CN104092019B - 无线ic器件及无线ic器件用元器件 - Google Patents

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Abstract

本发明的无线IC器件可减少包装体的制造成本，在较小的物品上也可安装，并可抑制标记形成部的厚度。例如在利用铝蒸镀层压薄膜的物品包装体(60)的端部形成没有铝蒸镀膜的缺口部(61)，在该部分设置电磁耦合模块(1)。利用该电磁耦合模块(1)和包装体(60)的铝蒸镀膜来构成无线IC器件。电磁耦合模块(1)的作为磁场发射用辅助辐射体的环状电极与包装体(60)的铝蒸镀膜耦合，整个物品包装体(60)起到作为天线的辐射体的作用。

Description

无线IC器件及无线IC器件用元器件
本申请是发明名称为“无线IC器件及无线IC器件用元器件”、国际申请日为2008年7月2日、申请号为200880001101.3(国际申请号为PCT/JP2008/061953)的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及适用于利用电磁波以非接触方式进行数据通信的RFID(RadioFrequency Identification：射频识别)系统中的无线IC器件及无线IC器件用元器件。
背景技术
近年来，常利用RFID系统以作为物品的管理系统，该RFID系统在产生感应电磁场的读写器和附在物品上的存储有预定信息的无线IC器件之间进行非接触通信，来传递信息。
图1是表示该专利文献1中示出的、在IC标记用天线上装有IC标记标签的非接触IC标记(无线IC器件)的例子。图1(A)是俯视图，图1(B)是在(A)的A－A线处的放大剖视图。非接触IC标记用天线由分离成两片的天线图案91、92形成。天线图案91、92由金属薄膜层构成。
在非接触IC标记标签82的标签基材82b上形成天线101、102，在此之上安装IC芯片85。该非接触IC标记标签82的天线101、102通过各向异性导电性粘合剂84进行安装，使得与天线图案91、92接触，来形成非接触IC标记90。
在标签基材82b的面上层叠密封材料薄膜83，以防止IC标记标签的剥离，最终构成带IC标记的包装体81。
专利文献1：日本国专利特开2003－243918号公报
对于专利文献1的非接触IC标记及设有该标记的包装体，存在如下问题。
(a)由于是和包装体利用不同的工序来形成天线图案，因此需要天线制造工序，因工序变长且需要额外的构件，所以包装体的制造成本增加。
(b)为了得到充分的辐射特性，需要增大天线图案，无法在较小的物品上安装IC标记。
(c)由于是在物品的基材上形成IC标记，并利用别的薄膜来覆盖该形成面，因此IC标记形成部的厚度变厚。
发明内容
因此，本发明的目的在于解决上述问题，提供一种可减少包装体的制造成本、在较小的物品上也可安装并可抑制标记形成部的厚度的无线IC器件。
为了解决所述问题，本发明的无线IC器件构成如下。
(1)无线IC器件，具有：
高频器件，该高频器件是由无线IC和与无线IC导通或进行电磁场耦合并且与外部电路耦合的馈电电路基板构成的电磁耦合模块，或是所述无线IC芯片本身；及
辐射电极，该辐射电极是安装所述高频器件并且与该高频器件耦合的、物品的一部分，起到作为辐射体的作用。
利用该结构，例如由于无需如图1所示那样的用于将天线图案形成在物品上的工序或构件，因此几乎不会因在物品上设置无线IC器件而导致成本上升。
另外，由于能将整个物品或其一部分用作为辐射体，因此即使安装在较小的物品上也可得到充分的辐射特性。
另外，由于能够减小物品的基材上设置高频器件的部分的厚度，因此能够抑制高频器件部分的隆起，不会有损外观。
而且，由于通过使用电磁耦合模块，从而能够在馈电电路基板内设计无线IC芯片和辐射电极之间的阻抗匹配，因此无需限定辐射电极的形状或材质，不管对于怎样的物品都能够适应。
(2)所述辐射电极包含具有预定宽度的导电部，在该导电部的端缘部具有缺口部，在该缺口部配置所述高频器件，并且使高频器件在导电部的缺口部与导电部耦合。
利用该结构，能配置高频器件但不从物品的外形突出，且能将导电部有效地用作为辐射体。
(3)所述辐射电极包含具有预定宽度的导电部，在该导电部的一部分具有非导电部，在该非导电部内的端部配置所述高频器件，并且使高频器件与非导电部的周边的导电部耦合。
利用该结构，能配置高频器件但不从物品的外形突出，且能将导电部有效地用作为辐射体。
(4)另外，本发明的无线IC器件在所述高频器件的安装部(安装区域的附近)，具有与所述高频器件耦合且与所述辐射电极直接电导通的环状电极，该环状电极的环形面朝所述辐射电极的面内方向。
利用该结构，能容易地使高频器件和环状电极进行匹配，且因环状电极与辐射电极强耦合，所以可力图实现高增益化。
(5)另外，本发明的无线IC器件在所述高频器件的安装部(安装区域的附近)，具有与所述高频器件耦合且通过绝缘层与所述辐射电极进行电磁场耦合的环状电极。
利用该结构，能容易地使高频器件和环状电极进行匹配，且因环状电极与辐射电极在直流上绝缘，所以能提高抗静电性。
(6)在所述高频器件的安装部和所述环状电极之间，具有使所述高频器件和所述环状电极直接导通的匹配电路。
利用该结构，能够将匹配电路用作为辐射电极和高频器件之间的阻抗匹配用电感，作为无线IC器件的阻抗匹配设计的设计自由度提高，其设计也变得容易。
(7)在所述馈电电路基板内具有谐振电路及/或匹配电路。
利用该结构，频率的选择性提高，利用自谐振频率能够大致确定无线IC器件的动作频率。随之，能够以高效率来进行RFID系统中使用的频率的信号能量的互相传送(收发)。由此能提高无线IC器件的辐射特性。
另外，通过在所述馈电电路基板内设置匹配电路，从而能够以高效率来进行RFID系统中使用的频率的信号能量的互相传送(收发)
(8)设所述谐振电路的谐振频率实质上与利用所述辐射电极收发的信号的频率相当。
由此辐射用电极单纯地与馈电电路部耦合，只要具有与所需的增益对应的大小即可，而无需根据使用的频率限定辐射电极的形状或材质，不管对于怎样的物品都能够适应。
(9)设所述辐射电极例如是将包含导电层的薄片成型为袋状或包状的物品包装体的金属膜层。
利用该结构，由于能够原样利用具有金属膜层的物品包装体，且几乎整个物品起到作为辐射体的作用，因此即使重叠有多个物品，也能读取各物品的ID。
(10)设所述辐射电极是在电子设备内的例如电路基板上形成的电极图案。
利用该结构，能够原样利用设在电子设备中的电路基板，且容易安装高频器件。
(11)设所述辐射电极是在电子设备内的例如液晶显示面板等的部件的背面设置的金属板。
利用该结构，能够原样利用设在电子设备内的部件，也不会形成大型化和提高成本。
(12)设包含谐振导体，该谐振导体具有所述高频器件的动作频率或接近于该频率的谐振频率，并与所述高频器件耦合。
利用该结构，RFID标记的动作频率下的辐射增益升高，作为RFID可得到优异的特性。另外，由于谐振导体的谐振频率不受安装到印刷布线基板的元器件的影响，因此容易进行设计。
(13)设所述谐振导体大致与所述辐射电极的形成有所述缺口部的端缘部平行配置。
利用该结构，谐振导体与辐射电极之间的耦合增强，可得到高增益特性。
(14)所述谐振导体具有和该谐振电极靠近的所述辐射电极的边大致相等的长度。
利用该结构，谐振导体与辐射电极之间的耦合进一步增强，可得到高增益特性。
(15)大致上以靠近所述高频器件的配置位置的部位为中心来配置所述谐振电极。
利用该结构，谐振导体与高频器件之间的耦合增强，可得到高增益特性。
(16)具有多个所述高频器件，所述谐振电极与各高频器件分别耦合。
利用该结构，由于能够减少所需的谐振导体的数量，且能够减小在印刷布线基板上的占有面积，因此能够减少制造成本。
(17)将所述谐振电极设置成能与所述辐射电极的形成体分离。
利用该结构，在制造工序中能确保与读写器之间的通信距离较长，且制造后的印刷布线基板的大小不会变大，而且可根据需要通过靠近读写器从而进行通信。
(18)设所述谐振电极形成在印刷布线基板的空白部分。
利用该结构，能够减少印刷布线基板的制造成本。
(19)使所述无线IC器件的安装对象设备的壳体或安装在所述安装对象设备上的其它元器件兼用作所述谐振电极。
利用该结构，即使有金属外壳或安装元器件也能得到所需的增益。
(20)无线IC器件用元器件具有：
高频器件，该高频器件是由无线IC和与该无线IC导通或进行电磁场耦合并且与外部电路耦合的馈电电路基板构成的电磁耦合模块或无线IC；及
基板，该基板安装所述高频器件并且具有一侧端部与该高频器件耦合的至少两个线状电极。
利用该结构，只要物品具有起到作为辐射体作用的导体，则只需将所述无线IC器件用元器件安装在该物品上，便能将该物品用作为带RFID标记的物品。
(21)设(20)所述的线状电极的该线状电极的另一侧端部之间导通来形成环状电极。
利用该结构，环状电极的环形不受锡焊等安装的影响，能进行阻抗等的变动较少且精度较高的设计。
(22)无线IC器件由(20)所述的无线IC器件用元器件、和具有辐射电极的物品构成，所述辐射电极与所述至少两个线状电极的另一侧端部导通连接来构成环状电极。
利用该结构，能容易地构成带RFID标记的物品。
(23)无线IC器件由(21)所述的无线IC器件用元器件、和具有导体的物品构成，所述导体与所述环状电极耦合并起到作为辐射体的作用。
利用该结构，能容易地构成带RFID标记的物品。另外，在上述物品为电子元器件的情况下，能减小其特性的偏差。
根据本发明，可起到如下的效果。
例如由于无需如图1所示那样的用于将天线图案形成在物品上的工序或构件，因此几乎不会因在物品上设置无线IC器件而导致成本上升。
另外，由于能将整个物品或其一部分用作为辐射体，因此即使安装在较小的物品上也可得到充分的辐射特性。
另外，由于能够减小物品的基材上设置高频器件的部分的厚度，因此能够抑制高频器件部分的隆起，不会有损外观。
而且，由于通过使用电磁耦合模块，从而能够在馈电电路基板内设计无线IC芯片和辐射电极之间的阻抗匹配，因此无需限定辐射电极的形状或材质，不管对于怎样的物品都能够适应。
附图说明
图1是表示专利文献1所示的无线IC器件的结构图。
图2是表示第1实施方式的无线IC器件及具有该器件的物品的结构图。
图3是仅示出图2所示的物品的要素部分的无线IC器件的结构图。
图4是表示第2实施方式的无线IC器件及具有该器件的物品的结构图。
图5是仅示出图3所示的物品的要素部分的无线IC器件的结构图。
图6是表示第3实施方式的无线IC器件及具有该器件的物品的结构图。
图7是表示第4实施方式的无线IC器件及具有该器件的物品的结构图。
图8是通过上述无线IC器件的主要部分的中央剖视图及无线IC器件的主要部分的局部放大俯视图。
图9是表示第5实施方式的无线IC器件的结构图。
图10是第6实施方式的无线IC器件中使用的电磁耦合模块1的外观立体图。
图11是表示上述电磁耦合模块的馈电电路基板的内部结构的分解图。
图12是包括上述馈电电路基板及金属膜的缺口部的等效电路图。
图13是表示第7实施方式的无线IC器件及具有该器件的物品的结构图。
图14是上述无线IC器件的主要部分的剖视图。
图15是第8实施方式的无线IC器件的馈电电路基板的分解立体图。
图16是上述无线IC器件的主要部分的等效电路图。
图17是第9实施方式的无线IC器件中使用的电磁耦合模块的俯视图。
图18是表示第10实施方式的无线IC器件的结构图。
图19是表示第11实施方式的无线IC器件的几个结构图。
图20是表示第11实施方式的其它无线IC器件的结构图。
图21是表示第11实施方式的又一其它无线IC器件的几个结构图。
图22是表示第12实施方式的无线IC器件的结构图。
图23是表示第13实施方式的无线IC器件的几个结构图。
图24是表示第14实施方式的无线IC器件的结构的俯视图。
图25是表示第15实施方式的无线IC器件的结构的俯视图。
图26是表示第16实施方式的无线IC器件的结构的俯视图。
图27是具有第17实施方式的无线IC器件的便携式电话终端的立体图及内部的电路基板的主要部分的剖视图。
图28是表示第18实施方式的无线IC器件用元器件的结构的俯视图。
图29是表示使用了第18实施方式的无线IC器件用元器件的无线IC器件的结构的俯视图。
图30是表示在印刷布线基板80上的接地电极形成区域内构成无线IC器件的主要部分的例子的图。
图31是表示第19实施方式的无线IC器件用元器件及具有该元器件的无线IC器件的结构的俯视图。
图32是表示第20实施方式的无线IC器件用元器件的结构的俯视图。
图33是表示具有第20实施方式的无线IC器件用元器件的无线IC器件的结构的俯视图。
图34是表示第21实施方式的无线IC器件用元器件113的结构的俯视图。
标号说明
1、2、3…电磁耦合模块
4…馈电电路基板
5…无线IC芯片
6…无线IC器件的主要部分
7…环状电极
8…辐射电极
10…基材
11…基板
12…环状电极
13…印刷布线基板
15…电路基板
16…电极图案
17、18…电子元器件
20…电感电极
21…铸模树脂
25…电容电极
30…环状电极
35a～35d…无线IC芯片安装用连接盘
40…馈电电路基板
41A～41H…介质层
42a…过孔
45a、45b…电感电极
46、47…电感电极
51…电容电极
53～57…电容电极
60…物品包装体
61…缺口部
62…非导电部
63…金属平面体
64…绝缘性薄片
65…金属膜
66…缺口部
67…匹配电路
68…谐振导体
69…金属膜(接地导体)
70～73…物品
80…印刷布线基板
81…安装对象导体元器件(谐振导体)
82…工序线设置导体(谐振导体)
111、112、113…无线IC器件用元器件
C1…电容
C2…电容
L1、L2…电感
E…电场
H…磁场
具体实施方式
《第1实施方式》
图2是第1实施方式的无线IC器件及具有该器件的物品的外观立体图。物品70例如是袋装薯片等袋装点心，物品包装体60是将铝蒸镀层压薄膜成形为袋状的包装体。
在该物品包装体60的端缘部形成缺口部(不进行铝蒸镀的部分)61，在该缺口部61配置电磁耦合模块1。
图3是表示无线IC器件的结构图，仅示出图2所示的物品70的要素部分。图3中，辐射电极8与图2所示的物品包装体60的铝蒸镀层压薄膜的铝蒸镀层相当。在该辐射电极8的缺口部(电极非形成部)61的内侧形成有环状电极7，并安装有电磁耦合模块1，使其与该环状电极7耦合。上述环状电极7在铝蒸镀层压薄膜的铝蒸镀时形成图案。或者也可在和铝蒸镀不同的工序中印刷形成导体图案。
图3(B)简要示出使环状电极7起到作为发射用辅助辐射体作用的情况的辐射电极8中产生的电磁场分布的例子。图中虚线表示磁场H的环路，实线表示电场E的环路。环状电极7起到作为磁场发射用辅助辐射体的作用，由环状电极7产生的磁场H通过与辐射电极8垂直相交从而激发电场E，由该电场环路激发磁场环路，由该交链而使电磁场分布扩散。
上述的例子中，是将环状电极7作为发射用辅助辐射体进行了说明，但在将其用作为接收用辅助辐射体的情况下，也起到同样的作用，可得到高增益。
若是这样具有预定宽度的导电部起到作为辐射体作用的物品，则在将多个该物品重叠的情况下，上述的电场和磁场的激发也在物品间交链扩散。因此，即使多个物品重叠(重叠的话反而更甚)，也能起到作为高增益的无线IC器件的作用。例如在使读写器的天线靠近袋装薯片堆的一部分的状态下，能读取形成该堆的所有袋装薯片的ID。
此外，图3所示的电磁耦合模块1由后述的无线IC芯片、和与该无线IC芯片连接并且与外部电路(本例中为环状电路7及将环状电极7介于其中的辐射电极8)耦合的馈电电路基板构成。无线IC芯片和馈电电路基板既可通过电导通那样连接，也可通过电磁场进行耦合。在进行电磁场耦合的情况下，在两者的连接电极间用介质薄膜等形成电容。通过用电容使无线IC芯片和馈电电路基板耦合，从而能防止因无线IC芯片的静电所造成的破坏。
另外，在使用馈电电路基板的情况下，使馈电电路基板的两个电极与环状电极7的两端通过电磁场进行耦合。另外，电磁耦合模块1也可替换成单个的无线IC芯片。在该情况下，只要使无线IC芯片的两个电极与环状电极7的两端直接连接即可。不管在哪一种情况下，由于环状电极7与辐射电极8在直流上分离，因此都具有该无线IC器件抗静电性较高的效果。
另外，只要环状电极7配置成与电磁耦合模块1的输入输出端子间进行耦合，则可为任意形状。
《第2实施方式》
图4是第2实施方式的无线IC器件及具有该器件的物品的外观立体图。物品71例如是袋装点心，物品包装体60是将铝蒸镀层压薄膜成形为袋状的包装体。
图2所示的例子中，是在物品包装体的端缘部配置了电磁耦合模块，但该图4所示的例子中，是在离开物品包装体60的端缘部的内部设置电磁耦合模块1。物品包装体60由铝蒸镀层压薄膜形成，将其一部分中未进行铝蒸镀的部分形成作为非导电部62，在该非导电部62的内部且在端部配置电磁耦合模块1。
图5是表示图4所示的电磁耦合模块1的安装部分的结构图。图5中，环状电极7及电磁耦合模块1的结构与第1实施方式中图3所示的情况相同。辐射电极8与物品包装体60的铝蒸镀层压薄膜的铝蒸镀层相当。在该非导电部62的内部配置有环状电极7及电磁耦合模块1，使得环状电极7靠近辐射电极8的三条边。
利用这样的结构，环状电极7起到作为磁场发射用辅助辐射体的作用，与辐射电极8耦合，利用与图3所示的情况相同的作用，辐射电极8起到作为天线的辐射体的作用。
顺便说一下，在使非导电部62的面积与环状电极7及电磁耦合模块1的占有面积大致相等、并在其内部配置了环状电极7及电磁耦合模块1的情况下，由于环状电极7的磁场在四条边上与辐射电极8耦合，由辐射电极8激发的电磁场相互抵消而导致增益降低，因此下述因素较为重要，即，非导电部62的面积相比环状电极7及电磁耦合模块1的占有面积要足够地大，且在环状电极7的一条边、两条边、或三条边上与辐射电极8靠近。
《第3实施方式》
图6(B)是表示第3实施方式的无线IC器件的主要部分的结构图，图6(A)是具有该无线IC器件的物品的外观图。图6(A)中，物品72在金属平面体63具有无线IC器件的主要部分6。金属平面体63是在内部包含金属层的板状或片状的物品或者是金属板本身。
无线IC器件的主要部分6如图6(B)所示，整体形状呈所谓的索引条(日文：タックインデックス)形状，在绝缘性薄片64的内表面具有粘合层，用绝缘性薄片64将环状电极7及电磁耦合模块1夹入其中。环状电极7及电磁耦合模块1的结构与图3所示的情况相同。
然后，安装环状电极7，使其靠近图6(A)所示的金属平面体63的端缘，并使得恰好粘贴索引条。
这样即使不在导电部的端缘部设置缺口的情况下，但通过使无线IC器件的主要部分6的环状电极7靠近金属平面体63的端缘部，从而该环状电极7与金属平面体63(起到作为辐射体作用的导电部)之间耦合，使金属平面体63也起到作为天线的辐射体的作用。
《第4实施方式》
参照图7、图8说明第4实施方式的无线IC器件。第4实施方式的无线IC器件适用于DVD等具有金属膜的存储介质。
图7是DVD光盘的俯视图。图8(A)是通过无线IC器件的主要部分6的形成部的中央剖视图，图8(B)是无线IC器件的主要部分6的局部放大俯视图。这里图8(A)的剖视图是将厚度方向尺寸夸张后画出的。
如图7和图8(A)所示，DVD光盘73通过将两张圆盘状光盘贴合来构成，在其一侧形成有金属膜65，在该金属膜65的内周端缘的一部分设有无线IC器件的主要部分6。
如图8(B)所示，在金属膜65的内周端缘部的一部分形成有C字形的缺口部66。该缺口部66是作为金属膜的图案的缺口部而不是光盘的缺口。配置有电磁耦合模块1，使得电磁耦合模块1的两个端子与该C字形的缺口部形成的彼此相对的两个突出端互相相向。使该C字形的缺口部的内周端(图中的箭头符号部)起到作为环状电极的作用。
《第5实施方式》
图9是表示第5实施方式的两个无线IC器件的结构图。该第5实施方式中，在高频器件的安装部和环状电极之间，具有使高频器件和环状电极直接导通的匹配电路。
图9(A)中，金属膜65形成在片材或板材上，起到作为辐射体的作用。通过在该金属膜65的一部分形成缺口部66，从而沿该缺口部66的内周端缘的部分起到作为环状电极的作用。
在缺口部66的内部形成有由曲折状的电极构成的匹配电路67及作为高频器件(电磁耦合模块或无线IC芯片)的安装部的金属膜部分65a、65b。
通过这样设置匹配电路67，从而也能够直接在金属膜部分65a、65b安装无线IC芯片。此外，在将无线IC芯片直接安装在环状电极上的情况下，利用包含匹配电路67的环状电极来实质上确定无线IC器件的动作频率。
图9(B)中，在辐射电极8上形成有非导电部62，在该非导电部62的内部配置有环状电极7、匹配电路67、及电磁耦合模块1，使得环状电极7靠近辐射电极8的三条边，匹配电路67及电磁耦合模块1的安装部的结构与图9(A)的例子相同。
利用这样的结构，环状电极7起到作为磁场辐射体的作用，与辐射电极8耦合，利用与图3所示的情况相同的作用，辐射电极8起到作为辐射体的作用。
此外，图9(A)的金属膜65或图9(B)的辐射电极8例如也可为形成在便携式电话终端内部的电路基板上的整块电极。
《第6实施方式》
图10是第6实施方式的、无线IC器件中使用的电磁耦合模块1的外观立体图。该电磁耦合模块1可适用于其它实施方式中的各无线IC器件。该电磁耦合模块1由无线IC芯片5和馈电电路基板4构成。馈电电路基板4在起到作为辐射体作用的金属膜65和无线IC芯片5之间取得阻抗匹配，并且起到作为谐振电路的作用。
图11是表示馈电电路基板4的内部结构的示意图。该馈电电路基板4由层叠多个介质层而形成的多层基板构成，其中在该多个介质层上分别形成有电极图案。在最上层的介质层41A上形成有无线IC芯片安装用连接盘35a～35d。在介质层41B上形成有与无线IC芯片安装用连接盘35b导通的电容电极51。在介质层41C上形成有与电容电极51之间构成电容C1的电容电极53。在介质层41D～41H上分别形成有电感电极45a、45b。遍及这多个层而形成的电感电极45a、45b作为整体呈双重的螺旋状，构成相互强感应耦合的电感L1、L2。另外，在介质层41F上形成有与电感L1导通的电容电极54。电容电极54被夹在这两个电容电极53、55之间来构成电容。另外，在介质层41H上形成有与电容电极53导通的电容电极55。各介质层的电极间利用过孔42a～42i导通。
电容电极55与图8所示的金属膜65的缺口部处生成的金属膜的端部65b相对并在其间构成电容。另外，电感电极45a、45b和与其相对的金属膜部分65a通过电磁场进行耦合。
图12是包括图11所示的馈电电路基板及金属膜的缺口部的等效电路图。图12中，电容C1是在图11所示的电容电极51－53之间产生的电容，电容C2是在图11所示的电容电极54和53、55之间产生的电容，电感L1、L2是由图11所示的电感电极45a、45b形成的电感。图12所示的金属膜65是沿图8所示的缺口部66的内周端缘的环，电容电极55与其一端65b进行电容性耦合，另一端65a与电感L1、L2通过电磁场进行耦合，从而沿缺口部66的内周端缘的环起到作为环状电极的作用。
此外，第4实施方式中沿金属膜的缺口部的内周端的环起到了作为环状电极的作用，但也可采用如下结构，即，在如图3等所示的缺口部内形成环状电极，对于该环状电极，安装由无线IC芯片5和馈电电路基板4形成的电磁耦合模块1。在这种情况下，上述环状电极与金属膜65之间进行耦合，金属膜65起到作为辐射体的作用。
馈电电路基板4中，利用由电感元件L1、L2和其寄生电容构成的谐振电路来确定谐振频率。从辐射电极辐射的信号的频率实质上由谐振电路的自谐振频率来确定。
在馈电电路基板4上安装上述无线IC芯片5而形成的电磁耦合模块1，通过辐射电极接收从未图示的读写器辐射的高频信号(例如为UHF频带)，使馈电电路基板4内的谐振电路谐振，仅将预定频带的接收信号提供给无线IC芯片5。另一方面，从该接收信号中取出预定的能量，以该能量作为驱动源，将存储在无线IC芯片5中的信息利用谐振电路与预定的频率匹配后，传到辐射电极，从该辐射电极发送并传送到读写器。
这样，通过在馈电电路基板内设置谐振电路，从而频率的选择性提高，能利用自谐振频率来大致确定无线IC器件的动作频率。随之，能够以高效率来进行RFID系统中使用的频率的信号能量的互相传送(收发)。另外，可考虑辐射体的形状和大小来设定成最佳的谐振频率，由此能够提高无线IC器件的辐射特性。
此外，既可使无线IC芯片和馈电电路基板的安装用连接盘之间通过电导通来进行连接，也可使其绝缘利用电容来进行连接。
另外，通过在所述馈电电路基板内设置匹配电路，从而能够以高效率来进行RFID系统中使用的频率的信号能量的互相传送(收发)。
《第7实施方式》
图13是表示第5实施方式的无线IC器件的主要部分的结构的立体图，图14是其局部放大剖视图。
图13中，基材10是设置该无线IC器件的物品的基材，例如是铝蒸镀层压薄膜。在该基材10的铝蒸镀层上形成有环状电极30，该环状电极30在第1实施方式所示的缺口部或第2实施方式所示的非导电部的预定部位形成开口。在该开口的两个端部30a、30b的上部通过绝缘层形成有电感电极20及电容电极25。电感电极20为螺旋状，如后所述，其内侧的端部与电容电极25连接。
在该电感电极20和电容电极25的端部，如图中的放大图所示，安装有无线IC芯片5。即，在电感电极20的端部形成无线IC芯片安装用连接盘35a，在电容电极25的端部形成无线IC芯片安装用连接盘35b，而且形成安装用连接盘35c、35d，来安装无线IC芯片5。
图14是图13中的II－II部分的剖视图。如图14所示，电感电极20与环状电极的端部30a相对。导线21将图13所示的电感电极20的内侧的端部与电容电极25加以连接。
这样也可使得在物品的基材10一侧形成阻抗匹配用及谐振频率调整用的电容及电感，并直接安装无线IC芯片5。
《第8实施方式》
图15是第6实施方式的无线IC器件的馈电电路基板40的分解立体图。另外图16是其等效电路图。
馈电电路基板40由层叠多个介质层而形成的多层基板构成，其中在该多个介质层上分别形成有电极图案。在最上层的介质层41A上形成有无线IC芯片安装用连接盘35a～35d。在介质层41B上形成有与无线IC安装用连接盘35b导通的电容电极51。在介质层41C上形成有与电容电极51之间构成电容C1的电容电极53。在介质层41D～41H上分别形成有电感电极45a、45b。遍及这多个层而形成的电感电极45a、45b构成作为整体呈双重的螺旋状的电感L1。另外，在介质层41F上形成有与电感L1导通的电容电极54。电容电极54被夹在这两个电容电极53、55(56)之间来构成电容。另外，在介质层41H上形成有与电容电极53导通的电容电极55。
在介质层41I上形成有电容电极56、57。电容电极56与电容电极53、55导通。另外，电容电极57与电感电极45a、45b通过电磁场进行耦合。
在介质层41J～41N上分别形成有电感电极46、47。利用该电感电极46、47来构成卷绕多圈的环状电极L2。各介质层的电极间利用过孔42a～42m导通。
即，该馈电电路基板40的结构为，恰好在图11所示的馈电电路基板4中包含环状电极。因而只要将在该馈电电路基板40上安装无线IC芯片而形成的电磁耦合模块安装在物品上，便能构成无线IC器件，而无需在物品侧形成环状电极。
图16中，电容C1是在图15所示的电容电极51－53之间产生的电容，电容C2是在图15所示的电容电极54和53、55之间产生的电容，电感L1a、L1b是分别由图15所示的电感电极45a、45b形成的电感，电感L2是由图15所示的电感电极46、47形成的电感。
《第9实施方式》
图17是第7实施方式的无线IC器件中使用的电磁耦合模块的俯视图。图17(A)的例子中，在基板11上利用电极图案形成有环状电极12及无线IC芯片安装用连接盘，并安装有无线IC芯片5。
图15所示的例子中，是在馈电电路基板上形成了环状电极并且形成了阻抗匹配及谐振频率调整用的电容及电感，但该图17所示的例子中，基本上已将环状电极和无线IC芯片形成一体化。
图17(B)的例子中，在基板11的上表面和下表面分别形成螺旋状的电极图案，在螺旋状电极图案的中央部配置夹住基板11的电容电极，通过该电容将上表面的线路和下表面的线路加以连接。即，利用基板11的两个表面在有限的面积内获得路径长及电感以形成环状电极12。
图17所示的两个电磁耦合模块2、3都靠近起到作为辐射体作用的物品的金属膜或金属板，并将该辐射电极和环状电极12配置成使其进行电容性耦合。由此，能够不在物品侧形成特别的电路，而与第1和第2实施方式的情况相同，将物品的金属膜或金属板用作为天线的辐射体。
《第10实施方式》
图18是表示第10实施方式的无线IC器件的结构图。
在第1～第9实施方式中，使导体面以面状扩展的物品包装体60、金属平面体63、金属膜65等起到了作为辐射体的作用，但在第10实施方式中，具有与面状扩展的导体面绝缘的、起到作为谐振器作用的谐振导体。
图18(A)是在印刷布线基板上构成RFID标记的情况的、印刷布线基板上的导体图案的俯视图。另外，图18(B)是在该印刷布线基板上安装由无线IC芯片和馈电电路基板构成的电磁耦合模块1而构成的、起到作为RFID标记作用的无线IC器件的俯视图。
在印刷布线基板80的上表面，形成有用作为其它电路的接地电极的金属膜65。在该金属膜65的一部分形成缺口部(金属膜的非形成部)66，在缺口部66的内部，形成有作为高频器件(电磁耦合模块或无线IC芯片)的安装部的金属膜部分65a、65b。
如图18(B)所示，通过在上述金属膜部分65a、65b安装高频器件1，从而沿缺口部66的内周端缘的部分起到作为环状电极的作用。该高频器件1的安装区域构成无线IC器件的主要部分6。
在印刷布线基板80的上表面，形成有与上述高频器件1耦合的谐振导体68。该谐振导体68确定其尺寸(特别是长度)，使得该谐振频率成为RFID标记中使用的频率或其附近的频率。例如在使用玻璃和环氧基板、动作频率为UHF频带的情况下，可将谐振导体68的长度做成十几cm，以使其起到作为两端开放的1/2波长谐振器的作用。
将该谐振导体68配置成与高频器件1耦合，并使其中央部靠近上述无线IC器件的主要部分6的环状电极。另外，本例中沿金属膜65的一条边以绝缘状态进行配置。
图18(B)中，在谐振导体68内表示的箭头符号J代表电流路径，箭头符号EF代表电场分布，箭头符号MF代表磁场分布。这样流过谐振导体68的电流的强度在中心附近为最大。因此谐振导体68中产生的磁场在中心附近为最大，谐振导体68与沿缺口部66的内周端缘的部分的环状电极进行强磁场耦合。
谐振导体68在RFID标记的动作频率附近进行谐振的状态下，流过谐振导体68的电流、和在谐振导体68的两端产生的电压增大。利用该电流和电压产生的磁场和电场，谐振导体68也与金属膜65耦合。
上述谐振导体68中产生的驻波的电压峰值出现在谐振导体68的端部。本例中，由于谐振导体68的长度是与起到辐射体作用的金属膜65的一条边大致相同的长度，因此谐振导体68与金属膜65之间进行强耦合。因此可得到较高的增益。
利用如上所述的作用，作为RFID标记可得到优异的特性。
当不存在谐振导体68的情况下，只要金属膜65在RFID标记的动作频率下进行谐振即可，但因金属膜65的大小的制约、和安装在印刷布线基板上的元器件，致使谐振频率产生偏差。根据本实施方式，由于金属膜65与谐振导体68相分离，因此能单独设计谐振导体68，也不会因安装元器件而使谐振频率产生偏差。
此外，该第10实施方式中，作为形成在印刷布线基板上的电极图案，仅示出了作为接地电极的金属膜和谐振导体，但可根据构成的电路和安装的电子元器件来适当确定电极图案。这一点对于之后示出的其它各实施方式也相同。
若在这样的印刷布线基板上构成RFID标记，写入制造工序履历等信息，则能管理向印刷布线基板的元器件安装工序等。例如，在以一批为单位发觉电子元器件有问题的情况下，能采取如下对策，即，仅回收安装了包含在这一批中的电子元器件的极少数的电子设备。另外，还起到如下效果，即，能在市场上的产品投入使用时迅速进行售后服务和维护，且简化废弃后作为资源再利用时的工序。
另外，工序管理结束后，也可切除印刷布线基板的谐振导体68的形成部分。藉此，能减小印刷布线基板的大小，能减小产品的大小而不失去作为RFID标记的功能。在工序管理时由于存在谐振导体68，因此即使抑制读写器的输出电平也能读取数据。通过抑制RF信号的输出，从而能抑制控制设备和特性测定设备等的误动作。而且，在切除谐振导体68之后，由于金属膜65也起到作为辐射体的作用，因此尽管与读写器之间的可通信距离缩短，但还是能进行通信。
一般在制造工序中传送印刷布线基板时，存在如下情况，即，在印刷布线基板的两旁配置轨道，在该轨道上运送。此时为防止与轨道接触的部分的破损，在印刷布线基板上设置最终要切除的空白部分。若在该部分形成上述谐振导体68，则不会浪费印刷布线基板。
此外，作为接地电极的上述金属膜65也可处于印刷布线基板的多个层。在这种情况下，各层的上述缺口部66的区域为金属膜的非形成部，以使磁通穿过。
根据本实施方式，RFID标记的动作频率下的辐射增益升高，作为RFID可得到优异的特性。另外，由于谐振导体的谐振频率不受安装到印刷布线基板的元器件的影响，因此容易进行设计。
《第11实施方式》
图19～图21是表示第11实施方式的无线IC器件的几个结构图。都是在印刷布线基板上构成RFID标记而形成的无线IC器件的俯视图。
图19(A)(B)的例子中，在印刷布线基板80的上表面，形成有用作为其它电路的接地电极的金属膜65。在该金属膜65的一部分形成缺口部(金属膜的非形成部)，在缺口部的内部安装高频器件(电磁耦合模块或无线IC芯片)，来构成与图18所示的情况相同的无线IC器件的主要部分6。
与图18所示的结构的不同点在于，谐振导体68的长度相比作为辐射体的金属膜65的一条边要短。图19(A)的例子中，沿金属膜65的一条边形成谐振导体68。图19(B)的例子中，在金属膜65的形成区域内的从该区域分离出来的位置形成谐振导体68。
即使具有这样的关系，但在印刷布线基板80及金属膜65的面积较大(较长)、金属膜65的谐振频率较低的情况下，由于能使谐振导体68的谐振频率接近于RFID的动作频率，因此也可得到较高的增益。
图20的例子中，将谐振导体68做成曲折线形状，将其整体沿金属膜65的一条边进行配置。
根据该结构，即使谐振导体68的外形较短，但由于能增长谐振器长度，因此在以较低的频率进行谐振的情况下，也能得到较高的增益。
图21的例子中，谐振导体68相比起到作为辐射体作用的金属膜65的一条边要长。另外，在从起到作为辐射体作用的金属膜65的一条边的中央偏离的位置构成无线IC器件的主要部分6。在这样的情况下，如图21(A)(B)所示，也只要将谐振导体68的中央部配置成靠近无线IC器件的主要部分6的环状电极即可。
图21(A)的例子中，在金属膜65的相邻位置成为空白的部分形成有用于构成其它接地电极或其它电路的金属膜69。另外，图21(B)的例子中，沿金属膜65的两条边形成有谐振导体68。
这样即使在起到作为辐射体作用的金属膜65的图案较小的情况下，通过设置可得到所需的谐振频率的长度的谐振导体68，从而可得到较高的增益。
《第12实施方式》
图22是表示第12实施方式的无线IC器件的结构图。
图22中，在印刷布线基板80的上表面的两个金属膜65A、65B上，分别构成与图18所示的情况相同的无线IC器件的主要部分6。然后，形成有与设置在这两个无线IC器件的主要部分6处的高频器件都耦合的谐振导体68。即，使两个高频器件兼用一个谐振导体68。
例如，最终通过切除，从而印刷布线基板80在金属膜65A的形成侧和金属膜65B的形成侧，能够构成频带不同的(例如即使为相同UHF频带，也可为与发送地对应的规格的频率的)RFID标记。
在谐振导体68相比起到作为辐射体作用的金属膜65的一条边要长的情况下，这样能容易地兼用作为多个高频器件的谐振器。另外，即使在兼用的频率不同的情况下，也只要将该谐振频率设定成与多个RFID标记中使用的频率近似的频率即可。
仅在制造工序中使用上述谐振导体68的情况下，由于要在之后从印刷布线基板80分离，因此母印刷布线基板中不会产生电极图案的无用空间，从而能避免因形成谐振导体68而造成的成本上升。
《第13实施方式》
图23是表示第13实施方式的无线IC器件的几个结构图。都是在印刷布线基板上构成RFID标记而形成的无线IC器件的俯视图。
图23(A)(B)的例子中，在印刷布线基板80的上表面，形成有用作为其它电路的接地电极的金属膜65。在该金属膜65的一部分，构成与图18所示的情况相同的无线IC器件的主要部分6。
与图18所示的结构的不同点在于，仅将谐振导体68的中央部附近靠近无线IC器件的主要部分6的环状电极来进行配置。根据起到作为辐射体作用的金属膜65的一条边的长度与谐振导体68的长度之间的关系，也可为这样的使谐振导体68的两端附近远离金属膜65的形状。
《第14实施方式》
图24是表示第14实施方式的无线IC器件的结构的俯视图。
与图18所示的例子不同的是，沿作为辐射体的金属膜65的两条边分别配置谐振导体68A、68B。
一侧的谐振导体68A与图18所示的情况相同，与设置在无线IC器件的主要部分6处的高频器件进行强耦合。另一侧的谐振导体68B沿金属膜65靠近，从而通过分布在金属膜65中的电磁场与上述高频器件耦合。谐振导体68A、68B都起到作为两端开放的1/2波长谐振器的作用。
多个谐振导体68并不局限于沿金属膜65的相对的两条边进行配置，也可分别沿具有正交关系的边进行配置。
《第15实施方式》
图25是表示第15实施方式的无线IC器件的结构的俯视图。
第10～第14实施方式中，是在印刷布线基板上形成了谐振导体，但第15实施方式中，使无线IC器件的安装对象设备的金属外壳或安装元器件等的安装对象导体元器件81兼用作谐振导体。
利用这样的结构，由于无线IC器件的安装对象设备的金属外壳或安装元器件等起到作为谐振器的作用，因此无需在印刷布线基板上特别形成谐振导体，能使印刷布线基板80减小，可力图实现低成本化。
《第16实施方式》
第16实施方式中，预先固定谐振导体，使得印刷布线基板经过工序线时与读写器之间进行通信。
图26是表示第16实施方式的无线IC器件的结构的俯视图。图26中，工序线设置导体82沿印刷布线基板65经过的工序线配置。读取器配置在与该工序线设置导体82比较近的位置(并不一定是靠近位置)。
在印刷布线基板80的金属膜65上构成与图18所示的情况相同的无线IC器件的主要部分6。
当该印刷布线基板80经过工序线，无线IC器件的主要部分6靠近工序线设置导体82时，工序线设置导体82起到作为以RFID标记的频率进行谐振的谐振器的作用。因此，在该状态下能与上述读写器之间以高增益进行通信。
根据这样的结构及通信方法，由于在印刷布线基板上无需谐振导体，因此可布线部分的面积增加。另外，由于能够仅当印刷布线基板80与工序线设置导体82接近时作为RFID标记进行动作，因此能仅和位于特定位置的RFID标记之间进行通信。即，能够有选择地仅和所要的RFID标记之间进行通信，而不和不希望通信的周围的RFID标记进行通信。
《第17实施方式》
图27(A)是具有无线IC器件的便携式电话终端的立体图，(B)是内部的电路基板的主要部分的剖视图。在便携式电话终端内的电路基板15上安装有电子元器件17、18，并且安装有已安装无线IC芯片5的馈电电路基板4。在电路基板15的上表面形成有扩展至预定面积的电极图案16。该电极图案16通过馈电电路基板4与无线IC芯片5耦合，起到作为辐射体的作用。
另外，作为其它例子，也可在金属面板上构成无线IC器件，所述金属面板设置在图27(A)所示的便携式电话终端的内部的部件(例如液晶面板)的背面。即，也可采用第1～第7实施方式中示出的无线IC器件，使得上述金属面板起到作为天线的辐射体的作用。
此外，除了以上示出的各实施方式以外，只要是包含具有预定宽度的导电部的物品，便可同样采用。例如还能够用于PTP包装(Press Through Package：泡壳包装)等、用包含铝箔的复合薄膜包装的药品或点心。
《第18实施方式》
图9(A)所示的例子中，是在片材或板材上形成起到作为辐射体作用的金属膜65，通过在该金属膜65的一部分形成缺口部66，从而沿该缺口部66的内周端缘的部分起到作为环状电极的作用。在对印刷布线基板采用这样的结构的情况下，由于因印刷布线基板上构成的电路会使作为RFID标记的特性变动，因此印刷布线基板在设计上的难度提高。第18实施方式可解决上述问题。
图28是表示第18实施方式的无线IC器件用元器件的结构的俯视图。在玻璃和环氧基板等印刷布线基板13上，形成有安装电磁耦合模块1的安装部、匹配电路67、及作为线状电极的环状电极7。环状电极7的端部作为图中A示出的锡焊用电极部，引出到印刷布线基板13的一条边的端部。在这样的印刷布线基板13上安装电磁耦合模块1，来构成无线IC器件用元器件111。
图29是表示使用了第18实施方式的无线IC器件用元器件的无线IC器件的结构的俯视图。如该图29所示，在印刷布线基板80的要形成环状电极的位置，锡焊无线IC器件用元器件111。在印刷布线基板80的电极上被覆抗蚀膜的情况下，预先使用刳刨机(日文：リュータ)等剥除抗蚀膜，使得能进行锡焊。在该状态下，确认作为RFID标记的读取距离等特性、和组装入装置时的周围的布线、壳体等的影响。
若根据特性等的确认结果确定了最佳的位置，则如图30所示，在印刷布线基板80上的接地电极形成区域内的与上述无线IC器件用元器件111的安装位置接近的位置，形成匹配电路67及电磁耦合模块1的安装部，安装电磁耦合模块1。由此，在印刷布线基板80上构成无线IC器件的主要部分6。
《第19实施方式》
图31是表示第19实施方式的无线IC器件用元器件及具有该元器件的无线IC器件的结构的俯视图。
本例中，如图31(A)所示，在印刷布线基板80上，在安装无线IC器件用元器件111的位置形成切除部C，如图31(B)所示，在其上利用锡焊安装无线IC器件用元器件111。锡焊最好是在与电极相接的整个部分进行。
根据该结构，安装了无线IC器件用元器件111的状态相比图29所示的例子更接近于最终的形状，能进行更高精度的设计。
《第20实施方式》
图32是表示第20实施方式的无线IC器件用元器件的结构的俯视图，图33是表示具有该元器件的无线IC器件的结构的俯视图。
本例中，在无线IC器件用元器件的背面侧形成锡焊用电极部88，用通孔87等与表面的环状电极7连接。如图33所示，将锡焊用电极部88锡焊在印刷布线基板80的接地电极上。
通过这样在背面设置锡焊用电极部88，从而即使接地电极的形成位置不扩展到印刷布线基板80的端缘，也能容易地安装在印刷布线基板80上。
《第21实施方式》
图34是表示第21实施方式的无线IC器件用元器件113的结构的俯视图。在玻璃和环氧基板等印刷布线基板13上，形成有安装电磁耦合模块1的安装部、匹配电路67、及环状电极7。环状电极7与图28所示的例子不同，使线状电极的端部之间导通来形成环状电极。
在这样的印刷布线基板13上安装电磁耦合模块1，来构成无线IC器件用元器件113。将该无线IC器件用元器件113与图29或图31所示的情况相同地安装在印刷布线基板上。
该无线IC器件用元器件113中，由于环状电极7不受锡焊等安装状态的影响，因此能进行阻抗等的变动较少且精度较高的设计。另外在作为电子元器件使用时，特性的偏差较小。
此外，以上的各实施方式中虽然是对电磁耦合模块的无线IC使用无线IC芯片，但本发明不局限于使用无线IC芯片，例如也可在基板上形成有机半导体电路来构成无线IC。

Claims (13)

1.一种无线IC器件，其特征在于，包括：
无线IC；
环状电极，该环状电极的一端和另一端分别与所述无线IC相连接；以及
导电部，该导电部是物品的全部或者是物品的一部分，且具有预定的宽度，
所述环状电极靠近所述导电部的边缘设置，且所述环状电极与所述导电部的所述边缘耦合，从而使所述导电部起到辐射体的作用，
将所述环状电极设置成：并不是所述环状电极的所有周边都靠近所述导电部的边缘，而是所述环状电极的一部分靠近所述导电部的边缘。
2.如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于，
所述环状电极设置在所述导电部的所述边缘附近，且该环状电极的环形面朝所述导电部的面内方向。
3.如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于，
所述无线IC连接至与该无线IC导通或与该无线IC电磁耦合的馈电电路基板，所述馈电电路基板具有谐振电路及/或匹配电路。
4.如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于，
所述物品是包装体，所述导电部是将包含导电层的薄片成型为袋状或包状的物品包装体的金属膜层。
5.如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于，
所述物品是电子设备，所述导电部是电子设备内的电路基板上形成的电极图案。
6.如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于，
所述物品是电子设备，所述导电部是电子设备内的部件的背面所设置的金属板。
7.如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于，
所述物品是记录介质盘，所述导电部是所述记录介质盘的金属膜。
8.如权利要求1所述的无线IC器件，其特征在于，
所述物品具有与所述无线IC耦合的谐振导体。
9.如权利要求8所述的无线IC器件，其特征在于，
所述谐振导体大致与所述导电部的端缘部平行配置。
10.如权利要求9所述的无线IC器件，其特征在于，
所述谐振导体具有和该谐振导体靠近的所述导电部的边大致相等的长度。
11.如权利要求8所述的无线IC器件，其特征在于，
将所述谐振导体设置成能与所述导电部的形成体分离。
12.如权利要求8所述的无线IC器件，其特征在于，
所述谐振导体形成在印刷布线基板的空白部分。
13.如权利要求8所述的无线IC器件，其特征在于，
使所述无线IC器件的安装对象设备的壳体或安装在所述安装对象设备上的其它元器件兼用作所述谐振导体。
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