以下、本発明に係る無線ICデバイスの実� �例について添付図面を参照して説明する。� �お、各図において、共通する部品、部分は� �じ符号を付し、重複する説明は省略する。

 (第1実施例、図1及び図2参照)
 図1及び図2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 定周波数の送受信信号を処理する無線ICチッ� ��5と、フレキシブルな誘電体(例えば、PETフ� �ルム)からなる給電回路基板10の表面に形成� �たインダクタンス素子20(L1)と平面電極25(第2� ��平面電極と称する)と、給電回路基板10の裏� ��に形成した放射板30とで構成されている。

 放射板30は、両端部30a,30bが対向するルー� ��状をなして第2のインダクタンス素子L2を構� ��し、給電回路基板10の裏面に、アルミ箔、� �箔などの導電材からなる金属薄板を貼着し� �り、Al、Cu、Agなどの導電性ペーストや金属� �っきにより設けたものである。

 インダクタンス素子20は配線電極を螺旋� �に形成したもので、螺旋状の中央端部は配� �21を介して平面電極25に電気的に接続され、� ��旋状の外側端部は接続用電極35aに電気的に� ��続されている。また、インダクタンス素子2 0は放射板30の一端部30a(第1の平面電極と称す� ��)と対向している。

 平面電極25は、給電回路基板10の表面に、 金属薄板を貼着したり、導電性ペーストや金 属めっきにより設けたものであり、放射板30� ��他端部30bと対向する位置に配置されている� ��また、平面電極25は接続用電極35bに電気的� �接続されている。

 接続用電極35a,35bは無線ICチップ5の入出力 端子(図示せず)に電気的に接続され、電気的� ��開放されている接続用電極35c,35dは無線ICチ� ��プ5のグランド端子(図示せず)に電気的に接� ��される。この接続は金属バンプなどを用い� ��行われる。無線ICチップ5は、クロック回路� ��ロジック回路、メモリ回路などを含み、必� ��な情報がメモリされている。メモリ回路は� ��報を書き換え可能であってもよい。

 以上のごとく無線ICチップ5を搭載した給� ��回路基板10を電磁結合モジュール1と称する� ��

 この電磁結合モジュール1は、インダクタ ンス素子20と放射板30の一端部30aとが対向し� �磁界的に結合し、平面電極25と放射板30の他� ��部30bとが対向して電界的に(容量)結合して� �る。

 なお、放射板30の両端部30a,30bにおける結� ��は、それぞれ、磁界や電界を介してのいず� ��の結合であってもよい。本発明において、� ��電磁界結合」とは、電界及び/又は磁界を介 しての結合を意味する。

 以上の構成からなる無線ICデバイスにお� �ては、帯状の放射板30の両端部30a,30bを近接� �て配置することにより、放射板30とインダク タンス素子20を含む共振回路とを電磁界的に� ��合できるため、インダクタンス素子20のイ� �ダクタンスL1と該素子20の配線電極間の容量C f及び平面電極25と放射板30との間の容量C1と� �より、無線ICチップ5と放射板30とのインピー ダンス整合が行われる。それゆえ、容量のば らつきが小さく、周波数特性のばらつきも小 さくなる。また、無線ICチップ5のインピーダ ンスに関係なく、所定の放射特性が得られる ように放射板30の大きさや形状を設定するこ� ��が可能になる。

 即ち、この無線ICデバイスは、図示しな� �リーダライタから放射される高周波信号(例� ��ば、UHF周波数帯)を放射板30で受信し、LC共� �回路(等価回路的には、インダクタンス素子2 0のインダクタンスL1、放射板30のインダクタ� ��スL2、放射板30の他端部30bと平面電極25との� ��に形成されるキャパシタンスC1からなるLC共 振回路)を共振させ、所定の周波数帯の受信� �号のみを無線ICチップ5に供給する。一方、� �の受信信号から所定のエネルギーを取り出� �、このエネルギーを駆動源として無線ICチッ プ5にメモリされている情報を、LC共振回路に て所定の周波数に整合させた後、放射板30か� ��リーダライタに送信する。

 また、放射板30の一端部30aがインダクタ� �ス素子20に対向して配置されているため、イ ンダクタンス素子20で発生した磁界が一端部3 0aに放射されることにより、一端部30aに渦電� ��が発生し、その渦電流が放射板30に流れて� �放射板30に磁界が発生し、リーダライタとの 送受信が行われる。このように、放射板30の� ��端部30aはインダクタンス素子20で発生した� �界を遮断することになり、放射板30を所定周 波数の高周波信号を送受信できる形状にする ことにより、無線ICデバイスとしての送受信� ��号の設計自由度が向上する。また、一端部3 0aをインダクタンス素子20の占有面積よりも� �きくすれば、インダクタンス素子20の磁界の 遮蔽効果が向上し、さらに設計自由度が大き くなり、放射特性が向上する。

 また、放射板30の他端部30bと平面電極25と の間には大きな容量結合が発生するため、こ の大きな容量C1で無線ICチップ5と放射板30と� �インピーダンス整合の設計自由度が大きく� �る。しかも、無線ICチップ5と放射板30とが電 気的に直接導通していないため、放射板30か� ��侵入する200MHz以下のエネルギー波である静� ��気による無線ICチップ5の破壊を未然に防止� ��きる。

 また、インダクタンス素子20を構成する� �線電極間には浮遊容量Cfが発生し、この浮遊 容量Cfもインピーダンス整合あるいは共振周� ��数に影響するが、放射板30の他端部30bと平� �電極25との間で発生する容量C1を大きな値に� ��定することにより、配線電極の間隔のばら� ��きによる容量Cfのばらつきの影響を小さく� �き、これにより使用周波数のばらつきがさ� �に小さくなる。

 さらに、インダクタンス素子20の共振周� �数と無線ICデバイスの使用周波数よりも放射 板30の共振周波数が高く設定されている。本� ��1実施例において、放射板30の共振周波数と� ��、放射板30のインダクタンスL2と放射板30の� ��端部30bと平面電極25との間で発生する容量C1 による共振周波数を意味する。放射板30の共� ��周波数をインダクタンス素子20や無線ICデバ イスの使用周波数よりも高く設定しておくこ とにより、無線ICデバイスの使用周波数にお� ��て放射板30はインダクタンスとして機能す� �。これにより、放射板30からは磁界が放出さ れる。本第1実施例のように磁界を放出する� �射板30を水などを満たしたペットボトルなど の誘電体に貼着することにより、該誘電体を 電磁放射体とする無線ICデバイスを構成する� ��とができる。

 また、給電回路基板10をフレキシブルな� �ィルム基板で構成したため、物品の平面上� �みならず曲面上にも貼着することができ、� �線ICデバイスの用途が拡大する。

 なお、本第1実施例では、放射板30の他端� ��30bと平面電極25との間は容量によって結合� �ているが、両者を電気的に直接導通させて� �よい。この場合は、インダクタンス素子20の インダクタンスL1と配線電極間の浮遊容量Cf� �によりインピーダンス整合を行う。

 (第2実施例、図3~図5参照)
 図3及び図4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、所 定周波数の送受信信号を処理する無線ICチッ� ��5と、該無線ICチップ5を搭載した給電回路基 板40とからなる電磁結合モジュール1にて構成 されている。

 給電回路基板40は、図4に示すように、多� ��基板からなり、インダクタンス素子L1、放� �板として機能するいま一つのインダクタン� �素子L2及びキャパシタンス素子C1を内蔵して� ��る。

 詳しくは、誘電体からなるセラミックシ� ��ト41A~41N上に以下に説明する電極などを導電 性ペーストなどにて周知の方法で形成し、こ れらのシート41A~41Nを積層、圧着、焼成した� �のである。

 即ち、シート41Aには接続用電極35a~35dとビ アホール導体42a,42bとが形成されている。シ� �ト41Bには平面電極51(第2の平面電極)と導体パ ターン52a,52bとビアホール導体42c,42d,42eとが形 成されている。シート41Cには平面電極53(第3� �平面電極)とビアホール導体42c,42e,42fとが形� �されている。シート41D,41Eには、それぞれ、� ��体パターン45a,45bとビアホール導体42e,42f,42g, 42h,42iとが形成されている。シート41Fには平� �電極54と導体パターン45a,45bとビアホール導� �42e,42f,42h,42iとが形成されている。

 さらに、シート41Gには導体パターン45a,45b とビアホール導体42e,42f,42h,42iとが形成されて いる。シート41Hには平面電極55と導体パター� ��45a,45bとビアホール導体42fとが形成されてい る。シート41Iには平面電極56,57(平面電極57を� ��1の平面電極と称する)とビアホール導体42j,4 2kとが形成されている。シート41J~41Lには、そ れぞれ、導体パターン46とビアホール導体42j, 42lとが形成されている。シート41Mには導体パ ターン46とビアホール導体42j,42mとが形成され ている。シート41Nには導体パターン47が形成� ��れている。

 以上のシート41A~41Nを積層することにより 、ビアホール導体42h,42iにて螺旋状に接続さ� �た導体パターン45a,45bにてインダクタンス素� ��L1が形成され、ビアホール素子42lにて螺旋� �に接続された導体パターン46にてインダクタ ンス素子L2(放射板)が形成される。インダク� �ンス素子L2の一端はビアホール導体42kを介し て平面電極57に接続され、該平面電極57はイ� �ダクタンス素子L1と対向している。また、イ ンダクタンス素子L2の他端はビアホール導体4 2m、導体パターン47、ビアホール導体42jを介� �て平面電極56に接続され、さらに、ビアホー ル導体42fを介して平面電極55,53に接続され、� ��面電極53は平面電極51と対向してキャパシタ ンスC1が形成される。

 インダクタンス素子L1を構成する導体パ� �ーン45aの一端はビアホール導体42c、導体パ� �ーン52a、ビアホール導体42dを介して平面電� �53に接続され、導体パターン45bの一端はビア ホール導体42gを介して平面電極54に接続され� ��いる。また、導体パターン45a,45bの他端は、 シート41H上で一つにまとめられ、平面電極55� ��接続されるとともに、ビアホール導体42e、� ��体パターン52b、ビアホール導体42aを介して� ��続用電極35aに接続されている。また、平面� ��極51はビアホール導体42bを介して接続用電� �35bに接続されている。

 そして、接続用電極35a,35bが金属バンプを 介して無線ICチップ5の入出力端子と電気的に 接続される。接続用電極35c,35dは終端のグラ� �ド端子であり、無線ICチップ5のグランド端� �に接続される。

 なお、本第2実施例において、インダクタ ンス素子L1は2本の導体パターン45a,45bを並列� �螺旋状に配置した構造としている。2本の導� ��パターン45a,45b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ICデバイスを広帯域化できる。

 以上の構成からなる無線ICデバイスにお� �ては、インダクタンスL2(放射板)の両端部が� ��ンダクタンス素子L1を含む共振回路と電磁� �的に結合しているため、インダクタンス素� �L1とその配線電極間の容量Cf及び電極51と電� �53との間の容量C1とにより、無線ICチップ5と� ��射板とのインピーダンス整合が行われる。� ��れゆえ、容量のばらつきが小さく、周波数� ��性のばらつきも小さくなる。また、無線IC� �ップ5のインピーダンスに関係なく、所定の� ��射特性が得られるように放射板の大きさや� ��状を設定することが可能になる。

 即ち、この無線ICデバイスは、図示しな� �リーダライタから放射される高周波信号(例� ��ば、UHF周波数帯)を放射板で受信し、LC共振� ��路(等価回路的には、インダクタンスL1,L2、� ��面電極51,53の間に形成されるキャパシタン� �C1からなるLC共振回路)を共振させ、所定の周 波数帯の受信信号のみを無線ICチップ5に供給 する。一方、この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チップ5にメモリされている情報を 、LC共振回路にて所定の周波数に整合させた� ��、放射板からリーダライタに送信する。

 ところで、インダクタンス素子L1の共振� �波数と無線ICデバイスの使用周波数よりも放 射板の共振周波数が高く設定されている。本 第2実施例において、放射板の共振周波数と� �、インダクタンス素子L2と平面電極51,53の間� ��発生する容量C1による共振周波数を意味す� �。放射板を共振周波数以下で使用すること� �より、放射板の周辺には磁界が発生し、ペ� �トボトルや水などの誘電体に電磁波を伝達� �きる。誘電体に電磁波を放射すると、誘電� �の異なる部分(電磁結合モジュール1と誘電体 との間)で反射を生じ、外部に伝搬される。� �って、図5に示すように、本無線ICデバイス� �水を充填したペットボトル60の表面に貼着あ るいは埋め込むことにより、RFIDシステムに� �いることができる。

 また、放射板の一端部に接続された第1の 平面電極57がインダクタンス素子L1に対向し� �配置されているため、インダクタンス素子L1 で発生した磁界が平面電極57に放射されるこ� ��により、平面電極57に渦電流が発生し、そ� �渦電流が放射板に流れて該放射板に磁界が� �生し、リーダライタとの送受信が行われる� �このように、平面電極57はインダクタンス素 子L1で発生した磁界を遮断することになり、� ��射板を所定周波数の高周波信号を送受信で� ��る形状にすることにより、無線ICデバイス� �しての送受信信号の設計自由度が向上する� �また、平面電極57をインダクタンス素子L1の� ��有面積よりも大きくすれば、インダクタン� ��素子L1の磁界の遮蔽効果が向上し、さらに� �計自由度が大きくなり、放射特性が向上す� �。

 また、放射板に接続された平面電極53と� �面電極51との間には大きな容量結合が発生す るため、この大きな容量C1で無線ICチップ5と� ��射板とのインピーダンス整合が可能である� ��しかも、無線ICチップ5と放射板とが電気的� ��直接導通していないため、放射板から侵入� ��る200MHz以下のエネルギー波である静電気に� ��る無線ICチップ5の破壊を未然に防止できる� ��しかも、第2の平面電極51に対向して第3の平 面電極53が設けられているため、両者が電界� ��合(容量結合)することになる。

 また、インダクタンス素子L1を構成する� �線電極間には浮遊容量Cfが発生し、この浮遊 容量Cfもインピーダンス整合あるいは共振周� ��数に影響するが、平面電極51,53の間で発生� �る容量C1を大きな値に設定することにより、 配線電極の間隔のばらつきによる容量Cfのば� ��つきの影響を小さくでき、これにより使用� ��波数のばらつきがさらに小さくなる。

 また、給電回路基板40を多層基板で構成� �たため、インダクタンス素子L1や放射板(イ� �ダクタンス素子L2)を積層タイプとして給電� �路基板40をコンパクトに構成できる。

 なお、本第2実施例では、放射板に接続さ れた平面電極53と平面電極51との間は容量に� �って結合しているが、両者を電気的に直接� �通させてもよい。この場合は、インダクタ� �スL1と配線電極間の浮遊容量Cfとによりイン� ��ーダンス整合を行う。

 (等価回路とその特性、図6~図11参照)
 次に、本発明に係る無線ICデバイスの等価� �路を図6、図8、図10に示し、それぞれの反射� ��性を図7、図9、図11に示す。

 等価回路の第1例を図6に示す。この等価� �路は、前記第1実施例に示したように、イン� ��クタンス素子L1に対向して第1の平面電極30a� ��配置して容量C2を形成し、無線ICチップ5と� �射板30(インダクタンス素子L2)との間に第2の� ��面電極25を配置して容量C1を形成したもので ある。その反射特性は図7に示すとおりであ� �。なお、図6におけるインダクタンス素子L1� �平面電極30aとは両者が電磁界結合している� �態を模式的に表現したものである。

 等価回路の第2例を図8に示す。この等価� �路は、前記第2実施例に示したように、イン� ��クタンス素子L1に対向して第1の平面電極57� �配置して容量C2を形成し、インダクタンス素 子L2(放射板)の他端部をインダクタンス素子L1 に接続したものである。その反射特性は図9� �示すように前記第1例と同じである。

 等価回路の第3例を図10に示す。この等価� ��路は、前記第2実施例に示したように、イン ダクタンス素子L1を二つの共振周波数の異な� ��インダクタンスL1a,L1bにて構成したものであ る。インダクタンスL1a,L1bによりそれぞれの� �振周波数にピーク値が発生し、図11に示すよ うに、使用周波数が広帯域化された反射特性 を有することになる。

 (実施例のまとめ)
 前記無線ICデバイスにおいては、放射板の� �端が整合用インダクタンス素子を含む共振� �路と電磁界的に結合しているため、整合用� �ンダクタンス素子のインダクタンスと該素� �の配線電極間の容量とにより、無線ICチップ と放射板とのインピーダンス整合が行われる 。これにて、無線ICチップのインピーダンス� ��関係なく、所定の放射特性が得られるよう� ��放射板の大きさや形状を設定することがで� ��る。

 前記無線ICデバイスは、整合用インダク� �ンス素子に対向して配置され、放射板と電� �的に導通している第1の平面電極を備えてい� ��ことが好ましい。第1の平面電極は放射板の 一端として形成されていてもよく、あるいは 、整合用インダクタンス素子と放射板の一端 との間に配置され、接続部を介して放射板と 電気的に導通していてもよい。また、第1の� �面電極の面積が整合用インダクタンス素子� �占有面積よりも大きくてもよい。また、放� �板はループ形状であってもよく、あるいは� �螺旋形状であってもよい。

 前記第1の平面電極を設けることにより、 整合用インダクタンス素子で発生した磁界が 第1の平面電極に放射されることにより、第1� ��平面電極に渦電流が発生し、その渦電流が� ��射板に流れて該放射板に磁界が発生し、リ� ��ダライタとの送受信が行われる。第1の平面 電極は整合用インダクタンス素子で発生した 磁界を遮断することができ、放射板を所定周 波数の高周波信号を送受信できる形状にする ことにより、無線ICデバイスとしての送受信� ��波数の設計自由度が向上する。また、第1の 平面電極を整合用インダクタンス素子の占有 面積よりも大きくすることにより、整合用イ ンダクタンス素子の磁界の遮蔽効果が向上し 、さらに設計自由度が大きくなり、放射特性 が向上する。

 また、前記無線ICデバイスは、無線ICチッ プと放射板との間に配置された第2の平面電� �を備えていてもよい。第2の平面電極を備え� ��ことにより、整合用インダクタンス素子と� ��射板との間に直流電流が流れることが防止� ��れ、静電気などによる無線ICチップの破壊� �防ぐことができる。さらに、第2の平面電極� ��放射板との間に第3の平面電極を設けてもよ い。第2の平面電極と放射板の他端とが電界� �合(容量結合)することになる。

 また、前記無線ICデバイスは、無線ICチッ プと放射板との間に配置された第2の平面電� �を備え、かつ、放射板の一端が整合用イン� �クタンス素子と対向し、他端が第2の平面電� ��と対向するように配置されていてもよい。� ��の場合、整合用インダクタンス素子と第2の 平面電極とは、給電回路基板の一方主面から みたときに、異なる位置に配置されることに なる。整合用インダクタンス素子の磁界が遮 断されるとともに、整合用インダクタンス素 子と放射板との間に直流電流が流れることが 防止される点は前述のとおりである。

 また、前記無線ICデバイスにおいては、� �合用インダクタンス素子の共振周波数と無� �ICデバイスの使用周波数よりも放射板の共振 周波数が高いことが好ましい。放射板の共振 周波数とは、放射板のインダクタンスと放射 板の両端と平面電極との間で発生する容量又 は放射板の開放端間で発生する容量とによる 共振周波数を意味する。放射板を共振周波数 以下で使用することにより、放射板の周辺に は磁界が発生し、ペットボトルや水などの誘 電体に電磁波を伝達できる。誘電体に電磁波 を放射すると、誘電率の異なる部分(電磁結� �モジュールと誘電体との界面)で反射を生じ� ��外部に伝搬される。

 さらに、無線ICデバイスの使用周波数は� �振回路の共振周波数に実質的に相当する。� �質的に相当するとは、使用周波数が給電回� �基板と放射板の位置関係などで微小にずれ� �ことがあることによる。つまり、共振回路� �おいて無線ICデバイスの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 関係などによらず安定した周波数特性が得ら れる。

 また、給電回路基板は、整合用インダク� ��ンス素子と放射板とを内蔵した多層基板か� ��構成してもよく、あるいは、フレキシブル� ��基板から構成してもよい。多層基板とすれ� ��インダクタンス素子を積層タイプとして給� ��回路基板をコンパクトに構成できる。フレ� ��シブルな基板とすれば、物品の平面上のみ� ��らず曲面上にも貼着することができ、無線I Cデバイスの用途が拡大する。

 なお、本発明に係る無線ICデバイスは前� �実施例に限定するものではなく、その要旨� �範囲内で種々に変更することができる。

 例えば、前記実施例に示した各種電極、� ��射板、フィルム基板などの材料はあくまで� ��示であり、必要な特性を有する材料であれ� ��、任意のものを使用することができる。ま� ��、無線ICチップを平面電極に接続するのに� �金属バンプ以外の処理を用いてもよい。