WO2010001987A1 - 無線ｉｃデバイス - Google Patents

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WO2010001987A1
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池本伸郎
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株式会社村田製作所
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    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/28—Conical, cylindrical, cage, strip, gauze, or like elements having an extended radiating surface; Elements comprising two conical surfaces having collinear axes and adjacent apices and fed by two-conductor transmission lines
    • H01Q9/285—Planar dipole

Definitions

  • the present invention relates to a wireless IC device, and more particularly to a wireless IC device using an RFID (Radio Frequency Identification) system that performs non-contact data communication using electromagnetic waves.
  • RFID Radio Frequency Identification
  • an RFID system that transmits information by performing non-contact communication between a reader / writer that generates an induction electromagnetic field and an RFID tag that stores predetermined information attached to the article has been used.
  • Patent Document 1 discloses an RFID antenna that can cope with 13.56 MHz, 950 MHz, and 2.45 GHz, which are frequencies used in RFID.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a non-contact type IC tag to which the RFID antenna of Patent Document 1 is applied.
  • antenna portions 111, 112, 113 and land portions 103a, 103b are formed on a base substrate 102 made of resin, paper, or the like.
  • the antenna unit 111 has a coil shape made of a conductive material.
  • the antenna unit 112 includes two L-shaped conductors 112a and 112b that are formed at a predetermined interval so as to surround the antenna unit 111.
  • the antenna unit 113 includes two conductors 113a and 113b formed at a predetermined interval outside the antenna unit 112.
  • the land portions 103a and 103b are connected to the antenna portions 111 to 113.
  • An IC chip 101 is mounted on the land portions 103a and 103b.
  • the RFID antenna having the structure as shown in Patent Document 1 has a problem that the antenna size increases because three different antennas need to be arranged on the same substrate.
  • the RFID antenna having the structure as shown in Patent Document 1 has a problem that the antenna size increases because three different antennas need to be arranged on the same substrate.
  • the RFID antenna having the structure as shown in Patent Document 1 has a problem that the antenna size increases because three different antennas need to be arranged on the same substrate.
  • a plurality of antennas are arranged close to each other and wireless communication is performed using one antenna, there is a problem that communication is disturbed due to the influence of the remaining antennas and communication becomes unstable.
  • an object of the present invention is to provide a wireless IC device that can use RF signals of a plurality of frequency bands for an RFID tag and is small in size and excellent in radiation characteristics.
  • the present invention is configured as follows. (1) a radiation electrode; A first wireless IC that receives an RF signal for an RFID tag by conducting or electromagnetically coupling to the radiation electrode; A second wireless IC that conducts or electromagnetically couples to the radiation electrode and transmits and receives an RF signal for the RFID tag; The first wireless IC has means for rectifying the RF signal and supplying power to the second wireless IC.
  • the first wireless IC and the second wireless IC are configured, for example, in the same package. Thereby, the mounting cost can be reduced.
  • the first wireless IC receives an RF signal in a first frequency band
  • the second wireless IC transmits and receives an RF signal in a second frequency band
  • the radiation electrode serves for both reception of the RF signal in the first frequency band and transmission / reception of the RF signal in the second frequency band.
  • the first frequency band is lower than the second frequency band
  • the radiation electrode has a resonance frequency higher than the first frequency
  • the magnetic field radiation electrode is an RF signal in the first frequency band.
  • Including a magnetic field radiating electrode portion With this configuration, the magnetic field radiation electrode acts as a magnetic field antenna in the first frequency band, and acts as an electric field antenna in the second frequency band, so that there is no deterioration in radiation characteristics due to interference between antennas.
  • An excellent wireless IC device can be configured.
  • the magnetic field radiation electrode unit serves for both reception of the RF signal in the first frequency band and transmission / reception of the RF signal in the second frequency band.
  • the resonance frequency of the radiation electrode portion is lower than the second frequency band.
  • the radiation electrode includes a line electrode and a capacitor electrode that forms a capacitance between both ends of the line electrode.
  • the capacitive electrode portion has a very small impedance at the frequency for the second RFID tag, so the entire radiation electrode Acts as a single radiation electrode spread in a plane at the frequency for the second RFID tag, and the radiation characteristics as the second RFID tag can be further improved.
  • the capacitor electrode includes a first electrode and another electrode facing each other in the thickness direction with a dielectric layer interposed therebetween, and the line electrode has a spiral-shaped portion that circulates around the capacitor electrode, and the spiral
  • the one-side electrode is electrically connected to the inner peripheral end of the line electrode forming the shape portion, and the cross-line electrode is provided to connect between the outer peripheral end of the line electrode forming the spiral-shaped portion and the other side electrode.
  • the impedance of the crossing line electrode part is reduced at the frequency for the second RFID tag, and the line electrode part is equivalently integrally connected at the crossing line electrode part despite the spiral shape. It can be regarded as a radiation electrode with high radiation efficiency.
  • the line electrode has an electrode removal portion
  • the first wireless IC is mounted so as to be coupled to both ends of the line electrode of the electrode removal portion
  • the second wireless IC is mounted so as to be coupled in the vicinity.
  • a pair of the radiation electrodes is provided, and the first and second wireless ICs are electrically connected or electromagnetically coupled to each of the pair of radiation electrodes.
  • the pair of radiation electrodes can act as two first RFID tag radiation antennas having different frequencies.
  • the radiation electrode can be used as an RFID tag having a different frequency in the HF band.
  • a radio IC for the second RFID tag so that a pair of radiation electrodes are connected as a dipole antenna, it can function as a radiation electrode for a relatively large area of the RFID tag, thus realizing excellent radiation characteristics. it can.
  • the radiation electrode further includes an electric field radiation electrode part that forms an equivalent dipole antenna together with the magnetic field radiation electrode part in a pair with the magnetic field radiation electrode part, and the second wireless IC includes the magnetic field radiation electrode part. Conduction or magnetic field coupling is performed to the radiation electrode section and the field radiation electrode section. With this configuration, high radiation characteristics can be obtained.
  • the capacitor electrode is disposed inside the line electrode forming the spiral shape portion, and the field emission electrode portion is disposed outside the line electrode forming the spiral shape.
  • This configuration can maintain high radiation characteristics because the radiation electrode is not shielded by the spiral line electrode portion.
  • the first or second wireless IC is a wireless IC chip that is electrically connected to the radiation electrode.
  • the wireless IC portion can be made extremely small, and the overall size and thickness can be reduced.
  • the first or second wireless IC includes a power supply circuit board including a matching circuit including at least one inductor, and a wireless IC chip mounted on an upper surface of the power supply circuit board and conducting to the matching circuit. And an electromagnetic coupling module.
  • the characteristic change caused by the mounting position shift of the wireless IC can be eliminated, and the antenna efficiency can be improved by improving the matching with the radiation electrode.
  • a battery or a capacitor for storing the power output from the first wireless IC may be further provided.
  • the reception of the RF signal in the first frequency band and the transmission / reception of the RF signal in the second frequency band are not necessarily simultaneous. That is, power reception and communication can be performed at different timings. For this reason, the reader / writer using the first frequency band and the reader / writer using the second frequency band can be provided independently.
  • the wireless IC device includes, for example, a sensor, and the first wireless IC or the second wireless IC includes means for transmitting a detection result by the sensor. With this configuration, sensor information can also be transmitted and received.
  • the radiation electrode acts as a radiation electrode at the first and second RFID frequencies, and it is necessary to provide an antenna for the RFID tag of the first frequency and an antenna for the RFID tag of the second frequency separately. Since there is no, it can be downsized overall.
  • the radiation electrode acts as a magnetic field antenna for the first RFID tag and an electric field antenna for the second RFID tag, and there is no deterioration of the radiation characteristics due to interference between the antennas, so that a wireless IC device having excellent radiation characteristics is configured. it can.
  • FIG. It is the top view and sectional drawing of the radio
  • FIG. 10 is a plan view of a wireless IC device according to a tenth embodiment and an internal configuration diagram of an RFID tag wireless IC.
  • FIG. 15A is a plan view of the wireless IC device 111 according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 15B is a plan view showing a state in which an electrode pattern is formed on the base material 21 which is one of the constituent elements 111 of the wireless IC device.
  • FIG. 15C is a diagram illustrating an internal configuration of the wireless IC chip 62.
  • FIG. 16A is a plan view of the wireless IC device 112 according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 16B is a diagram showing an internal configuration of the wireless IC chip 63.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the wireless IC device according to the first embodiment.
  • 2A is a plan view
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line ab in FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a diagram showing an electrode pattern on the base material 21 and its operation.
  • the wireless IC device 101 is formed by forming predetermined various electrodes on a base material 21 and mounting an RFID tag wireless IC 31 and an RFID tag wireless IC 51 made of an IC chip.
  • a wireless IC device 101 is obtained by forming a desired electrode pattern made of a conductor such as copper or aluminum on a base material 21 made of a resin film such as PET or PP. Specifically, a copper foil or an aluminum foil is used to pattern a copper foil or an aluminum foil by etching.
  • a spiral-shaped line electrode portion 22 and one side electrode 23 connected to the inner peripheral end thereof are formed on the upper surface of the base material 21.
  • the other side electrode 24 is formed at a position facing the one side electrode 23, and the other side electrode 24 and the position facing the outer peripheral end of the line electrode portion 22 (front and back connection portion)
  • the crossing line electrode 25 which crosses the line electrode part 22 in the middle of the circuit and bridge-connects is formed.
  • the end portion of the crossing line electrode 25 and the outer peripheral end of the line electrode portion 22 are electrically connected by a front / back connection portion 26.
  • the first RFID tag wireless IC 51 is mounted in the middle of the line electrode portion 22 so as to be inserted.
  • a linear field emission electrode portion 33 is further formed on the upper surface of the base material 21.
  • the second RFID tag wireless IC 31 is mounted so that the terminal electrodes are connected to the vicinity of one end of the field emission electrode portion 33 and the front and back connection portion 26, respectively.
  • the wireless IC device 101 shown in FIG. 2 acts as an RFID tag in a first frequency band (for example, 13.56 MHz HF band) and an RFID tag in a second frequency band (for example, 900 MHz band UHF band).
  • a first frequency band for example, 13.56 MHz HF band
  • an RFID tag in a second frequency band
  • the operation as an HF band RFID tag is as follows.
  • the line electrode portion 22 functions as a loop (spiral) magnetic field radiation electrode in the portion from the outer peripheral end to the inner peripheral end of the spiral shape, and acts as an inductor
  • the other electrode 24 acts as a capacitor.
  • the magnetic field radiation electrode portion 20 is configured by the line electrode portion 22, the electrodes 23 and 24 of the capacitive electrode portion, and the crossing line electrode 25.
  • the inductor L and the capacitor C of the magnetic field radiation electrode unit 20 constitute an LC resonance circuit. This resonance frequency is set higher than the frequency for the first RFID tag. Therefore, the magnetic field radiation electrode unit 20 is used on the lower frequency side than the resonance frequency, that is, operates in an induction type (magnetic field type), and acts as a magnetic field radiation electrode at the frequency for the first RFID tag. .
  • FIG. 3A shows a state before the first RFID tag wireless IC 51 and the second RFID tag wireless IC 31 are mounted.
  • a portion B is a mounting portion of the first RFID tag wireless IC 51
  • the first RFID tag wireless IC 51 is mounted on the electrode removal portion of the line electrode portion 22.
  • the first RFID tag wireless IC 51 operates using a voltage generated between both ends of the electrode removal portion of the line electrode portion 22 as a power source, and simultaneously changes the impedance connected between both ends of the electrode removal portion of the line electrode portion 22 ( By responding to a question from the reader / writer.
  • the second RFID tag wireless IC 31 and the field emission electrode portion 33 exist outside the closed circuit of the LC resonance circuit, they do not affect the first RFID tag.
  • FIG. 3A shows a state before the second RFID tag wireless IC 31 and the first RFID tag wireless IC 51 are mounted.
  • a capacitance is generated between the intersecting line electrode 25 and the line electrode portion 22 that intersects with the substrate 21 (A portion), but the impedance due to the capacitance is very low in the second frequency band.
  • the capacitance between the one-side electrode 23 and the other-side electrode 24 is very low in the RFID frequency band.
  • the impedance of the portion B can be lowered if the distance between the end portions is made as narrow as several hundred ⁇ m.
  • the line electrode part 22, the electrodes 23 and 24 of the capacitive electrode part, and the crossing line electrode 25 are continuously radiated as shown in FIG. Acts as an electrode (field emission electrode) 20.
  • the resonance frequency of one continuous radiation electrode 20 is lower than the second frequency band. Therefore, this one continuous radiation electrode 20 acts as a field radiation electrode in the second frequency band. And one continuous radiation electrode 20 and the field radiation electrode part 33 act as a dipole antenna.
  • the field emission electrode portion 33 has a length substantially equal to a quarter wavelength in the second frequency band.
  • the line length of one continuous radiation electrode 20 corresponds to a quarter wavelength in the second frequency band.
  • the length and size of the electric field radiation electrode portion 33 and the one continuous radiation electrode 20 are not limited to the 1 ⁇ 4 wavelength, but as a radiation electrode in the second frequency band, particularly as a radiation electrode of a dipole antenna. Any size can be used.
  • the second frequency band is 10 times higher than the first frequency band.
  • the capacities of the A part and the B part shown in FIG. 3B are about several pF, and are several in the UHF band. It becomes a low impedance of about 10 ⁇ and acts as a single electrode as shown in FIG. 3C, and the characteristic is a directivity close to that of a dipole antenna.
  • the radiation electrode for the first and second RFID tags can be made one. Further, since the distance between the first RFID tag radiation electrode and the second RFID tag radiation electrode is not required, the area can be reduced. Furthermore, since there is no equivalent of, for example, an HF band RFID tag that has been blocked to prevent radiation of, for example, a UHF band RFID tag, a decrease in gain can be eliminated.
  • the one side electrode 23 of the capacitive electrode portion and the other side electrode 24 of the capacitive electrode portion are not limited to the structure facing each other with the base material 21 interposed therebetween, and the one side electrode and the other side electrode are disposed on one surface of the base material. And a dielectric layer may be formed between the one side electrode and the other side electrode.
  • FIG. 4 is a plan view of the wireless IC device according to the second embodiment.
  • the linear field emission electrode portion 33 is formed along one side of the spiral line electrode portion 22 and one side of the base material 21, but in the example shown in FIG. 4, the field emission electrode portion 33 is formed.
  • the shape of is different from that.
  • the field emission electrode portion 33 a is folded so as to reciprocate along one side of the line electrode portion 22 and one side of the base material 21.
  • the electric field radiation electrode portion 33b is formed linearly along the one side of the substrate 21 and away from the magnetic field radiation electrode portion 20.
  • the field emission electrode portion 33c is formed in an L shape along the two sides of the substrate 21.
  • an equivalent line length (electric length) of the field emission electrode portion 33a can be obtained without substantially increasing the area of the base material 21, and a necessary frequency of the RFID tag can be obtained.
  • the area of the base material 21 required for this can be reduced accordingly.
  • the magnetic field radiation electrode portion 20 and the field radiation electrode portion 33b extend in directions away from each other, so that the radiation efficiency as a dipole antenna is increased. Therefore, the sensitivity of the RFID tag can be increased.
  • the field emission electrode portion 33c having a required line length (electric length) can be formed by effectively using the area of the base material 21, so that the sensitivity as an RFID tag can be improved.
  • the overall size can be reduced while increasing.
  • FIG. 5 is a plan view of a wireless IC device according to the third embodiment
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a first RFID tag electromagnetic coupling module 50 used in the wireless IC device 104
  • FIG. It is sectional drawing of the electromagnetic coupling module 30 for the 2nd RFID tag used.
  • the first RFID tag electromagnetic coupling module 50 is composed of a power supply circuit board 52 and a wireless IC chip 54 mounted thereon.
  • the second RFID tag electromagnetic coupling module 30 includes a power supply circuit board 32 and a wireless IC chip 34 mounted thereon.
  • the two connection terminals formed on the wireless IC 51 are directly connected to the electrode removal part of the magnetic field radiation electrode part 20, but in the example shown in FIG.
  • the first RFID tag electromagnetic coupling module 50 is electromagnetically coupled.
  • the two connection terminals formed in the wireless IC 31 are directly connected to the magnetic field radiation electrode unit 20 and the electric field radiation electrode unit 33, respectively.
  • the second RFID tag electromagnetic coupling module 30 is electromagnetically coupled to the magnetic field radiation electrode section 20 and the field radiation electrode section 33.
  • capacitor electrodes 14c and 14d and inductor conductors 13c, 13d and 13e are formed inside the power supply circuit board 52, respectively. Electrode pads to which the inductor conductors 13c and 13d are respectively connected are formed on the upper surface of the power supply circuit board 52, and the solder bumps 6c and 6d of the wireless IC chip 54 are joined to the electrode pads, respectively.
  • the wireless IC chip 54 includes a circuit that supplies power to the solder bumps 6c and 6d.
  • the inductor conductors 13c, 13d, and 13e constitute a matching circuit, and the capacitor electrodes 14c and 14d and the end of the line electrode portion 22 are capacitively coupled to each other.
  • impedance matching is performed between the wireless IC chip 54 and the loop antenna, and capacitive coupling is performed with a capacitance of about several pF.
  • the characteristic change caused by the displacement of the mounting position of the wireless IC can be eliminated, and the antenna efficiency can be increased by improving the matching with the radiation electrode.
  • the matching circuit performs matching at the frequency used in the first RFID tag, a broad band can be achieved without being affected by the resonance frequency of the magnetic field radiation electrode unit 20 alone.
  • capacitor electrodes 14aa, 14ab, 14ba, 14bb and inductor conductors 13a, 13b are formed inside the power supply circuit board 32, respectively. Electrode pads to which the capacitor electrodes 14aa and 14ba are connected are formed on the upper surface of the power supply circuit board 32, and the solder bumps 6a and 6b of the wireless IC chip 34 are joined to the electrode pads, respectively.
  • the wireless IC chip 34 includes a circuit for supplying power to the solder bump 6a and a circuit for supplying power to 6b. Therefore, a matching circuit is constituted by an LC circuit of the capacitor between the capacitor electrodes 14aa and 14ab and the inductor by the inductor conductor 13a.
  • the inductor conductors 13a and 13b are magnetically coupled to the front / back connection part 26 and the field emission electrode part 33, respectively.
  • impedance matching is performed between the wireless IC chip 34 and the dipole antenna, and electromagnetic coupling is performed.
  • the characteristic change caused by the displacement of the mounting position of the wireless IC can be eliminated, and the antenna efficiency can be increased by improving the matching with the radiation electrode.
  • the matching circuit performs matching at the frequency used in the second RFID tag, the bandwidth can be increased without being affected by the resonance frequency of the antenna by the magnetic field radiation electrode section 20 and the field radiation electrode section 33.
  • the capacitance of several pF between the second RFID tag electromagnetic coupling module 30 and the front / back connection portion 26 has a high impedance of about 10 k ⁇ . Therefore, the second RFID tag electromagnetic coupling module 30 and the field emission electrode portion 33 hardly affect the resonance frequency of the first RFID tag (HF band RFID tag).
  • the second RFID tag electromagnetic coupling module 30 when operating as the second RFID tag (UHF band RFID tag), has a capacitance of several pF between the front and back connection portion 26 and the field emission electrode portion 33 and the second
  • the matching circuit inside the RFID tag electromagnetic coupling module 30 is designed so that impedance matching between the wireless IC chip 34, the magnetic field radiation electrode unit 20, and the electric field radiation electrode unit 33 can be achieved.
  • the frequency of signals transmitted and received by the magnetic field radiation electrode unit 20 and the field radiation electrode unit 33 can be substantially determined.
  • the electromagnetic coupling modules 30 and 50 By using the electromagnetic coupling modules 30 and 50 in this way, it is not necessary to set the length of the radiation electrode, the electrode interval, etc. according to the frequency, the shape of the radiation electrode can be variously changed, and the design of radiation characteristics is free. The degree is improved.
  • the feeder circuit board since the feeder circuit board may be mounted at a position where it can be electromagnetically coupled to the radiation electrode, the mounting accuracy can be relaxed.
  • FIG. 8 is a plan view of a wireless IC device according to the fourth embodiment.
  • the wireless IC device 104 according to the fourth embodiment includes two magnetic field radiation electrode portions 20a and 20b.
  • the upper surface of the base 21 is formed with two spiral line electrode portions 22a and 22b and one-side electrodes 23a and 23b connected to the inner peripheral ends thereof. Further, the other side electrodes 24a and 24b are respectively formed on the lower surface of the base material 21 at positions facing the one side electrodes 23a and 23b, and a line is provided between the other side electrodes 24a and 24b and the front and back connection portions 26a and 26b. Crossing line electrodes 25a and 25b that cross-connect the electrode portions and are bridge-connected are formed. The front and back connection portions 26a and 26b electrically connect the ends of the crossing line electrodes 25a and 25b and the outer peripheral ends of the line electrode portions 22a and 22b, respectively.
  • a first RFID tag electromagnetic coupling module or wireless IC chip 50a, 50b is mounted in the middle of the line electrode portions 22a, 22b, respectively.
  • the magnetic field radiation electrode unit 20a including the line electrode unit 22a, the electrodes 23a and 24a, and the cross line electrode 25a functions as a resonance circuit for the first RFID tag
  • the magnetic field radiation electrode portion 20b composed of 25b functions as another resonance circuit for the first RFID tag.
  • the second RFID tag electromagnetic coupling module 30 is mounted so that the connection terminals are connected to the front and back connection portions 26a and 26b, respectively.
  • the two magnetic field radiating electrode portions 20a and 20b function as field radiating electrodes in the second frequency band in the second frequency band, as in the above-described embodiments, and their length and size are as follows. Since it corresponds to almost 1 ⁇ 4 wavelength in the second frequency band, a structure in which a dipole antenna is connected to the wireless IC 31 is obtained.
  • This structure can be used as two HF band RFID tags having different frequencies.
  • the symmetry of the two magnetic field radiation electrode portions 20a and 20b is good, so that the radiation characteristic as the second RFID tag is further improved.
  • FIG. 9 is a plan view of the wireless IC device 105 according to the fifth embodiment.
  • the line electrode lead-out portion 28 is pulled out from the middle of the line electrode portion 22 so that the impedance of the mounting portion of the electromagnetic coupling module 30 is inductive (L property). That is, as viewed from the mounting part of the electromagnetic coupling module 30, a loop is formed by a part of the line electrode part 22 and the line electrode lead part 28, so that the impedance is not capacitive but inductive. Become. This facilitates impedance matching with the capacitive electromagnetic coupling module 30.
  • FIG. 10 is a partial plan view of a wireless IC device according to the sixth embodiment.
  • a sheet-like base material is configured and used by attaching it to an article.
  • the wireless IC device 106 according to the sixth embodiment is used. Is configured on a mounting board of a terminal device (mobile phone) of a mobile communication system, for example.
  • a non-ground region 42 where the ground electrode 41 is not formed is provided at the end of the mounting substrate 40, and the spiral line electrode portion 22 and one continuous from the inner peripheral end are formed on the upper surface of the non-ground region 42.
  • a side electrode 23 is formed.
  • the other side electrode 24 is formed at a position facing the one side electrode 23, and the other side electrode 24 and a position facing the outer peripheral end of the line electrode portion 22 (front and back connection portion)
  • the crossing line electrode 25 which crosses the line electrode part 22 in the middle of the circuit and bridge-connects is formed.
  • the end portion of the crossing line electrode 25 and the outer peripheral end of the line electrode portion 22 are electrically connected by a front / back connection portion 26.
  • the first RFID tag electromagnetic coupling module 50 is mounted in the middle of the line electrode portion 22 so as to be inserted.
  • the line electrode portion 22 and the electrodes 23 and 24 act as a radiation electrode for the first RFID tag.
  • the electromagnetic coupling module 30 is mounted so as to be coupled to the front / back connection part 26 and the ground electrode 41, respectively.
  • the magnetic field radiation electrode unit 20 and the ground electrode 41 including the line electrode unit 22, the electrodes 23 and 24, and the crossing line electrode 25 function as a radiation electrode for the second RFID tag. That is, since one terminal electrode of the wireless IC 31 is connected to the magnetic field radiation electrode portion 20 and the other terminal electrode is connected to the ground electrode 41, the whole acts as a monopole antenna.
  • Such a structure can be configured on a mounting substrate such as a mobile phone, and it is not necessary to form another radiation electrode for forming a dipole antenna, so that the entire occupied area can be reduced.
  • wireless IC devices shown as the fourth and fifth embodiments may be provided on the upper surface of the non-ground region 42 of the mounting substrate.
  • FIG. 11 is a plan view of a wireless IC device according to the seventh embodiment.
  • the capacitive electrode portion is disposed inside the spiral line electrode portion.
  • the capacitive electrode is disposed outside the spiral line electrode portion.
  • the part is arranged. That is, the spiral line electrode portion 22 and the one side electrode 23 continuous from the outer peripheral end thereof are formed on the upper surface of the base material 21, and the other side electrode 24 is formed on the lower surface of the base material 21 at a position facing the one side electrode 23.
  • the crossing line electrode 25 extending to a position facing the other side electrode 24 and the inner peripheral end of the line electrode part 22 is formed.
  • the end portion of the crossing line electrode 25 and the inner peripheral end of the line electrode portion 22 are electrically connected to each other.
  • the magnetic field radiation electrode unit 20 including the line electrode unit 22, the electrodes 23 and 24, and the crossing line electrode 25 functions as a resonance circuit of the first RFID tag.
  • a field emission electrode portion 33 is formed on the upper surface of the base material 21, and the second RFID tag electromagnetic wave is connected so that the terminal electrode is coupled to the end portion of the field emission electrode portion 33 and the one side electrode 23, respectively.
  • a coupling module 30 is mounted.
  • both the capacitance generated at the position where the line electrode portion 22 and the crossing line electrode 25 face each other and the capacitance generated at the position where the electrodes 23 and 24 face each other have a very low impedance in the frequency band of the RFID tag. Therefore, the magnetic field radiation electrode unit 20 can be regarded as one continuous electrode in the frequency band of the RFID tag, and acts as a radiation electrode. Also in this case, since the wireless IC is mounted in the vicinity of the crossing line electrode 25 and the electrodes 23 and 24, the effect as a uniform metal plate radiation electrode is enhanced.
  • FIG. 12 is a plan view of a wireless IC device according to the eighth embodiment.
  • a magnetic field radiation electrode portion 20 formed in a loop shape and partially in a meander shape is formed. Further, an L-shaped field emission electrode portion 33 is formed on the upper surface of the base material 21.
  • a first RFID tag electromagnetic coupling module 50 is mounted in the middle of the magnetic field radiation electrode section 20.
  • the second RFID tag electromagnetic coupling module 30 is mounted between the end of the field emission electrode portion 33 and a part of the magnetic field emission electrode portion 20.
  • the magnetic field radiation electrode unit 20 acts as a loop antenna for the first RFID tag.
  • the magnetic field radiating electrode portion 20 is equivalent to a uniform metal plate-shaped radiating electrode, so that the magnetic field radiating electrode portion 20 and the electric field radiating electrode portion 33 serve as a dipole antenna for the second RFID tag. Works.
  • the magnetic field radiation electrode unit 20 is configured to form a closed loop in the same plane instead of a spiral shape, the magnetic field radiation electrode unit 20 can be configured only on one side of the substrate 21.
  • FIG. 13A is a plan view of a wireless IC device 109 according to the ninth embodiment.
  • FIG. 13B is a plan view showing a state in which an electrode pattern is formed on the base material 21 which is one of the constituent elements 109 of the wireless IC device.
  • the wireless IC device 109 is obtained by mounting an RFID tag wireless IC 31 made of an IC chip and a first wireless IC chip 61 on a base material 21.
  • a spiral-shaped line electrode portion 22 and one side electrode 23 connected to the inner peripheral end thereof are formed on the upper surface of the base material 21.
  • the other side electrode 24 is formed at a position facing the one side electrode 23, and the other side electrode 24 and the position facing the outer peripheral end of the line electrode portion 22 (front and back connection portion)
  • the crossing line electrode 25 which crosses the line electrode part 22 in the middle of the circuit and bridge-connects is formed.
  • the end portion of the crossing line electrode 25 and the outer peripheral end of the line electrode portion 22 are electrically connected by a front / back connection portion 26.
  • the first wireless IC chip 61 is mounted in the middle of the line electrode portion 22 so as to be inserted.
  • a linear field emission electrode portion 33 is further formed on the upper surface of the base material 21.
  • the second RFID tag wireless IC 31 is mounted so that the terminal electrodes are connected to the vicinity of one end of the field emission electrode portion 33 and the front and back connection portion 26, respectively.
  • the wireless IC device 109 illustrated in FIG. 13 has a function of receiving power of an RF signal in a first frequency band (eg, 13.56 MHz HF band) and a second frequency band (eg, 300 MHz band or 900 MHz UHF band). ) And an RFID tag function for transmitting and receiving RF signals.
  • a first frequency band eg, 13.56 MHz HF band
  • a second frequency band eg, 300 MHz band or 900 MHz UHF band.
  • an RFID tag function for transmitting and receiving RF signals.
  • the line electrode portion 22 functions as a loop (spiral) magnetic field radiation electrode in the portion from the outer peripheral end to the inner peripheral end of the spiral shape, and acts as an inductor,
  • the other electrode 24 acts as a capacitor.
  • the magnetic field radiation electrode portion 20 is configured by the line electrode portion 22, the electrodes 23 and 24 of the capacitive electrode portion, and the crossing line electrode 25.
  • the inductor L and the capacitor C of the magnetic field radiation electrode unit 20 constitute an LC resonance circuit.
  • the magnetic field radiation electrode section 20 functions as an antenna that receives (power receiving) an RF signal in the first frequency band.
  • the first wireless IC chip 61 rectifies the voltage generated across the electrode removal portion of the line electrode portion 22 and supplies the power to the RFID tag wireless IC 31 via the power supply lines 35 and 36.
  • the first wireless IC chip 61 may be a simple rectifying element.
  • the RFID tag wireless IC 31 is a wireless IC for causing the wireless IC device 109 to function as an RFID.
  • the RFID tag radio IC 31 operates using a voltage applied between the power supply lines 35 and 36 as a power source. In this way, by receiving power from the first wireless IC chip 61, the wireless IC device 109 can also function as an RFID using the first frequency band. Further, by receiving power from the first wireless IC chip 61 and further receiving power from the electromagnetic field by the second wireless IC chip 31 itself, both the first frequency band and the second frequency band are used.
  • the wireless IC device 109 can also function as an RFID tag.
  • the RFID tag radio IC 31 transmits and receives an RF signal having a second frequency by using the magnetic field radiation electrode unit 20 and the field radiation electrode unit 33 as a dipole antenna.
  • the principle that the magnetic field radiation electrode part 20 and the field radiation electrode part 33 act as a dipole antenna in the second frequency band is as already described in the first embodiment.
  • the first wireless IC chip 61 is directly connected to the line electrode unit 22, but an electromagnetic coupling module such as the electromagnetic coupling module 50 shown in FIG. 5 is configured and arranged. You may do it.
  • the second RF tag wireless IC 31 may be an electromagnetic coupling module. However, the supply of the power supply voltage is conducted in a DC manner.
  • the wireless IC device 109 can function efficiently as an RFID tag.
  • FIG. 14 is a plan view of the wireless IC device 110 according to the tenth embodiment.
  • a capacitor 71 is connected in parallel between the power supply paths 35 and 36. Therefore, the capacitor 71 smoothes and stores the power rectified by the first wireless IC chip 61. Even if the electric power excited by the magnetic field radiation electrode unit 20 is reduced and the electric power output from the first wireless IC chip 61 is reduced, the RFID tag wireless IC 31 has a stable power supply due to the storage action of the capacitor 71. Voltage is supplied.
  • the capacitance of the capacitor 71 is determined according to the required operating time of the RFID tag wireless IC 31 in a state where the magnetic field radiation electrode unit 20 does not receive the RF signal in the first frequency band.
  • a rechargeable battery may be provided.
  • the RF signal in the first frequency band (HF band) can be transmitted. Transmission and reception can be performed in the second frequency band even if reception and transmission and reception of RF signals in the second frequency band (UHF band) are not necessarily simultaneous. For this reason, the reader / writer using the first frequency band and the reader / writer using the second frequency band can be provided independently. Further, since the RF signal of the first frequency band and the RF signal of the second frequency band are transmitted at different timings, it is not necessary to match the transmission timings of the first frequency band and the second frequency band. , Control becomes easy.
  • FIG. 15A is a plan view of a wireless IC device 111 according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 15B is a plan view showing a state in which an electrode pattern is formed on the base material 21 which is one of the constituent elements 111 of the wireless IC device.
  • the RFID tag wireless IC 31 and the first wireless IC chip 61 are individually mounted on the substrate 21, but in the example shown in FIG. 15, a single wireless IC chip 62 is mounted. ing.
  • the wireless IC chip 62 is a one-chip wireless IC chip having the function of the RFID tag wireless IC 31 and the function of the first wireless IC chip 61.
  • FIG. 15C is a diagram showing an internal configuration of the wireless IC chip 62.
  • the wireless IC chip 62 includes a functional unit 31B equivalent to the RFID tag wireless IC 31 and a functional unit 61B equivalent to the first wireless IC chip 61.
  • the ports P11 and P12 are connected so as to be inserted in the middle of the line electrode part 22.
  • the port P ⁇ b> 21 is connected to a line connected to the front / back connection part 26, and the port P ⁇ b> 22 is connected to a line connected to the field emission electrode part 33.
  • the two functional units may be configured on a single semiconductor chip, or may be configured on separate chips and contained in a single package.
  • FIG. 16A is a plan view of the wireless IC device 112 according to the twelfth embodiment.
  • the wireless IC device 112 includes a wireless IC chip 63 and a sensor chip 81.
  • the sensor chip is a thermistor for detecting temperature, for example, and the wireless IC chip 63 measures the temperature using the sensor chip 81 and transmits the temperature information together with the unique information of the RFID tag.
  • FIG. 16B is a diagram showing an internal configuration of the wireless IC chip 63.
  • the RFID tag wireless IC function unit 31B measures the temperature by directly or indirectly detecting the resistance value of the sensor chip 81 connected to the ports P31 and P32. Then, the RFID tag wireless IC function unit 31B transmits the RFID tag information and the measured temperature information by the RF signal in the second frequency band.
  • the first wireless IC chip functional unit 61B may measure the temperature by directly or indirectly detecting the resistance value of the sensor chip 81. Further, the RFID tag information and the measured temperature information may be transmitted by the RF signal in the first frequency band.
  • FIG. 17 is a plan view of a wireless IC device 113 according to the thirteenth embodiment.
  • the magnetic field radiation electrode unit 20 is also used as one side of the dipole antenna in the second frequency band.
  • Field emission electrode portions 33 and 37 that function as dipole antennas are provided.
  • the field emission electrode portions 33 and 37 for transmitting and receiving the RF signal in the second frequency band are provided independently of the magnetic field radiation electrode portion 20 for receiving (power receiving) the RF signal in the first frequency band.
  • the antenna of the first frequency band and the antenna of the second frequency band can be set independently.
  • FIG. 18 is a plan view of the wireless IC device 114 according to the fourteenth embodiment.
  • the magnetic field radiation electrode unit 20 is also used as one side of the dipole antenna in the second frequency band.
  • Field emission electrode portions 33 and 37 that function as dipole antennas are provided.
  • the lines 38 and 39 between the wireless IC chip 62 and the field emission electrode portions 33 and 37 serve as impedance matching and resonance frequency setting inductors connected to the base of the dipole antenna.
  • the field emission electrode portions 33 and 37 for transmitting and receiving the RF signal in the second frequency band are provided independently of the magnetic field radiation electrode portion 20 for receiving (power receiving) the RF signal in the first frequency band.
  • the antenna of the first frequency band and the antenna of the second frequency band can be set independently.
  • FIG. 19 is a plan view of the wireless IC device 115 according to the fifteenth embodiment.
  • the field emission electrode portions 91 and 92 function as a first dipole antenna
  • the field emission electrode portions 93 and 94 function as a second dipole antenna.
  • the configuration of the wireless IC chip 62 is the same as that shown in FIG. 15C, and a function unit that receives the RF signal in the first frequency band and obtains power, and transmits and receives the RF signal in the second frequency band. And a functional unit that functions as an RFID tag.
  • the first dipole antenna is used for receiving an RF signal in the first frequency band
  • the second dipole antenna is used for transmitting / receiving an RF signal in the second frequency band.
  • either of the two antennas may be configured by a field emission electrode portion.
  • the RF signal in the first frequency band is used for power reception.
  • the RF signal in the second frequency band may be used for power reception.
  • the first frequency band and the second frequency band are different from each other.
  • the first frequency band and the second frequency band may be the same frequency band. Good.
  • First RFID tag wireless IC 52 ... feed circuit board 54 ... wireless IC chip 61 ... first wireless IC chip 62 ... wireless IC chip 71 ... capacitor 81 ... sensor chips 91, 92, 93, 94 ... field emission electrode portions 101-115 ... wireless IC devices

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Abstract

　ＲＦＩＤタグ用の複数の周波数帯で用いることができ、小型且つ放射特性に優れた無線ＩＣデバイスを構成する。 　シート状の基材（２１）の上面に、スパイラル状の線路電極部（２２）、その内周端から連続する容量電極部の一方側電極（２３）がそれぞれ形成されていて、基材（２１）の下面に、一方側電極（２３）に対向する他方側電極（２４）及び交差線路電極（２５）が形成されている。線路電極部（２２）の途中には第１の無線ＩＣチップ（６１）が実装されていて、表裏接続部（２６）と電界放射電極部（３３）の端部とにそれぞれ結合するように第２のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ（３１）が実装されている。無線ＩＣチップ（６１）は第１の周波数帯のＲＦ信号を整流して電力を出力し、第２のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ（３１）に対して電源供給を行う。

Description

無線ＩＣデバイス
　この発明は、無線ＩＣデバイス、特に電磁波により非接触でデータ通信を行うＲＦＩＤ(Radio Frequency Identification)システムを利用した無線ＩＣデバイスに関するものである。
　近年、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ＲＦＩＤタグとで非接触通信し、情報を伝達するＲＦＩＤシステムが利用されている。
　ＲＦＩＤで使用される周波数である１３．５６ＭＨｚ、９５０ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚに対してそれぞれ対応できるようにしたＲＦＩＤ用アンテナが特許文献１に開示されている。
　図１は、特許文献１のＲＦＩＤ用アンテナが適用された非接触型ＩＣタグの構成を示す図である。図１に示すように、樹脂や紙等からなるベース基材１０２上に、アンテナ部１１１，１１２，１１３、及びランド部１０３ａ，１０３ｂが形成されている。アンテナ部１１１は導電性材料からなるコイル状を成している。アンテナ部１１２は、アンテナ部１１１を取り囲むように互いに所定の間隔を有して形成された２つのＬ字型の導体１１２ａ，１１２ｂからなる。アンテナ部１１３は、アンテナ部１１２の外部にて所定の間隔を有して形成された２つの導体１１３ａ，１１３ｂからなる。ランド部１０３ａ，１０３ｂは、アンテナ部１１１～１１３に接続されている。このランド部１０３ａ，１０３ｂにＩＣチップ１０１が搭載されている。
特開２００５－２５２８５３号公報
　ところが特許文献１に示されているような構造のＲＦＩＤアンテナでは、同一基板上に３つの異なるアンテナを配置する必要があるため、アンテナサイズが大きくなるという問題がある。また、複数のアンテナを近接配置した場合に１つのアンテナを使用して無線通信を行う場合に、残りのアンテナの影響により通信が妨害されて通信が不安定になるという問題がある。
　そこで、この発明の目的は、ＲＦＩＤタグ用の複数の周波数帯のＲＦ信号を用いることができ、小型且つ放射特性に優れた無線ＩＣデバイスを提供することにある。
　前記課題を解決するためにこの発明は次のように構成する。
（１）放射電極と、
　前記放射電極に導通または電磁界結合してＲＦＩＤタグ用のＲＦ信号を受信する第１の無線ＩＣと、
　前記放射電極に導通または電磁界結合してＲＦＩＤタグ用のＲＦ信号の送受信を行う第２の無線ＩＣとを備え、
　第１の無線ＩＣは、前記ＲＦ信号を整流して電力を第２の無線ＩＣへ供給する手段を有する。
　この構成により、ＲＦＩＤタグ用の複数の周波数帯のＲＦ信号を用いて電力受電と通信を行うことができ、高効率な通信が可能となる。
（２）前記第１の無線ＩＣ及び前記第２の無線ＩＣは、例えば同一のパッケージ内に構成されている。
　これにより、実装コストを削減することができる。
（３）前記第１の無線ＩＣは第１の周波数帯のＲＦ信号を受信し、前記第２の無線ＩＣは第２の周波数帯のＲＦ信号を送受信し、
　前記放射電極は、第１の周波数帯のＲＦ信号の受信と第２の周波数帯のＲＦ信号の送受信に兼ねる。
　これにより全体に小型化することができる。
（４）前記第１の周波数帯は前記第２の周波数帯より低く、前記放射電極は、前記第１の周波数より高い共振周波数を有し、前記第１の周波数帯のＲＦ信号で磁界放射電極として作用する磁界放射電極部を含む。
　この構成により、前記磁界放射電極は第１の周波数帯で磁界アンテナとして作用するとともに、第２の周波数帯で電界アンテナとして作用して、アンテナ同士の干渉による放射特性の劣化がないので放射特性に優れた無線ＩＣデバイスが構成できる。
（５）前記磁界放射電極部は、第１の周波数帯のＲＦ信号の受信と第２の周波数帯のＲＦ信号の送受信を兼ねる。
　この構成により、第１の周波数のＲＦＩＤタグ用のアンテナと第２の周波数のＲＦＩＤタグ用のアンテナとを個別に設ける必要がないので全体に小型化できる。
（６）前記放射電極部の共振周波数は前記第２の周波数帯より低い周波数とする。
　この構成により、放射電極を第２のＲＦＩＤタグ用の周波数で等価的な単一の放射電極として作用させることができ、ＲＦＩＤタグとしての放射特性が高められる。
（７）前記放射電極は、線路電極と、当該線路電極の両端間に容量を形成する容量電極とから構成する。
　この構成により、線路電極部のインダクタンスＬと容量電極部のキャパシタンスＣとの集中定数化によって第１のＲＦＩＤタグ用放射電極の占有面積当たりの共振周波数を低くできる。逆に所定の共振周波数当たりの占有面積を縮小化できる。そのため全体に小型化できる。しかも、第２のＲＦＩＤタグ用の周波数が第１のＲＦＩＤタグ用の周波数より１０倍以上高い場合、容量電極部は第２のＲＦＩＤタグ用の周波数で非常に小さなインピーダンスとなるので、放射電極全体が第２のＲＦＩＤタグ用の周波数で面状に広がった単一の放射電極として作用し、第２のＲＦＩＤタグとしての放射特性が更に改善できる。
（８）前記容量電極は、誘電体層を介して厚み方向に対向する一方側電極及び他方側電極から成り、前記線路電極は前記容量電極の周囲を周回するスパイラル形状部を有し、前記スパイラル形状部を成す線路電極の内周端に前記一方側電極が導通し、前記スパイラル形状部を成す線路電極の外周端と前記他方側電極との間をつなぐ交差線路電極を備える。
　この構成により、第２のＲＦＩＤタグ用の周波数において交差線路電極部分のインピーダンスが小さくなり、線路電極部がスパイラル形状をなすにも拘わらず交差線路電極部分で等価的に一体に接続されたものと見なすことができ、放射効率の高い放射電極として作用する。
（９）前記線路電極は電極除去部分を有し、前記電極除去部分の線路電極両端部に結合するように前記第１の無線ＩＣを実装し、前記交差線路電極の前記線路電極の外周端側近傍に結合するように前記第２の無線ＩＣを実装する。
　この構成により、交差電極部及び容量電極部はＲＦＩＤ用の周波数で非常に小さなインピーダンスとなり、放射電極全体の放射電極としての効果が高まり、ＲＦＩＤタグアンテナの放射特性が改善できる。
（１０）前記放射電極を一対備え、前記第１・第２の無線ＩＣが一対の前記放射電極のそれぞれに導通又は電磁界結合させる。
　この構成により、一対の放射電極が周波数の異なった２つの第１のＲＦＩＤタグ用放射アンテナとして作用させることができ、例えばＨＦ帯のさらに周波数の異なったＲＦＩＤタグとして用いることができる。また、一対の放射電極をダイポールアンテナとして接続するように第２のＲＦＩＤタグ用の無線ＩＣを実装することにより、比較的広い面積のＲＦＩＤタグ用の放射電極として作用するので優れた放射特性が実現できる。
（１１）前記放射電極は、前記磁界放射電極部と対をなして前記磁界放射電極部とともに等価的なダイポールアンテナを構成する電界放射電極部をさらに有し、前記第２の無線ＩＣは前記磁界放射電極部及び前記電界放射電極部に導通又は磁界結合する。
　この構成により、高い放射特性が得られる。
（１２）前記スパイラル形状部を成す前記線路電極の内側に前記容量電極を配置し、前記スパイラル形状を成す前記線路電極の外側に前記電界放射電極部を配置する。
　この構成により放射電極がスパイラル形状の線路電極部でシールドされることがないので高い放射特性が維持できる。
（１３）前記第１又は第２の無線ＩＣは、前記放射電極に導通する無線ＩＣチップとする。
　この構成により、無線ＩＣ部分を極めて小さく構成でき、全体に小型化及び薄型化できる。
（１４）前記第１又は第２の無線ＩＣは、少なくとも１つのインダクタを含む整合回路を備えた給電回路基板と、当該給電回路基板の上面に搭載されて前記整合回路に導通する無線ＩＣチップと、から成る電磁結合モジュールとする。
　この構成により、無線ＩＣの実装位置ずれによって生じる特性変化が解消でき、また放射電極との整合性を高めてアンテナ効率を高めることができる。
（１５）前記第１の無線ＩＣから出力される前記電力を蓄電する電池またはキャパシタをさらに備えてもよい。
　これにより、第１の周波数帯のＲＦ信号の受信と第２の周波数帯のＲＦ信号の送受信とが必ずしも同時でなくてもよい。すなわち、電力の受電と通信とを別々のタイミングで行うことができる。このため、第１の周波数帯を利用するリーダ・ライタと、第２の周波数帯を利用するリーダ・ライタとを独立に設けることができる。
（１６）前記無線ＩＣデバイスには、例えばセンサを備え、前記第１の無線ＩＣまたは前記第２の無線ＩＣは前記センサによる検出結果を送信する手段を有する。
　この構成により、センサ情報も送受信することができる。
　この発明によれば、ＲＦＩＤタグ用の複数の周波数帯のＲＦ信号を用いて電力受電と通信を行うことができ、高効率な通信が可能となる。また、放射電極は第１・第２のＲＦＩＤ用の周波数でそれぞれ放射電極として作用し、第１の周波数のＲＦＩＤタグ用のアンテナと第２の周波数のＲＦＩＤタグ用のアンテナとを個別に設ける必要がないので全体に小型化できる。しかも上記放射電極は第１のＲＦＩＤタグ用の磁界アンテナと第２のＲＦＩＤタグ用の電界アンテナとして作用し、アンテナ同士の干渉による放射特性の劣化がないので放射特性に優れた無線ＩＣデバイスが構成できる。
特許文献１に示されているＲＦＩＤタグの構成を示す図である。 第１の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図及び断面図である。 同無線ＩＣデバイスのＲＦＩＤタグとしての作用効果を説明するための図である。 第２の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図である。 第３の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図及び断面図である。 第３の実施形態に係る無線ＩＣデバイスで用いる第１のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュールの断面図である。 第３の実施形態に係る無線ＩＣデバイスで用いる第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュールの断面図である。 第４の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図である。 第５の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図である。 第６の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの部分平面図である。 第７の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図である。 第８の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図である。 第９の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図である。 第１０の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図及びＲＦＩＤタグ用無線ＩＣの内部構成図である。 図１５（Ａ）は第１１の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１１の平面図である。図１５（Ｂ）は前記無線ＩＣデバイスの１１１の構成要素の一つである基材２１に電極パターンを形成した状態を示す平面図である。図１５（Ｃ）は無線ＩＣチップ６２の内部の構成を示す図である。 図１６（Ａ）は第１２の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１２の平面図である。図１６（Ｂ）は無線ＩＣチップ６３の内部の構成を示す図である。 第１３の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１３の平面図である。 第１４の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１４の平面図である。 第１５の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１５の平面図である。
　《第１の実施形態》
　図２は第１の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの構成を示す図である。図２（Ａ）はその平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるａ－ｂ部分の断面図である。また、図３は基材２１上の電極パターン及びその作用について示す図である。この無線ＩＣデバイス１０１は、基材２１に所定の各種電極を形成するとともに、ＩＣチップからなるＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１及びＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ５１を搭載したものである。
　図２において、無線ＩＣデバイス１０１は、ＰＥＴ，ＰＰ等の樹脂フィルムからなる基材２１に銅又はアルミニウム等の導体からなる所望の電極パターンを形成したものである。具体的には、銅箔又はアルミニウム箔を帖着した樹脂シートを用い、銅箔又はアルミニウム箔をエッチングによりパターンニングする。
　図２に示すように、基材２１の上面にはスパイラル形状の線路電極部２２及びその内周端につながる一方側電極２３を形成している。基材２１の下面（裏面）には、一方側電極２３に対向する位置に他方側電極２４を形成するとともに、この他方側電極２４と線路電極部２２の外周端に対向する位置（表裏接続部２６の位置）との間を、周回途中の線路電極部２２と交差してブリッジ接続する交差線路電極２５を形成している。
　上記交差線路電極２５の端部と線路電極部２２の外周端との間は表裏接続部２６で電気的に導通させている。
　線路電極部２２の途中には第１のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ５１が挿入されるように実装している。
　また、基材２１の上面には更に直線状の電界放射電極部３３を形成している。そして電界放射電極部３３の一方の端部付近と表裏接続部２６に対してそれぞれ端子電極が接続されるように第２のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１を実装している。
　図２に示した無線ＩＣデバイス１０１は、第１の周波数帯（例えば１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯）のＲＦＩＤタグ、及び第２の周波数帯（例えば９００ＭＨｚ帯のＵＨＦ帯）のＲＦＩＤタグとして作用する。ＨＦ帯のＲＦＩＤタグとしての作用は次のとおりである。
　線路電極部２２はそのスパイラル状の外周端から内周端までの部分でループ（スパイラル）状の磁界放射電極として作用するとともにインダクタとして作用し、基材２１を挟んで対向する一方側電極２３と他方側電極２４とはキャパシタとして作用する。この線路電極部２２、容量電極部の電極２３，２４、及び交差線路電極２５によって磁界放射電極部２０を構成している。この磁界放射電極部２０のインダクタＬとキャパシタＣとによってＬＣ共振回路を構成している。この共振周波数は第１のＲＦＩＤタグ用の周波数より高く設定している。そのため、磁界放射電極部２０は、その共振周波数より低域側で使用する、すなわち誘導型（磁界型）で動作する、ことになり、第１のＲＦＩＤタグ用の周波数において磁界放射電極として作用する。
　図３（Ａ）は第１のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ５１及び第２のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１を実装する前の状態を示している。図３（Ａ）においてＢ部は第１のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ５１の実装部であり、この第１のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ５１は上記線路電極部２２の電極除去部分に実装する。
　第１のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ５１は、上記線路電極部２２の電極除去部分の両端間に生じる電圧を電源として作動し、同時に上記線路電極部２２の電極除去部分の両端間につながるインピーダンスを変化（変調）させることによってリーダ・ライタからの質問に応答する。
　なお、第２のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１及び電界放射電極部３３は上記ＬＣ共振回路の閉回路の外部に存在することになるので、これらは第１のＲＦＩＤタグに影響を与えない。
　次に第２のＲＦＩＤタグとしての作用について図３を参照して説明する。
　図３（Ａ）は第２のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１及び第１のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ５１を実装する前の状態を示している。交差線路電極２５と、基材２１を介してそれに交差する線路電極部２２との間（Ａ部）に容量が生じているが、第２の周波数帯ではその容量によるインピーダンスが非常に低い。また一方側電極２３と他方側電極２４との間の容量についても同様にＲＦＩＤの周波数帯ではそのインピーダンスが非常に低い。さらに、Ｂ部についても、その端部同士の間隔を数１００μｍと狭くしておけば、インピーダンスを低くすることができる。そのため、ＲＦＩＤタグの周波数帯（たとえばＵＨＦ帯である９００ＭＨｚ）においては図３（Ｂ）のように線路電極部２２、容量電極部の電極２３，２４、及び交差線路電極２５が連続した１つ放射電極（電界放射電極）２０として作用する。
　この連続した１つ放射電極２０の共振周波数は第２の周波数帯より低い周波数である。そのため、この連続した１つ放射電極２０は、第２の周波数帯では電界放射電極として作用する。そして、連続した１つ放射電極２０と電界放射電極部３３とがダイポールアンテナとして作用する。
　上記電界放射電極部３３は第２の周波数帯でほぼ１／４波長に等しい長さとしている。同様に、前記連続した１つ放射電極２０の線路長も第２の周波数帯で１／４波長に相当する。但し、電界放射電極部３３及び前記連続した１つ放射電極２０の長さ・大きさは１／４波長に限るものではなく、第２の周波数帯で放射電極として、特にダイポールアンテナの放射電極として作用するサイズであればよい。
　上記第１の周波数帯と第２の周波数帯とを比較した場合、第２の周波数帯が第１の周波数帯よりも１０倍以上高い関係であることが望ましい。このような周波数関係にあれば、この無線ＩＣデバイス１０１が第２のＲＦＩＤタグとして動作するとき、図３（Ｂ）に示したＡ部及びＢ部の容量は数ｐＦ程度となり、ＵＨＦ帯では数１０Ω程度の低インピーダンスとなって、図３（Ｃ）に示したとおりの単一の電極として作用し、特性はダイポールアンテナに近い指向性となる。
　以上に示した構成により、第１・第２のＲＦＩＤタグ用の放射電極を１つにすることができる。また、第１のＲＦＩＤタグ用放射電極と第２のＲＦＩＤタグ用放射電極との間の距離が必要ないため面積を小さくできる。さらに、例えばＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグの放射を妨げる遮蔽となっていた例えばＨＦ帯ＲＦＩＤタグに相当するものがなくなるため利得の低下が解消できる。
　なお、容量電極部の一方側電極２３と容量電極部の他方側電極２４とは、基材２１を挟んで対向する構造に限らず、基材の一方の面に一方側電極と他方側電極とを配置し、一方側電極と他方側電極との間に誘電体層を形成してもよい。
　《第２の実施形態》
　図４は第２の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図である。図２に示した例ではスパイラル状の線路電極部２２の一辺及び基材２１の一辺に沿って直線状の電界放射電極部３３を形成したが、この図４に示す例では電界放射電極部３３の形状をそれとは異ならせたものである。図４（Ａ）の無線ＩＣデバイス１０２Ａでは、電界放射電極部３３ａを線路電極部２２の一辺及び基材２１の一辺に沿って往復するように折り返した形状としている。
　また図４（Ｂ）の無線ＩＣデバイス１０２Ｂでは、電界放射電極部３３ｂを基材２１の一辺に沿って且つ磁界放射電極部２０から遠ざかる方向に直線状に形成している。
　さらに図４（Ｃ）の無線ＩＣデバイス１０２Ｃでは、電界放射電極部３３ｃを基材２１の２つの辺に沿ってＬ字型に形成している。
　図４について上記以外の構成及び作用は第１の実施形態の場合と同様である。
　図４（Ａ）に示した構造では基材２１の面積をほとんど増大させることなく電界放射電極部３３ａの等価的な線路長（電気長）を稼ぐことかでき、ＲＦＩＤタグの必要な周波数を得るのに要する基材２１の面積をその分縮小化できる。
　図４（Ｂ）の構造では磁界放射電極部２０と電界放射電極部３３ｂとが互いに遠ざかる方向に延びることになるので、ダイポールアンテナとしての放射効率が高まる。そのためＲＦＩＤタグの感度を高めることができる。
　また図４（Ｃ）の構造では、基材２１の面積を有効に利用して、必要な線路長（電気長）の電界放射電極部３３ｃを形成することができるので、ＲＦＩＤタグとしての感度を高めつつ全体のサイズの縮小化が図れる。
　《第３の実施形態》
　図５は第３の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図、図６はこの無線ＩＣデバイス１０４で用いる第１のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール５０の断面図、図７はこの無線ＩＣデバイス１０３で用いる第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール３０の断面図である。
　第１のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール５０は給電回路基板５２とその上部に搭載した無線ＩＣチップ５４とで構成している。第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール３０は給電回路基板３２とその上部に搭載した無線ＩＣチップ３４とで構成している。第１・第２の実施形態では、無線ＩＣ５１に形成した２つの接続端子を磁界放射電極部２０の電極除去部に対して直接接続したが、この図５に示す例では、磁界放射電極部２０に対して第１のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール５０を電磁結合させるものである。また、第１・第２の実施形態では、無線ＩＣ３１に形成した２つの接続端子を磁界放射電極部２０及び電界放射電極部３３に対してそれぞれ直接接続したが、この図５に示す例では、磁界放射電極部２０及び電界放射電極部３３に対して第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール３０を電磁結合させるものである。
　図６に示すように、給電回路基板５２の内部にはキャパシタ電極１４ｃ，１４ｄ及びインダクタ導体１３ｃ，１３ｄ，１３ｅをそれぞれ形成している。給電回路基板５２の上面にはインダクタ導体１３ｃ，１３ｄがそれぞれ接続される電極パッドを形成していて、無線ＩＣチップ５４の半田バンプ６ｃ，６ｄを上記電極パッドにそれぞれ接合している。
　無線ＩＣチップ５４は半田バンプ６ｃ，６ｄに対して給電する回路を備えている。インダクタ導体１３ｃ，１３ｄ，１３ｅは整合回路を構成し、キャパシタ電極１４ｃ，１４ｄと線路電極部２２の端部とがそれぞれ容量的に結合することになる。このようにして無線ＩＣチップ５４とループアンテナとの間をインピーダンス整合するとともに数ｐＦ程度の容量で容量結合させる。このことによって無線ＩＣの実装位置ずれによって生じる特性変化が解消でき、また放射電極との整合性を高めてアンテナ効率を高めることができる。また、上記整合回路は第１のＲＦＩＤタグで用いる周波数で整合するため、磁界放射電極部２０単独の共振周波数に影響を受けることなく広帯域化が図れる。
　図７に示すように、給電回路基板３２の内部にはキャパシタ電極１４ａａ，１４ａｂ，１４ｂａ，１４ｂｂ及びインダクタ導体１３ａ，１３ｂをそれぞれ形成している。給電回路基板３２の上面にはキャパシタ電極１４ａａ，１４ｂａがそれぞれ接続される電極パッドを形成していて、無線ＩＣチップ３４の半田バンプ６ａ，６ｂを上記電極パッドにそれぞれ接合している。
　無線ＩＣチップ３４は半田バンプ６ａに給電する回路と、６ｂに給電する回路とを備えている。したがってキャパシタ電極１４ａａ－１４ａｂ間のキャパシタと、インダクタ導体１３ａによるインダクタとのＬＣ回路で整合回路を構成することになる。そしてインダクタ導体１３ａ，１３ｂと表裏接続部２６，電界放射電極部３３とがそれぞれ磁気的に結合することになる。このようにして無線ＩＣチップ３４とダイポールアンテナとの間をインピーダンス整合するとともに電磁界結合させる。このことによって無線ＩＣの実装位置ずれによって生じる特性変化が解消でき、また放射電極との整合性を高めてアンテナ効率を高めることができる。また、上記整合回路は第２のＲＦＩＤタグで用いる周波数で整合するため、磁界放射電極部２０及び電界放射電極部３３によるアンテナの共振周波数に影響を受けることなく広帯域化が図れる。
　第１のＲＦＩＤタグ（ＨＦ帯ＲＦＩＤタグ）として動作するとき、第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール３０と表裏接続部２６との間にある数ｐＦの容量は１０ｋΩ程度の高インピーダンスとなる。このため第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール３０と電界放射電極部３３は第１のＲＦＩＤタグ（ＨＦ帯ＲＦＩＤタグ）の共振周波数にはほとんど影響を与えない。
　一方、第２のＲＦＩＤタグ（ＵＨＦ帯ＲＦＩＤタグ）として動作するとき、第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール３０は、表裏接続部２６及び電界放射電極部３３との数ｐＦの容量と第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール３０内部の整合回路で無線ＩＣチップ３４と磁界放射電極部２０及び電界放射電極部３３のインピーダンス整合がとれるよう設計している。
　なお、給電回路基板３２におけるＬＣ回路において、磁界放射電極部２０及び電界放射電極部３３で送受信される信号の周波数を実質的に決定することもできる。
　このように電磁結合モジュール３０，５０を用いることにより、放射電極の長さや電極間隔等を周波数に合わせて設定する必要がなくなり、放射電極の形状を種々変更することができ、放射特性の設計自由度が向上する。また、給電回路基板は放射電極と電磁界結合できる位置に実装すればよいため、実装精度を緩和できる。
　《第４の実施形態》
　図８は第４の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図である。この第４の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０４は、２つの磁界放射電極部２０ａ，２０ｂを備えている。
　基材２１の上面にはスパイラル状の２つの線路電極部２２ａ，２２ｂ、それらの内周端に繋がる一方側電極２３ａ，２３ｂをそれぞれ形成している。また基材２１の下面には一方側電極２３ａ，２３ｂに対向する位置に他方側電極２４ａ，２４ｂをそれぞれ形成するとともに、この他方側電極２４ａ，２４ｂと表裏接続部２６ａ，２６ｂとの間を線路電極部に交差してブリッジ接続する交差線路電極２５ａ，２５ｂを形成している。そして表裏接続部２６ａ，２６ｂで交差線路電極２５ａ，２５ｂの端部と線路電極部２２ａ，２２ｂの外周端とをそれぞれ電気的に導通させている。
　線路電極部２２ａ，２２ｂの途中には第１のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール又は無線ＩＣチップ５０ａ，５０ｂをそれぞれ実装している。
　線路電極部２２ａ、電極２３ａ，２４ａ、及び交差線路電極２５ａからなる磁界放射電極部２０ａは第１のＲＦＩＤタグ用の共振回路として作用し、線路電極部２２ｂ、電極２３ｂ，２４ｂ、及び交差線路電極２５ｂからなる磁界放射電極部２０ｂはもう１つの第１のＲＦＩＤタグ用の共振回路として作用する。
　さらに上記表裏接続部２６ａ，２６ｂにそれぞれ接続端子が接続されるように第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール３０を実装している。
　この２つの磁界放射電極部２０ａ，２０ｂは第２の周波数帯では、既に述べた各実施形態の場合と同様に第２の周波数帯では電界放射電極として作用し、それらの長さ・大きさは第２の周波数帯でほぼ１／４波長に相当するので、結局、無線ＩＣ３１にダイポールアンテナが接続された構造となる。
　この構造により、互いに周波数の異なった２つのＨＦ帯のＲＦＩＤタグとして利用できる。
　また、このような構造によれば２つの磁界放射電極部２０ａ，２０ｂの対称性が良いので第２のＲＦＩＤタグとしての放射特性が更に良好となる。
　《第５の実施形態》
　図９は第５の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０５の平面図である。この例では、線路電極部２２の途中から線路電極引出部２８を引き出し、電磁結合モジュール３０の実装部のインピーダンスを誘導性（Ｌ性）にしている。すなわち、電磁結合モジュール３０の実装部から見て、線路電極部２２の一部と線路電極引出部２８とでループが形成されていることになるため、インピーダンスは容量性にはならず誘導性となる。
　このことにより、容量性の電磁結合モジュール３０とのインピーダンス整合をとり易くなる。
　《第６の実施形態》
　図１０は第６の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの部分平面図である。第１～第５のいずれの実施形態でもシート状の基材に構成して、それを物品に貼付すること等によって利用するように構成したが、この第６の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０６は、たとえば移動体通信システムの端末装置（携帯電話）の実装基板に構成したものである。
　図１０において実装基板４０の端部にはグランド電極４１を形成しない非グランド領域４２を設けていて、この非グランド領域４２の上面にスパイラル状の線路電極部２２及びその内周端から連続する一方側電極２３を形成している。非グランド領域４２の下面（裏面）には一方側電極２３に対向する位置に他方側電極２４を形成するとともに、この他方側電極２４と線路電極部２２の外周端に対向する位置（表裏接続部２６の位置）との間を、周回途中の線路電極部２２と交差してブリッジ接続する交差線路電極２５を形成している。交差線路電極２５の端部と線路電極部２２の外周端との間は表裏接続部２６で電気的に導通させている。
　線路電極部２２の途中には第１のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール５０が挿入されるように実装している。線路電極部２２及び電極２３，２４は第１のＲＦＩＤタグ用の放射電極として作用する。
　表裏接続部２６とグランド電極４１に対してそれぞれ結合するように電磁結合モジュール３０を実装している。線路電極部２２、電極２３，２４、及び交差線路電極２５からなる磁界放射電極部２０及びグランド電極４１は第２のＲＦＩＤタグ用の放射電極として作用する。すなわち、無線ＩＣ３１の一方の端子電極をこの磁界放射電極部２０に接続し、他方の端子電極をグランド電極４１に接続しているので全体にモノポールアンテナとして作用する。
　このような構造によれば、携帯電話等の実装基板に構成できるとともにダイポールアンテナを構成するためのもう１つの放射電極を形成する必要がないので全体の占有面積が縮小化できる。
　なお、実装基板の非グランド領域４２の上面には第４・第５の実施形態として示した無線ＩＣデバイスを設けてもよい。
　《第７の実施形態》
　図１１は第７の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図である。第１～第６の実施形態ではいずれも容量電極部を、スパイラル形状をなす線路電極部の内部に配置したが、この図１０に示す例では、スパイラル形状をなす線路電極部の外部に容量電極部を配置している。すなわち基材２１の上面にスパイラル状の線路電極部２２及びその外周端から連続する一方側電極２３を形成し、基材２１の下面には、一方側電極２３に対向する位置に他方側電極２４を形成するとともに、その他方側電極２４と線路電極部２２の内周端に対向する位置まで延びる交差線路電極２５を形成している。そしてこの交差線路電極２５の端部と線路電極部２２の内周端とを表裏導通させている。このような構成によって、線路電極部２２、電極２３，２４、及び交差線路電極２５からなる磁界放射電極部２０が第１のＲＦＩＤタグの共振回路として作用する。
　また基材２１の上面には電界放射電極部３３を形成していて、この電界放射電極部３３の端部と一方側電極２３とにそれぞれ端子電極が結合するように第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール３０を実装している。
　このような構造によれば、線路電極部２２と交差線路電極２５とが対向する位置に生じる容量と電極２３，２４の対向位置に生じる容量のいずれもＲＦＩＤタグの周波数帯域で非常に低インピーダンスとなるので、磁界放射電極部２０はＲＦＩＤタグの周波数帯では連続した１つの電極として見なすことができ、放射電極として作用する。この場合も交差線路電極２５及び電極２３，２４の近傍に無線ＩＣを実装することになるので、一様な金属板状放射電極としての効果が高まる。
　《第８の実施形態》
　図１２は第８の実施形態に係る無線ＩＣデバイスの平面図である。基材２１の上面には、全体にループ状で且つ部分的にメアンダ状に形成した磁界放射電極部２０を形成している。また基材２１の上面にはＬ字型の電界放射電極部３３を形成している。
　上記磁界放射電極部２０の途中に第１のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール５０を実装している。また、電界放射電極部３３の端部と磁界放射電極部２０の一部との間に第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール３０を実装している。磁界放射電極部２０は第１のＲＦＩＤタグ用のループアンテナとして作用する。第２の周波数帯では、磁界放射電極部２０等価的に一様な金属板状の放射電極となるので、磁界放射電極部２０と電界放射電極部３３は第２のＲＦＩＤタグ用のダイポールアンテナとして作用する。
　なお、磁界放射電極部２０をスパイラル状ではなく、同一平面状で閉ループをなすように構成したので、磁界放射電極部２０を基材２１の片面でのみ構成することができる。
　《第９の実施形態》
　図１３（Ａ）は第９の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１０９の平面図である。図１３（Ｂ）は前記無線ＩＣデバイスの１０９の構成要素の一つである基材２１に電極パターンを形成した状態を示す平面図である。無線ＩＣデバイス１０９は、基材２１に、ＩＣチップからなるＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１及び第１の無線ＩＣチップ６１を搭載したものである。
　図１３に示すように、基材２１の上面にはスパイラル形状の線路電極部２２及びその内周端につながる一方側電極２３を形成している。基材２１の下面（裏面）には、一方側電極２３に対向する位置に他方側電極２４を形成するとともに、この他方側電極２４と線路電極部２２の外周端に対向する位置（表裏接続部２６の位置）との間を、周回途中の線路電極部２２と交差してブリッジ接続する交差線路電極２５を形成している。
　上記交差線路電極２５の端部と線路電極部２２の外周端との間は表裏接続部２６で電気的に導通させている。
　線路電極部２２の途中には第１の無線ＩＣチップ６１が挿入されるように実装している。
　また、基材２１の上面には更に直線状の電界放射電極部３３を形成している。そして電界放射電極部３３の一方の端部付近と表裏接続部２６に対してそれぞれ端子電極が接続されるように第２のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１を実装している。
　図１３に示した無線ＩＣデバイス１０９は、第１の周波数帯（例えば１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯）のＲＦ信号を電力受信する機能と、第２の周波数帯（例えば３００ＭＨｚ帯または９００ＭＨｚ帯のＵＨＦ帯）のＲＦ信号を送受信するＲＦＩＤタグの機能とを備える。
　線路電極部２２はそのスパイラル状の外周端から内周端までの部分でループ（スパイラル）状の磁界放射電極として作用するとともにインダクタとして作用し、基材２１を挟んで対向する一方側電極２３と他方側電極２４とはキャパシタとして作用する。この線路電極部２２、容量電極部の電極２３，２４、及び交差線路電極２５によって磁界放射電極部２０を構成している。この磁界放射電極部２０のインダクタＬとキャパシタＣとによってＬＣ共振回路を構成している。この磁界放射電極部２０は第１の周波数帯のＲＦ信号を受信（電力受電）するアンテナとして作用する。
　第１の無線ＩＣチップ６１は、上記線路電極部２２の電極除去部分の両端間に生じる電圧を整流し、その電力を電力供給線路３５，３６を介してＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１に供給する。第１の無線ＩＣチップ６１は単なる整流素子であってもよい。
　ＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１は、無線ＩＣデバイス１０９をＲＦＩＤとして機能させるための無線ＩＣである。ＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１は、前記電力供給線路３５，３６の間に印加される電圧を電源として動作する。このように、第１の無線ＩＣチップ６１から電力を受け取ることで、第１の周波数帯を用いて、無線ＩＣデバイス１０９をＲＦＩＤとして機能させることもできる。また、第１の無線ＩＣチップ６１から電力を受け取り、さらには第２の無線ＩＣチップ３１自身が電磁界から電力を受け取ることで、第１の周波数帯・第２の周波数帯の両方を用いて、無線ＩＣデバイス１０９をＲＦＩＤタグとして機能させることもできる。ＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１は、磁界放射電極部２０と電界放射電極部３３とをダイポールアンテナとして用いて、第２の周波数のＲＦ信号を送受信する。
　磁界放射電極部２０と電界放射電極部３３とが第２の周波数帯でダイポールアンテナとして作用する原理は、第１の実施形態で既に述べたとおりである。
　なお、上記の例では前記第１の無線ＩＣチップ６１を線路電極部２２に対して直接接続したが、図５に示した電磁結合モジュール５０のような電磁結合モジュールを構成し、それを配置するようにしてもよい。また、第２のＲＦタグ用無線ＩＣ３１についても、同様に電磁結合モジュールにしてもよい。但し、電源電圧の供給は直流的に導通させる。
　このようにして周波数の低い第１の周波数帯で大きな電力を受け取ることができるので、効率よく無線ＩＣデバイス１０９をＲＦＩＤタグとして機能させることができる。
　《第１０の実施形態》
　図１４は第１０の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１０の平面図である。第９の実施形態で図１３（Ａ）に示した無線ＩＣデバイス１０９と異なり、キャパシタ７１が電力供給経路３５，３６の間に並列に接続されている。したがって、キャパシタ７１は第１の無線ＩＣチップ６１によって整流された電力を平滑するとともに蓄電する。磁界放射電極部２０によって励起される電力が小さくなって、第１の無線ＩＣチップ６１から出力される電力が低下しても、キャパシタ７１の蓄電作用によって、ＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１には安定した電源電圧が供給される。キャパシタ７１の容量は、磁界放射電極部２０が第１の周波数帯のＲＦ信号を受信しない状態でＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１の必要な動作時間に応じて定められる。
　なお、前記キャパシタ７１に代えて、充電可能な電池を設けてもよい。
　この第１０の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１０によれば、第１の周波数帯で蓄電した電力で第２の周波数帯の送受信ができるため、第１の周波数帯（ＨＦ帯）のＲＦ信号の受信と第２の周波数帯（ＵＨＦ帯）のＲＦ信号の送受信とが必ずしも同時でなくても第２の周波数帯で送受信が行える。このため、第１の周波数帯を利用するリーダ・ライタと、第２の周波数帯を利用するリーダ・ライタとを独立に設けることができる。また、第１の周波数帯のＲＦ信号と第２の周波数帯のＲＦ信号とが別々のタイミングで送信されるため、第１の周波数帯と第２の周波数帯との送信タイミングを合わせる必要がなく、制御が簡単になる。
　《第１１の実施形態》
　図１５（Ａ）は第１１の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１１の平面図である。図１５（Ｂ）は前記無線ＩＣデバイスの１１１の構成要素の一つである基材２１に電極パターンを形成した状態を示す平面図である。
　図１３に示した例では、ＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１及び第１の無線ＩＣチップ６１を個別に基材２１上に搭載したが、図１５に示す例では、単一の無線ＩＣチップ６２を搭載している。この無線ＩＣチップ６２はＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１の機能と第１の無線ＩＣチップ６１の機能を備えた１チップの無線ＩＣチップである。
　図１５（Ｃ）は無線ＩＣチップ６２の内部の構成を示す図である。無線ＩＣチップ６２には、前記ＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ３１と同等の機能部３１Ｂ及び前記第１の無線ＩＣチップ６１と同等の機能部６１Ｂを備えている。ポートＰ１１，Ｐ１２は線路電極部２２の途中に挿入されるように接続される。ポートＰ２１は、表裏接続部２６に繋がる線路に接続され、ポートＰ２２は、電界放射電極部３３に繋がる線路に接続される。
　前記二つの機能部は単一の半導体チップに構成してもよいし、別チップで構成し、単一のパッケージ内に納めてもよい。
　《第１２の実施形態》
　図１６（Ａ）は第１２の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１２の平面図である。この無線ＩＣデバイス１１２は、無線ＩＣチップ６３とセンサチップ８１とを備えている。センサチップは例えば温度を検出するためのサーミスタであり、無線ＩＣチップ６３はセンサチップ８１を用いて温度を計測し、ＲＦＩＤタグの固有情報とともに温度情報を送信する。
　図１６（Ｂ）は無線ＩＣチップ６３の内部の構成を示す図である。ＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ機能部３１Ｂは、ポートＰ３１，Ｐ３２に接続される前記センサチップ８１の抵抗値を直接的または間接的に検出して温度を計測する。そして、ＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ機能部３１Ｂは、第２の周波数帯のＲＦ信号でＲＦＩＤタグの情報及び計測した温度情報を送信する。
　なお、第１の無線ＩＣチップ機能部６１Ｂが、センサチップ８１の抵抗値を直接的または間接的に検出して温度を計測してもよい。また、第１の周波数帯のＲＦ信号でＲＦＩＤタグの情報、及び計測した温度情報を送信するようにしてもよい。
　《第１３の実施形態》
　図１７は第１３の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１３の平面図である。図１３（Ａ）に示した例では、磁界放射電極部２０を第２の周波数帯でのダイポールアンテナの片側に兼用したが、図１７に示した無線ＩＣデバイス１１３では、第２の周波数帯でダイポールアンテナとして作用する電界放射電極部３３及び３７を設けている。
　このように第１の周波数帯のＲＦ信号を受信（電力受電）する磁界放射電極部２０とは独立して、第２の周波数帯のＲＦ信号を送受信する電界放射電極部３３，３７を設けたことにより、第１の周波数帯のアンテナと第２の周波数帯のアンテナを独立して設定できる。
　《第１４の実施形態》
　図１８は第１４の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１４の平面図である。図１５（Ａ）に示した例では、磁界放射電極部２０を第２の周波数帯でのダイポールアンテナの片側に兼用したが、図１８に示した無線ＩＣデバイス１１４では、第２の周波数帯でダイポールアンテナとして作用する電界放射電極部３３及び３７を設けている。
　無線ＩＣチップ６２と電界放射電極部３３，３７との間の線路３８，３９はダイポールアンテナの根元に接続されるインピーダンス整合用及び共振周波数設定用のインダクタとして作用する。
　このように第１の周波数帯のＲＦ信号を受信（電力受電）する磁界放射電極部２０とは独立して、第２の周波数帯のＲＦ信号を送受信する電界放射電極部３３，３７を設けたことにより、第１の周波数帯のアンテナと第２の周波数帯のアンテナを独立して設定できる。
　《第１５の実施形態》
　図１９は第１５の実施形態に係る無線ＩＣデバイス１１５の平面図である。図１９に示した例では、電界放射電極部９１，９２が第１のダイポールアンテナとして作用し、電界放射電極部９３，９４が第２のダイポールアンテナとして作用する。
　無線ＩＣチップ６２の構成は図１５（Ｃ）に示したものと同様であり、第１の周波数帯のＲＦ信号を受信して電力を得る機能部と、第２の周波数帯のＲＦ信号で送受信してＲＦＩＤタグとして作用する機能部を備えている。
　前記第１のダイポールアンテナは第１の周波数帯のＲＦ信号の受信に用い、前記第２のダイポールアンテナは第２の周波数帯のＲＦ信号の送受信に用いる。
　このように、二つのアンテナのいずれをも電界放射電極部で構成してもよい。
　なお、第９～第１５の実施形態では、いずれも第１の周波数帯のＲＦ信号を電力受電用としたが、逆に第２の周波数帯のＲＦ信号を電力受電用としてもよい。
　また、第９～１５の実施形態では、第１の周波数帯と第２の周波数帯とが異なるものとしたが、第１の周波数帯と第２の周波数帯とは同じ周波数帯であってもよい。
　６…半田バンプ
　１３…インダクタ導体
　１４…キャパシタ電極
　２０…磁界放射電極部
　２１…基材
　２２…線路電極部
　２３…容量電極部の一方側電極
　２４…容量電極部の他方側電極
　２５…交差線路電極
　２６…表裏接続部
　２８…線路電極引出部
　３０…第２のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール
　３１…第２のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ
　３２…給電回路基板
　３４…無線ＩＣチップ
　３３，３７…電界放射電極部
　３５，３６…電力供給線路
　４０…実装基板
　４１…グランド電極
　４２…非グランド領域
　５０…第１のＲＦＩＤタグ用電磁結合モジュール
　５１…第１のＲＦＩＤタグ用無線ＩＣ
　５２…給電回路基板
　５４…無線ＩＣチップ
　６１…第１の無線ＩＣチップ
　６２…無線ＩＣチップ
　７１…キャパシタ
　８１…センサチップ
　９１，９２，９３，９４…電界放射電極部
　１０１～１１５…無線ＩＣデバイス

Claims (16)

  1. 　放射電極と、
    　前記放射電極に導通または電磁界結合してＲＦＩＤタグ用のＲＦ信号を受信する第１の無線ＩＣと、
    　前記放射電極に導通または電磁界結合してＲＦＩＤタグ用のＲＦ信号の送受信を行う第２の無線ＩＣとを備え、
    　第１の無線ＩＣは、前記ＲＦ信号を整流して電力を第２の無線ＩＣへ供給する手段を有する、無線ＩＣデバイス。
  2. 　前記第１の無線ＩＣ及び前記第２の無線ＩＣは同一のパッケージ内に構成されている、請求項１に記載の無線ＩＣデバイス。
  3. 　前記第１の無線ＩＣは第１の周波数帯のＲＦ信号を受信し、前記第２の無線ＩＣは第２の周波数帯のＲＦ信号を送受信し、
    　前記放射電極は、第１の周波数帯のＲＦ信号の受信と第２の周波数帯のＲＦ信号の送受信に兼ねる、請求項１又は２に記載の無線ＩＣデバイス。
  4. 　前記第１の周波数帯は前記第２の周波数帯より低く、前記放射電極は、前記第１の周波数より高い共振周波数を有し、前記第１の周波数帯のＲＦ信号で磁界放射電極として作用する磁界放射電極部を含む、請求項３に記載の無線ＩＣデバイス。
  5. 　前記磁界放射電極部が、第１の周波数帯のＲＦ信号の受信と第２の周波数帯のＲＦ信号の送受信を兼ねる、請求項４に記載の無線ＩＣデバイス。
  6. 　前記放射電極の共振周波数を前記第２の周波数帯より低い周波数とした、請求項３、４又は５に記載の無線ＩＣデバイス。
  7. 　前記磁界放射電極部は、線路電極と、当該線路電極の両端間に容量を形成する容量電極を含む、請求項４～６のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
  8. 　前記容量電極は、誘電体層を介して厚み方向に対向する一方側電極及び他方側電極から成り、前記線路電極は前記容量電極の周囲を周回するスパイラル形状部を有し、前記スパイラル形状部を成す線路電極の内周端に前記一方側電極が導通し、前記スパイラル形状部を成す線路電極の外周端と前記他方側電極との間をつなぐ交差線路電極を備えた、請求項７に記載の無線ＩＣデバイス。
  9. 　前記線路電極は電極除去部分を有し、前記電極除去部分の線路電極両端部に結合するように前記第１の無線ＩＣを実装し、前記交差線路電極の前記線路電極の外周端側近傍に結合するように前記第２の無線ＩＣを実装した、請求項８に記載の無線ＩＣデバイス。
  10. 　前記磁界放射電極部を一対備え、前記第１・第２の無線ＩＣが一対の前記磁界放射電極部のそれぞれに導通又は電磁界結合した、請求項４～９のうちいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
  11. 　前記放射電極は、前記磁界放射電極部と対をなして前記磁界放射電極部とともに等価的なダイポールアンテナを構成する電界放射電極部をさらに有し、前記第２の無線ＩＣが前記磁界放射電極部及び前記電界放射電極部に導通又は磁界結合した、請求項４～９のうちいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
  12. 　前記電界放射電極部は、前記スパイラル形状部を成す前記線路電極の外側に配置された、請求項１１に記載の無線ＩＣデバイス。
  13. 　前記第１又は第２の無線ＩＣは、前記放射電極に導通する無線ＩＣチップである、請求項１～１２のうちいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
  14. 　前記第１又は第２の無線ＩＣは、少なくとも１つのインダクタを含む整合回路を備えた給電回路基板と、当該給電回路基板の上面に搭載されて前記整合回路に導通する無線ＩＣチップと、から成る電磁結合モジュールである、請求項１～１２のうちいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
  15. 　前記第１の無線ＩＣから出力される前記電力を蓄電する電池またはキャパシタを備える、請求項１～１４のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
  16. 　センサを備え、
    　前記第１の無線ＩＣまたは前記第２の無線ＩＣは前記センサによる検出結果を送信する手段を有する、請求項１～１５のいずれかに記載の無線ＩＣデバイス。
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