無線ic器件的制作方法
【專利說明】無線IC器件
[0001 ] 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2007年I月12日的、申請(qǐng)?zhí)枮椤?00780001074.5(PCT/JP2007/050308)”的、發(fā)明名稱為“無線IC器件以及無線IC器件用零件”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及供電電路，特別是涉及能夠適合地安裝在使用于RFID(Radi0Frequency Identificat1n，射頻識(shí)別)系統(tǒng)的無線IC器件上的供電電路。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，作為物品的管理系統(tǒng)，研究出了使產(chǎn)生感應(yīng)電磁場(chǎng)的讀寫器和附在物品上的存儲(chǔ)有規(guī)定的信息的IC標(biāo)簽(以下稱為無線IC器件)以非接觸方式進(jìn)行通信，從而進(jìn)行信息傳遞的RFID系統(tǒng)。作為使用于RFID系統(tǒng)的無線IC器件，已知有例如專利文獻(xiàn)1、2所記載的器件。
[0004]S卩，如圖59所示，提供在塑料薄膜300上設(shè)置天線圖案301，且在該天線圖案301的一端上安裝無線IC芯片310的器件，如圖60所示，提供在塑料薄膜320上設(shè)置天線圖案321和輻射用的電極322，且在天線圖案321的規(guī)定位置安裝無線IC芯片310的器件。
[0005]但是，因?yàn)橛媒鹜裹c(diǎn)將無線IC芯片310與天線圖案301、321連接以在已有的無線IC器件中搭載無線IC芯片310，因此有必要將微小的無線IC芯片310定位于大面積的薄膜300、320上。但是，在大面積的薄膜300、320上安裝微小的無線IC芯片310極其困難，如果在安裝時(shí)產(chǎn)生位置偏差，則出現(xiàn)天線的諧振頻率特性發(fā)生變化的問題。而且，天線的諧振頻率特性也會(huì)因天線圖案301、321卷起或被電介質(zhì)夾著(例如，夾在書籍中間)而發(fā)生變化。
[0006]專利文獻(xiàn)1:特開2005 —136528號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:特開2005 — 244778號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的在于，提供具有穩(wěn)定的頻率特性的無線IC器件以及能夠適合地使用于該無線IC器件的零件。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，第I發(fā)明的無線IC器件具有如下特征，S卩，具備:無線IC芯片；與該無線IC芯片連接、設(shè)置有包含具有規(guī)定的諧振頻率的諧振電路的供電電路的供電電路基板；以及粘貼或靠近配置該供電電路基板、且輻射出從所述供電電路提供的發(fā)信信號(hào)、以及/或者接收收信信號(hào)并提供給所述供電電路的輻射板。
[0010]在第I發(fā)明的無線IC器件中，也可以是無線IC芯片與供電電路基板并排配置于布線基板上，同時(shí)通過設(shè)置于該布線基板上的導(dǎo)體連接。
[0011]第2發(fā)明的無線IC器件具有如下特征，S卩，具備:無線IC芯片;搭載該無線IC芯片、且設(shè)置有包含具有規(guī)定的諧振頻率的諧振電路的供電電路的供電電路基板;以及粘貼或靠近配置該供電電路基板、且輻射出從所述供電電路提供的發(fā)送信號(hào)、以及/或接收收信信號(hào)提供給所述供電電路的輻射板。
[0012]在第I和第2發(fā)明的無線IC器件中，輻射板輻射出的發(fā)信信號(hào)的頻率以及提供給無線IC芯片的收信信號(hào)的頻率實(shí)質(zhì)上是由供電電路基板的諧振電路的諧振頻率決定的。所謂實(shí)質(zhì)上決定，是指由于供電電路基板與輻射板的位置關(guān)系等，頻率發(fā)生少量偏移。也就是說，因?yàn)樵诠╇婋娐坊逯惺瞻l(fā)信信號(hào)的頻率是確定的，所以與輻射板的形狀和尺寸、位置配置等無關(guān)，即使例如將無線IC器件卷繞或用電介質(zhì)夾著，頻率特性也不會(huì)改變，從而能夠得到穩(wěn)定的頻率特性。
[0013]在第2發(fā)明的無線IC器件中，無線IC芯片搭載于供電電路基板上，通過該供電電路基板設(shè)置于輻射板上。供電電路基板與輻射板相比面積相當(dāng)小，因此能夠以極高的精度將無線IC芯片搭載于供電電路基板上。
[0014]在第I和第2發(fā)明的無線IC器件中，也可以將輻射板配置于供電電路基板的正反面上。通過用兩塊輻射板夾著供電電路基板，使從供電電路輻射出的能量能夠分別傳遞給正面和反面的輻射板，從而增益得到提高。
[0015]上述諧振電路也可以是分布常數(shù)型諧振電路，或者也可以是由電容圖案與電感圖案構(gòu)成的集中常數(shù)型諧振電路。分布常數(shù)型諧振電路用帶狀線等形成電感，特別當(dāng)收發(fā)信信號(hào)在5GHz以上的高頻帶中時(shí)，諧振電路的設(shè)計(jì)很容易，因此是有用的。
[0016]集中常數(shù)型諧振電路也可以是LC串聯(lián)諧振電路或LC并聯(lián)諧振電路，或也可以是形成包含多個(gè)LC串聯(lián)諧振電路或多個(gè)LC并聯(lián)諧振電路的結(jié)構(gòu)。如果采用能夠用電容圖案與電感圖案形成諧振電路的集中常數(shù)型諧振電路的構(gòu)成，則特別當(dāng)收發(fā)信信號(hào)在5GHz以下的低頻帶中時(shí)，能夠容易地設(shè)計(jì)諧振電路，而且不容易受來自輻射板等其他元件的影響。而且如果用多個(gè)諧振電路構(gòu)成諧振電路，則通過各諧振電路的耦合，能夠使發(fā)信信號(hào)寬帶化。
[0017]又，所述電容圖案是所述無線IC芯片的后級(jí)，如果將其配置于無線IC芯片與所述電感圖案之間，貝lJ能夠提高耐受電涌(surge)的性能。由于電涌是200MHz以下的低頻電流，因此可以利用電容器截?cái)?，且能夠防止無線IC芯片受到電涌的破壞。
[0018]又，也可以使所述電容圖案以及所述電感圖案相對(duì)于輻射板平行地配置。即配置所述電容圖案與所述電感圖案，從而使它們相對(duì)于輻射板不排列在一直線上，并且使得由于電容圖案而產(chǎn)生的電場(chǎng)、由于電感圖案而產(chǎn)生的磁場(chǎng)分別直接地作用于輻射板，通過這樣，利用電感圖案所形成的磁場(chǎng)不會(huì)被電容圖案遮蔽住，且能夠提高從電感圖案輻射的輻射效率。而且也可以在由電感圖案形成磁場(chǎng)的部分配置反射器和/或引向器。這樣能夠容易地調(diào)整供電電路向輻射板的輻射特性和指向性，并且能夠極力排出來自外部的電磁場(chǎng)的影響，以謀求諧振特性的穩(wěn)定化。
[0019]所述供電電路基板也可以是層疊多層電介質(zhì)層或磁性體層而形成的多層基板，在這種情況下，電容器圖案和電感圖案形成于多層基板的表面和/或內(nèi)部。通過用多層基板構(gòu)成諧振電路，不僅基板表面而且內(nèi)部也能夠形成構(gòu)成諧振電路的元件(電極圖案等)，且能夠謀求基板的小型化。而且也能夠謀求提高諧振電路元件的配置自由度，實(shí)現(xiàn)諧振電路的高性能化。多層基板也可以是層疊多個(gè)樹脂層而形成的多層樹脂基板，或者是層疊多個(gè)陶瓷層而形成的陶瓷多層基板。又，也可以是利用薄膜形成技術(shù)的薄膜多層基板。當(dāng)是陶瓷多層基板的情況下，陶瓷層最好是用低溫?zé)Y(jié)陶瓷材料形成的。因?yàn)榭梢詫㈦娮柚档偷你y和銅作為諧振電路構(gòu)件來使用。
[0020]另一方面，所述供電電路基板也可以是電介質(zhì)或磁性體的單層基板，在這種情況下，電容圖案和/或電感圖案形成于單層基板的表面。單層基板的材料可以是樹脂也可以是陶瓷。由于電容圖案而得到的電容量也可以在單層基板的正反面形成的平面形狀的電極之間形成，或者也可以在單層基板的一個(gè)面上并排配置的電極之間形成。
[0021]供電電路基板最好是剛性基板。如果基板是剛性基板，則無論將無線IC器件粘貼在什么形狀的物體上，發(fā)信信號(hào)的頻率都是穩(wěn)定的。而且，無線IC芯片能夠穩(wěn)定地搭載在剛性基板上。相對(duì)于這點(diǎn)，輻射板最好是用柔性金屬膜形成的。如果輻射板是柔性的，則能夠?qū)o線IC器件粘貼在任何形狀的物體上。
[0022]而且，如果柔性金屬膜保持于柔性樹脂膜上，則無線IC器件本身的處理變得容易。特別地，如果用薄膜覆蓋無線IC芯片、供電電路基板以及整個(gè)輻射板，則可以保護(hù)其不受外部環(huán)境的影響。
[0023]但是，輻射板的電氣長(zhǎng)度最好是諧振頻率的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍，這樣增益能夠達(dá)到最大。但是，因?yàn)轭l率實(shí)質(zhì)上是由諧振電路決定的，因此輻射板的長(zhǎng)度未必一定是諧振頻率的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍。這一點(diǎn)與輻射板是具有特定諧振頻率的天線元件的情況相比非常有利。
[0024]又，無線IC芯片與供電電路基板的連接可以采用各種各樣的形態(tài)。例如可以在無線IC芯片上設(shè)置芯片側(cè)電極圖案，同時(shí)在供電電路基板上設(shè)置第I基板側(cè)電極圖案，從而使芯片側(cè)電極圖案與第I基板側(cè)電極圖案進(jìn)行DC連接。在這種情況下，可以用焊錫、導(dǎo)電性樹月旨、金凸點(diǎn)等進(jìn)行連接。
[0025]或是，也可以利用電容耦合或磁耦合連接芯片側(cè)電極圖案與第I基板側(cè)電極圖案之間。如果是利用電容耦合或磁耦合而進(jìn)行的連接，則不必使用焊錫或?qū)щ娦詷渲?，只要使用樹脂等的粘接劑粘貼即可。在這種情況下，不必在無線IC芯片的表面、供電電路基板的表面形成芯片側(cè)電極圖案和第I基板側(cè)電極圖案。例如也可以在芯片側(cè)電極圖案的表面形成樹脂膜，或者將第I基板側(cè)電極圖案形成于多層基板的內(nèi)層。
[0026]在進(jìn)行電容耦合的情況下，第I基板側(cè)電極圖案的面積最好比芯片側(cè)電極圖案的面積大。即使將無線IC芯片搭載于供電電路基板上時(shí)的位置精度具有一些偏差，但是兩個(gè)電極圖案之間所形成的電容偏差也能夠得到緩和。而且，雖然在較小的無線IC芯片上形成大面積的電極圖案是困難的，但是由于供電電路基板比較大，所以對(duì)于形成大面積的電極圖案沒有任何障礙。
[0027]在進(jìn)行磁耦合的情況下，與電容耦合相比，因?yàn)閷?duì)于將無線IC芯片搭載于供電電路基板的搭載精度要求不那么高，因此更加容易進(jìn)行搭載。而且，芯片側(cè)電極圖案和第I基板側(cè)電極圖案最好分別是線圈狀圖案。如果是盤旋狀(spiral)或螺旋狀(helical)等的線圈狀電極圖案，則設(shè)計(jì)容易進(jìn)行。如果頻率變高，則采用蛇行V夕'')是有效的。
[0028]另一方面，供電電路基板與輻射板的連接也可以采用各種形態(tài)。例如，可以在供電電路基板上設(shè)置第2基板側(cè)電極圖案，從而對(duì)該第2基板側(cè)電極圖案與輻射板進(jìn)行DC連接。在這種情況下，可以用焊錫、導(dǎo)電性樹脂、金凸點(diǎn)等進(jìn)行連接。
[0029]或是，第2基板側(cè)電極圖案與輻射板之間也可以利用電容耦合或磁耦合進(jìn)行連接。如果是利用電容耦合或磁耦合而進(jìn)行的連接，則不必使用焊錫或?qū)щ娦詷渲?，只需用使用樹脂等的粘接劑進(jìn)行粘貼即可。在這種情況下，第2基板側(cè)電極圖案不必形成于供電電路基板表面。例如，第2基板側(cè)電極圖案也可以形成于多層基板的內(nèi)層。
[0030]在進(jìn)行磁耦合的情況下，第2基板側(cè)電極圖案最好是線圈狀電極圖案。由于盤旋狀(spiral)或螺旋狀(helical)等的線圈狀電極圖案容易控制磁通，所以容易進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果頻率變高，則也可以采用蛇行($7 V夕'')。還有，在進(jìn)行磁耦合的情況下，最好是能夠使由第2基板側(cè)電極圖案(線圈狀電極圖案)所產(chǎn)生的磁通的變化不受妨礙，例如最好是在輻射板上形成開口部。借助于此，能夠提高信號(hào)能量的傳遞效率，同時(shí)能夠減小由于供電電路基板與輻射板的貼合而造成的頻率偏移。
[0031]在第2基板側(cè)電極圖案是線圈狀電極圖案的情況下，可以形成該第2基板側(cè)電極圖案以使其卷繞軸平行于輻射板，或與放射板垂直。在后者的情況下，最好形成線圈狀電極圖案以使其卷繞寬度向著輻射板方向慢慢變大。
[0032]在第I和第2發(fā)明的無線IC器件中，如果輻射板采用具有:與外部進(jìn)行收發(fā)信信號(hào)的交換的輻射部和與供電電路(諧振電路)進(jìn)行收發(fā)信信號(hào)的交換的供電部的兩面(兩端)開放型，則能夠利用輻射部提高天線增益，即使是較小的供電電路圖案也能夠得到足夠的增益，無線IC器件能夠在與讀寫器具有足夠的距離的情況下進(jìn)行工作，而且即使是UHF頻帶以上的頻帶也能夠充分利用。而且能夠用供電電路圖案大致決定諧振頻率，輻射部的形狀能夠自由設(shè)定，能夠利用輻射部的大小等調(diào)整增益，且能夠用輻射部的形狀等調(diào)整中心頻率。
[0033]又，配置輻射部的供電部的至少一部分以該部分位于供電電路圖案的投影面內(nèi)，而且供電部的面積可以比供電電路圖案的投影面的面積小。這里，所謂投影面意味著用供電電路圖案的外形線所包圍的面，所謂供電部的面積意味著輻射板的金屬部分的面積。在輻射板的供電部與供電電路圖案通過磁場(chǎng)進(jìn)行耦合的情況下，如果供電部的面積比供電電路圖案的投影面的面積小，則由于妨礙供電電路圖案的磁通的部分變小，因此能夠提高信號(hào)的傳遞效率。
[0034]又，可以將所述供電部形成為例如直線狀，以使其長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度跨越供電電路圖案的投影面。而且，輻射板的輻射部可以分別設(shè)置于供電部的兩端側(cè)，或是也可以只設(shè)置于供電部的一端側(cè)。如果輻射部設(shè)置于供電部的兩端側(cè)，則與供電電路圖案的電容耦合性變強(qiáng)。如果輻射部只設(shè)置于供電部的一端側(cè)，則與供電電路圖案的磁耦合性便強(qiáng)，且增益變大。
[0035]而且，也可以在供電電路基板上形成多個(gè)供電電路圖案，在這種情況下，最好將輻射部的供電部配置于多個(gè)供電電路圖案的各投影面之間的位置上。也可以將供電部形成為例如直線狀，以使其長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度跨越多個(gè)供電電路圖案的各投影面之間。如果供電部配置于多個(gè)供電電路圖案之間，則供電