專利名稱：無(wú)線通信器件及金屬制物品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信器件及金屬制物品，尤其涉及用于RFID(RadiC) FrequencyIdentification 射頻識(shí)別)系統(tǒng)的無(wú)線通信器件、以及包括該無(wú)線通信器件的金屬制物
P
ΡΠ O
背景技術(shù)：
近年來(lái)，作為物品的信息管理系統(tǒng)，使產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)的讀寫器與附加在物品上的RFID標(biāo)簽(也稱為無(wú)線通信器件)以利用電磁場(chǎng)的非接觸方式進(jìn)行通信以傳輸規(guī)定的信息的RFID系統(tǒng)投入了實(shí)用。該RFID標(biāo)簽包括無(wú)線IC芯片，該無(wú)線IC芯片存儲(chǔ)規(guī)定的信息，并對(duì)規(guī)定的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行處理；以及天線(輻射體)，該天線收發(fā)高頻信號(hào)。作為即使與金屬板靠近配置也能動(dòng)作的RFID標(biāo)簽，已知有專利文獻(xiàn)1記載的抗金屬標(biāo)簽。在該抗金屬標(biāo)簽中，將環(huán)形天線導(dǎo)體卷繞在平板狀的電介質(zhì)構(gòu)件上，將RFID芯片裝載在形成于該環(huán)形天線導(dǎo)體的一部分的間隙部分中。此外，在環(huán)形天線導(dǎo)體的與芯片裝載面相反的相反面?zhèn)纫残纬捎虚g隙。若將該抗金屬標(biāo)簽粘貼在金屬板上，則高頻信號(hào)電流經(jīng)由電介質(zhì)構(gòu)件的背面的導(dǎo)體與金屬板之間的電容耦合而同時(shí)流向環(huán)形天線導(dǎo)體及金屬板。在所述抗金屬標(biāo)簽中存在以下的問(wèn)題S卩，雖然一定程度確保了金屬板的表面?zhèn)?標(biāo)簽裝載面)的輻射增益，但金屬板背面?zhèn)鹊妮椛湓鲆孑^小，從而通信距離較小。金屬板越厚這種趨勢(shì)越為明顯，例如，難以用于活梯或建筑材料等金屬制物品上。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開(kāi)2007-272^4號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于，提供一種不僅在金屬板或金屬構(gòu)件的裝載面、而且在與裝載面相反的相反面輻射增益也較大的無(wú)線通信器件及金屬制物品。作為本發(fā)明的第1方式的無(wú)線通信器件的特征在于，包括無(wú)線IC元件，該無(wú)線IC元件處理高頻信號(hào)；輻射導(dǎo)體，該輻射導(dǎo)體與所述無(wú)線IC元件進(jìn)行耦合；接地導(dǎo)體，該接地導(dǎo)體與所述輻射導(dǎo)體相連接；以及 金屬板，該金屬板具有第一主面和第二主面，所述接地導(dǎo)體與第一主面進(jìn)行耦合，金屬板的至少一部分作為輻射元件發(fā)揮作用，所述金屬板具有電流路徑部，該電流路徑部用于在從所述無(wú)線IC元件經(jīng)由所述輻射導(dǎo)體及所述接地導(dǎo)體提供有高頻信號(hào)時(shí)，將第一主面?zhèn)鹊母哳l信號(hào)電流引導(dǎo)至第二主面?zhèn)?。作為本發(fā)明的第2方式的金屬制物品包括無(wú)線通信器件和金屬構(gòu)件，所述金屬制物品的特征在于，所述無(wú)線通信器件包括
無(wú)線IC元件，該無(wú)線IC元件處理高頻信號(hào)；輻射導(dǎo)體，該輻射導(dǎo)體與所述無(wú)線IC元件進(jìn)行耦合；以及接地導(dǎo)體，該接地導(dǎo)體與所述輻射導(dǎo)體相連接，所述金屬構(gòu)件具有第一主面和第二主面，所述接地導(dǎo)體與第一主面進(jìn)行耦合，所述金屬構(gòu)件具有電流路徑部，該電流路徑部用于在從所述無(wú)線IC元件經(jīng)由所述輻射導(dǎo)體及所述接地導(dǎo)體提供有高頻信號(hào)時(shí)，將第一主面?zhèn)鹊母哳l信號(hào)電流引導(dǎo)至第二主面?zhèn)取Ｔ谒鰺o(wú)線通信器件中，由于金屬板或金屬構(gòu)件的第一面?zhèn)?無(wú)線通信器件的裝載面?zhèn)?的高頻信號(hào)電流通過(guò)電流路徑部被引導(dǎo)至第二面?zhèn)龋虼?，不僅金屬板或金屬構(gòu)件的第一面?zhèn)鹊妮椛湓鲆嬖龃?，而且第二面?zhèn)鹊妮椛湓鲆嬉苍龃?。因此，不僅能確保第一面?zhèn)鹊耐ㄐ啪嚯x，而且能確保第二面?zhèn)鹊耐ㄐ啪嚯x。根據(jù)本發(fā)明，不僅在金屬板或金屬構(gòu)件的裝載面輻射增益增大，而且在與裝載面相反的相反面輻射增益也增大。


圖1表示作為安裝有無(wú)線通信器件的金屬制物品的活梯，圖I(A)是立體圖，圖I(B)是其折疊狀態(tài)的后視圖。圖2表示作為實(shí)施例1的無(wú)線通信器件，圖2㈧是俯視圖，圖2(B)是剖視圖，圖2(C)是仰視圖。圖3是表示構(gòu)成作為實(shí)施例1的無(wú)線通信器件的輻射導(dǎo)體及接地導(dǎo)體的立體圖。圖4是表示作為實(shí)施例1的無(wú)線通信器件的動(dòng)作原理的說(shuō)明圖。圖5是表示方向性及增益的說(shuō)明圖，圖5㈧表示實(shí)施例1，圖5(B)表示比較例。圖6是表示作為無(wú)線IC元件的無(wú)線IC芯片的立體圖。圖7是表示將作為無(wú)線IC元件而將無(wú)線IC芯片裝載在供電電路基板上的狀態(tài)的立體圖。圖8是表示供電電路的一個(gè)示例的等效電路圖。圖9是表示所述供電電路基板的層疊結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖10表示作為實(shí)施例2的無(wú)線通信器件，圖I(KA)是俯視圖，圖2(B)是剖視圖，圖2 (C)是仰視圖。圖11表示作為實(shí)施例3的無(wú)線通信器件，圖11 (A)是剖視圖，圖11 (B)是動(dòng)作原理說(shuō)明圖，圖11(c)是輻射導(dǎo)體及接地導(dǎo)體的立體圖。圖12表示作為實(shí)施例4的無(wú)線通信器件，圖12㈧是立體圖，圖12⑶是剖視圖，圖12(C)是輻射導(dǎo)體及接地導(dǎo)體的立體圖。圖13表示作為實(shí)施例5的無(wú)線通信器件，圖13㈧是俯視圖，圖13⑶是剖視圖，圖13(C)是輻射導(dǎo)體及接地導(dǎo)體的立體圖。圖14表示作為實(shí)施例6的無(wú)線通信器件，圖14㈧是剖視圖，圖14⑶是動(dòng)作原理說(shuō)明圖。圖15是表示作為實(shí)施例7的無(wú)線通信器件的剖視圖。圖16是表示作為實(shí)施例8的無(wú)線通信器件的剖視圖。圖17是表示作為實(shí)施例9的無(wú)線通信器件的剖視圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的無(wú)線通信器件及金屬制物品的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。另外，在各圖中，對(duì)共同的構(gòu)件、部分標(biāo)注相同的標(biāo)號(hào)，并且省略重復(fù)說(shuō)明。(金屬制物品的一個(gè)示例，參照?qǐng)D1)圖1所示的活梯1是建筑用金屬制物品的一個(gè)示例，其由頂板部2和能自由折疊的腳部3所構(gòu)成。將無(wú)線通信器件10通過(guò)粘貼和鉚接的方式牢固地安裝在頂板部2的背側(cè)。如以下作為實(shí)施例1至實(shí)施例9所說(shuō)明的那樣，無(wú)線通信器件10與RFID系統(tǒng)的讀寫器進(jìn)行通信，從而對(duì)活梯1進(jìn)行信息管理。而且，頂板部(金屬板)2的一部分作為無(wú)線通信器件10的輻射元件發(fā)揮作用。以下詳細(xì)說(shuō)明無(wú)線通信器件10。(實(shí)施例1，參照?qǐng)D2 圖5)作為實(shí)施例1的無(wú)線通信器件IOA用于UHF頻帶的通信，如圖2所示，其由無(wú)線IC元件50、電介質(zhì)基板20、及金屬板30所構(gòu)成。無(wú)線IC元件50用于處理高頻信號(hào)，在下文參照?qǐng)D6 圖9對(duì)其詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。電介質(zhì)基板20由環(huán)氧等熱固性樹(shù)脂或聚酰亞胺等熱塑性樹(shù)脂、或LTCC等陶瓷所構(gòu)成(也可以是磁性體)，其構(gòu)成為單層基板或多層基板。金屬板30例如是所述活梯1的頂板部2。電介質(zhì)基板20呈具有第一面(表面)及第二面(背面)的長(zhǎng)方體形狀，在表面上設(shè)有輻射導(dǎo)體25，在背面上設(shè)有接地導(dǎo)體26。如圖3所示，輻射導(dǎo)體25和接地導(dǎo)體沈經(jīng)由形成于電介質(zhì)基板20的多個(gè)層間連接導(dǎo)體(通孔導(dǎo)體)27進(jìn)行電連接。輻射導(dǎo)體25及接地導(dǎo)體沈由銅或鋁等金屬箔所構(gòu)成，且形成為薄膜導(dǎo)體圖案，或由包含銀或銅等的粉末的導(dǎo)電性糊料所構(gòu)成，且形成為厚膜導(dǎo)體圖案。輻射導(dǎo)體25及接地導(dǎo)體沈在電介質(zhì)基板20的中央部分被間隙25^沈3所分離。輻射導(dǎo)體25在間隙2 形成有突出的供電部25b，無(wú)線IC元件50與該供電部2 進(jìn)行耦合。該耦合是電磁場(chǎng)耦合或直接電耦合(DC連接)。在電介質(zhì)基板20及金屬板30上分別形成有貫通表面和背面的通孔21、31。將電介質(zhì)基板20的背面隔著絕緣性粘接劑22粘接在金屬板30的表面上。而且，將插入通孔21、31的導(dǎo)電構(gòu)件35在電介質(zhì)基板20的表面部和金屬板30的背面部分別進(jìn)行鉚接，從而將電介質(zhì)基板20牢固地固定在金屬板30上。該導(dǎo)電構(gòu)件35具有作為使金屬板30的表面與背面進(jìn)行電導(dǎo)通的電流路徑部的功能。而且，導(dǎo)電構(gòu)件35也與接地導(dǎo)體沈進(jìn)行電導(dǎo)通。該導(dǎo)電構(gòu)件35優(yōu)選為是具有與金屬板30的導(dǎo)電率相等或比其要高的導(dǎo)電率的材料。在電介質(zhì)基板20上形成有環(huán)狀電極觀(參照?qǐng)D2 (B))。S卩，環(huán)狀電極觀以所述供電部2 為起點(diǎn)，由輻射導(dǎo)體25、接地導(dǎo)體26、以及多個(gè)層間連接導(dǎo)體27所構(gòu)成，在間隙26a部分進(jìn)行電容耦合。即，接地電極沈在間隙26a部分經(jīng)由金屬板30進(jìn)行電容耦合。將該環(huán)狀電極觀的環(huán)繞面、即環(huán)面配置成與金屬板30的表面垂直。由于具有間隙26a部分，因此，例如，若由柔性材料形成電介質(zhì)基板20，則容易使電介質(zhì)基板20發(fā)生撓曲。在具有上述結(jié)構(gòu)的無(wú)線通信器件IOA中，若從無(wú)線IC元件50傳輸規(guī)定的高頻信號(hào)，則如圖4所示，高頻信號(hào)電流a沿環(huán)狀電極觀流動(dòng)。而且，被高頻信號(hào)電流a激勵(lì)出的高頻信號(hào)電流b流過(guò)接地導(dǎo)體沈的層間連接導(dǎo)體27的外側(cè)部分。由于該高頻信號(hào)電流b，高頻信號(hào)電流c流過(guò)導(dǎo)電構(gòu)件35與金屬板30之間的界面附近區(qū)域。即，將導(dǎo)電構(gòu)件35與金屬板30之間的界面部分作為電流路徑部，將流過(guò)接地導(dǎo)體沈的高頻信號(hào)電流a引導(dǎo)至金屬板30的背面?zhèn)取Ｆ浣Y(jié)果是，如圖5(A)所示，不僅產(chǎn)生從輻射導(dǎo)體25朝向金屬板30的表面?zhèn)鹊母哳l信號(hào)的輻射A，而且還產(chǎn)生朝向金屬板30的背面?zhèn)鹊母哳l信號(hào)的輻射B。S卩，可以從金屬板30的表面、背面與讀寫器進(jìn)行通信。將從RFID系統(tǒng)的讀寫器輻射出來(lái)并由金屬板30接收的高頻信號(hào)經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件35與金屬板30之間的界面部分及環(huán)狀電極觀，提供給無(wú)線IC元件50，從而使無(wú)線IC元件50動(dòng)作。另一方面，將來(lái)自無(wú)線IC元件50的響應(yīng)信號(hào)經(jīng)由環(huán)狀電極觀及所述界面部分，傳輸給金屬板30，并對(duì)讀寫器進(jìn)行輻射。順便說(shuō)一下，在沒(méi)有導(dǎo)電構(gòu)件35的比較例中，由于環(huán)狀電極觀與金屬板30的背面之間沒(méi)有高頻信號(hào)電流傳輸，因此，如圖5(B)所示，僅有來(lái)自輻射導(dǎo)體25的輻射A，在金屬板30背面不產(chǎn)生輻射。所述環(huán)狀電極觀使無(wú)線IC元件50與金屬板30之間進(jìn)行耦合，作為阻抗的匹配電路發(fā)揮作用。環(huán)狀電極觀能通過(guò)調(diào)整其電長(zhǎng)度等來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗的匹配。此外，由于將環(huán)狀電極觀的環(huán)面配置成與金屬板30的表面垂直，因此，相對(duì)于金屬板30的表面形成有磁場(chǎng)。由此，感應(yīng)出與金屬板30垂直的電場(chǎng)，通過(guò)該電場(chǎng)回線感應(yīng)出磁場(chǎng)回線，通過(guò)其連鎖反應(yīng)使電磁場(chǎng)分布得以擴(kuò)展。由于具有上述結(jié)構(gòu)，因此，能實(shí)現(xiàn)具有金屬板30的無(wú)線通信器件。如圖4所示，優(yōu)選對(duì)金屬板30的通孔31的內(nèi)周面、具體而言、是對(duì)在金屬板30的表面、背面上開(kāi)出通孔31的棱線部分倒圓角。這樣有利于高頻信號(hào)電流c順暢地流動(dòng)。此外，金屬板30的厚度優(yōu)選為是高頻信號(hào)的波長(zhǎng)的0. 005 0. 5倍。即，若高頻信號(hào)為900MHz頻帶，則金屬板30的厚度為0.8mm 8cm左右。雖然也會(huì)受金屬板30的材質(zhì)(導(dǎo)電率)的影響，但厚度在該范圍內(nèi)的話，即使在金屬板30的背面?zhèn)纫材塬@得優(yōu)選的輻射增益。(無(wú)線IC元件，參照?qǐng)D6 圖9)無(wú)線IC元件50可以是如圖6所示的處理高頻信號(hào)的無(wú)線IC芯片51，或如圖7所示，由無(wú)線IC芯片51和包含具有規(guī)定諧振頻率的諧振電路的供電電路基板65所構(gòu)成。圖6所示的無(wú)線IC芯片51包含時(shí)鐘電路、邏輯電路、及存儲(chǔ)器電路等，儲(chǔ)存有所需的信息。在無(wú)線IC芯片51的背面設(shè)有輸入輸出用端子電極52、52、及安裝用端子電極53、53。輸入輸出用端子電極52、52經(jīng)由金屬凸點(diǎn)等，與所述實(shí)施例1所示的供電部25b、2 進(jìn)行電連接。另外，作為金屬凸點(diǎn)的材料可以使用Au、焊錫等。如圖7所示，在由無(wú)線IC芯片51和供電電路基板65構(gòu)成無(wú)線IC元件50的情況下，可以在供電電路基板65上設(shè)置各種供電電路(包含諧振電路/匹配電路)。例如，可以是如圖8的等效電路所示的供電電路66，該供電電路66包含電感元件Li、L2，所述電感元件Li、L2彼此具有不同的電感值，且彼此以反相進(jìn)行磁耦合(用互感M來(lái)表示)。供電電路66具有規(guī)定的諧振頻率，并且，無(wú)線IC芯片51的阻抗與金屬板30的阻抗之間實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。另外，無(wú)線IC芯片51與供電電路66既可以電連接(DC連接)，也可以經(jīng)由電磁場(chǎng)進(jìn)行耦合。供電電路66將從無(wú)線IC芯片51發(fā)送的具有規(guī)定頻率的高頻信號(hào)經(jīng)由所述環(huán)狀電極觀傳輸給金屬板30，且將由金屬板30接收到的高頻信號(hào)經(jīng)由環(huán)狀電極觀提供給無(wú)線IC芯片51。由于供電電路66具有規(guī)定的諧振頻率，因此，容易實(shí)現(xiàn)與金屬板30之間的阻抗匹配，能縮短環(huán)狀電極觀的電長(zhǎng)度。
接下來(lái)，對(duì)供電電路基板65的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖6及圖7所示，無(wú)線IC芯片51的輸入輸出用端子電極52經(jīng)由金屬凸點(diǎn)等，與形成于供電電路基板65上的供電端子電極142a、142b相連接，安裝用端子電極53經(jīng)由金屬凸點(diǎn)等，與安裝端子電極143a、14 相連接。如圖9所示，供電電路基板65是通過(guò)將由電介質(zhì)或磁性體所構(gòu)成的陶瓷片材141a 141h進(jìn)行層疊、壓接、燒成而構(gòu)成的。不過(guò)，構(gòu)成供電電路基板65的絕緣層不限于陶瓷片材，例如，也可以是諸如液晶聚合物等的熱固性樹(shù)脂或熱可塑性樹(shù)脂那樣的樹(shù)脂片材。在最上層的片材141a上形成有供電端子電極14h、142b、安裝端子電極143a、143b、以及通孔導(dǎo)體IMa、144b、14^1、145b。在第二層 第八層的片材141b 141h上分別形成有構(gòu)成電感元件Li、L2的布線電極146a、146b，根據(jù)需要，形成有通孔導(dǎo)體147a、147b、148a、148b。將以上的片材141a 141h進(jìn)行層疊，從而形成電感元件Ll和電感元件L2，所述電感元件Ll由布線電極146a經(jīng)由通孔導(dǎo)體147a呈螺旋狀相連接而構(gòu)成，所述電感元件L2由布線電極146b經(jīng)由通孔導(dǎo)體147b呈螺旋狀相連接而構(gòu)成。此外，在布線電極146a與布線電極146b的線間形成有電容。片材141b上的布線電極146a的端部146a_l經(jīng)由通孔導(dǎo)體14 與供電端子電極14 相連接，片材141h上的布線電極146a的端部146a_2經(jīng)由通孔導(dǎo)體148a、14 與供電端子電極14 相連接。片材141b上的布線電極14 的端部1妨b-Ι經(jīng)由通孔導(dǎo)體144b與供電端子電極142b相連接，片材141h上的布線電極146b的端部146b_2經(jīng)由通孔導(dǎo)體148b、144a與供電端子電極14 相連接。在以上的供電電路66中，由于電感元件L1、L2分別反向卷繞，因此，電感元件Li、L2所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消。由于磁場(chǎng)相互抵消，因此，若要得到所需的電感值就必須一定程度延長(zhǎng)布線電極146a、146b。藉此，由于Q值降低，因而諧振特性的陡峭性消失，能在諧振頻率附近實(shí)現(xiàn)寬頻帶化。俯視透視供電電路基板65時(shí)，電感元件Li、L2形成于左右不同的位置上。此外，電感元件Li、L2所產(chǎn)生的磁場(chǎng)分別朝向相反方向。由此，在使供電電路66與環(huán)狀電極觀耦合時(shí)，在環(huán)狀電極觀中激勵(lì)出反向電流，從而能在金屬板30中產(chǎn)生電流，使金屬板30因該電流引起的電位差而作為輻射元件(天線)進(jìn)行動(dòng)作。通過(guò)將諧振電路/匹配電路內(nèi)置于供電電路基板65，能抑制外部物品的影響所帶來(lái)的特性波動(dòng)，防止通信品質(zhì)的劣變。此外，若將構(gòu)成無(wú)線IC元件50的無(wú)線IC芯片51配置成朝向供電電路基板65的厚度方向的中央側(cè)，則能防止無(wú)線IC芯片51的破壞，提高無(wú)線IC元件50的機(jī)械強(qiáng)度。(實(shí)施例2，參照?qǐng)D10)如圖10所示，作為實(shí)施例2的無(wú)線通信器件IOB中，在金屬板30的位于接地導(dǎo)體26的正下方的部分形成有貫通表面和背面的通孔32。其他結(jié)構(gòu)與所述實(shí)施例1相同。本實(shí)施例2中，也將通孔32的內(nèi)周面用作電流路徑部。S卩，實(shí)施例1的情況下，與流過(guò)環(huán)狀電極觀的電流反向的電流流過(guò)金屬板30背面的導(dǎo)電構(gòu)件35之間的區(qū)域X (參照?qǐng)D4)，因此，高頻信號(hào)電流不易流過(guò)區(qū)域X，從而高頻信號(hào)難以從區(qū)域X進(jìn)行輻射。與之不同的是，本實(shí)施例2中，由于在該區(qū)域X形成有通孔32，因此，流過(guò)金屬板30表面的高頻信號(hào)電流沿著通孔32的內(nèi)周面被導(dǎo)向背面。由此，區(qū)域X中難以流過(guò)高頻信號(hào)電流的區(qū)域變窄，能流過(guò)高頻信號(hào)電流的區(qū)域增加(即，高頻信號(hào)電流流過(guò)區(qū)域X的中央部)，因此，能提高輻射特性。另外，由于高頻信號(hào)電流在金屬板30的表層區(qū)域進(jìn)行傳輸，因此，也可以在該通孔32內(nèi)填充導(dǎo)電材料或絕緣材料。此外，如上所述，優(yōu)選對(duì)在金屬板30的表面和背面開(kāi)出通孔32的棱線部分倒圓角。(實(shí)施例3，參照?qǐng)D11)如圖11所示，作為實(shí)施例3的無(wú)線通信器件IOC中，利用設(shè)于電介質(zhì)基板20的端面的層間連接導(dǎo)體四來(lái)連接設(shè)于電介質(zhì)基板20表面的輻射導(dǎo)體25和設(shè)于背面的接地導(dǎo)體沈，從而形成環(huán)狀電極28。而且，在金屬板30上設(shè)有導(dǎo)電構(gòu)件36，該導(dǎo)電構(gòu)件36將金屬板30的表面和背面電導(dǎo)通，且與接地導(dǎo)體沈也進(jìn)行電導(dǎo)通。在本實(shí)施例3中，從無(wú)線IC元件50傳輸而來(lái)的高頻信號(hào)作為高頻信號(hào)電流a沿著環(huán)狀電極28流動(dòng)，并沿著導(dǎo)電構(gòu)件36被導(dǎo)向金屬板30的背面，從背面?zhèn)容椛涓哳l信號(hào)。本實(shí)施例中，與實(shí)施例1相比，由于能縮短導(dǎo)電構(gòu)件36之間的距離，因此，能使難以輻射高頻信號(hào)的區(qū)域變窄，能提高輻射效率。(實(shí)施例4，參照?qǐng)D12)如圖12所示，作為實(shí)施例4的無(wú)線通信器件IOD中，在設(shè)于電介質(zhì)基板20表面的輻射導(dǎo)體25上形成有開(kāi)口部25c和切縫25d，隔著切縫25d形成有供電部25b。設(shè)于電介質(zhì)基板20背面的接地導(dǎo)體沈是整片結(jié)構(gòu)(未形成有間隙^a)，接地導(dǎo)體沈通過(guò)多個(gè)層間連接導(dǎo)體27與輻射導(dǎo)體25進(jìn)行電連接，從而形成環(huán)狀電極觀。將高頻信號(hào)電流從金屬板30的表面引導(dǎo)至背面的單元與上述實(shí)施例1相同，是導(dǎo)電構(gòu)件35。在本實(shí)施例4中，從無(wú)線IC元件50傳輸而來(lái)的高頻信號(hào)沿著開(kāi)口部25c的周圍流動(dòng)，開(kāi)口部25c的周圍作為磁場(chǎng)天線發(fā)揮作用。由此，輻射導(dǎo)體25與接地導(dǎo)體沈之間具有電位差，將接地導(dǎo)體沈作為接地電極來(lái)發(fā)揮作用，將輻射導(dǎo)體25作為貼片天線來(lái)發(fā)揮作用。利用這樣簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)也能實(shí)現(xiàn)具有金屬板30的無(wú)線通信器件。如所述實(shí)施例1中所說(shuō)明的那樣，從與接地導(dǎo)體26相連接的金屬板30的背面?zhèn)纫草椛涑龈哳l信號(hào)。(實(shí)施例5，參照?qǐng)D13)如圖13所示，作為實(shí)施例5的無(wú)線通信器件IOE中，將接地導(dǎo)體沈內(nèi)置于電介質(zhì)基板20的層間，并使兩個(gè)端部從電介質(zhì)基板20的兩個(gè)端面露出，該接地導(dǎo)體沈是整片結(jié)構(gòu)(未形成有間隙26a)。本實(shí)施例5中的其他結(jié)構(gòu)與所述實(shí)施例1相同，高頻信號(hào)的輻射狀態(tài)也與實(shí)施例1相同。特別是，在本實(shí)施例5中，將接地導(dǎo)體沈內(nèi)置于電介質(zhì)基板20中，因此，在將電介質(zhì)基板20安裝于金屬板30上時(shí)，無(wú)需使用絕緣性粘接劑22，就能直接利用導(dǎo)電構(gòu)件35進(jìn)行鉚接。此外，由于接地導(dǎo)體26的兩個(gè)端部從電介質(zhì)基板20的兩個(gè)端面露出，因此，流過(guò)金屬板30表面的高頻信號(hào)電流增多。(實(shí)施例6，參照?qǐng)D14)如圖14所示，作為實(shí)施例6的無(wú)線通信器件IOF中，由輻射導(dǎo)體25、接地導(dǎo)體26、及層間連接導(dǎo)體四所形成的環(huán)狀電極觀具有與所述實(shí)施例3相同的結(jié)構(gòu)，不同之處在于將金屬板30的表面和背面進(jìn)行電導(dǎo)通的導(dǎo)電構(gòu)件36與接地導(dǎo)體沈進(jìn)行電容耦合。在本實(shí)施例6中，對(duì)于流過(guò)接地導(dǎo)體沈的高頻信號(hào)電流a，在金屬板30的表面感應(yīng)出反向的電流d，該感應(yīng)電流d經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件36和通孔33的界面附近而被引導(dǎo)至金屬板30的背面。若這樣電容耦合，則能利用非導(dǎo)電性粘接劑等容易地將電介質(zhì)基板20粘接在金屬板30上，而且，還能在使接地導(dǎo)體沈與金屬板30進(jìn)行電連接的同時(shí)，使接地導(dǎo)體沈與金屬板30之間絕熱。(實(shí)施例7，參照?qǐng)D15)如圖15所示，作為實(shí)施例7的無(wú)線通信器件IOG中，由輻射導(dǎo)體25、接地導(dǎo)體26、及層間連接導(dǎo)體27所形成的環(huán)狀電極觀具有與所述實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)，在金屬板30的位于接地導(dǎo)體沈的正下方的部分形成有貫通表面和背面的通孔32。不設(shè)置導(dǎo)電構(gòu)件35，利用絕緣性粘接劑22將電介質(zhì)基板20固定在金屬板30的表面上。在本實(shí)施例7中，對(duì)于流過(guò)接地導(dǎo)體沈的高頻信號(hào)電流a，在金屬板30的表面感應(yīng)出反向的電流d，該感應(yīng)電流d通過(guò)通孔32的內(nèi)周面附近而被引導(dǎo)至金屬板30的背面。另外，由于高頻信號(hào)電流d在金屬板30的表層區(qū)域進(jìn)行傳輸，因此，可以在該通孔32內(nèi)填充導(dǎo)電材料或絕緣材料。此外，如上所述，優(yōu)選對(duì)在金屬板30的表面和背面開(kāi)出通孔32的棱線部分倒圓角。(實(shí)施例8，參照?qǐng)DI6)如圖16所示，作為實(shí)施例8的無(wú)線通信器件IOH中，將導(dǎo)電構(gòu)件35設(shè)為螺釘構(gòu)件，將該螺釘構(gòu)件從金屬板30的背面旋入到接地導(dǎo)體26。金屬板30的表面和背面經(jīng)由該螺釘構(gòu)件而電導(dǎo)通，螺釘構(gòu)件的前端與接地導(dǎo)體26電導(dǎo)通。其他結(jié)構(gòu)與所述實(shí)施例1相同，將螺釘構(gòu)件與金屬板30之間的界面部分作為電流路徑部，將流過(guò)接地導(dǎo)體沈的高頻信號(hào)電流引導(dǎo)至金屬板30的背面。(實(shí)施例9，參照?qǐng)D17)如圖17所示，作為實(shí)施例9的無(wú)線通信器件101具有與所述實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)，不是隔著絕緣性粘接劑，而是通過(guò)對(duì)導(dǎo)電構(gòu)件35進(jìn)行鉚接來(lái)將電介質(zhì)基板20固定在金屬板30的表面上。接地導(dǎo)體沈與金屬板30的表面進(jìn)行電接觸，因而與導(dǎo)電構(gòu)件35也電導(dǎo)通。在本實(shí)施例9中，也將導(dǎo)電構(gòu)件35與金屬板30之間的界面部分作為電流路徑部，將流過(guò)接地導(dǎo)體26的高頻信號(hào)電流引導(dǎo)至金屬板30的背面。(其他實(shí)施例)另外，本發(fā)明所涉及的無(wú)線通信器件、及金屬制物品不限于所述實(shí)施例，在其要點(diǎn)范圍內(nèi)能進(jìn)行各種變更。特別是，安裝有無(wú)線通信器件的金屬制物品除了所述活梯以外，還可以是各種建筑現(xiàn)場(chǎng)用腳手架材、或除此之外的大范圍的用途的金屬制物品。即，能將原本不發(fā)揮天線作用的金屬制物品用作輻射元件。工業(yè)上的實(shí)用性如上所述，本發(fā)明適用于無(wú)線通信器件及金屬制物品，尤其是不僅在金屬板或金屬構(gòu)件的裝載面、而且在與裝載面相反的相反面輻射增益也較大這方面較為優(yōu)異。標(biāo)號(hào)說(shuō)明1…活梯2…頂板部(金屬板)10、10A 101…無(wú)線通信器件
20. 電介質(zhì)基板
25. 輻射導(dǎo)體
25bι…供電部
26. 接地導(dǎo)體
27、四…層間連接導(dǎo)體
28. 環(huán)狀電極
31、32…通孔
35、36…導(dǎo)電構(gòu)件
50. 無(wú)線IC元件
51. 無(wú)線IC芯片
65. 供電電路基板
66· 供電電路
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信器件，其特征在于，包括無(wú)線IC元件，該無(wú)線IC元件處理高頻信號(hào)；輻射導(dǎo)體，該輻射導(dǎo)體與所述無(wú)線IC元件進(jìn)行耦合；接地導(dǎo)體，該接地導(dǎo)體與所述輻射導(dǎo)體相連接；以及金屬板，該金屬板具有第一主面和第二主面，所述接地導(dǎo)體與第一主面進(jìn)行耦合，金屬板的至少一部分作為輻射元件發(fā)揮作用，所述金屬板具有電流路徑部，該電流路徑部用于在從所述無(wú)線IC元件經(jīng)由所述輻射導(dǎo)體及所述接地導(dǎo)體提供有高頻信號(hào)時(shí)，將第一主面?zhèn)鹊母哳l信號(hào)電流引導(dǎo)至第二主面?zhèn)取?br> 2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信器件，其特征在于，所述輻射導(dǎo)體設(shè)于電介質(zhì)基板的第一主面上，且具有與所述無(wú)線IC元件相連接的供電部，所述輻射導(dǎo)體與所述接地導(dǎo)體經(jīng)由層間連接導(dǎo)體相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線通信器件，其特征在于，所述無(wú)線通信器件形成有以所述供電部為起點(diǎn)、由所述輻射導(dǎo)體、所述接地導(dǎo)體、及所述層間連接導(dǎo)體所構(gòu)成的環(huán)狀電極，將所述環(huán)狀電極配置成其環(huán)面與所述金屬板的第一主面垂直。
4.如權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)所述的無(wú)線通信器件，其特征在于，在所述金屬板上設(shè)有使該金屬板的第一主面與第二主面電導(dǎo)通的導(dǎo)電構(gòu)件，所述電流路徑部形成于所述導(dǎo)電構(gòu)件與所述金屬板之間的界面部分。
5.如權(quán)利要求4所述的無(wú)線通信器件，其特征在于，所述導(dǎo)電構(gòu)件與所述接地導(dǎo)體也電導(dǎo)通。
6.如權(quán)利要求1至5的任一項(xiàng)所述的無(wú)線通信器件，其特征在于，在所述金屬板上設(shè)有貫通該金屬板的第一主面和第二主面的通孔，所述電流路徑部形成于所述通孔的周面部。
7.如權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述的無(wú)線通信器件，其特征在于，所述無(wú)線IC元件是處理高頻信號(hào)的無(wú)線IC芯片。
8.如權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)所述的無(wú)線通信器件，其特征在于，所述無(wú)線IC元件由無(wú)線IC芯片和供電電路基板所構(gòu)成，所述無(wú)線IC芯片處理高頻信號(hào)，所述供電電路基板包含具有規(guī)定的諧振頻率的供電電路。
9.一種金屬制物品，該金屬制物品包括無(wú)線通信器件和金屬構(gòu)件，其特征在于，所述無(wú)線通信器件包括無(wú)線IC元件，該無(wú)線IC元件處理高頻信號(hào)；輻射導(dǎo)體，該輻射導(dǎo)體與所述無(wú)線IC元件進(jìn)行耦合；以及接地導(dǎo)體，該接地導(dǎo)體與所述輻射導(dǎo)體相連接，所述金屬構(gòu)件具有第一主面和第二主面，所述接地導(dǎo)體與第一主面進(jìn)行耦合，所述金屬構(gòu)件具有電流路徑部，該電流路徑部用于在從所述無(wú)線IC元件經(jīng)由所述輻射導(dǎo)體及所述接地導(dǎo)體提供有高頻信號(hào)時(shí)，將第一主面?zhèn)鹊母哳l信號(hào)電流引導(dǎo)至第二主面?zhèn)取?br> 全文摘要
本發(fā)明獲得一種不僅在金屬板或金屬構(gòu)件的裝載面、而且在與裝載面相反的相反面輻射增益也較大的無(wú)線通信器件、以及金屬制物品。無(wú)線通信器件由處理高頻信號(hào)的無(wú)線IC元件(50)、電介質(zhì)基板(20)、及金屬板(30)所構(gòu)成。在電介質(zhì)基板(20)的表面設(shè)有與無(wú)線IC元件(50)進(jìn)行耦合的輻射導(dǎo)體(25)，在背面設(shè)有經(jīng)由層間連接導(dǎo)體(27)與輻射導(dǎo)體(25)相連接的接地導(dǎo)體(26)。電介質(zhì)基板(20)隔著絕緣性粘接劑(22)粘貼在金屬板(30)上，且利用導(dǎo)電構(gòu)件(35)對(duì)電介質(zhì)基板(20)進(jìn)行鉚接。金屬板(30)的表面和背面經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件(35)電導(dǎo)通，從無(wú)線IC元件(50)經(jīng)由輻射導(dǎo)體(25)、層間連接導(dǎo)體(27)、及接地導(dǎo)體(26)提供有高頻信號(hào)時(shí)，金屬板(30)的表面?zhèn)鹊母哳l信號(hào)電路經(jīng)由導(dǎo)電構(gòu)件(35)與金屬板(30)的界面部分被引導(dǎo)至金屬板(30)的背面?zhèn)龋⒆鳛楦哳l信號(hào)進(jìn)行輻射。
文檔編號(hào)H01Q7/00GK102576940SQ201180004141
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者加藤登, 白木浩司 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所