項６】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は前記複数の給電端子に対して並列に接続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給電回路。
【請求項７】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子はそれぞれのインダクタンス値が実質的に同じであ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給電回路。
【請求項８】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は並列接続さ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給電回路。
【請求項９】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は直列接続さ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給電回路。
【請求項１０】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は共振回路を構成しており、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ないし請求項９に記載の給電回路。
【請求項１】
複数の給電端子と放射板との間に配置され、前記放射板に送信信号を供給する、及び／又は、前記放射板から受信信号を供給される給電回路であって、
少なくとも二つのインダクタンス素子を含み、
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は、それぞれ逆方向に巻かれた螺旋状に形成され、かつ、それぞれ直流的に導通するように接続されていること、
を特徴とする給電回路。
【請求項２】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子の一方端部どうしは導通接続され、他方端部はそれぞれ前記複数の給電端子のそれぞれと結合されていること、を特徴とする請求項１に記載の給電回路。
【請求項３】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は、平面透視したときに、異なる位置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に記載の給電回路。
【請求項４】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子はそれぞれ同一平面上で隣接する二つの配線電極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３のいずれかに記載の給電回路。
【請求項５】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は前記複数の給電端子に対して直列に接続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給電回路。
【請求項６】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は前記複数の給電端子に対して並列に接続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給電回路。
【請求項７】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子はそれぞれのインダクタンス値が実質的に同じであ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給電回路。
【請求項８】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は並列接続さ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給電回路。
【請求項９】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は直列接続さ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給電回路。
【請求項１０】
前記少なくとも二つのインダクタンス素子は共振回路を構成しており、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ないし請求項９に記載の給電回路。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２０１０−７４８３９（Ｐ２０１０−７４８３９Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４９８１６（Ｐ２００９−２４９８１６）
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【分割の表示】特願２００９−５１５６５４（Ｐ２００９−５１５６５４）の分割
【原出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【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４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月３０日（２００９．１０．３０）
【分割の表示】特願２００９−５１５６５４（Ｐ２００９−５１５６５４）の分割
【原出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【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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