JP4775440B2 - 無線icデバイス及び無線icデバイス用複合部品 - Google Patents
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Description
(1)無線ICチップと、(2)無線ICチップが搭載され、インダクタンス素子を含んだ共振回路及び/又は整合回路を備えた給電回路を有する給電回路基板と、(3)給電回路のインダクタンス素子と電磁界結合している放射板とを備えたものであって、特に、給電回路基板の少なくとも一部に、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部が形成されており、インダクタンス素子の少なくとも一部は高透磁率磁性体部に設けられていることを特徴的構成としている。
第1実施例である無線ICデバイス1aは、モノポールタイプの放射板を備えたデバイスであり、図1及び図2に示すように、無線ICチップ5と、上面に無線ICチップ5を搭載した給電回路基板10aと、給電回路基板10aを貼着した放射板20とで構成されている。無線ICチップ5は、クロック回路、ロジック回路、メモリ回路を含み、必要な情報がメモリされており、給電回路基板10aに内蔵された給電回路16と直接的にDC接続されている。
第2実施例である無線ICデバイス1bは、図5に示すように、モノポールタイプの放射板を備えたデバイスであり、給電回路基板10bに内蔵したインダクタンス素子Lとキャパシタンス素子CとでLC直列共振回路からなる給電回路16を構成したものである。図6に示すように、インダクタンス素子Lを構成するコイル状電極パターンは、その巻回軸が放射板20と垂直に形成され、給電回路16は放射板20と主として磁気的に結合している。
第3実施例である無線ICデバイス1dは、図9に示すように、高透磁率磁性体部で構成された給電回路基板10dの第1主面110に無線ICチップ5を搭載してなり、第2主面120に放射板(図示省略)を備えた無線ICデバイスである。ただし、図9に示したのは、無線ICチップ5と給電回路基板10dとからなる無線ICデバイス用複合部品である。
図14に示すように、第4実施例である無線ICデバイス1eにおいて、給電回路基板10eは、その第1主面110に無線ICチップ5を搭載してなり、高透磁率磁性体セラミック材料からなる高透磁率磁性体層100の一方側、他方側に、低透磁率磁性体セラミック材料又は非磁性セラミック材料からなる非磁性体層101,102がそれぞれ積層された多層構造を有している。なお、給電回路基板10eにおいて、キャパシタンス素子C1及びC2、インダクタンス素子L1及びL2の構造や等価回路は、第3実施例のそれと同様である。
図16及び図18に示すように、第5実施例である無線ICデバイス1fにおいて、給電回路基板10fは、その第1主面110に無線ICチップ5を搭載してなり、高透磁率磁性体セラミック材料からなる高透磁率磁性体層100の一方側、他方側に、低透磁率磁性体セラミック材料又は非磁性セラミック材料からなる非磁性体層101,102がそれぞれ積層された多層構造を有している。なお、給電回路基板10fにおいて、キャパシタンス素子C1及びC2、インダクタンス素子L1及びL2の構造や等価回路は、第3実施例のそれと同様である。そして、放射板20は、図17に示すように、給電回路基板10fの第2主面120の所定位置に設けられている。
図19に示すように、第6実施例である無線ICデバイス1gにおいて、給電回路基板10gは、その第1主面110に無線ICチップ5を搭載してなり、高透磁率磁性体セラミック材料からなる高透磁率磁性体層100の一方側に、低透磁率磁性体セラミック材料又は非磁性セラミック材料からなる非磁性体層103が積層された多層構造を有している。なお、給電回路基板10gにおいて、キャパシタンス素子C1及びC2、インダクタンス素子L1及びL2の構造や等価回路は、第3実施例のそれと同様である。そして、放射板20は、図20に示すように、給電回路基板10gの第2主面120の所定位置に設けられている。
図21に示すように、第7実施例である無線ICデバイス1hにおいて、給電回路基板10hは、その第1主面110に無線ICチップ5を搭載してなり、高透磁率磁性体セラミック材料からなる高透磁率磁性体層100の他方側に、低透磁率磁性体セラミック材料又は非磁性セラミック材料からなる非磁性体層104が積層された多層構造を有している。なお、給電回路基板10hにおいて、キャパシタンス素子C1及びC2、インダクタンス素子L1及びL2の構造や等価回路は、第3実施例のそれと同様である。そして、放射板20は、図22に示すように、給電回路基板10hの第1主面110の所定位置に設けられている。
図23に示すように、第8実施例である無線ICデバイス1iにおいて、給電回路基板10iは、その第1主面110に無線ICチップ5を搭載してなり、高透磁率磁性体セラミック材料からなる複数の高透磁率磁性体層100を積層してなる多層構造を有している。なお、給電回路基板10iにおいて、キャパシタンス素子C1及びC2、インダクタンス素子L1及びL2の等価回路は、第3実施例のそれと同様である。そして、放射板は、図示しないが、第3実施例と同様に、第1主面、第2主面又は側面の任意の位置に形成することができる。
第26実施例である無線ICデバイス1jは、図26に示すように、樹脂フィルム21の表面に二重の閉ループ形状とした放射板22を左右対称形状に設け、該放射板22の内側ループの中央部に、無線ICチップ5を搭載した給電回路基板10jを配置したものである。なお、給電回路基板10jはこれまで説明した給電回路基板10a〜10hのいずれかであってよい。
第10実施例である無線ICデバイス1kは、図27に示すように、樹脂フィルム21の表面にミアンダ形状とループ形状とうず巻き形状を組み合わせた放射板23を左右対称形状に設け、該放射板23の内側ループの中心部に、無線ICチップ5を搭載した給電回路基板10kを配置したものである。なお、給電回路基板10kはこれまで説明した給電回路基板10a〜10hのいずれかであってよい。
無線ICデバイス1aは、応用例1として図28に示すように、放射板20は細長い形状であって、給電回路基板10aが貼着される箇所20'の面積を基板10aよりも大きくすることが好ましい。このように構成することで、貼着時の位置精度に厳しさが要求されず、安定した電気的特性が得られる。なお、無線ICデバイス1aの他の構成、すなわち、給電回路基板10aの内部構成は第1実施例と同様である。
無線ICデバイス1lは、応用例2として図29に示すように、広い面積のフレキシブルな絶縁性を有する樹脂フィルム21上に広い面積の放射板20をアルミ箔などで形成したもので、無線ICチップ5を搭載した給電回路基板10aが放射板20の任意の位置に接着されている。
無線ICデバイス1mは、応用例3として図30に示すように、アルミ箔などで形成した広い面積の放射板20をメッシュ状としたものである。メッシュは放射板20の全面に形成されていてもよく、あるいは、部分的に形成されていてもよい。
無線ICデバイス1nは、応用例4として図31に示すように、放射板20cをスパイラル状に巻回したものである。本発明では、放射板の形状をスパイラル状にすることもでき、放射板のインダクタンス値の向上を利用し、比較的小さい面積において、利得を改善することができる。
5…無線ICチップ
10a〜10k…給電回路基板
16…給電回路
20,20a〜20c、22,23…放射板
21…樹脂フィルム
L1,L2…インダクタンス素子
C1,C2…キャパシタンス素子
Claims (16)
- 無線ICチップと、
コイル状のインダクタパターンによって形成され、前記無線ICチップが接続されたインダクタンス素子を含んだ共振回路及び/又は整合回路を備えた基板と、
前記共振回路及び/又は整合回路から供給された送信信号を放射する、及び/又は、受信信号を受けて前記共振回路及び/又は整合回路に供給する放射板と、
を備えた無線ICデバイスであって、
前記基板の少なくとも一部に、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部が形成されており、前記インダクタパターンの一部は前記高透磁率磁性体部の内部に、前記インダクタパターンの他部は前記高透磁率磁性体部の外部にそれぞれ設けられていて、前記高透磁率磁性体部の外部に設けられた前記インダクタパターンの他部が前記放射板と電磁界結合していること、
を特徴とする無線ICデバイス。 - 前記送信信号及び/又は受信信号の周波数は前記共振回路の共振周波数に実質的に相当すること、を特徴とする請求項1に記載の無線ICデバイス。
- 前記インダクタパターンは、その巻回軸が前記放射板に対して垂直になるように、前記基板に形成されていること、を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の無線ICデバイス。
- 前記基板には、低透磁率磁性体材料又は非磁性体材料からなる非磁性体部が形成されており、
前記インダクタパターンの前記他部が前記非磁性体部に形成されていること、
を特徴とする請求項3に記載の無線ICデバイス。 - 前記共振回路及び/又は整合回路は前記インダクタンス素子とキャパシタンス素子とからなり、所定の共振周波数を有するLC共振回路を構成していることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記共振回路及び/又は整合回路は複数の前記LC共振回路を含んで構成されていて、各共振回路における前記インダクタンス素子どうしが磁界を介して結合していることを特徴とする請求項5に記載の無線ICデバイス。
- 前記キャパシタンス素子はキャパシタパターンとして前記基板に内蔵されていることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の無線ICデバイス。
- 前記キャパシタンス素子は表面実装部品として前記基板に搭載されていることを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の無線ICデバイス。
- 前記キャパシタンス素子は、前記無線ICチップと前記インダクタンス素子との間に配置されていること、を特徴とする請求項5ないし請求項8のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記キャパシタパターン及び前記インダクタパターンは前記放射板に対して平行方向に隣接配置されていることを特徴とする請求項7ないし請求項9のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記放射板は磁性金属材料からなることを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記基板は複数のセラミック層を積層してなるセラミック多層基板であることを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記基板はリジッドな基板であり、前記放射板はフレキシブル金属膜で形成されていること、を特徴とする請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 前記フレキシブル金属膜はフレキシブルな樹脂フィルムに保持されていることを特徴とする請求項13に記載の無線ICデバイス。
- 前記放射板の電気長は前記共振周波数の半波長の整数倍であることを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれかに記載の無線ICデバイス。
- 無線ICチップと、
コイル状のインダクタパターンによって形成され、前記無線ICチップが接続されたインダクタンス素子を含んだ共振回路及び/又は整合回路を備えた基板と、
を備えた無線ICデバイス用複合部品であって、
前記基板の少なくとも一部に、高透磁率磁性体材料からなる高透磁率磁性体部が形成されており、前記インダクタパターンの一部は前記高透磁率磁性体部の内部に、前記インダクタパターンの他部は前記高透磁率磁性体部の外部にそれぞれ設けられていること、
を特徴とする無線ICデバイス用複合部品。
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