無線ic器件及電子設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無線IC器件及電子設(shè)備，該無線IC器件無需設(shè)置專用的天線，可以實現(xiàn)小型化，阻抗的匹配也容易。無線IC器件包括：處理收發(fā)信號的無線IC芯片(5)；安裝該無線IC芯片(5)的印刷布線電路基板(20)；形成于該電路基板(20)上的電極(21)；以及形成于電路基板(20)上的環(huán)形電極(22)，使其與無線IC芯片(5)電導(dǎo)通，同時與電極(21)進行電磁場耦合。電極(21)通過環(huán)形電極(22)與無線IC芯片(5)耦合，收發(fā)高頻信號。在無線IC芯片(5)和環(huán)形電極(22)之間，也可以存在包含諧振電路和/或匹配電路的供電電路基板。
【專利說明】無線IC器件及電子設(shè)備
[0001 ] 本發(fā)明申請是國際申請?zhí)枮镻CT/JP2008/055962，國際申請日為2008年3月27日，進入中國國家階段的申請?zhí)枮?00880000137.X，名稱為“無線IC器件及電子設(shè)備”的發(fā)明專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及無線IC器件，尤其是涉及具有用于RFID(Rad1 FrequencyIdentificat1n:無線識別)系統(tǒng)的無線IC芯片的無線IC器件、以及具備該無線IC器件的電子設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來，作為物品管理系統(tǒng)，開發(fā)了一種RFID系統(tǒng)，該RFID系統(tǒng)是將產(chǎn)生感應(yīng)電磁場的讀寫器和附于物品或容器等上的存儲規(guī)定信息的IC芯片(也稱為IC標(biāo)簽、無線IC芯片)，以非接觸方式進行通信，從而傳遞信息。
[0004]專利文獻I中揭示了一種具備IC芯片和形成于印刷布線電路基板內(nèi)的天線的RFID標(biāo)簽。在該RFID標(biāo)簽中，將印刷布線電路基板內(nèi)的天線和安裝于該基板的主平面上的IC芯片，以電導(dǎo)通的狀態(tài)連接。而且，通過在印刷布線電路基板內(nèi)配置天線，使得RFID標(biāo)簽小型化。
[0005]但是，在該RFID標(biāo)簽中，由于設(shè)置了專用的天線，所以必須有天線制作工序，從而提高了成本，而且還必須有設(shè)置的空間，因此使其大型化。尤其是，如專利文獻I的圖2中所描述的那樣，若使天線為曲折狀，則必須在整個多層內(nèi)加工內(nèi)層電極，從而使得制作工序變長。還必須具有將IC芯片和天線的阻抗進行匹配用的匹配部，若將該匹配部設(shè)置于天線和IC芯片的連接部，則天線形狀變大，若改變IC芯片，則必須也改變天線形狀等。
[0006]專利文獻1:特表平11-515094號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種無需設(shè)置專用的天線、可達到小型化、阻抗的匹配也很容易的無線IC器件以及具備該無線IC器件的電子設(shè)備。
[0008]為達到前述目的，本發(fā)明的第I形態(tài)的無線IC器件，其特征在于，包括:
[0009]處理收發(fā)信號的無線IC芯片；
[0010]安裝前述無線IC芯片的電路基板；
[0011 ]形成于前述電路基板上的電極；以及
[0012]形成于前述電路基板上的環(huán)形電極，使其與前述無線IC芯片耦合，同時與前述電極親合。
[0013]本發(fā)明的第2形態(tài)的無線IC器件，其特征在于，包括:
[0014]由處理收發(fā)信號的無線1C、和包含電感元件并且該電感元件與前述無線IC耦合的供電電路基板構(gòu)成的電磁耦合模塊；
[0015]安裝前述電磁耦合模塊的電路基板；
[0016]形成于前述電路基板上的電極；以及
[0017]形成于前述電路基板上的環(huán)形電極，使其與前述供電電路基板耦合，同時與前述電極耦合。
[0018]在前述無線IC器件中，無線IC芯片或供電電路基板與例如接地電極等的形成于電路基板上的電極，通過環(huán)形電極而耦合，形成于電路基板上的電極起到作為無線IC(芯片)的發(fā)射板(天線)的功能。即，利用前述電極所接收的信號，通過環(huán)形電極，使無線IC(芯片)工作，來自該無線IC(芯片)的響應(yīng)信號通過環(huán)形電極從前述電極向外部發(fā)射。因而，并不一定要制作專用的天線，也不需要設(shè)置其的空間。另外，利用環(huán)形電極可以將無線IC(芯片)與前述電極的阻抗進行匹配，也不一定要另外設(shè)置匹配部，從而提高無線IC(芯片)和前述電極的信號傳遞效率。
[0019]在第2形態(tài)的無線IC器件中，在例如無線IC芯片等的無線IC和環(huán)形電極之間，存在供電電路基板。該供電電路基板是包含具有電感元件的諧振電路和/或匹配電路的基板，利用諧振電路和/或匹配電路，實質(zhì)上設(shè)定使用頻率，若根據(jù)RFID系統(tǒng)的使用頻率而改變無線IC時，只要改變諧振電路和/或匹配電路的設(shè)計即可，而不需要改變發(fā)射板(電極)的形狀或大小、配置、或環(huán)形電極和電極或供電電路基板的耦合狀態(tài)。另外，諧振電路和/或匹配電路也可以具備無線IC和電極的阻抗匹配功能，從而可以提高無線IC和電極的信號傳遞效率。
[0020]另外，在前述無線IC器件中，與無線IC(芯片)或供電電路基板耦合的環(huán)形電極，也可以形成于構(gòu)成多層結(jié)構(gòu)的電路基板的多個層上。
[0021]還有，無線IC(芯片)不僅可以存儲安裝了本無線IC器件的物品相關(guān)的各種信息，也可以重寫信息，還可以具有RFID系統(tǒng)以外的信息處理功能。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，可以將電路基板中已設(shè)的電極用作為天線，從而不一定需要配置作為另一部件的天線，可以使無線IC器件、以及安裝了該器件的設(shè)備小型化。另外，對于環(huán)形電極和/或供電電路基板中含有的諧振電路和/或匹配電路，可以起到阻抗匹配的功能，從而不一定需要另外設(shè)置匹配部。
【附圖說明】
[0023]圖1表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第I實施例，(A)是平面圖，(B)是長邊方向剖視圖。
[0024]圖2是表示無線IC芯片的立體圖。
[0025]圖3表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第2實施例，(A)是平面圖，(B)是長邊方向剖視圖。
[0026]圖4表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第3實施例，(A)是平面圖，(B)是長邊方向剖視圖，(C)是短邊方向剖視圖。
[0027]圖5表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第4實施例，(A)是平面圖，(B)是長邊方向剖視圖。
[0028]圖6表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第5實施例，(A)是平面圖，(B)是長邊方向剖視圖，(C)是短邊方向剖視圖。
[0029]圖7表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第6實施例，(A)是平面圖，(B)是長邊方向剖視圖。
[0030]圖8表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第7實施例，(A)是平面圖，(B)是長邊方向剖視圖。
[0031]圖9是表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第8實施例中的電路基板的分解平面圖。
[0032]圖10是表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第9實施例中的電路基板的分解平面圖。
[0033]圖11是表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第10實施例中的電路基板的平面圖。
[0034]圖12是表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第11實施例中的電路基板的主要部分的平面圖。
[0035]圖13是表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第12實施例中的電路基板的分解平面圖。
[0036]圖14是表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第13實施例中的電路基板的分解平面圖。
[0037]圖15是表示內(nèi)置了諧振電路的第I例的供電電路基板的分解立體圖。
[0038]圖16是表示設(shè)置了諧振電路的第2例的供電電路基板的平面圖。
[0039]圖17是表示本發(fā)明有關(guān)的電子設(shè)備的一個實施例、即手機的立體圖。
[0040]圖18是表示前述手機中內(nèi)置的印刷布線電路基板的說明圖。
【具體實施方式】
[0041]以下，對于本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件以及電子設(shè)備的實施例，參照附圖進行說明。另外，在各圖中，通用部件、部分標(biāo)記同一標(biāo)號，省略重復(fù)的說明。
[0042](第I實施例，參照圖1及圖2)
[0043]圖1中表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第I實施例。該無線IC器件是由以下構(gòu)成:處理規(guī)定頻率的收發(fā)信號的無線IC芯片5;安裝了該無線IC芯片5的印刷布線電路基板20;以及形成于該電路基板20上的接地電極21和環(huán)形電極22。接地電極21以及環(huán)形電極22是分別通過在印刷布線電路基板20的主平面上涂敷導(dǎo)體糊料、或刻蝕設(shè)置于電路基板20上的金屬箔等而設(shè)置的
[0044]無線IC芯片5包括時鐘電路、邏輯電路、存儲電路等，存儲必需的信息，如圖2所示，在背面設(shè)置輸入輸出端子電極6、6以及安裝用端子電極7、7。輸入輸出端子電極6、6與設(shè)置于環(huán)形電極22的兩端的連接用電極22a、22b，用金屬凸點8進行電連接。另外，在電路基板20上設(shè)置一對連接用電極22c、22d，無線IC芯片5的端子電極7、7與該連接用電極22c、22d通過金屬凸點8進行電連接。
[0045]環(huán)形電極22相對于接地電極21的邊緣部在水平方向上鄰近設(shè)置，這兩者通過電場耦合。即，通過使環(huán)形電極22與接地電極在同一平面上鄰近，從環(huán)形電極22在垂直方向上產(chǎn)生環(huán)形的磁場H(參照圖1(A)的虛線)，該磁場H與接地電極21垂直相交，從而在接地電極21的邊緣部激勵環(huán)形電場E(參照圖1(A)的點劃線)。由該環(huán)形電場E還會感應(yīng)產(chǎn)生另一個環(huán)形磁場H，從而使環(huán)形電場E和環(huán)形磁場H在接地電極21的整個表面上擴展，向空中發(fā)射高頻信號。這樣，通過使接地電極21和環(huán)形電極22在同一主平面上鄰近、且以絕緣狀態(tài)配置，可以使兩者確實進行電磁場耦合，從而提高發(fā)射特性。
[0046]如上所述，環(huán)形電極22與接地電極21通過電磁場而耦合，從而使得從讀寫器發(fā)射、用接地電極21接收的高頻信號通過環(huán)形電極22提供給無線IC芯片5，無線IC芯片5進行工作。另一方面，來自無線IC芯片5的響應(yīng)信號通過環(huán)形電極22傳遞給接地電極21，從接地電極21向讀寫器發(fā)射。
[0047]接地電極21也可以利用在容納了本無線IC器件的電子設(shè)備的印刷布線電路基板20上已設(shè)的電極?；蛘呤怯米鳛榘惭b于電子設(shè)備上的其他電子部件的接地電極。因而，在該無線IC器件中，不需要制作專用的天線，也不需要設(shè)置其的空間。而且，由于接地電極21形成為大的尺寸，所以提高了發(fā)射增益。
[0048]另外，環(huán)形電極22通過調(diào)整其長度、電極寬度以及與接地電極之間的間隔等，可以對無線IC芯片5與接地電極21的阻抗進行匹配。
[0049](第2實施例，參照圖3)
[0050]圖3中表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第2實施例。該無線IC器件基本上是由與前述第I實施例同樣的結(jié)構(gòu)形成，是將接地電極21以及環(huán)形電極22形成于印刷布線電路基板20的背面。在電路基板20的表面形成連接用電極24a?24d，連接用電極24a、24b與環(huán)形電極22的兩端部通過通孔導(dǎo)體23進行電連接。由于連接用電極24a?24d相當(dāng)于圖1所示的連接用電極22a?22d，所以與無線IC芯片5的端子電極6、6、7、7通過金屬凸點8進行電連接。
[0051]接地電極21和環(huán)形電極22的耦合狀態(tài)與前述第I實施例相同，本第2實施例的作用效果也與第I實施例相同。尤其是，可以在電路基板20的表面將安裝其他電子部件的空間設(shè)定得很大。
[0052](第3實施例，參照圖4)
[0053]圖4中表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第3實施例。該無線IC器件中，環(huán)形電極25是由設(shè)置于印刷布線電路基板20的表面的連接用電極25a、25b、通孔導(dǎo)體28、28、和內(nèi)部電極29而形成的。該環(huán)形電極25與設(shè)置于電路基板20的背面的接地電極21進行電場耦合。連接用電極25a、25b、連接用電極25c、25d與無線IC芯片5的端子電極6、6、7、7(參照圖2)通過金屬凸點8進行電連接。
[0054]環(huán)形電極25相對于接地電極21在垂直方向上鄰近設(shè)置，這兩者通過電場進行耦合。即，從環(huán)形電極25在接地電極21的平面附近產(chǎn)生磁通，從接地電極21產(chǎn)生與該磁場正交的電場。由此，在接地電極21上激勵了電場環(huán)路，與由該電場環(huán)路產(chǎn)生的磁場環(huán)路在接地電極21的整個平面上擴展，從而向空中發(fā)射高頻信號。這樣，通過使環(huán)形電極25相對于接地電極21在垂直方向上鄰近、且以絕緣狀態(tài)配置，從而使得環(huán)形電極25的配置(即無線IC芯片5的配置)自由度變大。
[0055]本第3實施例的工作與前述第I實施例基本相同，其作用效果也如第I實施例中所說明的。尤其是，通過在印刷布線電路基板20的內(nèi)部形成環(huán)形電極25，減少了因來自外部的磁場侵入而產(chǎn)生的干擾等。也可以在電路基板20的內(nèi)部形成接地電極21。在這種情況下，由于電路基板20的正反面都有很大的空間，所以能夠形成其他的布線、或安裝電子部件，從而提高集成密度。
[0056](第4實施例，參照圖5)
[0057]圖5中表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第4實施例。該無線IC器件是通過在設(shè)置于印刷布線電路基板20的表面的接地電極21的一側(cè)部上形成缺口 21a，從而設(shè)置環(huán)形電極31，連接用電極31a、31b與無線IC芯片5的輸入輸出端子電極6、6(參照圖2)通過金屬凸點8進行電連接。另外，形成于電路基板20的表面的連接用電極31c、31d與無線IC芯片5的安裝用端子電極7、7通過金屬凸點8進行電連接。
[0058]在本第4實施例中，環(huán)形電極31與接地電極21以電導(dǎo)通的狀態(tài)耦合，由于當(dāng)中存在該環(huán)形電極31，無線IC芯片5和接地電極21耦合。第4實施例的工作與前述第I實施例的基本相同，其作用效果也如第I實施例中所說明的。
[0059](第5實施例，參照圖6)
[0060]圖6中表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第5實施例。該無線IC器件基本上與前述第4實施例相同，是接地電極21與環(huán)形電極32以電導(dǎo)通的狀態(tài)耦合。詳細(xì)地說，環(huán)形電極32是由設(shè)置于印刷布線電路基板20的表面的連接用電極33a、33b、通孔導(dǎo)體34、34而形成的。接地電極21形成于電路基板20的背面，通孔導(dǎo)體34、34的上端與連接用電極33a、33b電連接，下端與接地電極21電連接。然后，連接用電極33a、33b、連接用電極33c、33d與無線IC芯片5的端子電極6、6、7、7(參照圖2)通過金屬凸點8進行電連接。
[0061]在本第5實施例中，環(huán)形電極32與接地電極21以電導(dǎo)通的狀態(tài)耦合，由于當(dāng)中存在該環(huán)形電極32，無線IC芯片5和接地電極21耦合。第5實施例的工作與前述第I實施例的基本相同，其作用效果也如第I實施例中所說明的。
[0062](第6實施例，參照圖7)
[0063]圖7中表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第6實施例。在該無線IC器件中，是通過在供電電路基板10上安裝無線IC芯片5而構(gòu)成電磁耦合模塊I，將該電磁耦合模塊I與設(shè)置于印刷布線電路基板20上的環(huán)形電極35電連接。環(huán)形電極35與前述第I實施例中所示的環(huán)形電極22相同，與設(shè)置于電路基板20的表面的接地電極21鄰近設(shè)置，與接地電極21通過磁場進行耦合。
[0064]無線IC芯片5的圖2所示的輸入輸出端子電極6、6與設(shè)置于供電電路基板10的表面的電極12a、12b(參照圖15及圖16)通過金屬凸點8進行電連接，安裝用端子電極7、7與電極12c、12d通過金屬凸點8進行電連接。而且，在供電電路基板10的表面和無線IC芯片5的背面之間設(shè)置了還具有提高兩者接合強度的效果的保護膜9。
[0065]供電電路基板10是內(nèi)置了具有電感元件的諧振電路(圖7中省略)的基板，在背面設(shè)置外部電極19a、19b(參照圖15及圖16)，在表面形成連接用電極12a?12d(參照圖15及圖16)。外部電極19a、19b與內(nèi)置于基板1的諧振電路進行電磁場耦合，與環(huán)形電極35的連接用電極35a、35b通過未圖示的導(dǎo)電性粘著劑以電導(dǎo)通的狀態(tài)連接。此外，該電連接也可以使用焊錫等。
[0066]S卩，在供電電路基板10中內(nèi)置具有規(guī)定的諧振頻率的諧振電路，將從無線IC芯片5發(fā)出的具有規(guī)定頻率的發(fā)送信號，通過外部電極19a、19b以及環(huán)形電極35向接地電極21傳遞，而且，從用接地電極21接收的信號中選擇具有規(guī)定頻率的接收信號，并供給無線IC芯片
5。因此，該無線IC器件利用接地電極21接收的信號使無線IC芯片5工作，來自該無線IC芯片5的響應(yīng)信號從接地電極21向外部發(fā)射。
[0067 ]前述電磁耦合模塊I中，設(shè)置于供電電路基板1的背面的外部電極19a、19b與內(nèi)置于基板1內(nèi)的諧振電路進行電磁場耦合，同時與和起到作為天線功能的接地電極21進行電場耦合的環(huán)形電極35電導(dǎo)通。作為電磁耦合模塊I，不需要安裝尺寸較大的天線元件作為另一部件，能實現(xiàn)小型的結(jié)構(gòu)。而且，由于供電電路基板10也小型化，所以無線IC芯片5只要安裝在這樣小型的供電電路基板10上即可，可以用一直以來被廣泛使用的IC安裝器等，降低安裝成本。另外，在改變使用頻帶時，只要改變諧振電路的設(shè)計即可。
[0068]還有，作為形成于供電電路基板10內(nèi)的元件，即使僅僅是電感元件也可。電感元件具有對無線IC芯片5和發(fā)射板(接地電極21)的阻抗進行匹配的功能。
[0069](第7實施例，參照圖8)
[0070]圖8中表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第7實施例。在該無線IC器件中，與前述第6實施例相同，是在供電電路基板10上安裝無線IC芯片5而構(gòu)成電磁耦合模塊I，將該電磁耦合模塊I與設(shè)置于印刷布線電路基板20上的環(huán)形電極36電連接。環(huán)形電極36與前述第4實施形態(tài)所示的環(huán)形電極31相同，是通過在接地電極21的一側(cè)部上形成缺口 21a而成為環(huán)形電極，連接用電極36a、36b與設(shè)置于供電電路基板10的背面的外部電極19a、19b，通過未圖示的導(dǎo)電性粘著劑以電導(dǎo)通的狀態(tài)連接。另外，本第7實施例中的供電電路基板10的結(jié)構(gòu)、作用與前述第6實施例相同，環(huán)形電極36的作用與前述第4實施例相同。
[0071](第8實施例，參照圖9)
[0072]圖9中表示分解了本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第8實施例中的印刷布線電路基板40的狀態(tài)。該電路基板40是疊層了多個介質(zhì)層或磁性體層而形成的多層基板，在表面的第I層41A、第2層41B、第3層41C以及背面的第4層41D上形成環(huán)形電極51A?51D。
[0073]各環(huán)形電極51A?51D與前述第4實施例(參照圖5)相同，是通過對設(shè)置于各層41A?41D上的接地電極51A?51D形成缺口 50a?50d而設(shè)置的。設(shè)置于第I層41A上的環(huán)形電極51A的連接用電極52a、52b與無線IC芯片5的輸入輸出端子電極6、6電連接，或者與供電電路基板10(電磁耦合模塊I)進行電磁場耦合。另外，各接地電極50A?50D也可以通過通孔導(dǎo)體為電導(dǎo)通的狀態(tài)。還有，起到作為天線功能的電極并不一定要是接地電極。
[0074]另外，若參照圖1進行說明，則環(huán)形電極22是為了使接地電極21起到作為天線功能而使用的，環(huán)形電極22也具有阻抗變換的功能。具體地說，環(huán)形電極22具有由其連接用電極22a、22b之間的環(huán)形形狀引起的阻抗。因此，相當(dāng)于從與電極22a、22b耦合的無線IC芯片5或供電電路基板10發(fā)送的信號的電流沿著環(huán)形流通。
[0075]連接用電極22a、22b中的阻抗(Z)用實部(R)和虛部(X)的和來表示，若環(huán)形電極22的形狀變小，則由于電流路徑的長度變短，因此在環(huán)形電極22中產(chǎn)生的電阻也變小。若電流路徑的長度變短，則由該電流產(chǎn)生的電感(L)所引起的阻抗(X= coL)也變小。在由手機等設(shè)備的小型化等而引起環(huán)形電極22的配置空間變小時，環(huán)形電極22的阻抗變得過小，與無線IC芯片或供電(諧振/匹配)電路的阻抗差變大，從而會產(chǎn)生無法從無線IC芯片5或供電電路向發(fā)射板傳遞足夠功率的問題。
[0076]為解決該問題，必須增大環(huán)形電極22的阻抗(Z)，即必須增大實部(R)或虛部(X)。從第8實施例到以下所示的第13實施例都是為了解決這個問題的實施例。因而，在本第8實施例中，接地電極50A起到天線的功能，發(fā)揮與前述第I實施例相同的作用效果，同時，尤其是由于形成于第I層41A上的與無線IC芯片5或供電電路基板10耦合的環(huán)形電極51A的尺寸大于其他環(huán)形電極51B?51D，因此通信時流經(jīng)環(huán)形電極51A的電流路徑變長，電阻變大，同時實部(R)變大，其結(jié)果是可以增大阻抗(Z)。
[0077](第9實施例，參照圖10)
[0078]圖10中表示分解了本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第9實施例中的印刷布線電路基板40的狀態(tài)。本第9實施例具有與前述第8實施例基本相同的結(jié)構(gòu)，不同點在于:將與無線IC芯片5或供電電路基板10耦合的連接用電極54a、54b(形成于第I層41A上)，與設(shè)置于第2層41B上的環(huán)形電極51B通過通孔導(dǎo)體54c進行電連接，該環(huán)形電極51B的尺寸大于其他環(huán)形電極51A、51C、51D。因而，本第9實施例的作用效果與第8實施例相同。
[0079](第10實施例，參照圖11)
[0080]圖11中表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第10實施例中的印刷布線電路基板20。對形成于該電路基板20的表面的接地電極21形成缺口 21b，同時對該缺口 21b設(shè)置環(huán)形電極31，而且，在該環(huán)形電極31的內(nèi)側(cè)配置曲折狀的匹配電極37。將無線IC芯片5或供電電路基板10與作為匹配電極37的端部的連接用電極37a、37b耦合。
[0081]本第10實施例中，接地電極21也是起到天線的功能，發(fā)揮與前述第I實施例相同的作用效果。而且，利用配置于環(huán)形電極31的內(nèi)側(cè)的曲折狀匹配電極37，使環(huán)形電極31的電流路徑變長，電阻增大，同時實部(R)變大，其結(jié)果是可以增大阻抗(Z)。另外，圖11中的匹配電極37的形狀是一個例子，可以根據(jù)缺口 21b的形狀或大小等進行變更。
[0082](第11實施例，參照圖12)
[0083]圖12中表示本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第11實施例中的印刷布線電路基板20的主要部分。本第11實施例具有與前述第10實施例基本相同的結(jié)構(gòu)，不同點在于:對接地電極21的缺口 21c設(shè)置內(nèi)側(cè)配置了曲折狀的匹配電極37的環(huán)形電極31，與前述第I實施例相同，將環(huán)形電極31與接地電極21通過電場進行耦合。
[0084]將無線IC芯片5或供電電路基板10與作為匹配電極37的端部的連接用電極37a、37b耦合，這一點也與第10實施例相同，接地電極21起到天線的功能，發(fā)揮與前述第I實施例以及第10實施例相同的作用效果。
[0085](第12實施例，參照圖13)
[0086]圖13中表示分解了本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第12實施例中的印刷布線電路基板40的狀態(tài)。該電路基板40與前述第8實施例(參照圖9)相同，是疊層了多個介質(zhì)層或磁性體層而形成的多層基板，在表面的第I層41A、第2層41B、第3層41C以及背面的第4層41D上形成了環(huán)形電極51A?51D。
[0087]環(huán)形電極51A?51D是通過對設(shè)置于各層41A?41D上的接地電極50A?50D形成缺口 50a?50d而設(shè)置的。設(shè)置于第I層41A上的連接用電極55a、55b，與無線IC芯片5的輸入輸出端子電極6、6電連接，或者與供電電路基板10(電磁耦合模塊I)進行電磁場耦合。另外，各接地電極50A?50D也可以通過通孔導(dǎo)體為電導(dǎo)通的狀態(tài)。還有，起到作為天線功能的電極并不一定要是接地電極。
[0088]而且，在環(huán)形電極51B、51C的內(nèi)側(cè)配置了匹配電極56a、56b、57a、57b。連接用電極55a通過通孔導(dǎo)體58a與匹配電極57a的一端連接，該匹配電極57a的另一端通過通孔導(dǎo)體58b與匹配電極56a的一端連接。該匹配電極56a的另一端通過通孔導(dǎo)體58c與接地電極50A的一端50Aa連接。另外，連接用電極55b通過通孔導(dǎo)體58d與匹配電極57b的一端連接，該匹配電極57b的另一端通過通孔導(dǎo)體58e與匹配電極56b的一端連接。該匹配電極56b的另一端通過通孔導(dǎo)體58f與接地電極50A的另一端50Ab連接。
[0089]本第12實施例中，接地電極50A也是起到天線的功能，發(fā)揮與前述第I實施例相同的作用效果。而且，利用配置于環(huán)形電極51B、51C的內(nèi)側(cè)的匹配電極56a、56b、57a、57b，使環(huán)形電極51A的電流路徑變長，電阻增大，同時實部(R)變大，其結(jié)果是可以增大阻抗(Z)。尤其是，本第12實施例中，由于匹配電極56a、56b、57a、57b是由多層結(jié)構(gòu)形成的，因此即使是小型的，也可以使電流路徑長度變長，從而可以獲得較大的阻抗(Z)。
[0090](第13實施例，參照圖14)
[0091]圖14中表示分解了本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件的第13實施例中的印刷布線電路基板40的狀態(tài)。該電路基板40與前述第8以及第12實施例相同，是疊層了多個介質(zhì)層或磁性體層而形成的多層基板，在表面的第I層41A、第2層41B、第3層41C以及背面的第4層41D上形成了環(huán)形電極51A?5ID。
[0092]環(huán)形電極51A?51D是通過對設(shè)置于各層41A?41D上的接地電極50A?50D形成缺口 50a?50d而設(shè)置的。設(shè)置于第I層41A上的連接用電極61和接地電極50A的一端50Aa，與無線IC芯片5的輸入輸出端子電極6、6電連接，或者與供電電路基板10 (電磁親合模塊I)進行電磁場耦合。另外，各接地電極50A?50D也可以通過通孔導(dǎo)體為電導(dǎo)通的狀態(tài)。還有，起到作為天線功能的電極并不一定要是接地電極。
[0093]而且，在環(huán)形電極51B、51C的內(nèi)側(cè)配置了匹配電極62、63。連接用電極61通過通孔導(dǎo)體64a與匹配電極63的一端連接，該匹配電極63的另一端通過通孔導(dǎo)體64b與匹配電極62的一端連接。該匹配電極62的另一端通過通孔導(dǎo)體64c與接地電極50A的另一端50Ab連接。
[0094]本第13實施例中，接地電極50A也是起到天線的功能，發(fā)揮與前述第I實施例相同的作用效果。而且，利用配置于環(huán)形電極5IB、5IC的內(nèi)側(cè)的匹配電極62、63，使環(huán)形電極5IA的電流路徑變長，電阻增大，同時實部(R)變大，其結(jié)果是可以增大阻抗(Z)。尤其是，本第13實施例中，由于匹配電極62、63是由多層結(jié)構(gòu)形成的，因此與前述第12實施例相同，即使是小型，也可以使電流路徑長度變長，從而可以獲得較大的阻抗(Z)。
[0095](諧振電路第I例，參照圖15)
[0096]圖15中表示內(nèi)置于供電電路基板1的諧振電路的第I例。該供電電路基板1是對由介質(zhì)形成的陶瓷片IlA?IlH進行疊層、壓制、燒成的基板，在薄片IlA上形成連接用電極12a、12b、電極12c、12d、和通孔導(dǎo)體13a、13b，在薄片IlB上形成電容器電極18a、導(dǎo)體布圖15a、15b、和通孔導(dǎo)體13c?13e，在薄片IIC上形成電容器電極18b、和通孔導(dǎo)體13d?13f。而且在薄片IlD上形成導(dǎo)體布圖16a、16b、和通孔導(dǎo)體13e、13f、14a、14b、14d，在薄片IlE上形成導(dǎo)體布圖16a、16b、和通孔導(dǎo)體13e、13f、14a、14c、14e，在薄片IlF上形成電容器電極17、導(dǎo)體布圖16a、16b、和通孔導(dǎo)體13e、13f、14f、14g，在薄片IIG上形成導(dǎo)體布圖16a、16b、和通孔導(dǎo)體136、131141148，在薄片11!1上形成導(dǎo)體布圖16&、1613、和通孔導(dǎo)體13€。
[0097]通過疊層上述的薄片IIA?11H，用由通孔導(dǎo)體14c、14d、14g呈螺旋狀連接的導(dǎo)體布圖16a構(gòu)成電感元件LI，用由通孔導(dǎo)體14b、14e、14f呈螺旋狀連接的導(dǎo)體布圖16b構(gòu)成電感元件L2，用電容器電極18a、18b構(gòu)成電容元件Cl，用電容器電極18b、17構(gòu)成電容元件C2。
[0098]電感元件LI的一端通過通孔導(dǎo)體13d、導(dǎo)體布圖15a、通孔導(dǎo)體13c與電容器電極18b連接，電感元件L2的一端通過通孔導(dǎo)體14a與電容器電極17連接。另外，電感元件L1、L2的另一端在薄片IlH上匯合為I端，通過通孔導(dǎo)體13e、導(dǎo)體布圖15b、通孔導(dǎo)體13a與連接用電極12a連接。此外，電容器電極18a通過通孔導(dǎo)體13b與連接用電極12b電連接。
[0099]然后，連接用電極12a、12b通過金屬凸點8與無線IC芯片5的端子電極6、6進行電連接。電極12c、12d與無線IC芯片5的端子電極7、7連接。
[0100]另外，在供電電路基板10的背面通過涂敷導(dǎo)體糊料等設(shè)置外部電極19a、19b，外部電極19a與電感元件L(L1、L2)通過磁場進行耦合，外部電極19b通過通孔導(dǎo)體13f與電容器電極18b進行電連接。外部電極19&、1%與環(huán)形電極35或36的連接用電極35&、3513或36&、36匕的電連接，則如前所述。
[0101]還有，在該諧振電路中，電感元件L1、L2具有并排配置2個導(dǎo)體布圖16a、16b的結(jié)構(gòu)。2個導(dǎo)體布圖16a、16b各自的線路長度不同，可以實現(xiàn)不同的諧振頻率，從而可以使無線IC器件實現(xiàn)寬帶化。
[0102]還有，各個陶瓷片11A?IIH也可以是由磁性體的陶瓷材料形成的薄片，可以通過一直以來使用的片材疊層法、厚膜印刷法等的多層基板的制作工序，很容易地獲得供電電路基板I O。
[0103]另外，也可以用例如由聚酰亞胺或液晶聚合物等的介質(zhì)形成的柔性薄片來形成前述薄片IlA?11H，在該薄片上利用厚膜形成法等形成電極和導(dǎo)體，再對這些薄片進行疊層，利用熱壓等形成疊層體，并內(nèi)置電感元件L1、L2和電容元件C1、C2。
[0104]在前述供電電路基板10中，電感元件L1、L2和電容元件Cl、C2設(shè)置在平面透視中為不同的位置上，利用電感元件L1、L2與外部電極19a以磁場耦合，外部電極19b成為構(gòu)成電容元件Cl的一個電極。
[0105]因而，在供電電路基板10上安裝了前述無線IC芯片5的電磁耦合模塊I中，用接地電極21接收從未圖示的讀寫器發(fā)射的高頻信號(例如，UHF頻帶)，使通過環(huán)形電極35或36與外部電極19a、19b進行磁場耦合以及電場耦合的諧振電路發(fā)生諧振，向無線IC芯片5僅提供規(guī)定頻帶的接收信號。另一方面，從該接收信號提取規(guī)定的能量，將該能量作為驅(qū)動源，將無線IC芯片5中存儲的信息，用諧振電路與規(guī)定的頻率進行匹配，之后，通過外部電極19a、19b以及環(huán)形電極35或36向接地電極21傳遞，從該接地電極21向讀寫器進行發(fā)送、轉(zhuǎn)送。
[0106]在供電電路基板10中，用電感元件L1、L2和電容元件C1、C2構(gòu)成的諧振電路決定諧振頻率特性。根據(jù)諧振電路自身的諧振頻率，實質(zhì)上決定了從接地電極21發(fā)射的信號的諧振頻率，。
[0107]另外，諧振電路還兼作為使無線IC芯片5的阻抗和接地電極21的阻抗進行匹配用的匹配電路。供電電路基板10也可以除由電感元件和電容元件構(gòu)成的諧振電路以外而具備另外設(shè)置的匹配電路(該意義下，將諧振電路也稱為匹配電路)。若對諧振電路也附加匹配電路的功能，則會使諧振電路的設(shè)計變得復(fù)雜。若設(shè)置諧振電路以外的匹配電路，則可以分別獨立地設(shè)計諧振電路和匹配電路。另外，前述環(huán)形電極35、36也可以具備阻抗匹配功能和作為諧振電路的功能。在這種情況下，通過考慮環(huán)形電極的形狀和成為發(fā)射板的接地電極的大小等，來進行供電電路基板10內(nèi)的諧振電路(匹配電路)的設(shè)計，從而可以提高發(fā)射特性。
[0108](諧振電路第2例，參照圖16)
[0109]圖16中表示對供電電路基板70設(shè)置的諧振電路的第2例。該供電電路基板70是由柔性PET薄膜等形成，在基板70上，形成構(gòu)成電感元件L的螺旋形的導(dǎo)體布圖72、和構(gòu)成電容元件C的電容器電極73。從導(dǎo)體布圖72以及電容器電極73引出的電極12a、12b與無線IC芯片5的端子電極6、6電連接。另外，形成于基板70上的電極12c、12d與無線IC芯片5的端子電極
7、7電連接。
[0110]在供電電路基板70上由電感元件L和電容元件C構(gòu)成諧振電路，在分別與之對置的前述電極35a、35b或前述電極36a、36b之間進行磁場親合以及電場親合，收發(fā)規(guī)定頻率的高頻信號，這一點與前述第I例相同。尤其是，由于第2例中供電電路基板70是由柔性薄膜構(gòu)成的，所以使得電磁耦合模塊I的高度降低。另外，關(guān)于電感元件L，可通過改變導(dǎo)體布圖72的線寬或線間距，來改變電感值，從而可以對諧振頻率進行微調(diào)。
[0111]另外，在本第2例中，電感元件L也配置2個導(dǎo)體布圖72為螺旋形，在螺旋中心部將2個導(dǎo)體布圖72連接。這2個導(dǎo)體布圖72分別具有不同的電感值L1、L2，可以設(shè)定各自的諧振頻率為不同的值，從而可以與前述第I例相同，使無線IC器件的使用頻率實現(xiàn)寬帶化。
[0112](電子設(shè)備，參照圖17及圖18)
[0113]接著，作為本發(fā)明有關(guān)的電子設(shè)備的一個實施例，對手機進行說明。圖17中所示的手機80輸入對應(yīng)于多個頻率的地面波數(shù)字信號、GPS信號、WiFi信號、以及CDMA和GSM等通信用信號。
[0114]如圖18所示，在殼體81內(nèi)設(shè)置了印刷布線電路基板20。在該印刷布線電路基板20上配置了無線通信用電路90和電磁耦合模塊I。無線通信用電路90由IC91、內(nèi)置于電路基板20內(nèi)的平衡-不平衡變換器92、BPF93以及電容器94構(gòu)成。安裝了無線IC芯片5的供電電路基板10，安裝在與設(shè)置于印刷布線電路基板20上的接地電極21耦合的環(huán)形電極(例如，參照第6實施例中的標(biāo)號35，參照第7實施例中的標(biāo)號36)上，構(gòu)成無線IC器件。
[0115](其他實施例)
[0116]另外，本發(fā)明有關(guān)的無線IC器件以及電子設(shè)備并不限于前述實施例，可以在其要點范圍內(nèi)進行種種變更。
[0117]例如，收發(fā)高頻信號用的電極并不僅僅是接地電極，也可以使用設(shè)置于電路基板上的各種電極。另外，諧振電路可以采用各種結(jié)構(gòu)。前述實施例中所示的外部電極和供電電路基板的材料到底只是舉例表示，只要是具有必要的特性的材料，可以使用任意的材料。還有，也可以使供電電路基板包含無線IC的功能，在一個基板上形成無線IC和供電電路。由此，可以實現(xiàn)無線IC器件的小型化，降低高度。
[0118]前述第I?第5實施例中，也可以使用第6及第7實施例所示的電磁耦合模塊I，來代替無線IC芯片。
[0119]為了在供電電路基板上安裝無線IC芯片，也可以用金屬凸點以外的處理。另外，也可以在無線IC芯片的電極和供電電路基板的連接用電極之間配置介質(zhì)，使該兩個電極進行電容耦合。而且，也可以使無線IC芯片和環(huán)形電極、或供電電路基板和環(huán)形電極進行電容耦入口 O
[0120]另外，安裝了無線IC器件的設(shè)備并不限于手機等無線通信設(shè)備，也可以是具備有環(huán)形電極的電路基板的各種設(shè)備(例如，電視機、電冰箱等家電產(chǎn)品)。
[0121]工業(yè)上的實用性
[0122]如上所述，本發(fā)明對于有無線IC芯片的無線IC器件以及具備該無線IC器件的電子設(shè)備是有用的，尤其是其優(yōu)點在于:無需設(shè)置專用的天線，可以實現(xiàn)小型化，阻抗的匹配也很容易。
【主權(quán)項】
1.一種無線IC器件，其特征在于，包括: 處理收發(fā)信號的無線IC芯片； 供電電路基板，該供電電路基板與所述無線IC芯片連接，且具有電感元件； 安裝所述供電電路基板的電路基板； 形成于所述電路基板上的接地電極；以及 形成于所述電路基板上的環(huán)形電極，以使其與所述供電電路基板耦合，并且與所述接地電極耦合， 所述接地電極起到發(fā)射體的作用。2.如權(quán)利要求1所述的無線IC器件，其特征在于， 所述環(huán)形電極和形成于所述電路基板上的接地電極形成于所述電路基板的同一主平面上。3.如權(quán)利要求1所述的無線IC器件，其特征在于， 所述環(huán)形電極以及形成于所述電路基板上的接地電極中的至少一方形成于所述電路基板的內(nèi)部。4.如權(quán)利要求1?3的任一項所述的無線IC器件，其特征在于， 所述環(huán)形電極和形成于所述電路基板上的接地電極互相以絕緣狀態(tài)配置。5.如權(quán)利要求1?3的任一項所述的無線IC器件，其特征在于， 所述環(huán)形電極和形成于所述電路基板上的接地電極互相以電導(dǎo)通的狀態(tài)配置。6.如權(quán)利要求1所述的無線IC器件，其特征在于， 所述電路基板是疊層多個介質(zhì)層或磁性體層而形成的多層基板。7.如權(quán)利要求1?3、6的任一項所述的無線IC器件，其特征在于， 所述環(huán)形電極具備阻抗匹配功能。8.如權(quán)利要求6所述的無線IC器件，其特征在于， 所述環(huán)形電極形成于所述電路基板的一個主平面、以及至少一個介質(zhì)層上或磁性體層上。9.如權(quán)利要求6或8所述的無線IC器件，其特征在于， 形成于多個層上的所述環(huán)形電極的環(huán)路的大小，至少在一個層上是不同的。10.如權(quán)利要求9所述的無線IC器件，其特征在于， 大小不同的所述環(huán)形電極的端部與所述無線IC芯片耦合。11.一種電子設(shè)備，其特征在于， 具備權(quán)利要求1?10的任一項所述的無線IC器件。
【文檔編號】H01Q1/22GK106096705SQ201610654623
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2008年3月27日 公開號201610654623.X, CN 106096705 A, CN 106096705A, CN 201610654623, CN-A-106096705, CN106096705 A, CN106096705A, CN201610654623, CN201610654623.X
【發(fā)明人】片矢猛, 加藤登, 石野聰, 池本伸郎, 木村育平, 道海雄也
【申請人】株式會社村田制作所