專利名稱：無線通信器件及無線通信終端的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信器件及無線通信終端，特別是涉及在RFID(RadiC) FrequencyIdentification)系統(tǒng)中使用的無線通信器件及無線通信終端。
背景技術：
近幾年，作為物品的信息管理系統(tǒng)，應用了下述RFID系統(tǒng)使產(chǎn)生感應磁場的讀寫器和附加給物品的RFID標簽(也稱作無線通信器件)以利用了電磁場的非接觸方式進行通信，由此傳遞規(guī)定信息。RFID標簽存儲規(guī)定信息，且具備處理規(guī)定的無線信號的無線IC和進行高頻信號的收發(fā)的天線。專利文獻I記載了用于RFID系統(tǒng)的無線IC器件。該無線IC器件具有搭載了無線IC芯片的供電電路基板，使供電電路基板主要與放射板(天線圖案)磁耦合。在該無線IC器件中，由內(nèi)置于供電電路基板中的供電電路決定收發(fā)信號的頻率，因此工作頻率不會依賴于天線圖案的尺寸、器件的保持部件的材質(zhì)等，具有穩(wěn)定的頻率特性。并且，在專利文獻I中，作為實施例，公開了配置有在配置了天線圖案的樹脂薄膜的表面上搭載了無線IC芯片的供電電路基板的無線IC器件。在該器件中，天線圖案在其一部分具有環(huán)狀圖案，供電電路基板配置在環(huán)狀圖案的中心部。即，天線圖案和內(nèi)置于供電電路基板的電感圖案經(jīng)由磁場而耦合，若形成該磁場的區(qū)域中存在金屬體或金屬體靠近該區(qū)域，則會因該金屬體而妨礙磁場的形成，有時通信距離會變小，或者通信質(zhì)量變差。此外，若供電電路基板的搭載位置從環(huán)狀圖案的中心偏離，則可能導致頻率特性變動。在先技術文獻 專利文獻專利文獻I :國際公開號W02007/08357
發(fā)明內(nèi)容
(發(fā)明所要解決的課題)因此，本發(fā)明的目的在于提供一種供電電路基板所包含的環(huán)狀電極與天線圖案之間的耦合可靠、能夠高效率地傳輸信號的無線通信器件及無線通信終端。(用于解決課題的手段)本發(fā)明的第I方式的無線通信器件具備無線1C，其處理無線信號；供電電路基板，其包括與所述無線IC耦合且以規(guī)定寬度卷繞線圈圖案而成的環(huán)狀電極；和天線圖案，其與所述環(huán)狀電極磁耦合；所述供電電路基板被配置成從線圈軸方向俯視觀察時，所述線圈圖案在第I方向上延伸的所述環(huán)狀電極的第I區(qū)域與所述天線圖案重疊，所述線圈圖案在與第I方向相反的第2方向上延伸的所述環(huán)狀電極的第2區(qū)域不與所述天線圖案重疊，所述第I方向和所述天線圖案的線路長度方向一致或近似一致。本發(fā)明的第2方式的無線通信終端具備上述無線通信器件。在上述無線通信器件中，由于配置成線圈圖案在第I方向上延伸的環(huán)狀電極的第I區(qū)域與天線圖案重疊，因此即使其他金屬體靠近，也能夠在重疊部分保持環(huán)狀電極與天線圖案的磁耦合，兩者的耦合不會產(chǎn)生障礙。此外，由于所述第I方向和天線圖案的線路長度方向一致或近似一致，因此能夠高效率地傳輸信號。(發(fā)明效果)根據(jù)本發(fā)明，供電電路基板所包含的環(huán)狀電極與天線圖案之間的耦合可靠，能夠高效率地傳輸信號。


圖I是本發(fā)明的原理性說明圖，(A)是比較例，⑶是本發(fā)明的第I配置例，(C)是本發(fā)明的第2配置例，(D)是本發(fā)明的第3配置例。圖2表示第I實施例的無線通信器件，(A)是立體圖，⑶是剖視圖，(C)是要部的 放大剖視圖。圖3表示構成第I實施例的天線圖案，(A)是表面圖，⑶是背面圖。圖4是表示構成第I實施例的供電電路基板的剖視圖。圖5是表示所述供電電路基板的層疊結構的俯視圖。圖6表示第I實施例中的供電電路基板相對于天線圖案的配置關系，(A)是剖視圖，(B)是要部的俯視圖。圖7是表示供電電路基板的第I變形例的剖視圖。圖8是表示供電電路基板的第2變形例的剖視圖。圖9是表示供電電路基板的第3變形例的剖視圖。圖10是表示供電電路基板相對于天線圖案的搭載方式的第I變形例的俯視圖。圖11是表示供電電路基板相對于天線圖案的搭載方式的第2變形例的俯視圖。圖12是表示供電電路基板相對于天線圖案的搭載方式的第3變形例的俯視圖。圖13表示第2例的供電電路基板，(A)是剖視圖，⑶是表示搭載了該供電電路基板的無線通信器件的剖視圖。圖14是表示第2實施例的無線通信器件的剖視圖。圖15表示構成圖14所示的無線通信器件的天線圖案(第2例)，(A)是表面圖，(B)是背面圖。圖16是第2例的天線圖案的等效電路圖。圖17是表示天線圖案的第3例的表面圖。圖18是表示天線圖案的第4例的表面圖。圖19是表示天線圖案的第5例的表面圖。圖20是表示天線圖案的第6例的表面圖。圖21是第6例的天線圖案的等效電路圖。圖22是作為無線通信終端的一例而示出的IC卡的俯視圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，說明本發(fā)明所涉及的無線通信器件及無線通信終端的實施例。另夕卜，在各圖中，對公共的部件、部分附加相同的符號，并省略重復的說明。
(原理性說明，參照圖I)原理性說明本發(fā)明所涉及的無線通信器件中的環(huán)狀電極與天線圖案之間的耦合狀態(tài)。圖I(A)表示作為比較例的耦合狀態(tài)，無線通信器件大致具備對無線信號進行處理的無線IC芯片10、包括與無線IC芯片10耦合且以規(guī)定寬度Wl卷繞了線圈圖案21a 21d的環(huán)狀電極20的供電電路基板15、和與環(huán)狀電極20磁耦合(包括電磁耦合，以下相同)的天線圖案35。另外，以下在第I實施例中詳細說明環(huán)狀電極20、天線圖案35的具體形狀。圖I(A)中，環(huán)狀電極20相對于天線圖案35配置成在俯視觀察時不重疊。因此，天線圖案35產(chǎn)生的磁場Φ I如虛線所示那樣形成，環(huán)狀電極20產(chǎn)生的磁場Φ2如單點劃線所示那樣形成，互相磁耦合。但是，若金屬體靠近天線圖案35的下方，則有時磁場被打亂，會產(chǎn)生無法進行通信的位置即無效(null)點，有時通信距離會變短，或者通信質(zhì)量變差。 相對于以上的比較例，本發(fā)明所涉及的無線通信器件中的第I配置例如圖I⑶所示那樣，將供電電路基板15配置成了從環(huán)狀電極20的軸方向俯視觀察時，線圈圖案21a 21d的在箭頭X所示的第I方向(參照圖5)上延伸的第I區(qū)域X的寬度Wl完全與天線圖案35的寬度W2重疊。此時，環(huán)狀電極20和天線圖案35在虛線所示出的磁場φ 3中耦合，即使金屬體靠近天線圖案35的下方，至少磁場Φ3&、Φ 3b不會被打亂，兩者的耦合不會產(chǎn)生障礙。此外，通過使所述第I方向與天線圖案35的線路長度方向一致，從而可高效率地傳輸信號。第2配置例如圖I(C)所示，配置成環(huán)狀電極20的第I區(qū)域X的寬度Wl與天線圖案35的寬度W2大致重疊了一半。在該第2配置例中，也起到與上述第I配置例相同的效果O并且，在該第2配置例中，從環(huán)狀電極20(線圈圖案21a 21d)的線圈軸方向俯視觀察時，供電電路基板15被配置成線圈圖案21a 21d的開口部(內(nèi)徑開口寬度W3)不與天線圖案35重疊。因此，線圈圖案21a 21d所產(chǎn)生的磁通量被天線圖案35阻擋的情況變少。其結果，能夠消除由于線圈圖案21a 21d的電感值變動或耦合度降低而產(chǎn)生能量損耗導致通信距離變短的不良情況。如圖I⑶所示，第3配置例中，天線圖案35的寬度W2形成得比環(huán)狀電極20的第I區(qū)域X的寬度Wl寬，配置成第I區(qū)域X完全被包含在天線圖案35的寬度W2內(nèi)。該第3配置例也會起到與上述第I配置例相同的效果。此外，通過這樣將天線圖案35的寬度W2設置得比第I區(qū)域X寬，從而即使在配置供電電路基板15時多少產(chǎn)生了位置偏離，也能使第I區(qū)域X完全包含在天線圖案35的寬度W2內(nèi)。即，需要配置成環(huán)狀電極20中的至少I圈優(yōu)選是多圈環(huán)狀線路收斂在構成天線圖案35的線路的寬度W2內(nèi)。此外，配置成俯視觀察時由多圈環(huán)狀線路構成的環(huán)狀電極20的寬度Wl全部收斂于構成天線圖案35的線路的寬度W2內(nèi)，是能夠使天線圖案35和環(huán)狀電極20之間的耦合度最高的構成。并且，優(yōu)選配置成從線圈軸方向俯視觀察時，所述第I區(qū)域X的整個寬度Wl不橫跨天線圖案35的各圈。若配置成第I區(qū)域X橫跨天線圖案35的兩圈，則有時在線圈圖案21a 21d中的一部分產(chǎn)生電流逆向流過的部位，電流會互相抵消，耦合度會降低，通信距離會降低。通過配置成第I區(qū)域X不橫跨天線圖案35的各圈，從而能夠消除這些不良情況。
(第I實施例，參照圖2 圖6)如圖2所示，第I實施例的無線通信器件I用于13. 56MHz頻帶，具備處理無線信號的無線IC芯片10、包括與無線IC芯片10電連接且以規(guī)定寬度Wl (參照圖5)卷繞線圈圖案21a 21d而成的環(huán)狀電極20的供電電路基板15、以及與環(huán)狀電極20磁耦合的天線圖案35。無線IC芯片10包括時鐘電路、邏輯電路、存儲電路等，存儲所需的信息。無線IC芯片10將設置在其背面的輸入用端子電極及輸出用端子電極電連接在環(huán)狀電極20的兩端上。天線圖案35形成為在由PET等構成的撓性基底36 的表面及背面以線圈狀被卷繞3圈、且兩端呈開路狀態(tài)，圖3(A)表示表面?zhèn)鹊奶炀€圖案35，圖3(B)表示從表面?zhèn)韧敢暳吮趁鎮(zhèn)鹊奶炀€圖案35的狀態(tài)。表面和背面的天線圖案35其線寬度W2相同，俯視觀察時重置，并隔著基底36而電容I禹合，電流在相同的方向上流過。天線圖案35由以Ag、Cu等為主成分的金屬材料形成，金屬膜可通過光刻法或蝕刻法圖案形成，或者也可以絲網(wǎng)印刷導電性糊劑而形成。供電電路基板15是多層基板，如圖4所示，在中央部具有空腔16，在該空腔16中容納所述無線IC芯片10，并填充了封裝材料17。在供電電路基板15中內(nèi)置了將多個線圈圖案21a 21d層疊為多層的環(huán)狀電極20。具體而言，如圖5所示，是對多個基材層18a 18d進行疊層、壓接且根據(jù)需要燒成后生成的?；膶?8a 18d可以是絕緣體(電介質(zhì)、磁性體)或如液晶聚合物等的熱塑性樹脂或環(huán)氧系聚合物等熱固性樹脂。在最上層的基材層18a形成了線圈圖案21a，該線圈圖案21a在中央形成有開口部25，在兩端具有連接片21a-l、21a-2。在第2層的基材層18b形成了線圈圖案21b及連接片22，該線圈圖案21b在中央形成有開口部25，在兩端具有連接片21b-l、21b-2。在第3層的基材層18c形成了線圈圖案21c及連接片22，該線圈圖案21c在中央形成有開口部25，在兩端具有連接片21c-l、21c-2。在最下層的基材層18d形成一端具有連接盤23a且另一端具有連接片21d-l的線圈圖案21d及連接盤23b。這些線圈圖案、連接片及連接盤由以Ag、Cu等為主成分的金屬材料形成，可通過光刻法或蝕刻法將金屬膜圖案化而形成，或者也可絲網(wǎng)印刷導電性糊劑來形成。通過層疊以上的基材層18a 18d,從而最下層的線圈圖案21d的連接片21d_l經(jīng)由層間導體而與第3層的線圈圖案21c的連接片21c-l連接，該線圈圖案21c的另一端連接片21c-2經(jīng)由層間導體而與第2層的線圈圖案21b的連接片21b-l連接。該線圈圖案21b的另一端連接片21b-2經(jīng)由層間導體而與最上層的線圈圖案21a的連接片21a-l連接。此夕卜，最上層的線圈圖案21a的另一端連接片21a-2經(jīng)由層間導體、連接片22而與設置在最下層的連接盤23b連接。開口部25形成空腔16，被該空腔16容納的無線IC芯片10，分別通過焊料塊29 (參照圖4)等，使輸入用端子電極與連接盤23b連接，輸出用端子電極與連接盤23a連接。如上所述，通過卷繞線圈圖案21a 21d，從而形成俯視觀察時為矩形狀的環(huán)狀電極20。卷繞了線圈圖案21a 21d的規(guī)定寬度Wl是從內(nèi)周側的圖案到外周側的圖案為止的寬度。若從連接盤23a供給電流，則該電流在各線圈圖案21a 21d中沿著箭頭X所示的第I方向、及與第I方向相反的方向的箭頭y所示的第2方向流過。S卩，各線圈圖案21a 21d被卷繞成，在層疊方向上相鄰的部分，電流沿相同方向流動。在圖5中，從線圈軸方向俯視觀察時，將在第I方向X上延伸的區(qū)域稱作第I區(qū)域X，將在第2方向y上延伸的區(qū)域稱作第2區(qū)域Y。在該第I實施例中，供電電路基板15與表面的天線圖案35的內(nèi)側的角部對置地配置(參照圖3(A))，并利用絕緣性的粘結劑19來粘接(參照圖6(A))。相對于天線圖案35的環(huán)狀電極20的垂直方向的配置關系如圖6(A)所示，第I區(qū)域X配置成與天線圖案35重疊，第2區(qū)域Y配置成不與天線圖案35重疊。此外，第I方向x(線圈圖案21a 21d的線路長度方向)和天線圖案35的線路長度方向一致。在由以上結構構成的無線通信器件I中，環(huán)狀電極20的第I區(qū)域X與天線圖案35磁耦合。因此，將從RFID系統(tǒng)的讀寫器放射并由天線圖案35接收的高頻信號經(jīng)由環(huán)狀電極20提供給無線IC芯片10，使無線IC芯片10工作。另一方面，來自無線IC芯片10的響應信號經(jīng)由環(huán)狀電極20而被傳輸?shù)教炀€圖案35，之后被讀寫器放射。環(huán)狀電極20由各個線圈圖案21a 21d的電感分量和線間的電容分量形成規(guī)定頻率的諧振電路，還起到無線IC芯片10和天線圖案35的阻抗匹配電路的作用。環(huán)狀電極20通過調(diào)整其電氣長度和圖案寬度等，可調(diào)整諧振頻率和阻抗。在所述無線通信器件I中，由于在環(huán)狀電極20的第I方向X上延伸的第I區(qū)域X配置成與天線圖案35重疊并與其磁耦合，因此即使其他金屬體靠近，環(huán)狀電極20與天線圖案35之間的磁耦合也會在重疊部分被保持，兩者的耦合不會產(chǎn)生障礙。特別是，在本實施例中，由于在第I區(qū)域X中，環(huán)狀電極20的整個寬度Wl與天線圖案35重疊，因此在環(huán)狀電極20與天線圖案35之間形成的寄生電容的值實際上不會偏離，能夠?qū)㈩l率特性的變動抑 制為最小限度。此外，由于第I方向x(線圈圖案21a 21d的線路長度方向)和天線圖案35的線路長度方向一致，因此在發(fā)送高頻信號時，流過線圈圖案21a 21d的電流在天線圖案35中沿著其線路長度方向被引導為感應電流，可高效率地傳輸高頻電力。另外，在磁耦合部分，線圈圖案21a 21d及天線圖案35的線路長度方向不需要一定是完全一致的，只要近似一致即可。換言之，兩者的線路長度方向只要不正交即可。
此外，由于與天線圖案35的內(nèi)側的角部對置地配置了供電電路基板15，因此在與環(huán)狀電極20的第I方向正交的方向即第3方向(參照箭頭z)上延伸的第3區(qū)域Z也與天線圖案35重疊，第3方向z和天線圖案35的線路長度方向一致。由此，在第I區(qū)域X和第3區(qū)域Z這2個區(qū)域，環(huán)狀電極20與天線圖案35磁耦合，兩者的耦合度變強。另外，供電電路基板15不是與所述天線圖案35組合，而是通過搭載無線IC芯片10，從而能夠與讀寫器近距離地通信。此時，環(huán)狀電極20起到放射元件的作用。此外，在該第I實施例中，由于無線IC芯片10被容納在基板15的空腔16中，因此無線通信塊5較薄?？涨?6的深度優(yōu)選在基板15的厚度的一半以上。由此，環(huán)狀電極20的內(nèi)周部中，封裝材料17占一大半(剛性區(qū)域15a的剛性變高)，從而通過空腔16的側面能夠可靠地阻斷在撓性區(qū)域15b彎曲或彎折時產(chǎn)生的應力，應力幾乎不會施加在空腔16的底面、即與無線IC芯片10的環(huán)狀電極20的接合部上。此外，在該第I實施例中，優(yōu)選封裝材料17含有如鐵氧體粉末的磁性體填料。由此，能夠降低來自無線IC芯片10的輻射噪聲，并且能夠增大線圈圖案21a 21d的電感值。在增大電感值這一點上，如前所述，優(yōu)選加深空腔16。(供電電路基板的變形例，參照圖7 圖9)相對于供電電路基板15的無線IC芯片10，除了如圖4所示那樣在基板15的表面上設置的空腔16中容納并被封裝材料17封裝以外，還可以采用各種搭載方式。在此，說明供電電路基板的各種變形例。圖7所示的第I變形例將供電電路基板15設為無空腔的平板狀，在供電電路基板15的平坦的表面上搭載了無線IC芯片10。高度增加了與無線IC芯片10的厚度相應的量，但能夠省略在基板15中形成空腔的工序。此外，具有在形成空腔的部分形成線圈圖案來增加環(huán)狀電極20的圈數(shù)等優(yōu)點。圖8所示的第2變形例在供電電路基板15的背面形成空腔16來容納無線IC芯片10，并利用封裝材料17進行了封裝。另外，并不是一定需要封裝材料17的封裝。這是因為被空腔16容納的無線IC芯片10由于供電電路基板15的背面與基膜36粘接，因此已受 到保護。圖9所示的第3變形例在供電電路基板15的表面和背面上設置線圈圖案21e、21f來形成了環(huán)狀電極20，并在基板15的表面上搭載了無線IC芯片10。此外，也可以將供電電路基板設為單層基板，并僅在該單層基板的表面形成線圈圖案。(供電電路基板的其他搭載方式，參照圖10 圖12)供電電路基板15相對于天線圖案35的搭載方式，除了如圖6⑶所示那樣在天線圖案35的角部搭載以外還可以采用各種方式。圖10所示的第I變形例搭載成使環(huán)狀電極20的第I區(qū)域X與天線圖案35的直線部分重疊。此時，即使供電電路基板15在天線圖案35的線路長度方向(參照箭頭a)上產(chǎn)生錯位，頻率特性也不會變動。另外，優(yōu)選環(huán)狀電極20(線圈圖案21a 21d)與天線圖案35的線路長度方向正交的部分且與天線圖案35重疊的部分的面積較少。圖11所示的第2變形例在天線圖案35中形成了彎曲部35a，且使該彎曲部35a與環(huán)狀電極20 (線圈圖案21a 21d)的三個邊重疊，第2區(qū)域Y不與天線圖案35重疊。通過增加兩者的重疊區(qū)域，從而兩者的耦合度變高。圖12所示的第3變形例以使環(huán)狀電極20的第I區(qū)域X相對于天線圖案35略微傾斜的狀態(tài)進行了搭載。即，配置成在磁耦合部分，環(huán)狀電極20(線圈圖案21a 21d)及天線圖案35的線路長度方向近似一致，只要配置成感應電流從一方向另一方沿著線路長度方向流過即可。(供電電路基板的第2例，參照圖13)如圖13㈧所示，第2例的供電電路基板15A形成為使空腔部16在供電電路基板15的背面?zhèn)乳_口，在該空腔部16中容納無線IC芯片10并填充了封裝材料17。其他結構與所述第I實施例相同。如圖13(B)所不,在空腔部16的開口部分與基底36對置的狀態(tài)下，在基底36上利用絕緣性的粘結劑19粘接該供電電路基板15A，成為無線通信器件1A。該供電電路基板15A及無線通信器件IA的作用效果基本上與圖3所示的作用及效果相同，特別是，通過空腔部16的底面(在圖13(A)中配置在上表面)保護無線IC芯片10。此外，供電電路基板15的底面(在圖13(A)中是上表面)的平坦性高，因此在基底36上通過裝配器真空抽吸之后搭載供電電路基板15A時的吸引性能良好。并且，如圖13(A)所示，由于處于封裝材料17從空腔部16突出了一些的狀態(tài)，因此搭載到基底36時(利用粘結劑19進行粘接時)突出部分發(fā)揮錨固效果，供電電路基板15緊固地接合到基底36上。另外，即使封裝材料17與此相反地形成為凹狀，也能發(fā)揮錨固效果。(第2實施例，參照圖14 圖16)
接著，說明搭載了供電電路基板15的無線通信器件的第2實施例。如圖14所示，無線通信器件IB在呈圓形狀的撓性基底36A上搭載了供電電路基板15，因此在基底36A的表面和背面形成了圖15(A)、(B)所示的作為第2例的天線圖案35A。另外，以從表面?zhèn)韧敢暤臓顟B(tài)示出了圖15(B)所示的背面?zhèn)鹊奶炀€圖案35A。天線圖案35A被卷繞成圓形狀，且在大致全長內(nèi)俯視觀察時相互重疊，彼此電容耦合。天線圖案35A形成了圖16所示的等效電路，表面?zhèn)鹊奶炀€圖案35A的電感L I與背面?zhèn)鹊奶炀€圖案35A的電感L 2，通過最內(nèi)圖案彼此的電容Cl和最外圖案彼此的電容C2而耦合，且在表面和背面的圖案之間也產(chǎn)生了電容C3。 彼此電容耦合的天線圖案35A的作用與圖3所示的天線圖案35相同，因此電流流向相同的方向。并且，在基底36A的表面與天線圖案35A部分重疊的方式配置的供電電路基板15的線圈狀電極20與天線圖案35A磁耦合。因此，讀寫器的天線和無線IC芯片10可經(jīng)由天線圖案35A進行通信。無線通信器件IB的基本的作用效果如所述無線通信器件I中說明的那樣。另外，在該無線通信器件IB中，可以通過將基底36A的表面和背面配置的天線圖案35A的兩端部分別夾緊(袋狀)，使得以直流方式耦合，也可以同樣地以直流方式使一方的端部彼此耦合。只要按照在表面和背面的天線圖案35A中流過的電流的朝向成為相同的方向的方式耦合即可。(天線圖案的第3例，參照圖17)圖17表示第3例的天線圖案35B。該天線圖案35B構成具有方形部35B'的大致圓形狀，形成在基底36A的表面和背面上，背面?zhèn)鹊奶炀€圖案與表面?zhèn)鹊奶炀€圖案35B在俯視觀察時重疊。表面和背面的天線圖案35B彼此電容耦合，其等效電路與圖16相同。供電電路基板15在基底36A的表面?zhèn)妊刂叫尾?5B'的內(nèi)周部分而搭載，內(nèi)置于供電電路基板15中的線圈狀電極20與天線圖案35B磁耦合，構成無線通信器件。天線圖案35B的作用效果如所述天線圖案35A中說明的那樣。特別是，天線圖案35B與線圈狀電極20在三個邊上耦合，天線圖案35B與線圈狀電極20的耦合量增加。(天線圖案的第4例，參照圖18)圖18表示第4例的天線圖案35C。該天線圖案35C構成具有階梯狀部35C'的大致圓形狀，形成在基底36A的表面和背面上，背面?zhèn)鹊奶炀€圖案形成為在俯視觀察時與表面?zhèn)鹊奶炀€圖案35C重疊。表面和背面的天線圖案35C彼此電容耦合，其等效電路與圖16相同。供電電路基板15在基底36A的表面?zhèn)妊刂A梯狀部35C'的內(nèi)周部分而搭載，線圈狀電極20與天線圖案35C電磁耦合，構成無線通信器件。天線圖案35C的作用效果如在所述天線圖案35A中所說明的那樣。特別是，天線圖案35C與線圈狀電極20在兩個邊上耦合，天線圖案35C與線圈狀電極20的耦合量增加。(天線圖案的第5例，參照圖19)
圖19表示第5例的天線圖案35D。該天線圖案3 是以基本上與圖15所示的天線圖案35A相同的形狀配置的，最外圈部分35D’形成得比其他部分的線更粗。其他構成及作用效果基本上如所述天線圖案35A中說明的那樣。除此之外，由于最外圈部分35D’中的耦合電容值變大，因此能夠降低天線圖案35D的諧振頻率。換言之，在天線圖案35D中無須減小開口直徑就能夠增大磁通量的通過區(qū)域。也就是說，在天線圖案35D中無須增大整體尺寸，就能夠?qū)崿F(xiàn)諧振頻率向低頻側的偏移、以及通信距離的維持和提高。(天線圖案的第6例，參照圖20及圖21)圖20表示第6例的天線圖案35E。該天線圖案35E中，與圖19所示的天線圖案 相同，最外圈部分35E'的線較粗，通過將基底36A的表面和背面配置的天線圖案35E
的一端35E”彼此夾緊(袋狀)，使得以直流方式耦合。天線圖案35E形成圖21所示的等效電路，表面?zhèn)鹊奶炀€圖案35E的電感L I和背面?zhèn)鹊奶炀€圖案35E的電感L 2彼此磁耦合M，且在一端35E”中以直流方式耦合，最外圈部分35’彼此通過電容C2耦合。 互相磁耦合的天線圖案35E的作用與圖15所示的天線圖案35A相同。特別是，在天線圖案35E中，與所述天線圖案35D同樣地，由于最外圈部分35E’中的耦合電容值變大，因此能夠降低天線圖案35E的諧振頻率。換言之，在天線圖案35E中無須減小開口直徑就能夠增大磁通量的通過區(qū)域。也就是說，在天線圖案35E中，無須增大整體的尺寸，就能夠?qū)崿F(xiàn)諧振頻率向低頻側的偏移、以及通信距離的維持和提高。(IC 卡，參照圖 22)作為本發(fā)明所涉及的無線通信終端的一例，圖22表示IC卡50。該IC卡50內(nèi)置了所述無線通信器件I。(其他實施例)另外，本發(fā)明所涉及的無線通信器件及無線通信終端并不限于上述實施例，在其宗旨范圍內(nèi)能夠進行各種變更。例如，在上述實施例中，環(huán)狀電極是卷繞了多圈線圈圖案而構成的規(guī)定寬度，但是也可以卷繞I圈來構成規(guī)定寬度。此外，也可以將線圈圖案卷繞成單層，而不是多層。此外，除了將無線IC以芯片狀搭載在供電電路基板上之外，也可以一體形成在供電電路基板的內(nèi)部。此外，無線IC也可以作為芯片而被搭載在配置于供電電路基板附近的其他基板上。此外，無線通信器件除了所述IC卡以外還可以搭載各種便攜式用品。此外，無線IC芯片和環(huán)狀電極可以不是DC連接(直接連接)，而是經(jīng)由電磁場而耦合。即，只要是電連接即可。此外，只要是起到作為天線的作用，天線圖案可以是各種形狀。此外，并不限于13. 56MHz頻帶這樣的HF頻帶，也可以利用于UHF頻帶或SHF頻帶的無線通信器件中。(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)如以上所述，本發(fā)明在無線通信器件或無線通信終端中有用，特別是，在供電電路基板所包含的環(huán)狀電極與天線圖案之間的耦合可靠、能夠高效率地傳輸信號方面比較出色。符號說明I、1A、1B 無線通信器件10無線IC芯片
15、15A供電電路基板20環(huán)狀電極21a 21d線圈圖案35、35A 35E天線圖案X第I區(qū) 域Y第2區(qū)域
權利要求
1.一種無線通信器件，其特征在于，具備 無線1C，其處理無線信號； 供電電路基板，其包括與所述無線IC耦合且以規(guī)定寬度卷繞線圈圖案而成的環(huán)狀電極；和 天線圖案，其與所述環(huán)狀電極磁耦合； 所述供電電路基板被配置成從線圈軸方向俯視觀察時，所述線圈圖案在第I方向上延伸的所述環(huán)狀電極的第I區(qū)域與所述天線圖案重疊，所述線圈圖案在與第I方向相反的第2方向上延伸的所述環(huán)狀電極的第2區(qū)域不與所述天線圖案重疊， 所述第I方向和所述天線圖案的線路長度方向一致或近似一致。
2.根據(jù)權利要求I所述的無線通信器件，其特征在干， 所述線圈圖案在同一平面上以所述規(guī)定寬度被卷繞了多圏。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的無線通信器件，其特征在干， 所述供電電路基板由多層基板構成，所述線圈圖案經(jīng)由層間導體而被卷繞成多層。
4.根據(jù)權利要求I至3的任一項所述的無線通信器件，其特征在干， 所述供電電路基板被配置成從線圈軸方向俯視觀察時，所述第I區(qū)域的整個寬度與所述天線圖案重疊。
5.根據(jù)權利要求4所述的無線通信器件，其特征在干， 所述天線圖案的線路寬度比所述線圈圖案的規(guī)定寬度寬。
6.根據(jù)權利要求I至4的任一項所述的無線通信器件，其特征在干， 所述供電電路基板被配置成從線圈軸方向俯視觀察時，所述線圈圖案的開ロ部不與所述天線圖案重疊。
7.根據(jù)權利要求I至6的任一項所述的無線通信器件，其特征在干， 從線圈軸方向俯視觀察時，所述環(huán)狀電極形成為矩形狀。
8.根據(jù)權利要求I至7的任一項所述的無線通信器件，其特征在干， 所述天線圖案在同一平面上以線圈狀被卷繞了多圏。
9.根據(jù)權利要求8所述的無線通信器件，其特征在干， 所述供電電路基板被配置成從線圈軸方向俯視觀察時，所述第I區(qū)域的整個寬度不橫跨所述天線圖案的各圏。
10.根據(jù)權利要求8所述的無線通信器件，其特征在干， 所述供電電路基板與所述天線圖案的角部對置地配置， 從線圈軸方向俯視觀察時，所述環(huán)狀電極的相鄰的兩個邊與所述天線圖案重疊。
11.一種無線通信終端，其具備無線通信器件，該無線通信終端的特征在干， 所述無線通信器件具備 無線1C，其處理無線信號； 供電電路基板，其包括與所述無線IC耦合且以規(guī)定寬度卷繞線圈圖案而成的環(huán)狀電極；和 天線圖案，其與所述環(huán)狀電極磁耦合； 所述供電電路基板被配置成從線圈軸方向俯視觀察時，所述線圈圖案在第I方向上延伸的所述環(huán)狀電極的第I區(qū)域與所述天線圖案重疊，所述線圈圖案在與第I方向相反的第2方向上延伸的所述環(huán)狀電極的第2區(qū)域不與所述天線圖案重疊， 所述第I方向和所述天線圖案的線路長度方向一致或近似一致。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無線通信器件及無線通信終端。無線通信器件具備處理無線信號的無線IC芯片(10)、包括與無線IC芯片(10)耦合且以規(guī)定寬度卷繞線圈圖案(21a～21d)而成的環(huán)狀電極(20)的供電電路基板(15)、與所述環(huán)狀電極(20)磁耦合的天線圖案(35)。俯視時，供電電路基板(15)配置成線圈圖案(21a～21d)在第1方向上延伸的第1區(qū)域(X)與天線圖案(35)重疊，線圈圖案(21a～21d)在與第1方向相反的第2方向上延伸的第2區(qū)域(Y)不與天線圖案(35)重疊。并且，第1方向和天線圖案(35)的線路長度方向一致或近似一致。由此，可獲得供電電路基板包含的環(huán)狀電極與天線圖案之間的耦合可靠、能高效傳輸信號的無線通信器件及無線通信終端。
文檔編號H04B5/02GK102782937SQ20118001186
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月8日 優(yōu)先權日2010年3月3日
發(fā)明者加藤登, 村山博美 申請人:株式會社村田制作所