以下、本発明に係る無線ICデバイス及び� �子機器の実施例について添付図面を参照し� �説明する。なお、各図において、共通する� �品、部分は同じ符号を付し、重複する説明� �省略する。

 (第1実施例、図1及び図2参照)
 図1に本発明に係る無線ICデバイスの第1実施 例を示す。この無線ICデバイスは、所定周波� ��の送受信信号を処理する無線ICチップ5と、� ��無線ICチップ5を実装したプリント配線回路� ��板20と、該回路基板20に形成されたグランド 電極21及びループ状電極22とで構成されてい� �。グランド電極21及びループ状電極22は、そ� ��ぞれプリント配線回路基板20の主面上に導� �ペーストの塗布や、回路基板20上に設けた金 属箔をエッチングすることなどで設けられて いる。

 無線ICチップ5は、クロック回路、ロジッ� ��回路、メモリ回路などを含み、必要な情報� ��メモリされており、図2に示すように、裏面 に入出力端子電極6,6及び実装用端子電極7,7が 設けられている。入出力端子電極6,6がループ 状電極22の両端に設けた接続用電極22a,22bに金 属バンプ8にて電気的に接続されている。ま� �、回路基板20上には一対の接続用電極22c,22d� �設けられ、無線ICチップ5の端子電極7,7がこ� �接続用電極22c,22dに金属バンプ8を介して電気 的に接続されている。

 ループ状電極22はグランド電極21のエッジ 部に対して水平方向に近接して設けられ、こ の両者は電界により結合している。即ち、ル ープ状電極22をグランド電極と同一面上で近� ��させることで、ループ状電極22から垂直方� �にループ状の磁界H(図1(A)の点線参照)が発生� ��、その磁界Hがグランド電極21に対して垂直� ��交わることによってグランド電極21のエッ� �部にループ状の電界E(図1(A)の一点鎖線参照)� ��励振される。このループ状電界Eによりさら にループ状磁界Hが誘起されることにより、� �ープ状電界Eとループ状磁界Hとがグランド電 極21の全面に広がっていき、高周波信号を空� ��に放射する。このようにグランド電極21と� �ープ状電極22とを同一主面上に近接して、か つ、絶縁状態で配置することによって、両者 を確実に電磁界結合させることができ、放射 特性が向上する。

 以上のごとくループ状電極22がグランド� �極21と電磁界により結合することにより、リ ーダライタから放射されてグランド電極21で� ��信された高周波信号がループ状電極22を介� �て無線ICチップ5に供給され、無線ICチップ5� �動作する。一方、無線ICチップ5からの応答� �号がループ状電極22を介してグランド電極21� ��伝達され、グランド電極21からリーダライ� �に放射される。

 グランド電極21は本無線ICデバイスが収容 される電子機器のプリント配線回路基板20に� ��設のものを利用してもよい。あるいは、電� ��機器に搭載されている他の電子部品のグラ� ��ド電極として使用されるものである。従っ� ��、この無線ICデバイスにおいては、専用の� �ンテナを作製する必要がなく、それを設置� �るスペースも必要としない。しかも、グラ� �ド電極21は大きなサイズで形成されているた め、放射利得が向上する。

 また、ループ状電極22は、その長さ、電� �幅及びグランド電極21との間隔などを調整す ることで、無線ICチップ5とグランド電極21と� ��インピーダンスの整合をとることができる� ��

 (第2実施例、図3参照)
 図3に本発明に係る無線ICデバイスの第2実施 例を示す。この無線ICデバイスは、基本的に� ��前記第1実施例と同様の構成からなり、グラ ンド電極21及びループ状電極22をプリント配� �回路基板20の裏面に形成したものである。回 路基板20の表面には接続用電極24a~24dが形成さ れており、ループ状電極22の両端部とは接続� ��電極24a,24bがビアホール導体23を介して電気� ��に接続されている。接続用電極24a~24dは図1� �示した接続用電極22a~22dに相当するもので、� ��線ICチップ5の端子電極6,6,7,7(図2参照)に金属 バンプ8を介して電気的に接続されている。

 グランド電極21とループ状電極22との結合 状態は前記第1実施例と同様であり、本第2実� ��例の作用効果は第1実施例と同様である。特 に、回路基板20の表面に他の電子部品を実装� ��るスペースを大きく設定できる。

 (第3実施例、図4参照)
 図4に本発明に係る無線ICデバイスの第3実施 例を示す。この無線ICデバイスは、ループ状� ��極25をプリント配線回路基板20の表面に設け た接続用電極25a,25bとビアホール導体28,28と内 部電極29とで形成したものである。このルー� ��状電極25は回路基板20の裏面に設けたグラン ド電極21と電界結合している。接続用電極25a, 25bと接続用電極25c,25dとが無線ICチップ5の端� �電極6,6,7,7(図2参照)と金属バンプ8を介して電 気的に接続されている。

 ループ状電極25はグランド電極21に対して 垂直方向に近接して設けられ、この両者は電 界により結合している。即ち、ループ状電極 25からは磁束がグランド電極21の面付近に発� �し、グランド電極21からはその磁界と直交す る電界が発生する。これにより、グランド電 極21に電界ループが励振され、この電界ルー� ��により発生した磁界ループとがグランド電� ��21の全面に広がっていき、高周波信号を空� �に放射する。このようにグランド電極21に対 してループ状電極25を垂直方向に近接して、� ��つ、絶縁状態で配置することにより、ルー� ��状電極25の配置(即ち、無線ICチップ5の配置) の自由度が大きくなる。

 本第3実施例の動作は前記第1実施例と基� �的に同様であり、その作用効果も第1実施例� ��説明したとおりである。特に、ループ状電� ��25をプリント配線回路基板20の内部に形成す ることにより、外部からの磁界の侵入による 妨害などが減少する。グランド電極21を回路� ��板20の内部に形成してもよい。この場合に� �、回路基板20の表裏面に大きな空きスペース ができるので、他の配線を形成したり、電子 部品を実装することにより集積密度を高める ことができる。

 (第4実施例、図5参照)
 図5に本発明に係る無線ICデバイスの第4実施 例を示す。この無線ICデバイスは、プリント� ��線回路基板20の表面に設けたグランド電極21 の一側部に切欠き21aを形成することによりル ープ状電極31を設けたもので、接続用電極31a� ��31bが無線ICチップ5の入出力端子電極6,6(図2� �照)と金属バンプ8を介して電気的に接続され ている。また、回路基板20の表面に形成した� ��続用電極31c,31dが無線ICチップ5の実装用端子 電極7,7と金属バンプ8を介して電気的に接続� �れている。

 本第4実施例において、ループ状電極31は� ��ランド電極21と電気的に導通状態で結合し� �このループ状電極31が介在することで無線IC� ��ップ5とグランド電極21とが結合する。第4実 施例の動作は前記第1実施例と基本的に同様� �あり、その作用効果も第1実施例で説明した� ��おりである。

 (第5実施例、図6参照)
 図6に本発明に係る無線ICデバイスの第5実施 例を示す。この無線ICデバイスは、基本的に� ��前記第4実施例と同様に、グランド電極21と� ��ープ状電極32とを電気的に導通状態で結合� �せたものである。詳しくは、ループ状電極32 は、プリント配線回路基板20の表面に設けた� ��続用電極33a,33bとビアホール導体34,34とで形� ��されている。グランド電極21は回路基板20の 裏面に形成されており、ビアホール導体34,34� ��上端が接続用電極33a,33bと電気的に接続され 、下端がグランド電極21と電気的に接続され� ��いる。そして、接続用電極33a,33bと接続用電 極33c,33dとが無線ICチップ5の端子電極6,6,7,7(図 2参照)と金属バンプ8を介して電気的に接続さ れている。

 本第5実施例において、ループ状電極32は� ��ランド電極21と電気的に導通状態で結合し� �このループ状電極32が介在することで無線IC� ��ップ5とグランド電極21とが結合する。第5実 施例の動作は前記第1実施例と基本的に同様� �あり、その作用効果も第1実施例で説明した� ��おりである。

 (第6実施例、図7参照)
 図7に本発明に係る無線ICデバイスの第6実施 例を示す。この無線ICデバイスは、無線ICチ� �プ5を給電回路基板10に搭載して電磁結合モ� �ュール1を構成し、該電磁結合モジュール1を プリント配線回路基板20に設けたループ状電� ��35に電気的に接続したものである。ループ� �電極35は、前記第1実施例で示したループ状� �極22と同様に、回路基板20の表面に設けたグ� ��ンド電極21に近接して配置され、グランド� �極21と磁界により結合している。

 無線ICチップ5は、図2に示した入出力端子 電極6,6が給電回路基板10の表面に設けた電極1 2a,12b(図9及び図10参照)に金属バンプ8を介して 電気的に接続され、実装用端子電極7,7が電極 12c,12dに金属バンプ8を介して電気的に接続さ� ��ている。さらに、給電回路基板10の表面と� �線ICチップ5の裏面との間には両者の接合強� �を向上させる効果も有する保護膜9が設けら� ��ている。

 給電回路基板10は、インダクタンス素子� �有する共振回路(図7では省略)を内蔵したも� �で、裏面には外部電極19a,19b(図9及び図10参照 )が設けられ、表面には接続用電極12a~12d(図9� �び図10参照)が形成されている。外部電極19a,1 9bは基板10に内蔵された共振回路と電磁界結� �し、ループ状電極35の接続用電極35a,35bとは� �示しない導電性接着剤を介して電気的に導� �状態で接続されている。なお、この電気的� �接続には半田などを用いてもよい。

 即ち、給電回路基板10には所定の共振周� �数を有する共振回路が内蔵されており、無� �ICチップ5から発信された所定の周波数を有� �る送信信号を外部電極19a,19b及びループ状電� ��35を介してグランド電極21に伝達し、かつ、 グランド電極21で受けた信号から所定の周波� ��を有する受信信号を選択し、無線ICチップ5� ��供給する。それゆえ、この無線ICデバイス� �、グランド電極21で受信された信号によって 無線ICチップ5が動作され、該無線ICチップ5か らの応答信号がグランド電極21から外部に放� ��される。

 前記電磁結合モジュール1にあっては、給 電回路基板10の裏面に設けた外部電極19a,19bが 、基板10に内蔵された共振回路と電磁界結合� ��るとともに、アンテナとして機能するグラ� ��ド電極21と電界結合しているループ状電極35 と電気的に導通している。電磁結合モジュー ル1としては比較的サイズの大きいアンテナ� �子を別部品として搭載する必要はなく、小� �に構成できる。しかも、給電回路基板10も小 型化されているので、無線ICチップ5はこのよ うな小型の給電回路基板10に搭載すればよく� ��従来から広く使用されているIC実装機など� �用いることができ、実装コストが低減する� �また、使用周波数帯を変更するに際しては� �共振回路の設計を変更するだけでよい。

 なお、給電回路基板10内に形成される素� �としては、インダクタンス素子のみでもよ� �。インダクタンス素子は無線ICチップ5と放� �板(グランド電極21)とのインピーダンス整合� ��能を有している。

 (第7実施例、図8参照)
 図8に本発明に係る無線ICデバイスの第7実施 例を示す。この無線ICデバイスは、前記第6実 施例と同様に、無線ICチップ5を給電回路基板 10に搭載して電磁結合モジュール1を構成し、 該電磁結合モジュール1をプリント配線回路� �板20に設けたループ状電極36に電気的に接続� ��たものである。ループ状電極36は、前記第4� ��施例で示したループ状電極31と同様に、グ� �ンド電極21の一側部に切欠き21aを形成するこ とによりループ状電極としたもので、接続用 電極36a,36bが給電回路基板10の裏面に設けた外 部電極19a,19bと図示しない導電性接着剤を介� �て電気的に導通状態で接続されている。な� �、本第7実施例における給電回路基板10の構� �、作用は前記第6実施例と同様であり、ルー� ��状電極36の作用は前記第4実施例と同様であ� ��。

 (共振回路の第1例、図9参照)
 給電回路基板10に内蔵された共振回路の第1� ��を図9に示す。この給電回路基板10は、誘電� ��からなるセラミックシート11A~11Hを積層、圧 着、焼成したもので、シート11Aには接続用電 極12a,12bと電極12c,12dとビアホール導体13a,13bが 形成され、シート11Bにはキャパシタ電極18aと 導体パターン15a,15bとビアホール導体13c~13eが� ��成され、シート11Cにはキャパシタ電極18bと� ��アホール導体13d~13fが形成されている。さら に、シート11Dには導体パターン16a,16bとビア� �ール導体13e,13f,14a,14b,14dが形成され、シート1 1Eには導体パターン16a,16bとビアホール導体13e ,13f,14a,14c,14eが形成され、シート11Fにはキャ� �シタ電極17と導体パターン16a,16bとビアホー� �導体13e,13f,14f,14gが形成され、シート11Gには� �体パターン16a,16bとビアホール導体13e,13f,14f,1 4gが形成され、シート11Hには導体パターン16a, 16bとビアホール導体13fが形成されている。

 以上のシート11A~11Hを積層することにより 、ビアホール導体14c,14d,14gにて螺旋状に接続� ��れた導体パターン16aにてインダクタンス素� ��L1が構成され、ビアホール導体14b,14e,14fにて 螺旋状に接続された導体パターン16bにてイン ダクタンス素子L2が構成され、キャパシタ電� ��18a,18bにてキャパシタンス素子C1が構成され� ��キャパシタ電極18b,17にてキャパシタンス素� ��C2が構成される。

 インダクタンス素子L1の一端はビアホー� �導体13d、導体パターン15a、ビアホール導体13 cを介してキャパシタ電極18bに接続され、イ� �ダクタンス素子L2の一端はビアホール導体14a を介してキャパシタ電極17に接続される。ま� ��、インダクタンス素子L1,L2の他端は、シー� �11H上で一つにまとめられ、ビアホール導体13 e、導体パターン15b、ビアホール導体13aを介� �て接続用電極12aに接続されている。さらに� �キャパシタ電極18aはビアホール導体13bを介� �て接続用電極12bに電気的に接続されている� �

 そして、接続用電極12a,12bが金属バンプ8� �介して無線ICチップ5の端子電極6,6と電気的� �接続される。電極12c,12dは無線ICチップ5の端� ��電極7,7に接続される。

 また、給電回路基板10の裏面には外部電� �19a,19bが導体ペーストの塗布などで設けられ� ��外部電極19aはインダクタンス素子L(L1,L2)と� �界により結合し、外部電極19bはビアホール� �体13fを介してキャパシタ電極18bに電気的に� �続される。外部電極19a,19bはループ状電極35� �は36の接続用電極35a,35b又は36a,36bに電気的に� ��続されることは前述のとおりである。

 なお、この共振回路において、インダク� ��ンス素子L1,L2は2本の導体パターン16a,16bを並 列に配置した構造としている。2本の導体パ� �ーン16a,16bはそれぞれ線路長が異なっており� ��異なる共振周波数とすることができ、無線I Cデバイスを広帯域化できる。

 なお、各セラミックシート11A~11Hは磁性体 のセラミック材料からなるシートであっても よく、給電回路基板10は従来から用いられて� ��るシート積層法、厚膜印刷法などの多層基� ��の製作工程により容易に得ることができる� ��

 また、前記シート11A~11Hを、例えば、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として形成し、該シート 上に厚膜形成法などで電極や導体を形成し、 それらのシートを積層して熱圧着などで積層 体とし、インダクタンス素子L1,L2やキャパシ� ��ンス素子C1,C2を内蔵させてもよい。

 前記給電回路基板10において、インダク� �ンス素子L1,L2とキャパシタンス素子C1,C2とは� ��面透視で異なる位置に設けられ、インダク� ��ンス素子L1,L2により外部電極19aと磁界的に� �合し、外部電極19bはキャパシタンス素子C1を 構成する一方の電極となっている。

 従って、給電回路基板10上に前記無線ICチ ップ5を搭載した電磁結合モジュール1は、図� ��しないリーダライタから放射される高周波� ��号(例えば、UHF周波数帯)をグランド電極21で 受信し、ループ状電極35又は36を介して外部� �極19a,19bと磁界結合及び電界結合している共� ��回路を共振させ、所定の周波数帯の受信信� ��のみを無線ICチップ5に供給する。一方、こ� ��受信信号から所定のエネルギーを取り出し� ��このエネルギーを駆動源として無線ICチッ� �5にメモリされている情報を、共振回路にて� ��定の周波数に整合させた後、外部電極19a,19b 及びループ状電極35又は36を介してグランド� �極21に伝え、該グランド電極21からリーダラ� ��タに送信、転送する。

 給電回路基板10においては、インダクタ� �ス素子L1,L2とキャパシタンス素子C1,C2で構成� ��れた共振回路にて共振周波数特性が決定さ� ��る。グランド電極21から放射される信号の� �振周波数は、共振回路の自己共振周波数に� �って実質的に決まる。

 ところで、共振回路は無線ICチップ5のイ� ��ピーダンスとグランド電極21のインピーダ� �スを整合させるためのマッチング回路を兼� �ている。給電回路基板10は、インダクタンス 素子やキャパシタンス素子で構成された共振 回路とは別に設けられたマッチング回路を備 えていてもよい(この意味で、共振回路を整� �回路とも称する)。共振回路にマッチング回� ��の機能をも付加しようとすると、共振回路� ��設計が複雑になる傾向がある。共振回路と� ��別にマッチング回路を設ければ、共振回路� ��マッチング回路をそれぞれ独立して設計で� ��る。なお、前記ループ状電極35,36はインピ� �ダンス整合機能や共振回路としての機能を� �えていてもよい。その場合、ループ状電極� �形状や放射板となるグランド電極のサイズ� �ども考慮して給電回路基板10内の共振回路(� �合回路)の設計を行うことにより、放射特性� ��向上させることができる。

 (共振回路の第2例、図10参照)
 給電回路基板40に設けた共振回路の第2例を� ��図10に示す。この給電回路基板40は、フレキ シブルなPETフィルムなどからなり、基板40上� ��、インダクタ素子Lを構成する螺旋形状の導 体パターン42と、キャパシタンス素子Cを構成 するキャパシタ電極43とを形成したものであ� ��。導体パターン42及びキャパシタ電極43から 引き出された電極12a,12bは無線ICチップ5の端� �電極6,6と電気的に接続される。また、基板40 上に形成された電極12c,12dは無線ICチップ5の� �子電極7,7に電気的に接続される。

 給電回路基板40ではインダクタンス素子L� ��キャパシタンス素子Cとで共振回路を構成し 、それぞれに対向する前記電極35a,35b又は前� �電極36a,36bとの間で磁界結合及び電界結合し� ��所定周波数の高周波信号を送受信する点は� ��記第1例と同様である。特に、第2例では給� �回路基板40がフレキシブルなフィルムから構 成されているため、電磁結合モジュール1が� �背化される。また、インダクタンス素子Lに� ��しては、導体パターン42の線幅や線間隔を� �更することでインダクタンス値を変更し、� �振周波数を微調整することができる。

 なお、本第2例においても、インダクタン ス素子Lは2本の導体パターン42を螺旋形状に� �置し、螺旋中心部において2本の導体パター� ��42を接続している。これらの2本の導体パタ� ��ン42はそれぞれ異なるインダクタンス値L1,L2 を有しており、それぞれの共振周波数を異な る値に設定することができ、前記第1例と同� �に無線ICデバイスの使用周波数帯を広帯域化 することができる。

 (電子機器、図11及び図12参照)
 次に、本発明に係る電子機器の一実施例と� ��て携帯電話を説明する。図11に示す携帯電� �50は、複数の周波数に対応しており、地上波 デジタル信号、GPS信号、WiFi信号、CDMAやGSMな� ��の通信用信号が入力される。

 筐体51内には、図12に示すように、プリン ト配線回路基板20が設置されている。このプ� ��ント配線回路基板20には、無線通信用回路60 と電磁結合モジュール1とが配置されている� �無線通信用回路60は、IC61と回路基板20に内蔵 されたバラン62とBPF63とコンデンサ64とで構成 されている。無線ICチップ5を搭載した給電回 路基板10は、プリント配線回路基板20上に設� �たグランド電極21と結合しているループ状電 極(第6実施例では符号35参照、第7実施例では� ��号36参照)上に搭載され、無線ICデバイスを� �成している。

 (他の実施例)
 なお、本発明に係る無線ICデバイス及び電� �機器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することが� �きる。

 例えば、共振回路は様々な構成のものを� ��用できることは勿論である。また、前記実� ��例に示した外部電極や給電回路基板の材料� ��あくまで例示であり、必要な特性を有する� ��料であれば、任意のものを使用することが� ��きる。

 無線ICチップを給電回路基板に実装する� �に、金属バンプ以外の処理を用いてもよい� �また、無線ICチップの電極と給電回路基板の 接続用電極との間に誘電体を配置して該両電 極を容量結合しても構わない。さらに、無線 ICチップとループ状電極と、あるいは、給電� ��路基板とループ状電極とを容量結合しても� ��わない。

 また、電磁結合モジュールが実装される� ��器は、携帯電話などの無線通信機器に限ら� ��、グランド電極を有する回路基板を備えた� ��々の機器(例えば、テレビや冷蔵庫などの家 電製品)であってもよい。