无线ic器件的制作方法
【专利说明】无线IC器件
[0001 ] 本申请是申请日为2007年I月12日的、申请号为“200780001074.5(PCT/JP2007/050308)”的、发明名称为“无线IC器件以及无线IC器件用零件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及供电电路，特别是涉及能够适合地安装在使用于RFID(Radi0Frequency Identificat1n，射频识别)系统的无线IC器件上的供电电路。
【背景技术】
[0003]近年来，作为物品的管理系统，研究出了使产生感应电磁场的读写器和附在物品上的存储有规定的信息的IC标签(以下称为无线IC器件)以非接触方式进行通信，从而进行信息传递的RFID系统。作为使用于RFID系统的无线IC器件，已知有例如专利文献1、2所记载的器件。
[0004]S卩，如图59所示，提供在塑料薄膜300上设置天线图案301，且在该天线图案301的一端上安装无线IC芯片310的器件，如图60所示，提供在塑料薄膜320上设置天线图案321和辐射用的电极322，且在天线图案321的规定位置安装无线IC芯片310的器件。
[0005]但是，因为用金凸点将无线IC芯片310与天线图案301、321连接以在已有的无线IC器件中搭载无线IC芯片310，因此有必要将微小的无线IC芯片310定位于大面积的薄膜300、320上。但是，在大面积的薄膜300、320上安装微小的无线IC芯片310极其困难，如果在安装时产生位置偏差，则出现天线的谐振频率特性发生变化的问题。而且，天线的谐振频率特性也会因天线图案301、321卷起或被电介质夹着(例如，夹在书籍中间)而发生变化。
[0006]专利文献1:特开2005 —136528号公报
[0007]专利文献2:特开2005 — 244778号公报
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的在于，提供具有稳定的频率特性的无线IC器件以及能够适合地使用于该无线IC器件的零件。
[0009]为了实现本发明的目的，第I发明的无线IC器件具有如下特征，S卩，具备:无线IC芯片；与该无线IC芯片连接、设置有包含具有规定的谐振频率的谐振电路的供电电路的供电电路基板；以及粘贴或靠近配置该供电电路基板、且辐射出从所述供电电路提供的发信信号、以及/或者接收收信信号并提供给所述供电电路的辐射板。
[0010]在第I发明的无线IC器件中，也可以是无线IC芯片与供电电路基板并排配置于布线基板上，同时通过设置于该布线基板上的导体连接。
[0011]第2发明的无线IC器件具有如下特征，S卩，具备:无线IC芯片;搭载该无线IC芯片、且设置有包含具有规定的谐振频率的谐振电路的供电电路的供电电路基板;以及粘贴或靠近配置该供电电路基板、且辐射出从所述供电电路提供的发送信号、以及/或接收收信信号提供给所述供电电路的辐射板。
[0012]在第I和第2发明的无线IC器件中，辐射板辐射出的发信信号的频率以及提供给无线IC芯片的收信信号的频率实质上是由供电电路基板的谐振电路的谐振频率决定的。所谓实质上决定，是指由于供电电路基板与辐射板的位置关系等，频率发生少量偏移。也就是说，因为在供电电路基板中收发信信号的频率是确定的，所以与辐射板的形状和尺寸、位置配置等无关，即使例如将无线IC器件卷绕或用电介质夹着，频率特性也不会改变，从而能够得到稳定的频率特性。
[0013]在第2发明的无线IC器件中，无线IC芯片搭载于供电电路基板上，通过该供电电路基板设置于辐射板上。供电电路基板与辐射板相比面积相当小，因此能够以极高的精度将无线IC芯片搭载于供电电路基板上。
[0014]在第I和第2发明的无线IC器件中，也可以将辐射板配置于供电电路基板的正反面上。通过用两块辐射板夹着供电电路基板，使从供电电路辐射出的能量能够分别传递给正面和反面的辐射板，从而增益得到提高。
[0015]上述谐振电路也可以是分布常数型谐振电路，或者也可以是由电容图案与电感图案构成的集中常数型谐振电路。分布常数型谐振电路用带状线等形成电感，特别当收发信信号在5GHz以上的高频带中时，谐振电路的设计很容易，因此是有用的。
[0016]集中常数型谐振电路也可以是LC串联谐振电路或LC并联谐振电路，或也可以是形成包含多个LC串联谐振电路或多个LC并联谐振电路的结构。如果采用能够用电容图案与电感图案形成谐振电路的集中常数型谐振电路的构成，则特别当收发信信号在5GHz以下的低频带中时，能够容易地设计谐振电路，而且不容易受来自辐射板等其他元件的影响。而且如果用多个谐振电路构成谐振电路，则通过各谐振电路的耦合，能够使发信信号宽带化。
[0017]又，所述电容图案是所述无线IC芯片的后级，如果将其配置于无线IC芯片与所述电感图案之间，贝lJ能够提高耐受电涌(surge)的性能。由于电涌是200MHz以下的低频电流，因此可以利用电容器截断，且能够防止无线IC芯片受到电涌的破坏。
[0018]又，也可以使所述电容图案以及所述电感图案相对于辐射板平行地配置。即配置所述电容图案与所述电感图案，从而使它们相对于辐射板不排列在一直线上，并且使得由于电容图案而产生的电场、由于电感图案而产生的磁场分别直接地作用于辐射板，通过这样，利用电感图案所形成的磁场不会被电容图案遮蔽住，且能够提高从电感图案辐射的辐射效率。而且也可以在由电感图案形成磁场的部分配置反射器和/或引向器。这样能够容易地调整供电电路向辐射板的辐射特性和指向性，并且能够极力排出来自外部的电磁场的影响，以谋求谐振特性的稳定化。
[0019]所述供电电路基板也可以是层叠多层电介质层或磁性体层而形成的多层基板，在这种情况下，电容器图案和电感图案形成于多层基板的表面和/或内部。通过用多层基板构成谐振电路，不仅基板表面而且内部也能够形成构成谐振电路的元件(电极图案等)，且能够谋求基板的小型化。而且也能够谋求提高谐振电路元件的配置自由度，实现谐振电路的高性能化。多层基板也可以是层叠多个树脂层而形成的多层树脂基板，或者是层叠多个陶瓷层而形成的陶瓷多层基板。又，也可以是利用薄膜形成技术的薄膜多层基板。当是陶瓷多层基板的情况下，陶瓷层最好是用低温烧结陶瓷材料形成的。因为可以将电阻值低的银和铜作为谐振电路构件来使用。
[0020]另一方面，所述供电电路基板也可以是电介质或磁性体的单层基板，在这种情况下，电容图案和/或电感图案形成于单层基板的表面。单层基板的材料可以是树脂也可以是陶瓷。由于电容图案而得到的电容量也可以在单层基板的正反面形成的平面形状的电极之间形成，或者也可以在单层基板的一个面上并排配置的电极之间形成。
[0021]供电电路基板最好是刚性基板。如果基板是刚性基板，则无论将无线IC器件粘贴在什么形状的物体上，发信信号的频率都是稳定的。而且，无线IC芯片能够稳定地搭载在刚性基板上。相对于这点，辐射板最好是用柔性金属膜形成的。如果辐射板是柔性的，则能够将无线IC器件粘贴在任何形状的物体上。
[0022]而且，如果柔性金属膜保持于柔性树脂膜上，则无线IC器件本身的处理变得容易。特别地，如果用薄膜覆盖无线IC芯片、供电电路基板以及整个辐射板，则可以保护其不受外部环境的影响。
[0023]但是，辐射板的电气长度最好是谐振频率的半波长的整数倍，这样增益能够达到最大。但是，因为频率实质上是由谐振电路决定的，因此辐射板的长度未必一定是谐振频率的半波长的整数倍。这一点与辐射板是具有特定谐振频率的天线元件的情况相比非常有利。
[0024]又，无线IC芯片与供电电路基板的连接可以采用各种各样的形态。例如可以在无线IC芯片上设置芯片侧电极图案，同时在供电电路基板上设置第I基板侧电极图案，从而使芯片侧电极图案与第I基板侧电极图案进行DC连接。在这种情况下，可以用焊锡、导电性树月旨、金凸点等进行连接。
[0025]或是，也可以利用电容耦合或磁耦合连接芯片侧电极图案与第I基板侧电极图案之间。如果是利用电容耦合或磁耦合而进行的连接，则不必使用焊锡或导电性树脂，只要使用树脂等的粘接剂粘贴即可。在这种情况下，不必在无线IC芯片的表面、供电电路基板的表面形成芯片侧电极图案和第I基板侧电极图案。例如也可以在芯片侧电极图案的表面形成树脂膜，或者将第I基板侧电极图案形成于多层基板的内层。
[0026]在进行电容耦合的情况下，第I基板侧电极图案的面积最好比芯片侧电极图案的面积大。即使将无线IC芯片搭载于供电电路基板上时的位置精度具有一些偏差，但是两个电极图案之间所形成的电容偏差也能够得到缓和。而且，虽然在较小的无线IC芯片上形成大面积的电极图案是困难的，但是由于供电电路基板比较大，所以对于形成大面积的电极图案没有任何障碍。
[0027]在进行磁耦合的情况下，与电容耦合相比，因为对于将无线IC芯片搭载于供电电路基板的搭载精度要求不那么高，因此更加容易进行搭载。而且，芯片侧电极图案和第I基板侧电极图案最好分别是线圈状图案。如果是盘旋状(spiral)或螺旋状(helical)等的线圈状电极图案，则设计容易进行。如果频率变高，则采用蛇行V夕'')是有效的。
[0028]另一方面，供电电路基板与辐射板的连接也可以采用各种形态。例如，可以在供电电路基板上设置第2基板侧电极图案，从而对该第2基板侧电极图案与辐射板进行DC连接。在这种情况下，可以用焊锡、导电性树脂、金凸点等进行连接。
[0029]或是，第2基板侧电极图案与辐射板之间也可以利用电容耦合或磁耦合进行连接。如果是利用电容耦合或磁耦合而进行的连接，则不必使用焊锡或导电性树脂，只需用使用树脂等的粘接剂进行粘贴即可。在这种情况下，第2基板侧电极图案不必形成于供电电路基板表面。例如，第2基板侧电极图案也可以形成于多层基板的内层。
[0030]在进行磁耦合的情况下，第2基板侧电极图案最好是线圈状电极图案。由于盘旋状(spiral)或螺旋状(helical)等的线圈状电极图案容易控制磁通，所以容易进行设计。如果频率变高，则也可以采用蛇行($7 V夕'')。还有，在进行磁耦合的情况下，最好是能够使由第2基板侧电极图案(线圈状电极图案)所产生的磁通的变化不受妨碍，例如最好是在辐射板上形成开口部。借助于此，能够提高信号能量的传递效率，同时能够减小由于供电电路基板与辐射板的贴合而造成的频率偏移。
[0031]在第2基板侧电极图案是线圈状电极图案的情况下，可以形成该第2基板侧电极图案以使其卷绕轴平行于辐射板，或与放射板垂直。在后者的情况下，最好形成线圈状电极图案以使其卷绕宽度向着辐射板方向慢慢变大。
[0032]在第I和第2发明的无线IC器件中，如果辐射板采用具有:与外部进行收发信信号的交换的辐射部和与供电电路(谐振电路)进行收发信信号的交换的供电部的两面(两端)开放型，则能够利用辐射部提高天线增益，即使是较小的供电电路图案也能够得到足够的增益，无线IC器件能够在与读写器具有足够的距离的情况下进行工作，而且即使是UHF频带以上的频带也能够充分利用。而且能够用供电电路图案大致决定谐振频率，辐射部的形状能够自由设定，能够利用辐射部的大小等调整增益，且能够用辐射部的形状等调整中心频率。
[0033]又，配置辐射部的供电部的至少一部分以该部分位于供电电路图案的投影面内，而且供电部的面积可以比供电电路图案的投影面的面积小。这里，所谓投影面意味着用供电电路图案的外形线所包围的面，所谓供电部的面积意味着辐射板的金属部分的面积。在辐射板的供电部与供电电路图案通过磁场进行耦合的情况下，如果供电部的面积比供电电路图案的投影面的面积小，则由于妨碍供电电路图案的磁通的部分变小，因此能够提高信号的传递效率。
[0034]又，可以将所述供电部形成为例如直线状，以使其长度方向上的长度跨越供电电路图案的投影面。而且，辐射板的辐射部可以分别设置于供电部的两端侧，或是也可以只设置于供电部的一端侧。如果辐射部设置于供电部的两端侧，则与供电电路图案的电容耦合性变强。如果辐射部只设置于供电部的一端侧，则与供电电路图案的磁耦合性便强，且增益变大。
[0035]而且，也可以在供电电路基板上形成多个供电电路图案，在这种情况下，最好将辐射部的供电部配置于多个供电电路图案的各投影面之间的位置上。也可以将供电部形成为例如直线状，以使其长度方向上的长度跨越多个供电电路图案的各投影面之间。如果供电部配置于多个供电电路图案之间，则供电