专利名称：无线ic器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线IC器件，特别是具有用于RFID (Radio Frequency Identification,射频识别)系统的无线IC芯片的无线IC器件。
背景技术：
近年来，作为物品的管理系统，正在开发一种将产生感应电磁场的读写器 与贴在物品或容器等上的储存规定信息的IC芯片(也称作IC标签、无线IC 芯片)以非接触方式进行通信、传输信息的RFID系统。
作为搭载IC芯片的无线IC器件，以往已知一种如专利文献1所披露的无 线标签，该无线标签在电介质基板上设置偶极子天线(由一对主天线元件与匹 配部组成)，将标签IC与偶极子天线的端部电连接。匹配部配置在标签IC与 主天线元件之间，具有使两者阻抗匹配的功能。
然而，上述的无线标签具有如下问题。即，为了将标签IC与偶极子天线 电连接，需要将微小的标签IC的连接用端子对偶极子天线高精度地定位并进 行安装，为了避免连接不良，需要使用高精度的安装设备。另外，需要对一对 主天线元件分别配置专用面积较大的匹配部，以使其不会互相重叠，这会导致 无线标签尺寸的大型化。
专利文献1:日本专利特开2005 — 244778号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种不需要高精度的安装、可以实现小型化 的适合RFID系统的无线IC器件。
为了达到上述目的，本发明的一个方式的无线IC器件的特征是，包括
具有输入输出端子、处理收发信号的无线IC芯片；
包含具有谐振电路和/或匹配电路的供电电路的供电电路基板，该供电电路包括分别包含电感元件的第一耦合部及第二耦合部；以及
分别由金属材料制成、具有搭载上述供电电路基板的第一搭载部的第一发 射板及具有搭载上述供电电路基板的第二搭载部的第二发射板，
将上述无线ic芯片的输入输出端子与上述供电电路电连接，构成在上述 供电电路基板上搭载有该无线ic芯片的电磁耦合模块，
第一耦合部与第一搭载部进行电磁场耦合，第二耦合部与第二搭载部进行 电磁场耦合，
上述无线IC芯片通过第一及第二耦合部，根据由第一及第二发射板接收 的信号进行动作，来自该无线IC芯片的响应信号通过第一及第二耦合部从第 一及第二发射板向外部发射。
在上述无线IC器件中，第一及第二发射板具有用于搭载供电电路基板的 第一及第二搭载部，由与该第一及第二搭载部进行电磁场耦合的第一及第二耦 合部组成的供电电路进行无线IC芯片与第一和第二发射板的阻抗匹配和/或 设定信号的谐振频率。由于无线IC芯片不与尺寸较大的发射板连接，而在尺 寸较小的供电电路基板上进行电连接而进行搭载，所以容易安装无线IC芯片。 另外，由于供电电路不与第一及第二发射板直接电连接，第一及第二耦合部与 第一及第二搭载部进行电磁场耦合，所以可以降低将供电电路基板与发射板安 装时的精度要求。另外，由于使用一个供电电路，因此可以使供电电路基板小 型化。并且，由于供电电路与发射板不直接导通，所以即使静电从发射板侵入， 也能防止其导致无线IC芯片的毁坏。
另外，由于无线IC器件的动作频率由设置在供电电路基板的供电电路(谐 振电路)决定，不取决于第一及第二发射板与供电电路(谐振电路)耦合的第 一及第二搭载部的长度或大小等，所以即使供电电路基板对第一及第二发射板 的安装位置多少错开一点，也不会产生动作故障，可以降低安装精度要求。
另外，无线IC芯片除了存储有关安装有本无线IC器件的物品的各种信息 之外，信息可以改写，也可以具有RFID系统之外的信息处理功能。
根据本发明，由于对供电电路基板设置由第一耦合部及第二耦合部组成的 供电电路，将无线IC芯片搭载在该供电电路基板上，构成电磁耦合模块，使 第一及第二耦合部与第一及第二发射板的第一及第二搭载部进行电磁场耦合，
5所以对无线IC芯片或供电电路基板不需要高精度的安装，另外，可以实现无 线IC器件的小型化。
图1是表示本发明的第一实施例的无线IC器件的立体图。
图2是表示第一实施例的电磁耦合模块的俯视图。
图3是表示无线IC芯片的立体图。
图4是表示第一实施例的反射特性的曲线图。
图5是表示本发明的第二实施例的无线IC器件的电磁耦合模块的俯视图。
图6是表示本发明的第三实施例的无线IC器件的电磁耦合模块的俯视图。
图7是表示本发明的第四实施例的无线IC器件的电磁耦合模块的俯视图。
图8是表示本发明的第五实施例的无线IC器件的电磁耦合模块的俯视图。
图9是表示本发明的第六实施例的无线IC器件的俯视图。
图IO是表示第六实施例的电磁耦合模块的俯视图。
图11是表示本发明的第七实施例的无线IC器件的立体图。
图12表示第七实施例的电磁耦合模块，(A)是表面图，(B)是背面图。
标号说明
1…电磁耦合模块
5…无线IC芯片
6…输入输出端子电极
20…供电电路基板
21…薄膜基板
22…供电电路
23A…第一耦合部
23B…第二耦合部
24A、 24B…线状电极
30A…第一发射板
30B…第二发射板
30A，…第一搭载部
630B'…第二搭载部
具体实施例方式
下面，参照
本发明所涉及的无线IC器件的实施例。另外，在各 图中，对共同的元器件、部分标注相同的符号，省略重复的说明。 (第一实施例、参照图1 图4)
图l、图2及图3表示无线IC器件的第一实施例。该无线IC器件由处 理规定频率的收发信号的无线IC芯片5;设置有由第一耦合部23A及第二耦合 部23B组成的供电电路22的供电电路基板20，该第一耦合部23A及第二耦合 部23B包含由线状电极24A、 24B组成的电感元件；以及在由PET薄膜制成的 基板31上形成的起到作为天线功能的第一发射板30A及第二发射板30B构成。 无线IC芯片5搭载在供电电路基板20上，由两者构成电磁耦合模块1。
第一及第二发射板30A、 30B是在柔性的薄膜基板31上将金属材料设置为 直线状而成的，起到作为所谓的偶极子天线的功能。另外，第一及第二发射板 30A、30B的一端具有分别用于搭载供电电路基板20的第一及第二搭载部30A'、 30B，。使用未图示的粘接剂将供电电路基板20粘贴在第一及第二搭载部30A'、 30B'上，第一及第二搭载部30A' 、 30B'如下述说明那样，与第一及第二耦 合部23A、 23B进行电磁场耦合。
供电电路基板20是在由PET薄膜制成的基板21上将线状电极24A、 24B 配置为蜿蜒形状而成的，线状电极24A、24B的各一端为连接用电极24A，、24B'， 各另一端被电极部25短路。并且，在柔性的薄膜基板21上形成电气浮空的电 极26、 26。
上述线状电极24A、 24B或发射板30A、 30B是将由铝箔、铜箔等导电材料 制成的金属薄板粘贴在基板21、 31上；或者在基板21、 31上镀Al、 Cu、 Ag 等金属；或者设置由导电性糊料等形成的电极膜而构成的。
无线IC芯片5包含时钟电路、逻辑电路、存储器电路等，存储所需的信 息，如图3所示，在背面设置输入输出端子电极6、 6及安装用端子电极7、 7。 无线IC芯片5的输入输出端子电极6、 6通过焊料或Au等金属凸点与上述线 状电极24A、 24B的连接用电极24A' 、 24B'电连接。另外，安装用端子电极7、 7通过金属凸点与电极26、 26电连接。
对于由以上的结构组成的无线IC器件，将基板31粘贴在作为RFID系统 的对象的物品的容器等上，无线IC芯片5通过供电电路22及发射板30A、30B， 例如使用UHF频带的高频信号，与读写器进行通信。即，利用由发射板30A、 30B接收的高频信号，通过供电电路22使无线IC芯片5进行动作，来自该无 线IC芯片5的响应信号通过供电电路22，从发射板30A、 30B向读写器发射。
更详细而言，第一发射板30A的第一搭载部30A'与第一耦合部23A进行 电磁场耦合，第二发射板30B的第二搭载部30B'与第二耦合部23B进行电磁 场耦合。线状电极24A、 24B利用其自身的电感与在线间形成的电容形成谐振 电路。该谐振电路与第一搭载部30A'及第二搭载部30B'进行电磁场耦合。 而且，谐振电路进行无线IC芯片5与发射板30A、 30B的阻抗匹配及决定信号 的谐振频率。
本无线IC器件的反射特性如图4所示，在900MHz频带下可以得到10dB 以上的良好的反射特性。
在本无线IC器件中，由于微小的无线IC芯片5在尺寸较小的供电电路基 板20上进行电连接并进行搭载，所以容易安装无线IC芯片5。另外，由于供 电电路22不与第一及第二发射板30A、30B直接电连接，第一及第二耦合部23A、 23B与第一及第二搭载部30A' 、 30B'进行电磁场耦合，所以可以降低将供电 电路基板20对发射板30A、 30B进行安装(利用粘接剂进行的粘贴)时的精度 要求。另外，供电电路22也会小型化。
而且，由于无线IC器件的动作频率由上述供电电路22所包含的谐振电路 决定，所以不取决于发射板30A、 30B的长度等，即使供电电路基板20对第一 及第二搭载部30A， 、 30B，的安装位置多少错开一点，也不会产生动作故障， 由于这一点也能降低安装精度要求。
并且，由于供电电路22与发射板30A、 30B不直接导通，所以可以事先预 防从发射板30A、 30B侵入的200MHz以下的能量波即静电导致无线IC芯片5 的毁坏。
另外，在本第一实施例中，第一耦合部23A及第二耦合部23B的宽度Wl 被设定为比第一搭载部30A'及第二搭载部30B'的宽度W2要宽。据此，搭载部30A' 、 30B'与耦合部23A、 23B容易进行位置对准，可以进一步降低供电 电路基板20对于发射板30A、 30B的安装精度要求。这一点在以下所示的各实 施例中也如图所示。
另外，由于第一耦合部23A与第一搭载部30A'、以及第二耦合部23B与 第二搭载部30B'分别在俯视下重叠，所以无线IC器件进一步小型化。而且， 第一耦合部23A与第一搭载部30A'、以及第二耦合部23B与第二搭载部30B' 垂直，耦合部23A、 23B与搭载部30A' 、 30B'产生分别垂直的磁场。因此， 磁场相互容易耦合，供电电路22与发射板30A、 30B之间的功率传输效率提高。
另外，第一耦合部23A及第二耦合部23B由以无线IC芯片5为中心的轴 C为中心、轴对称地形成的线状电极24A、 24B形成。据此，第一及第二搭载部 30A' 、 30B，与供电电路22以同一常数耦合，第一发射板30A及第二发射板 30B具有相同的发射特性和方向性。这一点在以下所示的各实施例中也如图所 示。
另外，由于第一耦合部23A及第二耦合部23B是形成为蜿蜒形状的线状电 极24A、 24B，所以供电电路22可以构成得较为紧凑，可以使供电电路基板20 小型化。
(第二实施例、参照图5)
图5表示第二实施例的无线IC器件。该无线IC器件由蜿蜒形状的线状电 极24A、 24B形成设置在供电电路基板20的供电电路22的第一耦合部23A及 第二耦合部23B，且使线状电极24A、 24B局部地分岔(分岔点参照标号27)。 除此之外的结构与上述第一实施例一样。
本第二实施例的作用效果与第一实施例一样，特别是由于使线状电极 24A、 24B分岔，所以因分岔部分的长度不同，用第一耦合部23A及第二耦合部 23B可以得到分别不同的多个谐振频率，起到作为天线功能的第一及第二发射 板30A、 30B的增益的峰值频率也会变化，可以得到宽频带的增益特性。其他 作用效果与上述第一实施例一样。 (第三实施例、参照图6)
图6表示第三实施例的无线IC器件。该无线IC器件将构成设置在供电电 路基板20的供电电路22的第一耦合部23A及第二耦合部23B的线状电极24A、24B，形成为沿基板21的长边方向延伸而弯曲的蜿蜒形状。第一发射板30A的 第一搭载部30A，及第二发射板30B的第二搭载部30B'为T字形状，与第一 耦合部23A及第二耦合部23B在俯视下垂直配置。
本第三实施例的除此之外的结构与上述第一实施例一样，作用效果也与第 一实施例一样。
(第四实施例、参照图7)
图7表示第四实施例的无线IC器件。该无线IC器件将构成设置在供电电 路基板20的供电电路22的第一耦合部23A及第二耦合部23B的线状电极24A、 24B形成为螺旋形状。另外，第一发射板30A的第一搭载部30A'及第二发射 板30B的第二搭载部30B'也与上述第三实施例同样形成为T字形状。
本第四实施例的除此之外的结构与上述第一实施例一样。作用效果也与第 一实施例一样，特别是通过将第一及第二耦合部23A、 23B形成为螺旋形状， 供电电路22可以构成得较为紧凑，可以使供电电路基板20小型化。并且，由 于第一及第二耦合部23A、 23B与第一及第二搭载部30A' 、 30B'垂直交叉的 区域增加，所以耦合部23A、 23B与搭载部30A' 、 30B，产生的磁场耦合度更 大。
(第五实施例、参照图8)
图8表示第五实施例的无线IC器件。该无线IC器件是将设置在供电电路 基板20的供电电路22由双重的螺旋形状的线状电极24A、 24B形成。各线状 电极24A、 24B在电极部28A、 28B折回，终端互相短路。本第五实施例的除此 之外的结构与上述第一实施例一样，作用效果也与第一实施例一样。
顺便提及，通过将线状电极24A、 24B形成为双重的螺旋形状，或者釆用 在如上述第二实施例所示的规定部位分岔的结构等，可以使线状电极24A、 24B 的线路长度不同。供电电路22的谐振频率与线状电极24A、 24B的线路长度对 应，线路长度L与相当于谐振频率f的波长A的关系为L二X /2。
另外，即使线状电极24A、 24B的线路长度相同，但由于线路宽度或电极 间电容等不同，也可以使谐振频率不同。通过变更线路宽度，使电极的电感变 化。即，增大线路宽度，会使电感增大。另外，通过变更电极间隔，电极间的 电容会变化。即，增大电极间隔，会使电容减小。所以，通过变更线路宽度和/或电极间隔，可以对谐振频率进行微调。 (第六实施例、参照图9及图10)
图9及图10表示第六实施例的无线IC器件。该无线IC器件与上述第一 第五实施例同样，包括由无线IC芯片5与供电电路基板20组成的电磁耦合模 块l，使第一发射板30A的第一搭载部30A，与供电电路22的第一耦合部23A 进行电磁场耦合，使第二发射板30B的第二搭载部30B'与第二耦合部23B进 行电磁场耦合。
形成于供电电路基板20的供电电路22与上述第一实施例相同。第一及第 二发射板30A、30B是用金属材料在柔性的基板31上形成为蜿蜒形状而构成的， 设置在各一端的第一搭载部30A，及第二搭载部30B，与由线状电极24A、 24B 组成的第一耦合部23A及第二耦合部23B在俯视下重叠并垂直，进行电磁场耦 合，另一端为闭环形状。
本第六实施例的其他结构与上述第一实施例一样。作用效果也与第一实施 例一样，特别是通过将第一及第二发射板30A、 30B形成为蜿蜒形状，发射板 30A、 30B可以构成得较为紧凑。
(第七实施例、参照图11及图12)
图11及图12表示第七实施例的无线IC器件。该无线IC器件与上述第一 第六实施例同样，包括由无线IC芯片5与供电电路基板20组成的电磁耦合模 块l，将供电电路22形成于柔性的基板21的表面和背面，且将形成为蜿蜒形 状的第一及第二发射板30A、 30B的一端的第一及第二搭载部30A， 、 30B，形
成为网格状。
更详细而言，如图12 (A) 、 (B)所示，在基板21的表面形成由螺旋形 状的线状电极24A、 24B组成的第一及第二耦合部23A、 23B，并且在基板21 的背面也形成由螺旋形状的线状电极24A、 24B组成的第一及第二耦合部23A、 23B。形成于表面和背面的第一及第二耦合部23A、 23B分别进行磁场耦合。而 且，通过用未图示的粘接剂将基板21的背面粘贴在第一及第二发射板30A、30B 的第一及第二搭载部30A' 、 30B'上，第一耦合部23A与第一搭载部30A'进 行电磁场耦合，第二耦合部23B与第二搭载部30B'进行电磁场耦合。
本第七实施例的作用效果与上述第一实施例一样，特别是由于将第一及第
11二耦合部23A、 23B形成于基板21的表面和背面，所以构成供电电路22的线 状电极24A、 24B (电感元件)的设计自由度提高，可以实现供电电路22的小 型化。另外，由于将第一及第二发射板30A、 30B的第一及第二搭载部30A'、 30B'形成为网格状，所以从供电电路22产生的磁通会穿过网格的开口部，由 于磁通的变化(减小)会减少，会有更多的磁通通过搭载部30A' 、 30B'，所 以信号能量的传输效率提高。
另外，在第七实施例中，第一及第二耦合部23A、 23B中，线状电极24A、 24B形成于基板21的表面和背面，但也可以只是任意一个耦合部23A、 23B形 成于基板21的表面和背面。另外，第一及第二搭载部30A' 、 30B'中形成为 网格状的也可以只是任意一个搭载部30A' 、 30B'。 (实施例总结)
在上述无线IC器件中，第一耦合部及第二耦合部的宽度比第一搭载部及 第二搭载部的宽度要宽时较为理想。搭载部与耦合部容易进行位置对准，可以 进一步降低供电电路基板对于搭载部的安装精度要求。
另外，第一耦合部与第一搭载部、以及第二耦合部与第二搭载部也可以分 别在俯视下局部地重叠，也可以在俯视下垂直配置。若两者在俯视下重叠，则 可以使无线IC器件进一步小型化。若两者垂直，则磁场容易互相耦合，供电 电路与发射板之间的功率传输效率提高。
第一搭载部及第二搭载部中的至少一个也可以形成为网格状。由于从供电 电路产生的磁通会穿过网格的开口部，所以该磁通的变化(减小)减少，更多 的磁通通过搭载部，信号能量的传输效率提高。
第一耦合部及第二耦合部中的至少一个也可以形成于供电电路基板的表 面和背面。通过将耦合部形成于供电电路基板的表面和背面，构成供电电路的 电感元件的设计自由度提高，可以使供电电路小型化。
另外，第一耦合部及第二耦合部可以是以无线IC芯片为中心、轴对称地 形成的线状电极。可以使第一及第二发射板与供电电路以同一常数耦合，可以 使第一发射板及第二发射板具有相同的发射特性或方向性。
第一耦合部及第二耦合部可以由连续的线状电极构成、或者也可以是形成 为蜿蜒形状或者螺旋形状的线状电极。另外，这些线状电极也可以在规定的位置分岔。蜿蜒形状或螺旋形状可以使供电电路构成得较为紧凑，有助于供电电 路基板的小型化。特别是，若使线状电极分岔、而其长度不同，则可以得到不 同的多个谐振频率，起到作为天线功能的第一及第二发射板的增益的峰值频率 也会变化，可以得到宽频带的增益特性。
另外，线状电极的谐振频率只由其线路长度决定。但是，即使线状电极的 线路长度相同，而由于电极间电容等的不同也可以使谐振频率不同。即，通过 变更线状电极的线路宽度，电极的电感会变化。另外，通过变更电极间隔，电 极间的电容会变化。
另外，供电电路基板也可以由柔性的基板形成。由于可以将柔性的基板制
作得较薄，所以可以实现无线IC器件的轻薄化。
(其他实施例)
另外，本发明所涉及的无线ic器件不限于上述实施例，在其要点的范围
内可以进行各种变更。
例如，上述实施例所示的线状电极24A、 24B或发射板30A、 30B、基板21、 31的材料只是举例表示，只要是具有所需特性的材料，可以使用任意材料。另 外，为了将无线IC芯片5与供电电路22连接，也可以使用金属凸点之外的处理。
工业上的实用性
如上所述，本发明对于无线IC器件是有用的，特别好的是，不需要高精 度的安装，可以实现小型化。
权利要求
1.一种无线IC器件，其特征在于，包括具有输入输出端子且处理收发信号的无线IC芯片；包含具有谐振电路和/或匹配电路的供电电路的供电电路基板，所述供电电路由分别包含电感元件的第一耦合部及第二耦合部组成；以及分别由金属材料制成、具有搭载所述供电电路基板的第一搭载部的第一发射板及具有搭载所述供电电路基板的第二搭载部的第二发射板，将所述无线IC芯片的输入输出端子与所述供电电路电连接，构成将该无线IC芯片搭载在所述供电电路基板上的电磁耦合模块，第一耦合部与第一搭载部进行电磁场耦合，第二耦合部与第二搭载部进行电磁场耦合，所述无线IC芯片通过第一及第二耦合部，根据由第一及第二发射板接收的信号进行动作，来自该无线IC芯片的响应信号通过第一及第二耦合部从第一及第二发射板向外部发射。
2. 如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于，第一耦合部及第二耦合部的宽度比第一搭载部及第二搭载部的宽度宽。
3. 如权利要求1或2所述的无线IC器件，其特征在于，第一耦合部与第一搭载部、以及第二耦合部与第二搭载部分别在俯视下局 部地重叠。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 第一耦合部与第一搭载部、以及第二耦合部与第二搭载部分别在俯视下垂直配置。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的无线IC器件，其特征在于，第一搭载部及第二搭载部中的至少一个形成为网格状。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 第一耦合部及第二耦合部中的至少一个形成于所述供电电路基板的表面和背面。
7. 如权利要求1至6中任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 第一耦合部及第二耦合部包括以所述无线IC芯片为中心且轴对称地形成的线状电极。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 第一耦合部及第二耦合部包括连续的线状电极。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的无线IC器件，其特征在于，第一耦合部及第二耦合部包括形成为蜿蜒形状的线状电极。
10. 如权利要求1至8中任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 第一耦合部及第二耦合部包括形成为螺旋形状的线状电极。
11. 如权利要求1至10中任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 第一耦合部及第二耦合部用线状电极形成，该线状电极在规定的位置分岔。
12. 如权利要求1至11中任一项所述的无线IC器件，其特征在于， 所述供电电路基板由柔性的基板形成。
全文摘要
无线IC器件中，由处理收发信号的无线IC芯片(5)、供电电路基板(20)构成电磁耦合模块(1)，构成设置在供电电路基板(20)的供电电路(22)的第一耦合部(23A)与第一发射板(30A)的第一搭载部(30A’)进行电磁场耦合，第二耦合部(23B)与第二发射板(30B)的第二搭载部(30B’)进行电磁场耦合。耦合部(23A)、(23B)分别由线状电极(24A)、(24B)形成。无线IC芯片(5)的输入输出端子电极(6)、(6)与线状电极(24A)、(24B)电连接，无线IC芯片(5)通过第一及第二耦合部(23A)、(23B)，根据由第一及第二发射板(30A)、(30B)接收的信号进行动作，来自该无线IC芯片(5)的响应信号通过第一及第二耦合部(23A)、(23B)，从第一及第二发射板(30A)、(30B)向外部发射。
文档编号G06K19/07GK101558530SQ200880001100
公开日2009年10月14日 申请日期2008年6月24日 优先权日2007年6月27日
发明者加藤登 申请人:株式会社村田制作所