CN111149114B - Rfic模块、rfid标签以及物品 - Google Patents
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Abstract
RFIC模块(101)包括:第1平面导体(10);第2平面导体(20),其与第1平面导体(10)相面对;电感器(41),其两端连接于第1平面导体(10)和第2平面导体(20)之间;以及RFIC(40),其两端连接于第1平面导体(10)和第2平面导体(20)之间。在俯视第1平面导体(10)时,电感器(41)靠近第1平面导体(10)的外缘的一部分即第1部位,RFIC(40)靠近第1平面导体(10)的外缘中的、自第1部位分离开的第2部位。
Description
技术领域
本发明涉及具有用于处理高频信号的IC的RFIC模块、具备该RFIC模块的RFID标签以及物品。
背景技术
在专利文献1中示出了包括无线IC芯片、设有与无线IC芯片连接的供电电路的供电电路板以及供电电路板所靠近的辐射板在内的无线IC器件。该无线IC器件可以说是使由设于供电电路板的谐振电路和无线IC芯片形成的RFIC模块耦合于辐射板,从而使其整体作为RFID标签发挥功能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2007/083574号
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1所记载的无线IC器件中,在辐射板的中央或者中央附近配置有上述RFIC模块。也就是说,由于在辐射板的电流密度分布最大的位置配置有RFIC模块,因此考虑RFIC模块如何高效地向辐射板通入电流这样的情况进行设计。因此,若上述RFIC模块配置在辐射板的端部,则辐射板不会作为辐射元件有效地进行作用。
因此,本发明的目的在于,提供一种在配置于作为辐射板进行作用的辐射部或者导体部的端部的情况下最适合的RFIC模块、具备该RFIC模块的RFID标签以及物品。
用于解决问题的方案
作为本公开的一个例子的RFIC模块包括:第1平面导体;第2平面导体,其与所述第1平面导体相面对;电感器,其具有第1端和第2端;以及RFIC,其具有第1端和第2端,所述电感器的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第1部位,所述电感器的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第2部位,所述RFIC的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第3部位,所述RFIC的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第4部位。
在上述结构的RFIC模块中,第1平面导体和第2平面导体的电流密度分布的梯度较平缓,同样,第1平面导体和第2平面导体之间的电场强度分布的梯度较平缓。因此,在第1平面导体和第2平面导体之间分布有大致均匀的电场,第1平面导体和第2平面导体的电压相位是反转的关系。因而,在该RFIC模块配置于作为辐射板进行作用的辐射部或者导体部的端部时,在辐射部或者导体部形成有恰当的电压强度分布,辐射部或者导体部作为效率较佳的辐射元件进行作用。
作为本公开的一个例子的RFID标签包括:辐射体,其由具有长度方向的导体形成;以及RFIC模块,其具有第1平面导体、与所述第1平面导体相面对的第2平面导体、具有第1端和第2端的电感器、以及具有第1端和第2端的RFIC,所述电感器的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第1部位,所述电感器的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第2部位,所述RFIC的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第3部位,所述RFIC的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第4部位,所述RFIC模块配置于所述辐射体的长度方向上的端部附近。
在上述结构的RFID标签中,如上所述,在第1平面导体和第2平面导体之间分布有大致均匀的电场,第1平面导体和第2平面导体的电压相位是反转的关系。因而,在辐射部形成有恰当的电压强度分布,能得到具备辐射效率较高的辐射部的RFID标签。
作为本公开的一个例子的物品具备具有长度方向的导体部,该物品包括RFIC模块,该RFIC模块具有第1平面导体、与所述第1平面导体相面对的第2平面导体、具有第1端和第2端的电感器、以及具有第1端和第2端的RFIC,所述电感器的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第1部位,所述电感器的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第2部位,所述RFIC的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第3部位,所述RFIC的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第4部位,所述RFIC模块配置于所述导体部的长度方向上的端部附近。
在上述结构的物品中,如上所述,在第1平面导体和第2平面导体之间分布有大致均匀的电场,第1平面导体和第2平面导体的电压相位是反转的关系。因而,在导体部形成有恰当的电压强度分布,能得到具备辐射效率较高的导体部的物品。
发明的效果
根据本发明,能得到通过配置于作为辐射板进行作用的辐射部或者导体部的端部从而使辐射部或者导体部作为效率较佳的辐射元件进行作用的RFIC模块。此外,能得到在辐射部形成有恰当的电压强度分布并且具备辐射效率较高的辐射部的RFID标签。此外,能得到具备辐射效率较高的导体部的物品。
附图说明
图1是第1实施方式的RFIC模块101的立体图。
图2的(A)是第1实施方式的RFIC模块101的立体的电路图。图2的(B)是本实施方式的RFIC模块101的俯视图。
图3是第1实施方式的RFIC模块101的等效电路图。
图4是自图3除去了电感器41和电容器42之后的电路图。
图5是表示在图4中从RFIC 40观察到的第1平面导体10、第2平面导体20、第1导通孔导体31以及第2导通孔导体32的电感成分的频率特性的图。
图6是表示在RFIC模块101的第1平面导体10和第2平面导体20产生的电压的强度分布的图。
图7是表示在RFIC模块101的第1平面导体10和第2平面导体20之间产生的电场的情形的立体图。
图8的(A)是表示具有谐振频率的1/4波长的宽度或者长度的辐射板的电流密度分布和电压强度分布的示意图。图8的(B)是表示具有谐振频率的1/8波长以下的宽度或者长度的辐射板的一端借助电感器接地而成的辐射元件的电流密度分布和电压强度分布的示意图。
图9的(A)是表示将图8的(B)所示的辐射板变更为两端开放型而得到的辐射板的电流密度分布和电压强度分布的图。图9的(B)是利用第1平面导体10和第2平面导体20构成图9的(A)所示的两个辐射板并且两者相对地配置的图。图9的(C)是用电场线表示在第1平面导体10和第2平面导体20之间产生的电场的图。
图10是RFIC模块101的立体图。
图11是用于说明用于将电感器连接于第1平面导体10和第2平面导体20之间的构造和电场辐射的关系的图。
图12是第2实施方式的RFIC模块102的立体图。
图13是图12所示的RFIC模块102的等效电路图。
图14是第3实施方式的RFIC模块103的立体图。
图15是图14所示的RFIC模块103的等效电路图。
图16的(A)是第4实施方式的RFIC模块104的立体图。图16的(B)是用电路符号表示RFIC模块104所具备的各电路元件的立体图。
图17的(A)、图17的(B)是沿着图16的(A)中的Y轴方向观察到的主视图。
图18是RFIC模块104的辐射增益的轮廓图。
图19是RFIC模块104的制造工序的各阶段中的、沿着-X轴方向观察到的主视图。
图20是第5实施方式的RFIC模块105A的立体图。
图21的(A)、图21的(B)是沿着图20中的Y轴方向观察到的主视图。
图22是RFIC模块105B的立体图。
图23是RFIC模块105A、105B的辐射增益的轮廓图。
图24的(A)、图24的(B)、图24的(C)均是绝缘性基材1的俯视图。
图25是第6实施方式的RFIC模块106A的立体图。
图26是第6实施方式的另一个RFIC模块106B的立体图。
图27是第7实施方式的RFIC模块107A的立体图。
图28是第7实施方式的另一个RFIC模块107B的立体图。
图29是第8实施方式的RFIC模块108A的立体图。
图30是第8实施方式的另一个RFIC模块108B的立体图。
图31是第9实施方式的RFIC模块109A的立体图。
图32是第9实施方式的另一个RFIC模块109B的立体图。
图33是第10实施方式的RFIC模块110A的立体图。
图34是第10实施方式的另一个RFIC模块110B的立体图。
图35的(A)是第11实施方式的RFIC模块111A的立体图,图35的(B)是沿着-X轴方向观察到的主视图。
图36的(A)是第11实施方式的另一个RFIC模块111B的立体图,图36的(B)是沿着-X轴方向观察到的主视图。
图37是第12实施方式的RFIC模块112的立体图。
图38是第12实施方式的RFIC模块112的主要部分的分解立体图。
图39是第13实施方式的RFIC模块112D的立体图。
图40是第13实施方式的RFIC模块112D的主要部分的分解立体图。
图41是第14实施方式的RFID标签201的立体图。
图42的(A)是表示沿着-X方向观察到的RFID标签201各部分的电场方向的图,图42的(B)是表示沿着Y方向观察到的RFID标签201各部分的电场方向的图。
图43的(A)、图43的(B)是表示在辐射板50感应的电流的例子的图。
图44是第15实施方式的RFID标签202的俯视图和右侧视图。
图45是RFID标签202的局部放大俯视图和局部放大右侧视图。
图46是第15实施方式的另一个RFID标签203的俯视图和右侧视图。
图47是RFID标签203的局部放大俯视图和局部放大右侧视图。
图48的(A)是第16实施方式的RFID标签204A的立体图。图48的(B)是RFID标签204A的局部放大立体图。
图49是第16实施方式的另一个RFID标签204B的立体图。
图50是第16实施方式的又一个RFID标签204C的立体图。
图51的(A)是第17实施方式的物品301的立体图。图51的(B)是第17实施方式的另一个物品302的立体图。
图52是表示具有谐振频率的1/2波长的宽度或者长度的辐射板的电流密度分布和电压强度分布的示意图。
图53的(A)、图53的(B)是表示从辐射板的一端附近射出并向另一端附近射入的电场线的示意图。
图54是作为相对于图1所示的RFIC模块101而言的比较例的RFIC模块的立体图。
图55是图54所示的RFIC模块的等效电路图。
图56是作为相对于图14所示的RFIC模块103而言的比较例的RFIC模块的立体图。
图57是图56所示的RFIC模块的等效电路图。
具体实施方式
首先,记载本发明的RFIC模块的各种形态的结构。
本发明的第1形态的RFIC模块包括:第1平面导体;第2平面导体,其与所述第1平面导体相面对;电感器,其具有第1端和第2端;以及RFIC,其具有第1端和第2端,所述电感器的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第1部位,所述电感器的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第2部位,所述RFIC的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第3部位,所述RFIC的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第4部位。
根据上述结构,在将该RFIC模块配置于作为辐射板进行作用的辐射部或者导体部的端部时,在辐射部或者导体部形成有恰当的电压强度分布,辐射部或者导体部作为效率较佳的辐射元件进行作用。
在本发明的第2形态的RFIC模块中,连结所述第2部位和所述第4部位的线与连结所述第1部位和所述第3部位的线平行,并且在俯视所述第1平面导体和所述第2平面导体时重合。采用该构造,能够带有朝向与第1平面导体和第2平面导体平行的面方向(不倾斜)的指向性。
在本发明的第3形态的RFIC模块中,连结所述第2部位和所述第4部位的线与连结所述第1部位和所述第3部位的线平行,并且在俯视所述第1平面导体和所述第2平面导体时不重合。采用该构造,能够使增益带有相对于与第1平面导体和第2平面导体平行的面倾斜的指向性。
在本发明的第4形态的RFIC模块中,连结所述第2部位和所述第4部位的线与连结所述第1部位和所述第3部位的线不平行,并且在这些线的中央处不相互交叉。采用该构造,能够带有朝向与第1平面导体和第2平面导体平行的面方向(不倾斜)的指向性。
在本发明的第5形态的RFIC模块中,所述第1平面导体和所述第2平面导体的长度在任一个方向上均为所述RFIC进行处理的通信信号的1/8波长以下。采用该结构,由电感器实现的电流的限制比例足够大,第1平面导体和第2平面导体之间的电场强度分布的梯度足够平缓。因此,在第1平面导体和第2平面导体之间分布有更均匀的电场。
在本发明的第6形态的RFIC模块中,所述电感器的电感大于从所述RFIC观察到的电流路径所包含的所述第1平面导体和所述第2平面导体所具有的电感。采用该结构,由电感器实现的电流的限制比例足够大,第1平面导体和第2平面导体之间的电场强度分布的梯度足够平缓。因此,在第1平面导体和第2平面导体之间分布有更均匀的电场。
在本发明的第7形态的RFIC模块中,具备与所述RFIC串联连接的电容器。采用该结构,构成了包含上述电感器和电容器的谐振电路,能够容易地使该谐振电路和RFIC阻抗匹配。
在本发明的第8形态的RFIC模块中,具备在内部形成有所述电容器的绝缘性基材。采用该结构,不需要作为零部件的电容器,削减了安装成本,而且适合小型化。
在本发明的第9形态的RFIC模块中,具备在内部形成有所述电感器的绝缘性基材。采用该结构,不需要作为零部件的电感器,削减了安装成本,而且适合小型化。
在本发明的第10形态的RFIC模块中,具备具有彼此相面对的第1主面和第2主面的绝缘性基材,所述第1平面导体形成于所述绝缘性基材的第1主面,所述第2平面导体形成于所述绝缘性基材的第2主面,所述电感器和所述RFIC配置于所述绝缘性基材的第1主面,在所述绝缘性基材形成有将所述电感器的第2端和所述第2平面导体之间连接起来的第1导通孔导体以及将所述RFIC的第2端和所述第2平面导体之间连接起来的第2导通孔导体。采用该结构,容易将电感器和RFIC安装于绝缘性基材。
在本发明的第11形态的RFIC模块中,所述第1导通孔导体和所述第2导通孔导体分别是单个的。采用该结构,由于电压相位处于反转关系的部位的靠近部分较小,并且能够充分地确保第1平面导体的面积,因此确保了第1平面导体和第2平面导体的充分的辐射效率。
在本发明的第12形态的RFIC模块中,包括:绝缘性基材,其具有彼此相面对的第1主面和第2主面;以及绝缘体层,其包覆于该绝缘性基材的第1主面,所述第1平面导体形成于所述绝缘体层的表面或者表面附近,所述第2平面导体形成于所述绝缘性基材的第2主面,所述电感器和所述RFIC配置于所述绝缘性基材的第1主面,在所述绝缘性基材形成有将所述电感器的第2端和所述第2平面导体之间连接起来的第1导通孔导体以及将所述RFIC的第2端和所述第2平面导体之间连接起来的第2导通孔导体,在所述绝缘体层形成有将所述电感器的第1端和所述第1平面导体之间连接起来的第4导通孔导体以及将所述RFIC的第1端和所述第1平面导体之间连接起来的第3导通孔导体。采用该结构,由于是电感器和RFIC埋设于绝缘体层内的构造,因此容易地提高了耐环境性。
在本发明的第13形态的RFIC模块中,所述第1导通孔导体、所述第2导通孔导体、所述第3导通孔导体以及所述第4导通孔导体分别是单个的。采用该结构,能够使向第1平面导体和第2平面导体流动的电流的路径较大,提升辐射效率。
在本发明的第14形态的RFID标签中,包括:辐射体,其由具有长度方向的导体形成;以及RFIC模块,其具有第1平面导体、与所述第1平面导体相面对的第2平面导体、具有第1端和第2端的电感器、以及具有第1端和第2端的RFIC,所述电感器的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第1部位,所述电感器的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第2部位,所述RFIC的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第3部位,所述RFIC的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第4部位。而且,所述RFIC模块配置于所述辐射部的长度方向上的端部附近。
根据上述结构,第1平面导体和第2平面导体之间分布有大致均匀的电场,第1平面导体和第2平面导体的电压相位是反转的关系。因而,在辐射部形成有恰当的电压强度分布,能得到具备辐射效率较高的辐射部的RFID标签。
在本发明的第15形态的RFID标签中,所述辐射体为面状或者板状,所述第1平面导体和所述第2平面导体具有多个边,所述多个边中的、靠近将所述电感器的连接部和所述RFIC的连接部连结起来的线的边沿着所述辐射体的长度方向延伸。采用该结构,由于在所述电感器的连接部和所述RFIC的连接部之间在第2平面导体流动的电流的方向与所述辐射部的长度方向对齐,因此导体部的辐射效率升高。
在本发明的第16形态的RFID标签中,所述第1平面导体和所述第2平面导体相面对的面对方向与所述辐射部的长度方向相同。采用该结构,能够高效地使用来自RFIC模块的辐射电场。
在本发明的第17形态的RFID标签中,所述辐射体是螺旋状线圈。采用该结构,能得到相对于外力而言的耐性较高的RFID标签。
本发明的第18形态的物品具备具有长度方向的导体部,该物品包括RFIC模块,该RFIC模块具有第1平面导体、与所述第1平面导体相面对的第2平面导体、具有第1端和第2端的电感器、以及具有第1端和第2端的RFIC,所述电感器的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第1部位,所述电感器的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第2部位,所述RFIC的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第3部位,所述RFIC的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第4部位。而且,所述RFIC模块配置于所述导体部的长度方向上的端部附近。
根据上述结构,在第1平面导体和第2平面导体之间分布有大致均匀的电场,第1平面导体和第2平面导体的电压相位是反转的关系,在导体部形成有恰当的电压强度分布,能得到具备辐射效率较高的导体部的物品。
之后,参照附图列举几个具体的例子来表示用于实施本发明的多个形态。在各图中对相同的部位标注相同的附图标记。考虑到要点的说明或者理解的容易性,为了便于说明而分开示出了实施方式,但能够对不同的实施方式中示出的结构进行局部的替换或者组合。在第2实施方式之后,省略了与第1实施方式共同的事项的记述,仅对不同点进行说明。尤其是不针对每个实施方式依次提及相同结构的相同的作用效果。
《第1实施方式》
图1是第1实施方式的RFIC模块的立体图。该RFIC模块101包括第1平面导体10、第2平面导体20、RFIC 40、电感器41以及电容器42。在图1中,RFIC模块101具备长方体状的绝缘性基材1,第1平面导体10形成于绝缘性基材1的第1主面MS1。第2平面导体20形成于绝缘性基材1的第2主面MS2。也就是说,第1平面导体10和第2平面导体20互相平行地相面对。
在绝缘性基材1的第1主面MS1形成有电极11、12、13。电极11借助第1导通孔导体31连接于第2平面导体20。电极12借助第2导通孔导体32连接于第2平面导体20。
绝缘性基材1是例如环氧玻璃基板等树脂基材。第1平面导体10、第2平面导体20、电极11、12、13均是图案化的铜箔。导通孔导体31、32是形成于绝缘性基材1的贯通导通孔。
RFIC 40、电感器41以及电容器42均是芯片零部件,并且安装于绝缘性基材1的第1主面MS1的表面。电感器41连接于第1平面导体10中的靠近电极11的部位和电极11之间。此外,电容器42连接于第1平面导体10中的靠近电极13的部位和电极13之间。并且,RFIC 40连接于电极12和电极13之间。
电感器41的第1端T1连接于第1平面导体10的外缘的一部分即第1部位P1,电感器41的第2端T2借助电极11和第1导通孔导体31连接于第2平面导体20的外缘的一部分即第2部位P2。
RFIC 40的第1端T1借助电极13和电容器42连接于第1平面导体10的外缘的一部分即第3部位P3,RFIC 40的第2端T2借助电极12和第2导通孔导体32连接于第2平面导体20的外缘的一部分即第4部位P4。
在该例子中,绝缘性基材1的宽度W、进深D、高度H即各部分的尺寸如下。
W:3mm
D:3mm
H:1.2mm
RFIC 40所处理的通信信号的频率是900MHz频段(860MHz~960MHz)。也就是说,第1平面导体10和第2平面导体20的长度在任一个方向上均是RFIC40所处理的通信信号的1/8波长以下。但是,由于具有由绝缘性基材1的介电常数实现的波长缩短效果,因此是考虑到该波长缩短效果而得出的“1/8波长以下”。
此外,在该例子中,电感器41的电感是30nH,电感器41的等效串联电阻(ESR)为5.75Ω,电容器42的电容为0.9pF,电容器42的等效串联电阻(ESR)为0.346Ω,RFIC 40的输出电阻为1.2kΩ,RFIC 40的电容为1.23pF。另外,与电感器41的电感相比,第1平面导体10和第2平面导体20的电感成分足够小,为例如1nH以下。
图2的(A)是本实施方式的RFIC模块101的立体的电路图。图2的(B)是本实施方式的RFIC模块101的俯视图。第1平面导体10和第2平面导体20各自具有4个边,电感器41的第1端T1连接于第1平面导体10的一个边10S1的一个端部附近即第1部位P1,电感器41的第2端T2连接于第2平面导体20的一个边20S1的一个端部附近即第2部位P2。此外,RFIC 40的第1端T1借助电容器42连接于第1平面导体10的一个边10S1的另一个端部附近即第3部位P3,RFIC 40的第2端T2连接于第2平面导体20的一个边20S1的另一个端部附近即第4部位P4。
在图2的(A)所示的例子中,将第1部位P1和第2部位P2设于第1平面导体10的边10S1的一个端部附近和第2平面导体20的边20S1的一个端部附近,将第3部位P3和第4部位P4设于第1平面导体10的边10S1的另一个端部附近和第2平面导体20的边20S1的另一个端部附近,但第3部位P3和第4部位P4也可以设于其他的部位。例如,在图2的(B)中,施加了阴影的部位是第3部位P3和第4部位P4所能采用的位置。如图2的(B)所示,第1部位P1是第1平面导体10的外缘的一部分,第3部位P3是第1平面导体10的外缘中的自第1部位P1分离开的部位。同样,第2部位P2是第2平面导体20的外缘的一部分,第4部位P4是第2平面导体20的外缘中的自第2部位P2分离开的部位。在本发明中,“第1平面导体10的外缘中的自第1部位P1分离开的部位”是指距第1部位P1的距离大于从第1部位P1到第1平面导体10的重心的距离的部位。同样,“第2平面导体20的外缘中的自第2部位P2分离开的部位”是指距第2部位P2的距离大于从第2部位P2到第2平面导体20的重心的距离的部位。
图3是本实施方式的RFIC模块101的等效电路图。在从RFIC 40观察时,形成有电容器42-第1平面导体10-电感器41-第1导通孔导体31-第2平面导体20-第2导通孔导体32的电流路径。由于电感器41和电容器42借助RFIC40连接于闭环内,因此由电感器41和电容器42形成串联谐振电路。该谐振电路的谐振频率与通信频段的频率一致或者是通信频段附近的频率。另外,虽然在第1平面导体10和第2平面导体20之间形成有寄生电容,但该寄生电容对于上述谐振频率几乎没有影响。
图4是自图3除去了电感器41和电容器42之后的电路图。图5是表示在图4中从RFIC40观察到的第1平面导体10、第2平面导体20、第1导通孔导体31以及第2导通孔导体32的电感成分的频率特性的图。在该例子中,第1平面导体10、第2平面导体20、第1导通孔导体31以及第2导通孔导体32的电感成分为约2.82nH。因而,电感器41的电感(30nH)是第1平面导体10、第2平面导体20、第1导通孔导体31以及第2导通孔导体32的电感成分的两倍以上。因此,由于向RFIC 40输入或者从RFIC 40输出的电流的一半以上被电感器41所限制,因此第1平面导体10和第2平面导体20上的电流密度分布的梯度较平缓。也就是说,在第1平面导体10和第2平面导体20分布有大致均匀的电压。此外,由于电感器41限制一半以上的电流,因此即使第1平面导体10和第2平面导体20的长度为1/8波长以下,对第1平面导体10和第2平面导体20施加的电压的相位也是大致反相。
在此,示出了作为比较例的RFIC模块。图54是作为相对于图1所示的RFIC模块101而言的比较例的RFIC模块的立体图。其中,RFIC 40、电感器41以及电容器42用示意性的符号表示。图55是图54所示的RFIC模块的等效电路图。在该例子中,电感器41和RFIC 40之间的距离小于电感器41和第1导通孔导体31之间的距离。由于这样的构造是第1平面导体10的一部分和第2平面导体20的一部分借助第1导通孔导体31而直接连接的构造,因此第1平面导体10和第2平面导体20的电压相位不是反转的关系。因而,优选的是,如图12、图1所示,电感器41和RFIC 40之间的距离大于电感器41和第1导通孔导体31之间的距离。
上述电容器42并不是必需的。但是,由于越减小第1平面导体10和第2平面导体20的面积则辐射电阻越小,因此第1平面导体10和第2平面导体20难以与RFIC 40耦合。也就是说,难以向RFIC 40通入电力。因此,通过借助电容器42连接RFIC 40从而使电感器41、第1平面导体10以及第2平面导体20与RFIC 40阻抗匹配的方式是有效的。此外,由于第1平面导体10和第2平面导体20的电压相位是反转的关系,因此优选的是,电感器41和电容器42之间的距离大于电感器41和第1导通孔导体31之间的距离。
图6是表示在RFIC模块101的第1平面导体10和第2平面导体20产生的电压的强度分布的图。在图6中,浓度越高则电压越高。在图6中,在第1平面导体10的沿着四个边的部分和第2平面导体20的大致整体分布有相同电压,但极性相反。
图7是表示在RFIC模块101的第1平面导体10和第2平面导体20之间产生的电场的情形的立体图。在图7中,带箭头的线是概略性地进行表示的电场线。这样,第1平面导体10的周缘与第2平面导体20的周缘的电位差较大,电场从第1平面导体10的周缘与第2平面导体20的周缘的相对位置向外侧扩展。
在此,示出了用于从辐射板高效地辐射电磁波的结构。图52是表示具有谐振频率的1/2波长的宽度或者长度的辐射板的电流密度分布和电压强度分布的示意图。如图52所示,在谐振频率的1/2波长的辐射板产生在开放端电流为0且在中央电流最大的电流密度分布I。同样,产生在开放端电压最大且在中央电压为0的电压强度分布V。
图53的(A)、图53的(B)是表示从上述辐射板的一端附近射出并向另一端附近射入的电场线的示意图。图53的(B)是图53的(A)中的右端附近的放大图。
若像这样地在谐振电压最大的辐射板的开放端或者其附近配置本实施方式所示的RFIC模块101,则电场线E能高效地向辐射板的开放端射入或者从辐射板的开放端射出。因而,通过将在本实施方式中表示的RFIC模块101配置于辐射板的开放端附近,从而使RFIC模块101与辐射板电场耦合。更详细地讲,辐射板和第2平面导体20通过彼此相对地配置而电场耦合。在此,也可以是,辐射板和第2平面导体20借助粘合层等以彼此相对的状态固定。
图8的(A)是表示具有谐振频率的1/4波长的宽度或者长度的辐射板的电流密度分布和电压强度分布的示意图。图8的(B)是表示具有谐振频率的1/8波长以下的宽度或者长度的辐射板的一端借助电感器接地而成的辐射元件的电流密度分布和电压强度分布的示意图。
如图8的(A)所示,在谐振频率的1/4波长的辐射板产生在接地端电流最大且在开放端电流为0的电流密度分布I。同样,产生在接地端电压为0且在开放端电压最大的电压强度分布V。在图8的(B)所示的例子中,由于辐射板的宽度或者长度为1/8波长以下并且一端借助电感器接地,因此电感器限制电流的限制比例足够大,辐射板的电压强度分布V的梯度足够平缓。
图9的(A)是表示将图8的(B)所示的辐射板变更为两端开放型而得到的辐射板的电流密度分布和电压强度分布的图。图9的(B)是利用第1平面导体10和第2平面导体20构成图9的(A)所示的两个辐射板并且两者相对地配置的图。在该图9的(B)中也图示了RFIC 40和电容器42。图9的(C)是用电场线表示在第1平面导体10和第2平面导体20之间产生的电场的图。
如图9的(A)所示,即使将两个辐射板合在一起而得到的宽度或长度短于谐振频率的1/2波长,也会在该两个辐射板产生相位反转的电压。而且,如图9的(B)所示,在第1平面导体10和第2平面导体20之间分布有大致均匀的电场,对第1平面导体10和第2平面导体20施加的电压相位是反转的关系。其结果,如图9的(C)所示,在第1平面导体10和第2平面导体20之间大致均匀地分布有电场,并且电场从第1平面导体10的周缘与第2平面导体20的周缘的相对位置向外侧扩展。这一点已经在图7中有所表示。
图10、图11是用于说明用于将电感器连接于第1平面导体10和第2平面导体20之间的构造和电场辐射的关系的图。
图10是RFIC模块101的立体图。图11是图10的局部立体图。此外,在图11中,省略了电感器41的图示。
在图10中,由于第1导通孔导体31与第2平面导体20相连接,因此第1导通孔导体31的两端Pa、Pb与第2平面导体20是大致相同的电位。此外,由于第2导通孔导体32与第2平面导体20相连接,因此第2导通孔导体32的两端Pc、Pd与第2平面导体20是大致相同的电位。
在图11中,箭头表示在第1平面导体10和电极11之间产生的电场。这样,在电压相位处于反转关系的部位产生电场,在上述部位彼此靠近时,电场被限制而难以辐射。但是,若拉开电压相位处于反转关系的部位的距离,则第1平面导体10的周缘长度会变短,因此电场辐射能力会减小。在本实施方式中,由于形成有单个的导通孔导体(第1导通孔导体31)来作为用于将电感器41连接在第1平面导体10和第2平面导体20之间的路径,因此电极11的面积成为最小限度,充分地确保了第1平面导体10的周缘长度。其结果,能得到小型且来自第1平面导体10和第2平面导体20的周缘的电场辐射较强的RFIC模块。此外,由于能够充分地增大第1平面导体10的面积,因此能够增强来自第1平面导体10和第2平面导体20的周缘的电场辐射。
在本实施方式的RFIC模块101中,连结图1所示的第2部位P2和第4部位P4的线与连结第1部位P1和第3部位P3的线平行,并且在俯视第1平面导体10和第2平面导体20时上述两个线重合。另外,在图1所示的构造中,上述两个线不完全重合而是大致重合的状态。在图2的(A)所示的示意性的图中,连结第2部位P2和第4部位P4的线与连结第1部位P1和第3部位P3的线平行,并且在俯视第1平面导体10和第2平面导体20时上述两个线重合。采用这样的构造,能够带有朝向与第1平面导体10和第2平面导体20平行的面方向(不倾斜)的指向性。
通过将上述的RFIC模块101设于导电性构件从而使该导电性构件作为辐射元件进行作用,在情况下,只要将第2平面导体20粘贴于导电性构件即可。第2平面导体20既可以与导电性构件直流地导通,也可以隔着绝缘体层(电介质层)地粘贴于导电性构件。
《第2实施方式》
在第2实施方式中,示出了RFIC 40和电容器42的连接位置关系与在第1实施方式中示出的连接位置关系不同的RFIC模块的例子。
图12是第2实施方式的RFIC模块102的立体图。该RFIC模块102包括第1平面导体10、第2平面导体20、RFIC 40、电感器41以及电容器42。在图12中,RFIC模块102具备长方体状的绝缘性基材1,第1平面导体10形成于绝缘性基材1的第1主面MS1。第2平面导体20形成于绝缘性基材1的第2主面MS2。
在绝缘性基材1的第1主面MS1形成有电极11、12、13。电极11借助第1导通孔导体31连接于第2平面导体20。电极12借助第2导通孔导体32连接于第2平面导体20。
电感器41连接于第1平面导体10中的靠近电极11的部位和电极11之间。此外,RFIC40连接于第1平面导体10中的靠近电极13的部位和电极13之间。并且,电容器42连接于电极12和电极13之间。另外,RFIC 40、电感器41以及电容器42用示意性的符号表示。
图13是图12所示的RFIC模块102的等效电路图。在从RFIC 40观察时,形成有第1平面导体10-电感器41-第1导通孔导体31-第2平面导体20-第2导通孔导体32-电容器42的电流路径。
与图1所示的例子相比,仅是RFIC 40和电容器42的位置关系相反,其他相同。由于只要将RFIC 40和电容器42串联连接并将它们连接于第1平面导体10和第2平面导体20之间即可,因此也可以如图12所示地安装RFIC 40和电容器42。
《第3实施方式》
在第3实施方式中,示出了电容器42的连接位置关系与在第2实施方式中示出的连接位置关系不同的RFIC模块的例子。
图14是第3实施方式的RFIC模块103的立体图。该RFIC模块103包括第1平面导体10、第2平面导体20、RFIC 40、电感器41以及电容器42。在图14中,RFIC模块103具备长方体状的绝缘性基材1,第1平面导体10形成于绝缘性基材1的第1主面MS1。第2平面导体20形成于绝缘性基材1的第2主面MS2。
在绝缘性基材1的第1主面MS1形成有电极11、12,在第2主面MS2形成有电极21。电极11借助第1导通孔导体31连接于第2平面导体20。电极21借助第2导通孔导体32连接于电极12。
电感器41连接于第1平面导体10中的靠近电极11的部位和电极11之间。此外,RFIC40连接于第1平面导体10中的靠近电极12的部位和电极12之间。电容器42连接于第2平面导体20中的靠近电极21的部位和电极21之间。另外,RFIC 40、电感器41以及电容器42用示意性的符号表示。
图15是图14所示的RFIC模块103的等效电路图。在从RFIC 40观察时,形成有第1平面导体10-电感器41-第1导通孔导体31-第2平面导体20-电容器42-第2导通孔导体32的电流路径。
也可以是,如图14所示,在形成有第2平面导体20的第2主面MS2安装电容器42。同样,也可以在形成有第2平面导体20的第2主面MS2安装RFIC 40。
在此示出了作为比较例的RFIC模块。图56是作为相对于图14所示的RFIC模块103而言的比较例的RFIC模块的立体图。图57是图56所示的RFIC模块的等效电路图。在该例子中,电感器41和RFIC 40之间的距离小于电感器41和第1导通孔导体31之间的距离。由于这样的构造是第1平面导体10的一部分和第2平面导体20的一部分借助第1导通孔导体31而直接地连接的构造,因此第1平面导体10和第2平面导体20的电压相位不是反转的关系。因而,优选的是,如图14所示,电感器41和RFIC 40之间的距离大于电感器41和第1导通孔导体31之间的距离。
《第4实施方式》
在第4实施方式中,示出了在第1平面导体和第2平面导体之间配置有电感器等元件的RFIC模块的例子。
图16的(A)是第4实施方式的RFIC模块104的立体图。图16的(B)是用电路符号表示RFIC模块104所具备的各电路元件的立体图。图17的(A)、图17的(B)是沿着图16的(A)中的Y轴方向观察到的主视图。
RFIC模块104包括第1平面导体10、第2平面导体20、RFIC 40、电感器41以及电容器42。
RFIC模块104包括:绝缘性基材1,其具有彼此相面对的第1主面(图17的(A)所示的MS1)和第2主面(图17的(A)所示的MS2);以及绝缘体层2,其包覆于该绝缘性基材1的第1主面MS1。
第1平面导体10形成于绝缘体层2的表面或者表面附近,第2平面导体20形成于绝缘性基材1的第2主面MS2。电感器41和RFIC 40配置于绝缘性基材1的第1主面MS1。
在绝缘性基材1的第1主面MS1形成有电极11、12、13、14、15。电感器41的第1端T1连接于电极15,电感器41的第2端T2连接于电极11。RFIC 40的第1端T1连接于电极14,RFIC 40的第2端T2连接于电极13。电容器42连接于电极12和电极13。
在绝缘性基材1形成有将电感器41的第2端(图16的(B)所示的T2)和第2平面导体20之间连接起来的第1导通孔导体31以及将RFIC 40的第2端(图16的(B)所示的T2)和第2平面导体20之间连接起来的第2导通孔导体32。在绝缘体层2形成有将电感器41的第1端T1和第1平面导体10之间连接起来的第4导通孔导体34以及将RFIC 40的第1端T1和第1平面导体10之间连接起来的第3导通孔导体33。
电感器41的第1端T1连接于第1平面导体10的外缘的一部分即第1部位P1,电感器41的第2端T2连接于第2平面导体20的外缘的一部分即第2部位P2。此外,RFIC 40的第1端T1连接于第1平面导体10的外缘的一部分即第3部位P3,RFIC 40的第2端T2连接于第2平面导体20的外缘的一部分即第4部位P4。
另外,在此,“连接”不仅包含直接的连接,也包含间接的连接的意思。在上述的例子中,RFIC 40的第2端T2借助电容器42和第2导通孔导体32连接于第2平面导体20。
在本实施方式的RFIC模块104中,由于是电感器41、RFIC 40以及电容器42埋设于绝缘体层2内的构造,因此耐环境性较高。
在本实施方式的RFIC模块104中,连结第2部位P2和第4部位P4的线与连结第1部位P1和第3部位P3的线平行,并且它们在俯视第1平面导体10和第2平面导体20时不重合。采用该构造,像之后说明的那样,能够使第1平面导体10和第2平面导体20的辐射的增益具有指向性。
在图16的(B)中,用沿着第1平面导体10和第2平面导体20进行表示的带箭头的线示意性地表示向第1平面导体10和第2平面导体20流动的电流的路径。
在图16的(B)中,由于第1部位P1与第3部位P3之间的电位差较大,因此在第1平面导体10中,沿着第1部位P1和第3部位P3之间的最短路径流动的电流较大,如虚线所示沿着第1平面导体10的边缘迂回地流动的电流相对较小。同样,由于第2部位P2与第4部位P4之间的电位差较大,因此在第2平面导体20中,沿着第2部位P2和第4部位P4之间的最短路径流动的电流较大,如虚线所示沿着第2平面导体20的边缘迂回地流动的电流相对较小。
图17的(B)是示意性地表示对第1平面导体10和第2平面导体20之间施加的电位差的分布(电荷的分布)的图。图17的(B)中的带圆圈的正号和带圆圈的负号示意性地表示第1平面导体10和第2平面导体20上的电荷(电流)的极性和大小。如图17的(B)所示,在RFIC模块104的主视图中,由于极性不同的较大的电荷在倾斜方向上彼此相对,因此该电位差施加的方向(单点划线)倾斜。由此,如虚线所示,辐射增益的指向方向相对于X―Y面倾斜。
图18是RFIC模块104的辐射增益的轮廓图。RFIC模块104位于该图18的中心,以环面状表示辐射增益的轮廓。而且,用单点划线表示的环面的中心线相对于Z轴倾斜。
图19是RFIC模块104的制造工序的各阶段中的、沿着-X轴方向观察到的主视图。在工序ST1中,将第2平面导体20、第1导通孔导体31、第2导通孔导体32以及电极11、12形成于绝缘性基材1。在工序ST2中,将电感器41、RFIC40、电容器42、第3导通孔导体33以及第4导通孔导体34安装于绝缘性基材1的第1主面。在工序ST3中,在绝缘性基材1的第1主面包覆绝缘体层2。由此,将电感器41、RFIC 40以及电容器42埋设于绝缘体层2内。在工序ST4中,通过研磨绝缘体层2的表面从而使第3导通孔导体33的顶部和第4导通孔导体34的顶部暴露。在工序ST5中,将第1平面导体10形成于绝缘体层2的表面。
按照以上的过程来制造RFIC模块104。
《第5实施方式》
在第5实施方式中,示出了电感器和RFIC连接于第1平面导体和第2平面导体的连接位置与第4实施方式不同的例子。
图20是第5实施方式的RFIC模块105A的立体图。图21的(A)、图21的(B)是沿着图20中的Y轴方向观察到的主视图。对与在第4实施方式中示出的RFIC模块104结构相同的部位标注相同的附图标记。
相对于图16的(A)、图16的(B)示出的RFIC模块104而言,电感器41的第1端T1所连接的第1平面导体10的第1部位P1的位置及电感器41的第2端T2所连接的第2平面导体20的第2部位P2的位置不同。
在图20中,按照与图16的(B)相同的表现方法,用电路符号表示RFIC模块105A所具备的各电路元件。此外,在图20中,用沿着第1平面导体10和第2平面导体20进行表示的带箭头的线示意性地表示向第1平面导体10和第2平面导体20流动的电流的路径。
在俯视第1平面导体10和第2平面导体20时,连结第1部位P1和第3部位P3的线与连结第2部位P2和第4部位P4的线在这些线的中央部处交叉。
在图20中,虽然第1部位P1与第3部位P3之间的电位差较大,但在第1平面导体10中,电流会沿着边缘在第1部位P1和第3部位P3之间流动。同样,虽然第2部位P2与第4部位P4之间的电位差较大,但在第2平面导体20中,电流会沿着边缘在第2部位P2和第4部位P4之间流动。
图21的(B)是示意性地表示对第1平面导体10和第2平面导体20之间施加的电位差的分布(电荷的分布)的图。图21的(B)中的带圆圈的正号和带圆圈的负号示意性地表示第1平面导体10和第2平面导体20上的电荷(电流)的极性和大小。如图21的(B)所示,在RFIC模块105A的主视图中,在第1平面导体10和第2平面导体20之间电荷大致均等地相对。因此,如虚线所示,辐射增益的指向方向与X―Y面平行。
图22是本实施方式的另一个RFIC模块105B的立体图。对与在第4实施方式中示出的RFIC模块104结构相同的部位标注相同的附图标记。相对于图20所示的RFIC模块105A而言,电感器41和RFIC 40连接于第1平面导体10和第2平面导体20的连接位置不同。但是,在俯视第1平面导体10和第2平面导体20时,连结第1部位P1和第3部位P3的线与连结第2部位P2和第4部位P4的线在这些线的中央部处交叉这样的构造是相同的。也就是说,电流沿着第1平面导体10的边缘在第1部位P1和第3部位P3之间流动,电流沿着第2平面导体20的边缘在第2部位P2和第4部位P4之间流动。
图23是上述RFIC模块105A、105B的辐射增益的轮廓图。RFIC模块105A或者105B位于该图23的中心,以环面状表示辐射增益的轮廓。而且,用单点划线表示的环面的中心线与Z轴平行。
图24的(A)、图24的(B)、图24的(C)均是绝缘性基材1的俯视图。图24的(A)所示的绝缘性基材1是图20所示的RFIC模块105A所使用的绝缘性基材,图24的(B)所示的绝缘性基材1是图22所示的RFIC模块105B所使用的绝缘性基材。针对图24的(A)和图24的(B)而言,在绝缘性基材1的第1主面形成的各电极的图案是镜像关系。另外,图24的(C)是图16的(A)所示的RFIC模块104所使用的绝缘性基材1的俯视图。
通过这样变更在绝缘性基材1的第1主面形成的电极图案,从而能够改变电感器41和RFIC 40连接于第1平面导体10和第2平面导体20的连接位置,由此能够设定辐射增益的指向性。
《第6实施方式》
在第6实施方式中,示出了电感器和RFIC连接于第1平面导体和第2平面导体的连接位置与第4实施方式、第5实施方式进一步不同的例子。
图25是第6实施方式的RFIC模块106A的立体图。图26是第6实施方式的另一个RFIC模块106B的立体图。对与在第4实施方式中示出的RFIC模块104结构相同的部位标注相同的附图标记。
RFIC模块106A、106B均是,在俯视第1平面导体10和第2平面导体20时,连结第1部位P1和第3部位P3的线与连结第2部位P2和第4部位P4的线不平行,并且在这些线的中央部处不交叉。
在图25中,由于第1部位P1与第3部位P3之间的电位差较大,因此在第1平面导体10中,沿着第1部位P1和第3部位P3之间的最短路径流动的电流较大,如虚线所示沿着第1平面导体10的边缘迂回地流动的电流相对较小。另一方面,虽然第2部位P2与第4部位P4之间的电位差较大,但在第2平面导体20中,电流会沿着边缘在第2部位P2和第4部位P4之间流动。
在图26中,虽然第1部位P1和第3部位P3之间的电位差较大,但在第1平面导体10中,电流会沿着边缘在第1部位P1和第3部位P3之间流动。另一方面,由于第2部位P2与第4部位P4之间的电位差较大,因此在第2平面导体20中,沿着第2部位P2和第4部位P4之间的最短路径流动的电流较大,如虚线所示沿着第2平面导体20的边缘迂回地流动的电流相对较小。
这样,在本实施方式中,由于集中于第1平面导体10或者第2平面导体20的电荷(电流)产生偏移,因此与在第4实施方式中所示的情况同样,辐射增益的指向方向倾斜。但是,由于电荷(电流)的集中仅是第1平面导体10和第2平面导体20中的一者,因此上述倾斜较小。
《第7实施方式》
在第7实施方式中,示出了电感器和RFIC连接于第1平面导体和第2平面导体的连接位置与至此示出的实施方式进一步不同的例子。
图27是第7实施方式的RFIC模块107A的立体图。图28是第7实施方式的另一个RFIC模块107B的立体图。对与在第4实施方式中示出的RFIC模块104结构相同的部位标注相同的附图标记。
RFIC模块107A、107B均是,在俯视第1平面导体10和第2平面导体20时,连结第1部位P1和第3部位P3的线与连结第2部位P2和第4部位P4的线不平行,并且在这些线的中央部处不交叉。
在图27中,由于第1部位P1与第3部位P3之间的电位差较大,因此在第1平面导体10中,沿着第1部位P1和第3部位P3之间的最短路径流动的电流较大,如虚线所示沿着第1平面导体10的边缘迂回地流动的电流相对较小。另一方面,虽然第2部位P2与第4部位P4之间的电位差较大,但在第2平面导体20中,电流会沿着边缘在第2部位P2和第4部位P4之间流动。
在图28中,虽然第1部位P1与第3部位P3之间的电位差较大,但在第1平面导体10中,电流会沿着边缘在第1部位P1和第3部位P3之间流动。另一方面,由于第2部位P2与第4部位P4之间的电位差较大,因此在第2平面导体20中,沿着第2部位P2和第4部位P4之间的最短路径流动的电流较大,如虚线所示沿着第2平面导体20的边缘迂回地流动的电流相对较小。
这样,在本实施方式中,由于集中于第1平面导体10或者第2平面导体20的电荷(电流)产生偏移,因此与在第4实施方式中所示的情况同样,辐射增益的指向性倾斜。但是,由于电荷(电流)的集中仅是第1平面导体10和第2平面导体20中的一者,因此上述倾斜较小。
《第8实施方式》
在第8实施方式中,示出了电感器和RFIC连接于第1平面导体和第2平面导体的连接位置与至此示出的实施方式进一步不同的例子。
图29是第8实施方式的RFIC模块108A的立体图。图30是第8实施方式的另一个RFIC模块108B的立体图。对与在第4实施方式中示出的RFIC模块104结构相同的部位标注相同的附图标记。
RFIC模块108A、108B均是,在俯视第1平面导体10和第2平面导体20时,连结第1部位P1和第3部位P3的线与连结第2部位P2和第4部位P4的线不平行,并且在这些线的中央部处不交叉。
在图29、图30中均是,由于第1部位P1与第3部位P3之间的电位差较大,因此在第1平面导体10中,沿着第1部位P1和第3部位P3之间的最短路径流动的电流较大,如虚线所示沿着第1平面导体10的边缘迂回地流动的电流相对较小。同样,在第2平面导体20中,沿着第2部位P2和第4部位P4之间的最短路径流动的电流较大,如虚线所示沿着第2平面导体20的边缘迂回地流动的电流相对较小。
在RFIC模块108A中,第1平面导体10的电荷(电流)向-Y方向偏移,第2平面导体20的电荷(电流)向-X方向偏移。此外,在RFIC模块108B中,第1平面导体10的电荷(电流)向-X方向偏移,第2平面导体20的电荷(电流)向-Y方向偏移。因此,采用该构造,由于集中于第1平面导体10和第2平面导体20的电荷(电流)产生偏移,因此辐射增益的指向方向倾斜。
《第9实施方式》
在第9实施方式中,示出了电感器和RFIC连接于第1平面导体和第2平面导体的连接位置与至此示出的实施方式进一步不同的例子。
图31是第9实施方式的RFIC模块109A的立体图。图32是第9实施方式的另一个RFIC模块109B的立体图。对与在第4实施方式中示出的RFIC模块104结构相同的部位标注相同的附图标记。
RFIC模块109A、109B均是,在俯视第1平面导体10和第2平面导体20时,连结第1部位P1和第3部位P3的线与连结第2部位P2和第4部位P4的线不平行,并且在这些线的中央部处不交叉。
在图31、图32中均是,由于第1部位P1与第3部位P3之间的电位差较大,因此在第1平面导体10中,沿着第1部位P1和第3部位P3之间的最短路径流动的电流较大,如虚线所示沿着第1平面导体10的边缘迂回地流动的电流相对较小。同样,在第2平面导体20中,沿着第2部位P2和第4部位P4之间的最短路径流动的电流较大,如虚线所示沿着第2平面导体20的边缘迂回地流动的电流相对较小。
在RFIC模块109A中,第1平面导体10的电荷(电流)向-X方向偏移,第2平面导体20的电荷(电流)向Y方向偏移。此外,在RFIC模块109B中,第1平面导体10的电荷(电流)向Y方向偏移,第2平面导体20的电荷(电流)向-X方向偏移。因此,采用该构造,由于集中于第1平面导体10和第2平面导体20的电荷(电流)产生偏移,因此辐射增益的指向性倾斜。
《第10实施方式》
在第10实施方式中,示出了第1平面导体或者第2平面导体的结构与至此示出的实施方式进一步不同的例子。
图33是第10实施方式的RFIC模块110A的立体图。图34是第10实施方式的另一个RFIC模块110B的立体图。RFIC模块110A、110B的基本结构与图16的(A)所示的RFIC模块104的基本结构相同。
图33所示的RFIC模块110A在第1平面导体10形成有导体开口CO。该导体开口CO形成于与电感器41相匹配的位置。此外,电感器41的缠绕轴是X轴方向,导体开口CO沿着缠绕轴方向延伸。由于是这样的构造,因此电感器41不容易受到因靠近第1平面导体10而产生的影响。也就是说,由于第1平面导体10不容易妨碍电感器41所产生的磁通,因此即使减小电感器41和第1平面导体10之间的间隔也不会对特性产生不良影响,对于RFIC模块的小型化是有效的。
图34所示的RFIC模块110B在第2平面导体20形成有导体开口CO。该导体开口CO形成于与RFIC 40以及RFIC 40和第3导通孔导体33之间的配线用电极14相匹配的位置。由于是这样的构造,因此抑制了在RFIC 40及电极14与第2平面导体20之间产生的寄生电容。因此,能够减小RFIC 40和第2平面导体20之间的间隔,对于RFIC模块的小型化是有效的。
《第11实施方式》
在第11实施方式中,示出了在绝缘性基材内具备电感器和电容器的RFIC模块的例子。
图35的(A)是第11实施方式的RFIC模块111A的立体图,图35的(B)是沿着-X轴方向观察到的主视图。其中,在图35的(A)、图35的(B)中均透视地示出了内部。
RFIC模块111A包括绝缘性基材3和包覆绝缘性基材3的上表面的绝缘体层2。绝缘性基材3是例如环氧玻璃制的层叠基板。在绝缘性基材3的上表面形成有第1平面导体10,在绝缘性基材3的下表面形成有第2平面导体20。此外,在该绝缘性基材3内形成有电感器41、电容器电极42E、导通孔导体31、34、35、36等。在电容器电极42E与第2平面导体20相对的相对部分构成电容器42。
电感器41由矩形螺旋状的导体形成,该导体由沿着X-Y面的多个导体图案和沿着Z轴方向延伸的多个导通孔导体形成。
电感器41的第1端T1借助第4导通孔导体34连接于第1平面导体10的外缘的一部分即第1部位P1,电感器41的第2端T2借助导通孔导体31连接于第2平面导体20的外缘的一部分即第2部位P2。此外,RFIC 40的第1端连接于第1平面导体10的外缘的一部分即第3部位P3,RFIC 40的第2端借助导通孔导体36、35和电容器42连接于第2平面导体20的外缘的一部分即第4部位P4。
图36的(A)是第11实施方式的另一个RFIC模块111B的立体图,图36的(B)是沿着-X轴方向观察到的主视图。其中,在图36的(A)、图36的(B)中均透视地示出了内部。
RFIC模块111B包括绝缘性基材3和包覆绝缘性基材3的上表面的绝缘体层2。绝缘性基材3是例如环氧玻璃制的层叠基板。在绝缘性基材3的上表面形成有第1平面导体10,在绝缘性基材3的下表面形成有第2平面导体20。此外,在该绝缘性基材3内形成有电感器41、电容器电极42E、导通孔导体31、34、37等。在电容器电极42E与第1平面导体10相对的相对部分构成电容器42。
电感器41由矩形螺旋状的导体形成,该导体由沿着X-Y面的多个导体图案和沿着Z轴方向延伸的多个导通孔导体形成。
电感器41的第1端T1借助第4导通孔导体34连接于第1平面导体10的外缘的一部分即第1部位P1,电感器41的第2端T2借助第1导通孔导体31连接于第2平面导体20的外缘的一部分即第2部位P2。此外,RFIC 40的第1端借助电容器42连接于第1平面导体10的外缘的一部分即第3部位P3,RFIC 40的第2端借助导通孔导体37连接于第2平面导体20的外缘的一部分即第4部位P4。
根据本实施方式,不需要作为零部件的电感器和作为零部件的电容器,削减了安装成本而且适合小型化。
《第12实施方式》
在第12实施方式中,示出了替代平面导体和导通孔导体而使用由金属板的成型体形成的导体构件的RFIC模块的例子。
图37是第12实施方式的RFIC模块112的立体图。图38是RFIC模块112的主要部分的分解立体图。
RFIC模块112包括导体构件61、第2平面导体20、RFIC 40、电感器41以及电容器42。
如图38所示,在绝缘性基材1的上表面的各电极11、12、13、14、15安装有RFIC 40、电感器41以及电容器42。之后,导体构件61的引脚部61V1连接于电极14,引脚部61V2连接于电极15。将上述的构件通过例如软钎焊而连接。
导体构件61是利用单个的金属板的成型体构成与图16、图20所示的第1平面导体10、第3导通孔导体33以及第4导通孔导体34相当的构件而成的构件。也就是说,在导体构件61中,与第2平面导体20平行地相对的面相当于第1平面导体10,引脚部61V1相当于第3导通孔导体33,引脚部61V2相当于第4导通孔导体34。例如通过铜板的冲裁和弯曲加工等金属板加工来制造导体构件61。
在图37中,用双点划线表示绝缘体层2的包覆范围。绝缘体层2是例如环氧树脂。其他的结构与图16、图20所示的RFIC模块的结构相同。
例如,该RFIC模块112的高度为2mm,RFIC模块112的底面的一个边为2.5mm,绝缘性基材1的厚度为0.4mm,从绝缘性基材1的上表面到导体构件61的内顶面的高度为1.25mm。
根据本实施方式,由于不需要在绝缘体层2形成第1平面导体10以及形成第3导通孔导体33和第4导通孔导体34的工序,因此简化了制造工序,实现低成本化。此外,能够容易地减少引脚部61V1、61V2的电阻成分和电感成分。
《第13实施方式》
在第13实施方式中,例示出了使在第12实施方式中示出的RFIC模块的制造容易性提高而得到的RFIC模块及其制造方法。
图39是第13实施方式的RFIC模块112D的立体图。图40是RFIC模块112D的主要部分的分解立体图。
RFIC模块112D是两个RFIC模块112截断之前的状态。通过用与Y-Z面平行且经过该RFIC模块112D的中央的面截断该RFIC模块112D从而得到两个RFIC模块112。
如图40所示,导体构件61具备两组引脚部61V1、61V2,具备共计4根引脚部。
在绝缘性基材1的上表面形成有与两个RFIC模块相对应的RFIC模块用的电极,安装有RFIC 40、电感器41以及电容器42。之后,搭载导体构件61,在绝缘性基材1的上部包覆绝缘体层2。之后,利用切割机截断其整体。由此,得到图37所示的RFIC模块112。
根据本实施方式,由于是利用4根引脚部将导体构件搭载于绝缘性基材1,因此组装较为容易。
《第14实施方式》
在第14实施方式中,示出了具备RFIC模块的RFID标签的例子。图41是第14实施方式的RFID标签201的立体图。该RFID标签201粘贴于预定的物品的外表面或者内置于物品。RFID标签201由金属制的辐射板50和RFIC模块101形成。辐射板50是具有宽度方向和长度方向的面状或者板状的辐射部。在图41所示的朝向上,X方向是宽度方向,Y方向是长度方向。RFIC模块101搭载于辐射板50。RFIC模块101在第1平面导体10与第2平面导体20相对的相对方向(Z方向)上层叠于辐射板50。第2平面导体20和辐射板50彼此导通。
辐射板50的长度方向上的长度L相当于谐振频率的1/2波长或者其附近。因此,辐射板50作为两端开放的1/2波长谐振的辐射元件进行作用。也可以在辐射板50的下表面设有用于将RFID标签201粘贴于某些构件的粘合层和覆盖该粘合层的表面的隔离纸。
图42的(A)是表示沿着-X方向观察到的RFID标签201各部分的电场方向的图,图42的(B)是表示沿着Y方向观察到的RFID标签201各部分的电场方向的图。
在图42的(A)、图42的(B)中,箭头符号表示电场的方向。如图42的(A)、图42的(B)所示,在第1平面导体10和第2平面导体20之间产生大致均匀的电场,并且在第1平面导体10的周缘及外表面和辐射板50之间产生向外侧扩展的电场。这样,利用RFIC模块101和辐射板50构成具有大面积的辐射部的RFID标签。
图43的(A)、图43的(B)是表示在辐射板50感应的电流的例子的图。在图43的(A)和图43的(B)中,RFIC模块101搭载于辐射板50的搭载位置不同。在图43的(A)和图41中,RFIC模块101搭载于辐射板50的搭载位置相同。在RFIC模块101的第2平面导体20中,电流io在第1导通孔导体31的连接端和第2导通孔导体32的连接端之间流动,从第2导通孔导体32流出并向辐射板50流入的电流i1沿着辐射板50的长度方向流动。
这样,第1平面导体10和第2平面导体20所具有的多个边中的、靠近将电感器41和RFIC 40的连接部连结起来的线的边S1沿着辐射板50的长度方向(Y方向)延伸。采用该结构,由于在电感器41的连接部和RFIC 40的连接部之间在第2平面导体20流动的电流的方向与辐射板50的长度方向对齐,因此辐射板50的辐射效率较高。
如图43的(B)所示,在将电感器41所连接的那一侧配置于比RFIC 40所连接的那一侧靠辐射板50的端部侧的位置时,例如从第2导通孔导体32的连接端向第1导通孔导体31的连接端的方向流动的电流io和从第2导通孔导体32沿着辐射板50的长度方向流动的电流i1成为相反的方向。也就是说,产生了因电流的方向局部相反而导致的抵消。
如图43的(A)所示,在将RFIC 40所连接的那一侧配置于比电感器41所连接的那一侧靠辐射板50的端部侧的位置时,例如从第2导通孔导体32的连接端向第1导通孔导体31的连接端的方向流动的电流io和从第2导通孔导体32沿着辐射板50的长度方向流动的电流i1成为相同的方向。因此,没有因电流的方向局部相反而导致的上述抵消,相应地能获得较高的辐射效率。
另外,在图41、图43的(A)、图43的(B)所示的例子中,示出了包括具有宽度方向和长度方向即长条状的面状或者板状的辐射部在内的RFID标签的例子。但是,用于构成RFID标签的辐射部的形状并不限于这样的长条状。
《第15实施方式》
在第15实施方式中,示出了与第14实施方式不同的RFID标签的例子。
图44是第15实施方式的RFID标签202的俯视图和右侧视图。图45是RFID标签202的局部放大俯视图和局部放大右侧视图。辐射板50是RFID标签202原本所具备的导体部分。辐射板50是长方体形状的金属,在长度方向(图44的Y方向)上的一端面配置有RFIC模块101。RFIC模块101的构造与在至此的各实施方式中示出的构造相同。
在图44、图45所示的例子中,第1平面导体10与第2平面导体20相面对的面对方向与辐射板50的长度方向(Y方向)相同。
在图44、图45中,从第1平面导体10引出的曲线的箭头是表示在RFIC模块101和辐射板50产生的电场的情形的电场线Ee。这样从第1平面导体10射出或者向第1平面导体10射入的电场线Ee整体有助于电场辐射。
图46是第15实施方式的另一个RFID标签203的俯视图和右侧视图。图47是RFID标签203的局部放大俯视图和局部放大右侧视图。辐射板50是RFID标签203原本所具备的导体部分。辐射板50是长方体形状的金属,在其长度方向(图46的Y方向)上的一端部配置有RFIC模块101。RFIC模块101的构造与在至此的各实施方式中示出的构造相同。
在图46、图47所示的例子中,第1平面导体10与第2平面导体20相面对的面对方向与辐射板50的厚度方向(Z方向)相同。在图46、图47中,从第1平面导体10引出的曲线的箭头是表示在RFIC模块101和辐射板50产生的电场的情形的电场线。
在图47中,由于电场线En的方向是与辐射板50的长度方向(Y方向)正交的方向,因此无助于电场辐射。也就是说,不能有效地利用从RFIC模块101辐射的电磁场的偏振面。其他的电场线Ee有助于电场辐射。
如图44、图45所示,在第1平面导体10与第2平面导体20相面对的面对方向与辐射板50的长度方向相同时,RFIC模块101和辐射板50的辐射效率进一步升高。
《第16实施方式》
在第16实施方式中,示出了具备由螺旋状线圈形成的辐射体的RFID标签的例子。
图48的(A)是第16实施方式的RFID标签204A的立体图。图48的(B)是RFID标签204A的局部放大立体图。
RFID标签204A包括RFIC模块111和辐射体51。辐射体51是具有弹性的金属制的螺旋状线圈。RFIC模块111由与图1所示的RFIC模块101相当的部分和设于该部分的下部的绝缘体层4形成。绝缘体层4是例如环氧树脂的层。在绝缘体层4形成有孔H,在该孔H嵌入有辐射体51的一端。在该例子中,辐射体51的轴线处于与第1平面导体10的面和第2平面导体20的面垂直的关系。
辐射体51与RFIC模块111的第1平面导体10和第2平面导体20电场耦合,作为两端开放的1/2波长谐振的偶极天线进行作用。
图49是本实施方式的另一个RFID标签204B的立体图。RFID标签204B包括RFIC模块101和辐射体51。辐射体51是具有弹性的金属制的螺旋状线圈。RFIC模块101是与图1所示的RFIC模块101结构相同的RFIC模块。RFIC模块101借助接合材料安装于辐射体51的一个端部。在该例子中,辐射体51的轴线处于与第1平面导体10的面和第2平面导体20的面平行的关系。
图50是本实施方式的又一个RFID标签204C的立体图。RFID标签204C包括RFIC模块101和辐射体51。辐射体51是螺旋状线圈。RFIC模块101是与图1所示的RFIC模块101结构相同的RFIC模块。在辐射体51的一端形成有使辐射体51局部地扁平化而成的板状部51P。RFIC模块101借助接合材料安装于辐射体51的板状部51P的面。在该例子中也是,辐射体51的轴线处于与第1平面导体10的面和第2平面导体20的面平行的关系。
图49所示的RFID标签204B和图50所示的RFID标签204C均是,辐射体51与RFIC模块101的第1平面导体10和第2平面导体20电场耦合,作为两端开放的1/2波长谐振的偶极天线进行作用。
根据本实施方式,由于辐射体51具有弹性,因此能够得到细长形状且相对于外力而言耐性较高的RFID。例如,在将RFID标签204A、204B、204C中的任一者埋设于构成物品的橡胶成型品、树脂成型品的局部而进行使用的情况下,也能够将其用作耐振动性、耐冲击性较高的RFID标签。
《第17实施方式》
在第17实施方式中,示出了具备RFIC模块的物品的例子。
图51的(A)是第17实施方式的物品301的立体图。该物品301由至少表面为绝缘性的绝缘性构件310和粘贴于该绝缘性构件310的RFID标签201形成。RFID标签201的结构如第14实施方式所示。
图51的(B)是第17实施方式的物品302的立体图。该物品302由导电性构件320和设于该导电性构件320的RFIC模块101形成。RFIC模块101的结构如第1实施方式所示。
上述绝缘性构件310或者导电性构件320例如是用于放置某些物品的铲板、架、托盘或测量器具、夹具、工具等道具等。
最后,上述的实施方式的说明在所有的方面都是例示,并不是限制性的。对于本领域技术人员而言能够恰当地进行变形和变更。本发明的范围利用权利要求表示而不是利用上述的实施方式来表示。并且,本发明的范围包含与权利要求的范围等价的范围内的基于实施方式而实现的变更。
例如,通信频率并不限于900MHz频段,也能够同样应用于其他的频段、例如2.45GHz频段等。
此外,在以上所示的各实施方式中,示出了具备电容器42的RFIC模块,但像已经说明的那样,电容器42并不是必需的。
附图标记说明
CO、导体开口;D、进深;Ee、En、电场线;H、孔;I、电流密度分布;io、i1、电流;MS1、第1主面;MS2、第2主面;P1、第1端部附近(第1部位);P2、第2端部附近(第2部位);Pa、Pb、Pc、Pd、导通孔导体的端部;S1、边;T1、第1端;T2、第2端;V、电压强度分布;W、宽度;1、3、绝缘性基材;2、4、绝缘体层;10、第1平面导体;10S1、边;11、12、13、14、15、电极;20、第2平面导体;20S1、边;21、电极;31、第1导通孔导体;32、第2导通孔导体;33、第3导通孔导体;34、第4导通孔导体;35、36、37、导通孔导体;40、RFIC;41、电感器;42、电容器;42E、电容器电极;50、辐射板;51、辐射体;51P、板状部;61、导体构件;61V1、61V2、导体构件的引脚部;101、102、103、104、105A、105B、106A、106B、107A、107B、108A、108B、109A、109B、110A、110B、111A、111B、112、112D、RFIC模块;201、202、203、204A、204B、204C、RFID标签;301、302、物品;310、绝缘性构件;320、导电性构件。
Claims (18)
1.一种RFIC模块,其中,
该RFIC模块包括:
第1平面导体;
第2平面导体,其与所述第1平面导体相面对;
电感器,其具有第1端和第2端;以及
RFIC,其具有第1端和第2端,
所述电感器的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第1部位,所述电感器的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第2部位,
所述RFIC的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第3部位,所述RFIC的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第4部位。
2.根据权利要求1所述的RFIC模块,其中,
连结所述第2部位和所述第4部位的线与连结所述第1部位和所述第3部位的线平行,并且在俯视所述第1平面导体和所述第2平面导体时重合。
3.根据权利要求1所述的RFIC模块,其中,
连结所述第2部位和所述第4部位的线与连结所述第1部位和所述第3部位的线平行,并且在俯视所述第1平面导体和所述第2平面导体时不重合。
4.根据权利要求1所述的RFIC模块,其中,
连结所述第2部位和所述第4部位的线与连结所述第1部位和所述第3部位的线不平行,并且在这些线的中央处不相互交叉。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的RFIC模块,其中,
所述第1平面导体和所述第2平面导体的长度在任一个方向上均为所述RFIC进行处理的通信信号的1/8波长以下。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的RFIC模块,其中,
所述电感器的电感大于从所述RFIC观察到的电流路径所包含的所述第1平面导体和所述第2平面导体所具有的电感。
7.根据权利要求1~4中任一项所述的RFIC模块,其中,
该RFIC模块具备与所述RFIC串联连接的电容器。
8.根据权利要求7所述的RFIC模块,其中,
该RFIC模块具备在内部形成有所述电容器的绝缘性基材。
9.根据权利要求1~4中任一项所述的RFIC模块,其中,
该RFIC模块具备在内部形成有所述电感器的绝缘性基材。
10.根据权利要求1~4中任一项所述的RFIC模块,其中,
该RFIC模块具备具有彼此相面对的第1主面和第2主面的绝缘性基材,
所述第1平面导体形成于所述绝缘性基材的第1主面,所述第2平面导体形成于所述绝缘性基材的第2主面,
所述电感器和所述RFIC配置于所述绝缘性基材的第1主面,
在所述绝缘性基材形成有将所述电感器的第2端和所述第2平面导体之间连接起来的第1导通孔导体以及将所述RFIC的第2端和所述第2平面导体之间连接起来的第2导通孔导体。
11.根据权利要求10所述的RFIC模块,其中,
所述第1导通孔导体和所述第2导通孔导体分别是单个的。
12.根据权利要求1~4中任一项所述的RFIC模块,其中,
该RFIC模块包括:绝缘性基材,其具有彼此相面对的第1主面和第2主面;以及绝缘体层,其包覆于该绝缘性基材的第1主面,
所述第1平面导体形成于所述绝缘体层的表面或者表面附近,所述第2平面导体形成于所述绝缘性基材的第2主面,
所述电感器和所述RFIC配置于所述绝缘性基材的第1主面,
在所述绝缘性基材形成有将所述电感器的第2端和所述第2平面导体之间连接起来的第1导通孔导体以及将所述RFIC的第2端和所述第2平面导体之间连接起来的第2导通孔导体,
在所述绝缘体层形成有将所述电感器的第1端和所述第1平面导体之间连接起来的第4导通孔导体以及将所述RFIC的第1端和所述第1平面导体之间连接起来的第3导通孔导体。
13.根据权利要求12所述的RFIC模块,其中,
所述第1导通孔导体、所述第2导通孔导体、所述第3导通孔导体以及所述第4导通孔导体分别是单个的。
14.一种RFID标签,其中,
该RFID标签包括:
辐射体,其由具有长度方向的导体形成;以及
RFIC模块,其具有第1平面导体、与所述第1平面导体相面对的第2平面导体、具有第1端和第2端的电感器、以及具有第1端和第2端的RFIC,所述电感器的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第1部位,所述电感器的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第2部位,所述RFIC的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第3部位,所述RFIC的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第4部位,
所述RFIC模块配置于所述辐射体的长度方向上的端部附近。
15.根据权利要求14所述的RFID标签,其中,
所述辐射体为面状或者板状,
所述第1平面导体和所述第2平面导体具有多个边,
所述多个边中的、靠近将所述电感器的连接部和所述RFIC的连接部连结起来的线的边沿着所述辐射体的长度方向延伸。
16.根据权利要求14所述的RFID标签,其中,
所述第1平面导体和所述第2平面导体相面对的面对方向与所述辐射体的长度方向相同。
17.根据权利要求14所述的RFID标签,其中,
所述辐射体是螺旋状线圈。
18.一种物品,其中,
该物品具备具有长度方向的导体部,
该物品包括RFIC模块,该RFIC模块具有第1平面导体、与所述第1平面导体相面对的第2平面导体、具有第1端和第2端的电感器、以及具有第1端和第2端的RFIC,所述电感器的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第1部位,所述电感器的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第2部位,所述RFIC的第1端连接于所述第1平面导体的外缘的一部分即第3部位,所述RFIC的第2端连接于第2平面导体的外缘的一部分即第4部位,
所述RFIC模块配置于所述导体部的长度方向上的端部附近。
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