CN101346852B - 无线ic器件 - Google Patents
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Abstract
本发明能够得到一种无线IC器件,该无线IC器件决定频率特性和阻抗可以不受天线的影响,而且容易制作。无线IC器件是通过将无线IC芯片(5)和放射板(11)、(11)配置在柔性片材(10)上而构成的。无线IC芯片(5)与形成在片材(10)上的具有规定的谐振频率和规定的阻抗的供电电路(15)通过Au凸点(6)连接起来。供电电路(15)由电极图案(15a)、(15b)构成,且该供电电路(15)与放射板(11)、(11)通过片材(10)而电容耦合。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线IC(集成电路)器件,尤其涉及一种RFID(RadioFrequency Identification:无线射频识别)***中所使用的无线IC器件。
背景技术
近年来,作为物品的管理***开发了RFID***,该RFID***使产生感应电磁场的读写器以非接触方式与物品所携带的、存储有规定信息的IC标签(以下称为无线IC器件)进行通信来传递信息。作为RFID***中使用的无线IC器件,例如有非专利文献1中所记载的器件。
这种无线IC器件通过将无线IC芯片安装在带状基板上,再将该带状基板与天线基板接合而成的。无线IC芯片与带状基板通过Au凸点直接电性接合,带状基板与天线基板也直接电性接合。
然而,在该无线IC器件中,由于在天线侧设定中心频率和阻抗,为了适应于多个频率和阻抗,必须准备与各个频率和阻抗对应的天线,这不适合少量多品种的生产。
另外,由于带状基板与天线基板直接电性连接,因此需要加热工序,天线基板等中所使用的材料受到限制。而且,若带状基板与天线基板的接合位置发生偏差,就会影响中心频率和阻抗,尤其对于UHF频带以上的频带,即使是微小的变动也是不允许的,所以在制造工序中需要高精度的管理。
非专利文献1:无线IC标签的所有应用日经BPムツク社p112-p126
发明内容
本发明的目的在于提供一种频率特性和阻抗不受天线影响而能够直接确定、并且制作容易的无线IC器件。
为了实现上述目的,本发明的无线IC器件,是将无线IC芯片和放射板配置在柔性片材上而成的,其特征在于,上述无线IC芯片与上述片材上形成的具有规定的谐振频率和规定的阻抗的供电电路连接,并且使上述供电电路与所述放射板耦合。
在与本发明相关的无线IC器件中,放射板具有发射由供电电路所提供的发送信号的功能和对接收信号进行接收并供给供电电路的功能,与无线IC芯片的信号收发通过供电电路来实施。从放射板发射出的发送信号的频率和供给无线IC芯片的接收信号的频率实际上由供电电路的谐振频率决定的。即,中心频率不受放射板的形状等影响,而是由供电电路来决定,只要改变供电电路就能够应对多种频率和阻抗,对于供电电路与放射板的接合不需要高精度。另外,即使放射板弯曲或被电介质夹持,频率特性也不会变化,因此能够任意选择无线IC器件的安装部位,并且能够得到稳定的频率特性。
在与本发明相关的无线IC器件中,最好在供电电路的电极图案上形成用于调节谐振频率和阻抗的切缺部。通过改变切缺部的深度和宽度能够简单地调节谐振频率和阻抗。另外,如果在片材上由柔性金属膜形成放射板,则无线IC器件使用变得方便。
此外,也可以将无线IC芯片和供电电路配置在片材的第一主面上,将放射板配置在与第一主面相反侧的第二主面上,从而通过片材使供电电路与放射板电容耦合。无线IC器件能够由一块片材来构成,并且通过夹设电容器来提高耐电涌性。因为电涌是200MHz以下的低频电流,所以可以利用电容器除去,从而能够防止无线IC芯片的电涌破坏。
另一方面,也可以将无线IC芯片和供电电路配置在柔性第一片材的第一主面上,将放射板配置在柔性第二片材的第一主面上,并且将第一片材的第一主面与第二片材的第一主面相互面对地贴合起来,从而使供电电路与放射板耦合。此时,供电电路与放射板可以直接电性耦合,或者通过粘接剂层而电容耦合。由于无线IC芯片、供电电路和放射板被两块片材覆盖,从而可以保护这些部件不受潮湿等外部空气的影响。另外,若是电容耦合,则该耦合不需要加热工序,并且片材的材质能够在耐热性材质以外广泛地进行选择。
此外,也可以将无线IC芯片和供电电路配置在柔性第一片材的第一主面上,将放射板配置在柔性第二片材的第一主面上,并且将第一片材的第一主面与第二片材的同第一主面相反侧的第二主面相互面对地贴合起来,从而使供电电路与放射板通过第二片材而电容耦合。此时,耦合也不需要加热工序。
如果采用本发明的无线IC器件,则由于频率特性和阻抗不受与外部进行信号的收发的放射板的影响,而是由供电电路来决定,因此只要通过改变供电电路的电极图案的形状就可以应对各种频率和阻抗,并且适用于多品种的制造。另外,因为对于供电电路与放射板的接合不需要高的精度,所以制造变得容易,尤其对在UHF频带以上的频率时所使用的无线IC器件的制造有利。
附图说明
图1是表示与本发明有关的无线IC器件的第一实施例的分解立体图,(A)表示背面侧,(B)表示表面侧。
图2是上述第一实施例的剖视图。
图3是表示构成与本发明有关的无线IC器件的第二、第三及第四实施例的第一及第二片材的分解立体图。
图4表示第二实施例,(A)是贴合前的剖视图,(B)是贴合后的剖视图。
图5表示第三实施例,(A)是贴合前的剖视图,(B)是贴合后的剖视图。
图6表示第四实施例,(A)是贴合前的剖视图,(B)是贴合后的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对与本发明有关的无线IC器件的实施例进行说明。另外,对以下说明的各实施例中共有的部件或部分标有同一标号,并且省略重复的说明。
(第一实施例,参照图1及图2)
如图1(A)所示,第一实施例的无线IC器件1a的结构是,在一块柔性电介质片材10(例如为PET等的树脂片材、纸)的第二主面(反面)10b上利用柔性铝箔或金属蒸镀膜等金属薄膜形成放射板11、11,如图1(B)所示,并且在第一主面(正面)10a上形成供电电路15,将无线IC芯片5安装在供电电路15上。在图1(B)中,对安装了无线IC芯片5的供电电路15进行了放大后来表示。
无线IC芯片5是包括时钟电路、逻辑电路和存储电路,并储存有所需信息的公知的芯片,它能够收发规定的高频信号。该无线IC芯片5的端子电极以跨过供电电路15的电极图案15a、15b的状态、并且通过Au凸点6(参照图2)而进行电性连接。另外,电性连接除了Au凸点6以外,也可利用锡焊和导电性粘接剂来实施连接。
因为供电电路15也与放射板11、11一样,是由柔性铝箔或金属蒸镀膜等金属薄膜来形成的,所以使各电极图案15a、15b的一端部16通过片材10与放射板11、11的一端部12对向且电容耦合。
该无线IC器件1a利用放射板11、11接收从未图示的读写器发射出的高频信号(例如UHF频带),并且使与放射板11、11电容耦合的供电电路15发生谐振而将能量供给无线IC芯片5。另一方面,从接收信号中取出规定的能量,将该能量作为驱动源,并利用供电电路15将存储在无线IC芯片5中的信息整合成规定的频率,然后通过所述电容耦合将发送信号传递给放射板11、11,并从放射板11、11向读写器发送、传送。
然而,在第一实施例的无线IC器件1a中,供电电路15具有规定的谐振频率和规定的阻抗。于是,谐振频率和阻抗可以通过改变形成在各电极图案15a、15b上的切缺部17、17的深度和/或宽度尺寸来进行调节。即,通过增大切缺部17来增大阻抗。而且,如果切缺部17的深度增加,则阻抗增大,且中心频率(fo)减小。可以利用激光等对电极图案15a、15b进行修整,从而进行这样的调节。例如,谐振频率可以微调至868MHz、915MHz、953MHz等。
如上所述,在无线IC器件1a中,从放射板11、11发射出的发送信号的频率和供给无线IC芯片5的接收信号的频率实际上是由供电电路15的谐振频率决定的。即,中心频率不受放射板11、11的形状等的影响,而是由供电电路15决定的,通过改变供电电路15的电极图案15a、15b的形状,就可以应对多种频率和阻抗,而且因为对于放射板11、11与供电电路15的接合不需要高精度,不需要变更放射板11、11的形状,所以信号的放射特性也不会变化。另外,因为即使放射板11、11卷曲或被电介质夹持,频率特性也不会变化,因此可以任意选择无线IC器件1a的安装部位,并且能够得到稳定的频率特性。
此外,通过使放射板11、11与供电电路15电容耦合,能够提高无线IC芯片5的耐电涌性。由于电涌是200MHz以下的低频电流,所以可利用电容器除去,并且可以防止无线IC芯片5的电涌破坏。此外,因为使放射板11、11与供电电路15电容耦合,因此在其耦合中不需要加热工序,片材10的材质可以在耐热性材质以外广泛地选择。
另外,放射板11、11的电长度分别为谐振频率λ的1/4,合计为1/2。但是,放射板11、11的电长度也可以不是λ/2的整数倍。即,在本发明中,因为从放射板11、11发射出的信号的频率实际上是由供电电路15的谐振频率决定的,因此实际上频率特性不受放射板11、11的电长度的影响。如果放射板11、11的电长度为λ/2的整数倍,则增益最大,所这样情况较佳。这对于后述的第二、第三和第四实施例也同样适用。
(第二、第三和第四实施例,参照图3~图6)
以下说明的第二、第三和第四实施例分别如图3所示,是将由柔性电介质或绝缘体构成的两块片材21、22贴合起来的情况。在第一片材21的第一主面21a上利用柔性铝箔或金属蒸镀膜等金属薄膜形成供电电路15,并且将无线IC芯片5安装在该供电电路15上。在第二片材22的第一主面22a上利用柔性铝箔或金属蒸镀膜等的金属薄膜来形成面积较大的放射板25、25。
供电电路15是具有与上述第一实施例所示的供电电路15相同的结构,无线IC芯片5以跨过两个电极图案15a、15b的状态来电性连接。另外,供电电路15具有规定的谐振频率和规定的阻抗,如上所述,这些可以通过改变切缺部17、17的深度和/或宽度尺寸来进行调节。
(第二实施例,参照图4)
如图4所示,在第二实施例的无线IC器件1b中,用热压接将所述第一片材21的第一主面21a与所述第二片材22的第一主面22a贴合起来,以使它们相互面对,并且使供电电路15的一端部16与放射板25的一端部26直接电性耦合。
该无线IC器件1b利用放射板25、25接收由未图示的读写器发射出的高频信号(例如UHF频带),使与放射板25、25直接电性耦合的供电电路15发生谐振而将能量供给无线IC芯片5。另一方面,从接收信号中取出规定的能量,并将该能量作为驱动源以利用供电电路15将存储在无线IC芯片5中的信息调整成规定的频率,然后通过上述直接的电性耦合将发送信号传递给放射板25、25,并且从放射板25、25向读写器发送、传送。
因此,第二实施例的无线IC器件1b的作用效果与上述第一实施例的无线IC器件1a是相同的,而且用两块片材21、22来覆盖无线IC芯片5、供电电路15和放射板25,所以能够保护这些部件不受潮湿等外部空气的影响。即,供电电路15和放射板25不会生锈等,且能够可靠地防止无线IC芯片5的脱离。另外,即使供电电路15的一端部16与放射板25的一端部26的接合不作特别的固接也不用担心错位。
而且,也可以在片材21、22的各第一主面21a、22a的相反侧的第二主面21b、22b上预先印刷所需的信息(例如宣传广告信息、条形码)。
(第三实施例,参照图5)
如图5所示,第三实施例的无线IC器件1c中,利用粘接剂层29将所述第一片材21的第一主面21a与所述第二片材22的第一主面22a贴合起来,以使它们相互面对,并且使供电电路15的一端部16与放射板25的一端部26通过粘接剂层29而相对并进行电容耦合。
该无线IC器件1c利用放射板25、25接收由未图示的读写器发射出的高频信号(例如UHF频带),使与放射板25、25电容耦合的供电电路15发生谐振而将能量供给无线IC芯片5。另一方面,从接收信号中取出规定的能量,并将该能量作为驱动源以利用供电电路15将存储在无线IC芯片5中的信息调整成规定的频率,然后通过所述电容耦合将发送信号传递给放射板25、25,并且从放射板25、25向读写器发送、传送。
因此,第三实施例的无线IC器件1c的作用效果与上述第一实施例的无线IC器件1a是相同的,而且用两块片材21、22覆盖无线IC芯片5、供电电路15和放射板25的效果与上述第二实施例的无线IC器件1b是相同的。
(第四实施例,参照图6)
如图6所示,在第四实施例的无线IC器件1d中,利用热压接将所述第一片材21的第一主面21a与所述第二片材22的第二主面22b贴合起来,以使它们相互面对,并且使供电电路15的一端部16与放射板25的一端部26通过第二片材22而相对并进行电容耦合。
该无线IC器件1d利用放射板25、25接收由未图示的读写器发射出的高频信号(例如UHF频带),使与放射板25、25电容耦合的供电电路15发生谐振而将能量供给无线IC芯片5。另一方面,从接收信号中取出规定的能量,并且将该能量作为驱动源以利用供电电路15将存储在无线IC芯片5中的信息调整成规定的频率,然后通过所述电容耦合将发送信号传递给放射板25、25,并且从放射板25、25向读写器发送、传送。
因此,第四实施例的无线IC器件1d的作用效果与上述第一实施例的无线IC器件1a是相同的,而且用两块片材21、22覆盖无线IC芯片5、供电电路15和放射板25的效果与上述第二实施例的无线IC器件1b是相同的。
(其他实施例)
另外,与本发明相关的无线IC器件不仅限于上述实施例,在其主旨范围内可以进行各种变更。
例如,无线IC芯片5的详细结构是任意的,而且供电电路15和放射板11、25的细部形状也是任意的。
工业上的实用性
如上所述,本发明对于RFID***中所使用的无线IC器件是有用的,特别地,其优点在于频率特性和阻抗的决定能够不受天线的影响,而且容易制作。
Claims (8)
1.一种无线IC器件,将无线IC芯片和放射板配置在柔性片材上而构成,其特征在于,
所述无线IC芯片与形成在所述片材上的具有规定的谐振频率和规定的阻抗的供电电路连接,
所述供电电路与所述放射板耦合,
所述供电电路包括分割成多个的电极图案,
所述电极图案配置成沿第一方向延伸的第一端缘彼此互相相对、以及从第一端缘的两端分别向反方向延伸即沿着与第一方向不同的第二方向延伸的第二端缘彼此互相相对,
无线IC芯片以跨过各第一端缘的状态、与多个电极图案电连接。
2.如权利要求1中所述的无线IC器件,其特征在于,
所述供电电路的电极图案呈“L字状”,且在所述电极图案的L字的内侧角部形成切缺部,该切缺部用于调节谐振频率和阻抗。
3.如权利要求1或2所述的无线IC器件,其特征在于,
在所述片材上利用柔性金属膜来形成所述放射板。
4.如权利要求1、2或3中所述的无线IC器件,其特征在于,
所述无线IC芯片和所述供电电路配置在所述片材的第一主面上,所述放射板配置在所述第一主面相反侧的第二主面上,
使所述供电电路与所述放射板通过所述片材来电容耦合。
5.如权利要求1、2或3中所述的无线IC,其特征在于,
所述无线IC芯片和所述供电电路配置在柔性第一片材的第一主面上,所述放射板配置在柔性第二片材的第一主面上,
将所述第一片材的第一主面与所述第二片材的第一主面贴合起来,以使它们相互面对,并且使所述供电电路与所述放射板耦合。
6.如权利要求5所述的无线IC器件,其特征在于,
使所述供电电路与所述放射板直接电性耦合。
7.如权利要求5所述的无线IC器件,其特征在于,
使所述供电电路与所述放射板通过粘接剂层而电容耦合。
8.如权利要求1、2或3中所述的无线IC器件,其特征在于,
所述无线IC芯片和所述供电电路配置在柔性第一片材的第一主面上,所述放射板配置在柔性第二片材的第一主面上,
将所述第一片材的第一主面与所述第二片材的同第一主面相反侧的第二主面贴合起来,以使它们相互面对,并且所述供电电路与所述放射板通过所述第二片材而电容耦合。
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