TWI446269B

TWI446269B - 無線通訊裝置

Info

Publication number: TWI446269B
Application number: TW099134496A
Authority: TW
Inventors: Jiun Jang Yu; Hsin Hsien Yeh; Hong Ching Lin
Original assignee: Ind Tech Res Inst
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2010-10-08
Publication date: 2014-07-21
Also published as: US20110134622A1; US8582307B2; TW201135602A

Description

無線通訊裝置

本案是有關於一種無線通訊裝置，且特別是有關於一種適用於使物品具有無線通訊功能的結構。

為了達到良好之阻水、阻氣功能，食品或物品多使用金屬包裝袋進行食品與物品之封裝，此部份獲利佔包裝袋生產廠之70%。若能使金屬包裝袋具備無線通訊之功能，將能提昇產品之附加價值，提高收入。具備無線通訊功能之金屬包裝袋解決方案為物流產業之尋找目標。

一般無線通訊元件置於金屬袋上時，由於無法正常輻射以及阻抗偏移的原因而無法正常通訊。習知常運用適合於金屬環境之金屬標籤(On-Metal Tag)來降低金屬對標籤之影響，但是製程複雜、成本昂貴，使其應用無法普遍。

另外，亦有習知於金屬袋上開孔之實現方式，來實現無線通訊功能。但是由於槽孔結構需於金屬袋上開孔，如此將影響原本金屬袋之阻水、阻氣功能。另外，槽孔結構設計特性將受金屬袋內容物之影響，經模擬其可容忍之有效介電常數為1~2之間，若高於此範圍，特性將受影響甚至無法讀取。再者，側邊槽孔部份於堆疊時，將因槽孔天線受金屬屏蔽而無法讀取。

故此，習知的金屬袋上實現無線通訊功能之結構，在通訊效果以及成本上仍有待改善。

實施例提出的無線通訊裝置的結構，能用以使一般包裝袋產品具有無線通訊功能。一實施例將輻射體結構內嵌入金屬袋之本體中，例如一槽孔由袋體之內延伸至外，用跨越槽孔之兩連接端間之袋體作為與無線通訊元件共軛匹配之用。如此，藉由此輻射體結構之尺寸、形狀與無線通訊元件之位置能達到調整阻抗之效果。

根據本案之一第一方面，提出一種無線通訊裝置，包括：一袋體及一無線射頻元件。袋體具有至少一第一槽孔，第一槽孔自袋體內延伸至該袋體之一邊緣。無線射頻元件包括一無線積體電路晶片，用以發射或接收射頻訊號，並跨越第一槽孔延伸往邊緣之一部分並耦接袋體之兩連接端，以使得該袋體之兩連接端間用以作為一迴路電極。袋體之兩連接端間之迴路電極係基於金屬材料，迴路電極之阻抗用以與無線射頻元件共軛匹配，並至少依據複數個幾何參數而決定，這些幾何參數包括：無線積體電路晶片耦接迴路電極之位置至邊緣之距離以及第一槽孔的大小。

根據本案之一第二方面，提出一無線通訊裝置，包括：一袋體及一無線射頻元件。基於上述第一方面之無線通訊裝置，第二方面的此袋體更具有至少一第二槽孔，此第二槽孔由導電部份內延伸至該袋體外並與該第一槽孔隔離。這些幾何參數更包括：第二槽孔之長度以及第二槽孔與第一槽孔之間的距離。

為了對本案之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

第一實施例

請參考第1A圖，其繪示一第一實施例之無線通訊裝置。此實施例能應用於包裝袋，使之具有無線通訊功能。例如，金屬包裝袋或防潮袋，如由多層薄膜如鋁及塑膠組成的食品用的包裝袋或是物品用的包裝袋。此無線通訊裝置10包括一袋體110及一無線射頻元件150。袋體110包括一容置空間部120及一阻抗匹配部130。阻抗匹配部130包括一導電部份140，例如是具有金屬的薄膜。導電部份140具有至少一第一槽孔160，第一槽孔160由阻抗匹配部130內延伸至導電部份140之一邊緣145。容置空間部120包括導電部份，其實質上與阻抗匹配部130的導電部份140相連並用以發射或接收射頻訊號。至於無線射頻元件150用以發射或接收射頻訊號，並跨越第一槽孔160中延伸往上述邊緣145之一部分並電性連接導電部份140之兩連接端(如第1F圖之141及142)，以使得導電部份140之兩連接端間用以作為一迴路電極或電感性電路。導電部份140之兩連接端間具有一阻抗，用以與無線射頻元件150之一阻抗共軛匹配，其中，導電部份140的阻抗至少依據複數個幾何參數而決定，這些幾何參數包括：無線射頻元件150的連接位置與邊緣145的距離以及第一槽孔160之大小形狀。

請參考第1B圖，其為第1A圖中的無線射頻元件150之一實施態樣的側視圖。如第1B圖所示，此實施態樣之無線射頻元件150包括一無線積體電路晶片151、腳位延伸片153、155和一隔絕層157。無線積體電路晶片151具有無線通訊功能的積體電路，例如是射頻識別(RFID：radio frequency identification)晶片或是其他適用的無線通訊晶片，例如是市售的具有射頻介面、控制電路及記憶體的RFID晶片。腳位延伸片153及155用以延伸無線積體電路晶片151之連接腳位之用，例如為一金屬層形成於一軟性隔絕層，如隔絕層157之上。第1C至1E圖為第1B圖之實施態樣之無線射頻元件的三種不同例子的俯視圖，其中可依設計需求改變積體電路晶片擺放於延伸腳位之不同位置。如第1C至1E圖所示，無線積體電路晶片151例如分別擺放在腳位延伸片153及155之上、中及下方。為了呈現本案實施態樣的多種可能性，在以下的各個實施例中，無線積體電路晶片151在無線射頻元件150中的位置可能各有不同，而通常知識皆可依需要加以調改，故並不以此為限。

此外，依據實施例之袋體110與無線射頻元件150之連接部份即可與無線射頻元件150之阻抗共軛匹配。故此，無線通訊裝置10可不必在無線射頻元件150中或之外加入作為袋體110與無線射頻元件150之共軛匹配之用的電路，如饋入電路(feeder circuit)。實作上，例如在一金屬袋的緣端部份的金屬薄膜層形成如第1A圖中導電部份140的環狀的結構，使金屬袋之特性阻抗呈現電感性。如此，可經由調整無線射頻元件150的連接位置與145的距離與環狀結構大小來調整特性阻抗之大小，來匹配不同之射頻識別模組。

請參考第1F及1G圖繪示依據第1A圖第一實施例的無線通訊裝置的第一槽孔的兩個例子。在第1F圖中，第一槽孔具有一開口161B及一子槽孔163B，子槽孔163B與開口161B(即另一子槽孔)連通並延伸至導電部份140之一邊緣145，無線射頻元件150跨越子槽孔163B的一部分。比較兩圖，在第1F圖中，無線射頻元件150的連接位置比較靠近邊緣145；另外，第1G圖中無線射頻元件150跨越子槽孔163C中離邊緣145比較遠的部分。依據上述第1F及1G圖之兩例子的環狀結構來作模擬，可得出分別對應到第2圖的史密斯圖中隨頻率變化的阻抗軌跡210及220，其中，兩條軌跡的F點對應到操作頻率約為915MHz，此時阻抗軌跡210及220分別對應到的阻抗為9+j142及22+j139。故此，改變如上述之幾何參數(即尺寸的大小)即可調整實部阻抗，以下將舉更詳細的例子以作介紹。

依據本實施例，無線射頻元件150越往導電部份140內，則迴路電極的實部阻抗(如以Z=R+jX表示)R(即電阻部分)越大；另一方面，由開口的形狀變化，如以周長代表，則主要影響的是迴路電極的阻抗的虛數部分X，即電抗部分。第3A及3B圖繪示為阻抗匹配部的開口30形狀不變時，改變無線射頻元件150之無線積體電路晶片151與邊緣145之距離之兩種情形。在第3A圖中，邊緣145與積體電路晶片151的距離為A1，約為8mm；在第3B圖中，距離A1約為0mm。對應到第3A及3B圖之結構，第3C圖示意當參數A1的大小改變時，上述迴路電極的阻抗Z的實數部分R大小隨頻率變化的關係。曲線310、320及330分別表示距離A1為8、4及0mm時，迴路電極的電阻R的大小在頻率為800MHz至1GHz之間變化關係。另外，第4A及4B圖繪示為第3B圖的阻抗匹配部的子槽孔形狀不變時，改變開口的形狀之兩種情形(41或43)，當中，以參數B代表開口的周長來代表第一槽孔的大小。對應到第4A及4B圖之結構，第4C圖中曲線410、420及430分別示意周長B由大變小的時候阻抗的虛數部分大小隨頻率變化的關係。又經實驗指出，實部阻抗受袋體邊緣145之寬度影響，而調整A1之距離即可調整實部阻抗，不需要額外之匹配電路。第3D圖為設計目標阻抗為5+j105，袋體尺寸由7.5cm*30cm改變至30cm*30cm，距離A1隨袋體尺寸之變化關係。故此，由上述的例子可知，依據上述實施例的精神，藉由改幾何參數，將可設計出合適的具無線通訊功能的金屬袋，並能與無線通訊晶片匹配。

目前市場上的RFID晶片的阻抗為R-jX，呈電容性，其中R的大小約5至約50歐姆之間，而X的範圍約60至約200之間。而無線射頻晶片係操作在約860MHz至約960MHz，因此透過調整阻抗匹配部之開口161B、一子槽孔163B及無線射頻元件150的連接位置即可達到與無線射頻晶片阻抗之共軛匹配效果。

此外，容置空間部120的導電部份可依需求將製作或形成一容置物品的空間，例如是適合容置食品如茶包、咖啡豆或是物品如電子零件之包袋容置空間。容置空間部120的導電部份與阻抗匹配部130的導電部份140以作為一輻射體，亦即天線。而用以發射或接收射頻訊號而容置空間部120的導電部份為呈載物品或作其他用述係因需求具有較大於阻抗匹配部的面積。在一實作例子中，可利用兩層金屬薄膜形成容置空間部120，與阻抗匹配部進行一體化設計。

第二實施例

請參考第5A圖，其繪示一第二實施例之無線通訊裝置。此無線通訊裝置50包括一袋體510及一無線射頻元件150。袋體510包括一容置空間部520及一阻抗匹配部530。阻抗匹配部530包括一導電部份540。此50與第1A圖的10的差異在於本實施例的導電部份540具有至少兩個槽孔：一第一槽孔560及一第二槽孔570，第一槽孔560由阻抗匹配部530內延伸至導電部份540之一邊緣545，第二槽孔570由導電部份540的內部延伸至導電部份540之另一邊緣。此外，導電部份540之兩連接端間作為一迴路電極，它的阻抗至少依據複數個幾何參數而決定，這些幾何參數除了包括：無線射頻元件150的連接位置與邊緣545的距離以及第一槽孔560之大小形狀，更包括第二槽孔570形狀大小有關的參數以及第二槽孔570與第一槽孔560之間的距離。至於其他部分亦與第一實施例相似，故不再贅述。

第二槽孔570能使阻抗產生共振現象，可增加匹配頻寬與阻抗調整範圍。如第5A圖所示，現在舉第二槽孔570的槽孔長度來代表第二槽孔570形狀大小的參數C以及用第二槽孔570與第一槽孔560之間的距離作為參數D。如第6A圖所示，阻抗軌跡610及620分別代表第一實施例與第二實施例之阻抗值，其中，阻抗軌跡620於箭號所指處代表相較於阻抗軌跡610有增加共振現象。請再參考第6B圖，曲線630及640分別對應到第一及第二實施例的迴路電極的反射係數隨頻率的變化關係。在第6B圖中，若以反射係數-10dB為界線，則可得第一實施例之頻寬為95MHz，而第二實施例之頻寬為140MHz。

由此可知，第二實施例具有至少二個槽孔可以增加共振現象、匹配頻寬與阻抗調整範圍。例如，第二槽孔570的槽孔長度，即參數C，可調整共振之頻率，參數C長度約為操作頻率所對應之四分之一波長。請參考第7A圖，當C為65mm、68mm、71mm時，阻抗Z的實數部分R隨頻率的變化關係分別如曲線710、720、730所示。另請參考第7B圖，當C為65mm、68mm、71mm時，阻抗Z的虛數部分的大小X隨頻率的變化關係分別如曲線740、750、760所示。當中，取頻率範圍為800MHz至1GHz之間。另一方面，參數D可調整共振時阻抗之變化大小，其中參數越小變化越大。例如，當D為9mm及11mm時，阻抗Z的實數部分R隨頻率的變化關係分別如第8A圖之曲線810及820所示。當D為9mm及11mm時，阻抗Z的虛數部分的大小X隨頻率的變化關係分別如第8B圖之曲線830及840所示。由第8A與第8B圖可知，在共振頻率915MHz的附近，阻抗Z的實數部份R與虛數部份X變化範圍隨參數D變化而改變。

此外，在其他實施例中，第5A圖中的第二槽孔更可位於導電部份540的其他位置，例如在右邊，或是在不同的位置更具有其他一個或多個槽孔。藉由增加槽孔可進一步增加匹配頻寬。此外，第二槽孔又可具有其他形狀，如其開口往上，或形成一開口往上的L形槽孔。

再者，上述第一或二實施例中，是以無線射頻元件150與阻抗匹配部之迴路電極作電性連接為例，如此可避免耦合方式對阻阬之影響。請參考第9A圖，其為藉由用上述實施例中阻抗匹配部與無線射頻元件150電性連接之部分之剖面圖的結構以比較上述實施例之電性連接與電磁耦合之差異，其中以無線射頻元件150為具延伸腳位模組之晶粒(如無線積體電路晶片151)為例，而阻抗匹配部與無線射頻元件150改以電磁耦合而非電性連接。故此，我們定義腳位(即晶粒的接腳159)與導電部份940的距離定義為t並改變t的大小。以下藉此來說明耦合厚度(即t)與阻抗之關係。在此先假設無線射頻元件150的阻抗為10-60j。請參考第9B及9C圖，當耦合厚度t為1um、3um、10um時，阻抗Z的實數部分R隨頻率的變化關係分別如曲線1100、1200及1300所示，而相對應的阻抗Z的虛數部分的大小X隨頻率的變化關係分別如曲線1110、1210及1310所示。另外，第9D圖中的曲線1120、1220及1320分別代表耦合厚度t為1um、3um、10um時相對的回波損耗隨頻率的變化關係。在上述例子中，無線射頻元件150的阻抗為10-60j，由此得知利用耦合之厚度變異需小於10um。由此可知，若阻抗匹配部與無線射頻元件150連結是採電磁耦合而非電性連接時，兩者之距離有嚴格的限制，如上述的10um，才能使天線符合匹配及效能上的要求。若此距離有很小的變異時，就隨即改變了袋體的阻抗。如此，將大大的影響袋體與無線射頻元件之共軛匹配，並影響到元件之通訊效能，如上述第9D圖的回波損耗的變化。

故此，本案之上述實施例的無線射頻元件150與輻射體之間訊號傳導係電性連接方式而並非僅以耦合方式，此電性連接可以為直接接觸，或透過穿刺或熱壓或超音波融接，或透過導電性物質的間接接觸如使用導電膠，來達到導體間相互接觸之目的。更廣義地說，電性連接(electrical connection)指的是導體與導體間相互接觸或導體與導體間經由導電粒子進行訊號之傳導；而電磁耦合(electromagnetic coupling)則為導體與導體之間，利用電場或磁場或電磁場進行訊號傳遞，其間可能間隔非導電材料。總之，能使晶片與阻抗匹配部作電性連接並符合利用晶片與阻抗匹配部兩者之間達成共軛匹配之各種實施方式，皆可視為實現本案的實施例。

第三實施例

以下舉無線射頻元件150內埋於袋體之實施例，以說明本案之其他實施方式。第10A圖為一第三實施例之無線通訊裝置，其中無線射頻元件150內埋於袋體之一側視圖。在第10A圖中，袋體包括一第一包裝材料1010及一第二包裝材料1020。一無線射頻元件設置於兩層包裝材料1010及1020中間，形成一夾層或三明治(sandwich)結構。第一及第二包裝材料1010及1020例如為一金屬層與一軟性隔絕層之整合(未繪示)。第10B圖為第10A圖中穿過無線射頻元件150的剖面圖，其中由於在無線射頻元件150兩側皆有包裝材料，故稱為雙側結構。在第10B圖中，無線積體電路晶片151之腳位延伸片153及155與一側的第二包裝材料1020之金屬層電性連接(即金屬層朝上)，且與另一側的第一包裝材料1010之金屬層電磁耦合連接，其中隔絕層157位於腳位延伸片153及155與第一包裝材料1010之間。因為此雙側結構利用電磁耦合與電性連接兩種訊號傳遞方式，可提高訊號傳輸品質。

第四實施例

第10C圖為第四實施例之無線通訊裝置，其中無線射頻元件150內埋於袋體之另一實施例之一側視圖。在第10C圖中，袋體包括一第三包裝材料1030及第二包裝材料1020。無線射頻元件150置於兩層包裝材料1030及1020中間。第三包裝材料例如為一金屬層與一軟性隔絕層之整合(未繪示)。第10C圖與第10A圖之實施例之差異在於：前者的一側包裝材料如第三包裝材料1030具有較大之摟空區域，以容置無線射頻元件150，而且另一側包裝材料如第二包裝材料1020則。第10D圖為第10C圖中穿過無線射頻元件150的剖面圖，其中在無線射頻元件150只有一側具有包裝材料，故可稱為單側結構。在第10D圖中，無線積體電路晶片151之腳位延伸片153及155與一側的第二包裝材料1020之金屬層電性連接(即此金屬層朝上)。故此結構可降低整體的厚度。

在上述第三及第四實施例的晶片內埋方式中，包裝材料與無線射頻元件至少有一側採用電性連接進行訊號傳輸。但本案之實施方式並不限於此，如下所示，發明人經實驗發現，若腳位延伸面積與包裝材料金屬層間隔厚度(即上述第9A圖所定義的耦合厚度t)符合特定條件的話，則可採用耦合方式令無線射頻元件與包裝材料之金屬層(或導電層)進行訊號傳輸。如此，前述第9A至9D圖所示的因耦合厚度t很小變異而影響到元件之通訊效能的問題，將變得不顯著或實質上不會發生。

舉例而言，第10E圖所示之三層包裝材料結構，例如分別由隔絕層1011如聚酯樹脂、金屬層1013如鋁及隔絕層1011如聚丙烯所組成的三層包裝材料結構。第10F圖為雙側結構與單側結構下，腳位延伸片面積(如第1D圖中的腳位延伸片153及155之面積)與包裝材料金屬層間隔厚度t及虛部阻抗(jX)之變化關係圖。在第10F圖中，折線L11、L12、L13、L14分別代表單側結構下，腳位延伸片面積各為9mm² 、25mm² 、100mm² 、150mm² 時，包裝材料金屬層間隔厚度t及虛部阻抗之變化關係。而折線L21、L22、L23、L24分別代表雙側結構下，腳位延伸片面積各為9mm² 、25mm² 、100mm² 、150mm² 時，包裝材料金屬層間隔厚度t及虛部阻抗之變化關係。

如第10F圖所示，當腳位延伸片面積越小時(如折線L11、L21、L12及L22)，虛部阻抗隨厚度變化越大。而雙側結構的變化受厚度影響比單側結構來的小，因此雙側結構可降低耦合厚度所造成之虛部阻抗變化，而增加無線射頻元件內埋之製程穩定度。由上結果指出，若採用電磁耦合方式，無線射頻元件之延伸腳位片面積各需大於25mm² 為較佳之尺寸選擇。又如折線L13、L14、L23、L24所示，它們的斜率較小或變化較平穩；因此，腳位延伸片面積大於25mm² 後，耦合厚度t很小變異實質上並不會造成虛部阻抗顯著的改變。據此，上述第三及第四實施例的晶片內埋方式中，亦可採用耦合方式令無線射頻元件與包裝材料之金屬層(或導電層)進行訊號傳輸。

故此，本案的實施例中，無線射頻元件與包裝材料之金屬層(或導電層)進行訊號傳輸，或是無線射頻元件與袋體之阻抗匹配部進行訊號傳輸，可採用各種耦接(coupling)方式達成，即電性連接或電磁耦合或兩者同時採用，皆可以用以實現各實施例。例如利用上述第三實施例中的第一包裝材料1010及一第二包裝材料1020接合而形成阻抗匹配部，而無線射頻元件150則設置於接合後之兩個包裝材料之一側，且採用電磁耦合與兩個包裝材料之金屬層進行訊號傳輸。此種雙包袋材料之單側耦合結構，特性表現與延伸腳位尺寸需求與上述第四實施例之單側結構相似。此外，無線射頻元件150如以上述相似方式跨越槽孔設置於接合後之兩個包裝材料之上側或下側。

上述第三及第四實施例之包裝材料，包括至少一金屬層(或導電層)與一軟性層隔絕層，其中金屬層是為實施例之導電部份。金屬層例如為鋁、銅等金屬，而形成方式例如為電鍍、鋁帶貼合、蒸鍍。軟性層隔絕層，例如為高分子材料，如聚丙烯、聚乙烯、聚酯樹脂。此外，包裝材料亦可為重覆組合之多層結構，如三層、四層或以上的多層軟性層隔絕層或多層金屬層結構，例如第10E圖所示之三層包裝材料結構。又上述第一、第二或第三包裝材料1010、1020或1030在實施時，可各自具有不同的結構。

再者，在一些實施例中，第1A或5A圖的阻抗匹配部更包括絕緣體如塑膠(如PE、PET)，以覆蓋(如上下包覆)或固定導電部份以及其槽孔。

在其他實施例中，導電部份亦可採可撓性的材質如鋁箔或其他金屬薄膜以組成。

再者，在實作時，第一槽孔的位置又可置於中間、左邊或右邊。而對於一般尺寸例如為10cmx10cm或不同大小或長寬的包裝袋實作，依本案所提供的實施例所實作者亦可得到穩定的阻抗特性、接收或發射射頻之效果。

其他實施例

上述實施例以第一槽孔位於阻抗匹配部內為例，然而，本案的實施例並不以此為限。請參照第11A-11C圖，以下更提出其他實施例作說明。

第11A圖所示之無線通訊裝置11A，其與前述實施例的差異在於袋體1100A具有一第一槽孔1160A係位於容置空間部1120A，並穿越封合部1130A(或可視為阻抗配匹部)並延伸至袋體1100A之邊緣。在第11A圖中，無線通訊元件150係跨越第一槽孔1160A位於容置空間部1120A之兩連接端。

第11B圖所示之無線通訊裝置11B，其與第11A圖之實施例的差異在容置空間部1120B更包括一氣密封條1180，氣密封條1180用以令至少袋體1100B之第一槽孔1160B與容置空間部1120B的其他部份隔離。在第11B圖中，無線通訊元件150係跨越第一槽孔1160B位於封合部1130B之兩連接端。

第11C圖所示之無線通訊裝置11C，其與前述第一及第二實施例相似，即第一槽孔1160C位於封合部1130C，但其差異在於袋體1100C更包括一非導電部1190，用於使封合部1130C及容置空間部1120C之金屬薄膜層不連接。例如，以雷射切割線或金屬摟空以形成非導電部1190。

此外，第12A及12B圖所示為依據第1A圖之第一實施例的無線通訊裝置2000。第12A圖所示意，阻抗匹配部2130與容置空間部2120是為個別製作。之後，如第12B圖所示，阻抗匹配部2130與容置空間部2120兩者結合，有一金屬重疊處2200，使袋體具備無線通訊之功能。金屬重疊處2200是以電性連接或電磁耦合連接方式實現，例如以前述的各種實現方式。

總之，第一槽孔的設置使得袋體與通訊元件作電性連接之兩連接端間用以作為一迴路電極，用以發射或接收射頻訊號亦可視為本案之實施例，其中，由於兩連接端間之迴路電極係基於金屬材料，例如鋁箔或其他合適金屬材料作為導電層，故可使之用以與無線射頻元件共軛匹配。

故此，上述實施例雖然以包裝袋作為實用例子，但並非限定本案之實施方式。上述實施例更可應用於不同形式的包裝袋，例如具一上側封合區域的包裝袋，或是更具有左右兩側封合區域的包裝袋，或是具有上下左右側封合區域的包裝袋。總之，在包裝袋的一同側的封合區域，如依據上述第一或第二實施例的精神實施至少一槽孔或兩槽孔的話，亦可實施阻抗匹配部或封合部，以達成與無線通訊晶片匹配之功用。在其他實施例中，只要依上述實施例之迴路電極之功能亦可衍生出其他實施方式及用途，例如具有容置空間以包覆其他物品或作為其他物品之一部分。

而且，更依據上述實施例有關阻抗與阻抗匹配部形狀的特性，可進一步用以調配輻射體的阻抗以配合不同的無線通訊晶片，如工業、科學與醫學頻段(ISM：industrial scientific medical band)頻段系統的晶片，例如個人局域網(wireless personal area network)如藍牙(Bluetooth)晶片，或近場無線通訊(near field communication)的晶片。

上述實施例所揭露之無線通訊裝置，以下列舉不同的功效如下：

第一實施例之結構，能適用於金屬袋緣端部份形成具有槽孔結構的阻抗匹配部，經由調整槽孔大小尺寸與通訊晶片或無線積體電路晶片之連接位置來調整阻抗達到匹配不同之射頻識別模組。

第二實施例之結構，能適用於金屬袋緣端部份形成環狀摟空之槽孔結構，於射頻模組呈載部份並增加另一阻抗調制空間，此摟空結構可用來增加天線匹配之天線頻寬使此金屬袋於整個通訊頻帶皆具有良好之讀取效果。

第三實施例之無線射頻元件內埋於袋體之雙側結構，利用電磁耦合與電性連接兩種訊號傳遞，可提高訊號傳輸品質，增加無線射頻元件內埋之製程穩定性。第四實施例之無線射頻元件內埋於袋體之單側結構的實施例，利用電性連接方式，可降低整體的厚度。

上述實施例中的無線射頻元件與輻射體之間係基於電性連接而非僅以耦合方式連接(即電磁耦合)，如此，無厚度變異對耦合效果之變異的影響，故不必用額外電路以補償上述耦合厚度對天線阻抗之影響的問題。

此外，亦有其他實施例之無線射頻元件與包裝材料之導電層(即輻射體)只採用電磁耦合。

在採用電磁耦合的實施例中，上述亦舉例說明，無線射頻晶片之延伸腳位片面積可適當地採用較大面積，有較佳的無線射頻元件內埋之製程穩定性，耦合厚度t很小變異實質上並不會造成虛部阻抗顯著的改變。

再者，有些實施例藉著包裝袋的容置空間部提供較大面積的導電部份以達到良好之輻射與接收之效果，使金屬包裝袋之實施例具有良好之無線通訊能力，並易於實現。

綜上所述，雖然本案已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本案。本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本案之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、11A、11B、11C、50、2000．．．無線通訊裝置

110、510、1100A、1100B、1100C．．．袋體

120、520、1200A、1200B、1200C．．．容置空間部

130、530．．．阻抗匹配部

140、540、940．．．導電部份

145、545．．．邊緣

150．．．無線射頻元件

151．．．無線積體電路晶片

153、155．．．腳位延伸片

157．．．隔絕層

159．．．接腳

160、560、1160A、1160B、1160C．．．第一槽孔

570．．．第二槽孔

141、142．．．連接端

30、41、43、161B、161C．．．開口

163B、163C．．．子槽孔

210、220．．．阻抗軌跡

310、320、330、410、420、430．．．曲線

610-640、710-740、810-840、1100-1320．．．曲線

1130A、1130B、1130C．．．封合部

1180．．．氣密封條

1190．．．非導電部

1010、1020、1030．．．袋體材料

1011、1015．．．隔絕層

1013．．．金屬層

2120．．．容置空間部

2130．．．阻抗匹配部

2200．．．重疊處

L11、L12、L13、L14、L21、L22、L23、L24．．．折線

第1A圖繪示依據一第一實施例的一無線通訊裝置。

第1B圖繪示第1A圖之第一實施例中無線射頻元件之一實施態樣的側視圖。

第1C至1E圖為第1B圖之實施態樣之無線射頻元件的三種不同例子的俯視圖。

第1F及1G圖繪示依據第1A圖第一實施例的無線通訊裝置的阻抗匹配部的第一槽孔的兩例子。

第2圖繪示第1F及1G圖之兩例子所對應的史密斯圖。

第3A及3B圖繪示為阻抗匹配部的開口形狀不變時，無線射頻元件150之無線積體電路晶片151與邊緣之距離之兩種情形。

第3C圖繪示當參數A的大小改變時阻抗的實數部分隨頻率變化的關係。

第3D圖為距離A1隨開口寬度改變的變化關係圖。

第4A及4B圖繪示為第3B圖的阻抗匹配部的子槽孔形狀不變時，改變開口的形狀之兩種情形。

第4C圖繪示當參數B的大小改變時阻抗的虛數部分大小隨頻率變化的關係。

第5A圖繪示依據一第二實施例之無線通訊裝置。

第5B圖繪示第5A圖中第一槽孔及第二槽孔。

第6A圖為部分的史密斯圖以比較第一及第二實施例的迴路電極的阻抗特性。

第6B圖為第一及第二實施例的反射係數隨頻率的變化關係圖。

第7A及7B圖繪示第二槽孔的參數C之改變與阻抗隨頻率變化的關係。

第8A及8B圖繪示第二槽孔的參數D之改變與阻抗隨頻率變化的關係。

第9A圖為中阻抗匹配部與無線射頻元件150連接的部分之一剖面圖。

第9B及9C圖繪示耦合厚度t之改變與阻抗隨頻率變化的關係。

第9D圖繪示耦合厚度t之改變與回波損耗隨頻率變化的關係。

第10A圖為一第三實施例之無線通訊裝置的無線射頻元件150內埋於袋體之一側視圖。

第10B圖為第10A圖中阻抗匹配部與無線射頻元件連接的部分之一剖面圖。

第10C圖為一第四實施例之無線通訊裝置的無線射頻元件150內埋於袋體之一側視圖。

第10D圖為第10C圖中阻抗匹配部與無線射頻元件連接的部分之一剖面圖。

第10E圖所示為三層包裝材料結構之一例子。

第10F圖為第三實施例之雙側結構與第四實施例之單側結構下，腳位延伸片面積與包裝材料金屬層間隔厚度t及虛部阻抗X之變化關係圖。

第11A-11C圖繪示依據其他實施例之無線通訊裝置。

第12A-12B圖繪示另一實施例之無線通訊裝置。

10．．．無線通訊裝置

110．．．袋體

120．．．容置空間部

130．．．阻抗匹配部

140．．．導電部份

145．．．邊緣

150．．．無線射頻元件

160．．．第一槽孔

Claims

一無線通訊裝置，包括：一袋體，該袋體包括：一阻抗匹配部，該阻抗匹配部包括：一第一導電部份，該第一導電部份具有至少一第一槽孔及兩連接端，該第一槽孔由該第一導電部份之內延伸至該第一導電部份的邊緣；以及一容置空間部，該容置空間部包括：一第二導電部份，該容置空間部的該第二導電部份與該阻抗匹配部的該第一導電部份連接；以及一無線射頻元件，包括一無線積體電路晶片，其具有兩個連接腳位，該無線射頻元件跨越該第一槽孔由該第一導電部份之內延伸往該第一導電部份的該邊緣之一部分，並耦接該第一導電部份的該兩連接端，使得該第一導電部份的該兩連接端間用以作為一迴路電極。
如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中該無線射頻元件更包括：兩個腳位延伸片，用以延伸該無線積體電路晶片之該兩個連接腳位，其中該兩個腳位延伸片與該第一導電部份的該兩連接端耦接；以及一隔絕層，其中該兩個腳位延伸片設置於該隔絕層上。
如申請專利範圍第2項所述之無線通訊裝置，其中該袋體包括：一第一包裝材料，包括至少一金屬層與一隔絕層，其中該兩個腳位延伸片與該第一導電部的該兩連接端所對應的該第一包裝材料之該金屬層耦接。
如申請專利範圍第3項所述之無線通訊裝置，其中該袋體更包括：一第二包裝材料，包括至少一金屬層與一隔絕層，其中該無線射頻元件設置於該第一及該第二包裝材料之間，該兩個腳位延伸片與該第一導電部份的該兩連接端所對應的該第二包裝材料之該金屬層電磁耦合。
如申請專利範圍第2項所述之無線通訊裝置，其中該袋體包括：一第一包裝材料，包括至少一金屬層與一隔絕層；以及一第二包裝材料，包括至少一金屬層與一隔絕層，其中該第一及該第二包裝材料接合，該無線射頻元件設置於接合之該第一及該第二包裝材料之一側，該兩個腳位延伸片與該第一導電部份的該兩連接端所對應的該第一或第二包裝材料之該金屬層電磁耦合。
如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中，該阻抗匹配部的該第一導電部份更具有一第二槽孔，由該第一導電部份的內部延伸至該第一導電部份之另一邊緣。
如申請專利範圍第6項所述之無線通訊裝置，其中，該第二槽孔之一長度實質上為該無線射頻元件的一操作頻率所對應之1/4波長。
如申請專利範圍第1項所述之無線通訊裝置，其中，該第一槽孔包括一第一子槽孔及一第二子槽孔，該第一子槽孔與該第二子槽孔連通並延伸至該第一導電部份的該邊緣，該無線射頻元件跨越該第一子槽孔。
如申請專利範圍第8項所述之無線通訊裝置，其中，該袋體更包括一封合部，該第二子槽孔位於該容置空間部，且該第一子槽孔與該第二子槽孔連通，穿越該封合部並延伸至該第一導電部份的該邊緣。
一無線通訊裝置，包括：一袋體，其中該袋體包括：一阻抗匹配部，該阻抗匹配部包括：一第一導電部份，該第一導電部份具有一第一槽孔及兩連接端與一第二槽孔，其中該第一槽孔由該第一導電部份之內延伸至該第一導電部份之邊緣，該第二槽孔由該第一導電部份內延伸至該第一導電部份之另一邊緣，該第一槽孔與該第二槽孔不相互連通；以及一容置空間部，該容置空間部包括：一第二導電部份，該容置空間部的該第二導電部份與該阻抗匹配部的該第一導電部份連接；以及一無線射頻元件，包括之一無線積體電路晶片，其具有兩個連接腳位，該無線射頻元件跨越該第一槽孔延伸往該第一導電部份之該邊緣之一部分，並耦接該第一導電部份的該兩連接端，以使得該第一導電部份的該兩連接端間用以作為一迴路電極。
如申請專利範圍第10項所述之無線通訊裝置，其中該無線射頻元件更包括：兩個腳位延伸片，用以延伸該線積體電路晶片之該兩個連接腳位，其中該兩個腳位延伸片與該第一導電部份的該兩連接端耦接；以及一隔絕層，其中該兩個腳位延伸片設置於該隔絕層上。
如申請專利範圍第10項所述之無線通訊裝置，其中，該第二槽孔之長度實質上為該無線射頻元件的一操作頻率所對應之1/4波長。