CN215266637U - Rfic模块和rfid标签 - Google Patents

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Abstract

RFIC模块(101)包括RFIC(2)和与RFIC侧第1端子电极、RFIC侧第2端子电极、天线侧第1端子电极(11)以及天线侧第2端子电极(12)连接的阻抗匹配电路。该阻抗匹配电路构成为包含第1电感器(L1)、第2电感器(L2)、第3电感器(L3)以及第4电感器(L4)，构成上述第1电感器(L1)、第2电感器(L2)、第3电感器(L3)以及第4电感器(L4)的导体图案形成单一的线圈状图案。

Description

RFIC模块和RFID标签
技术领域
本实用新型涉及RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)模块和具备该RFIC模块的RFID(Radio Frequency Identifier)标签。
背景技术
在专利文献1中示出了与作为天线发挥作用的导体耦合的RFIC模块。该 RFIC模块包括基板、搭载于该基板的RFIC芯片以及由连接于该RFIC芯片而构成的多个线圈形成的匹配电路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/084658号
实用新型内容
实用新型要解决的问题
在专利文献1所记载的构造的RFIC模块中，若要使该RFIC模块薄型化、小型化，则有时构成上述匹配电路的多个线圈中的两个线圈间非常靠近。若像这样线圈间靠近，则产生线圈彼此的无用耦合。此外，在多个RFIC模块靠近的状况下，在该靠近的RFIC模块间，在上述匹配电路用的线圈间也容易产生无用耦合。而且，由此，导致RFIC模块和RFID标签的特性发生变化。
于是，本实用新型的目的在于，提供抑制构成匹配电路的多个线圈的无用耦合的影响且使构成匹配电路的多个线圈的形成区域缩小化的RFIC模块和具备该RFIC模块的RFID标签。
用于解决问题的方案
作为本公开的一例的RFIC模块的特征在于，该RFIC模块包括：基板； RFIC，其搭载于所述基板；RFIC侧第1端子电极和RFIC侧第2端子电极，所述RFIC连接于该RFIC侧第1端子电极和RFIC侧第2端子电极；天线侧第1端子电极和天线侧第2端子电极，其形成于所述基板，分别与天线直接连接或电容耦合；以及阻抗匹配电路，其形成于所述基板，连接于所述RFIC侧第1端子电极、所述RFIC侧第2端子电极、所述天线侧第1端子电极以及所述天线侧第2端子电极。所述阻抗匹配电路构成为包含由形成于所述基板的导体图案形成的第1电感器、第2电感器、第3电感器以及第4电感器。所述第1电感器的第1端连接于所述天线侧第1端子电极，所述第1电感器的第2端连接于所述 RFIC侧第1端子电极，所述第2电感器的第1端连接于所述天线侧第2端子电极，所述第2电感器的第2端连接于所述RFIC侧第2端子电极。所述第3电感器的第 1端连接于所述天线侧第1端子电极，所述第4电感器的第1端连接于所述天线侧第2端子电极，所述第3电感器的第2端与所述第4电感器的第2端相互连接。而且，构成所述第1电感器、所述第2电感器、所述第3电感器以及所述第4电感器的导体图案形成单一的线圈状图案。
优选地，从所述第1电感器的第1端到所述第1电感器的第2端的卷绕方向、从所述第3电感器的第2端到所述第3电感器的第1端的卷绕方向、从所述第4 电感器的第1端到所述第4电感器的第2端的卷绕方向以及从所述第2电感器的第2端到所述第2电感器的第1端的卷绕方向是相同方向。
优选地，所述基板包含第1层和第2层，所述第1电感器和所述第3电感器由沿着所述基板的第2层卷绕的线圈状或线圈的部分形状的导体图案构成，所述第2电感器和所述第4电感器由沿着所述基板的第1层卷绕的线圈状或线圈的部分形状的导体图案构成。
优选地，在用L1表示所述第1电感器的电感、用L2表示所述第2电感器的电感、用L3表示所述第3电感器的电感、用L4表示所述第4电感器的电感时，是(L1+L2)＞(L3+L4)的关系。
优选地，所述RFIC配置于所述基板的不与所述第1电感器、所述第2电感器、所述第3电感器以及所述第4电感器的形成区域重叠的位置。
此外，作为本公开的一例的RFID标签由天线和与该天线连接或耦合的RFIC模块构成。该RFIC模块的结构如上所述。
实用新型的效果
根据本实用新型，得到抑制构成匹配电路的多个线圈的无用耦合的影响且使构成匹配电路的多个线圈的形成区域缩小化的RFIC模块和具备该RFIC 模块的RFID标签。
附图说明
图1的(A)是第1实施方式的RFID标签201的俯视图。图1的(B)是RFID 标签201所具备的RFIC模块101的搭载部分的放大俯视图。
图2的(A)是表示形成保护膜之前的状态下的在RFIC模块101的基板1 形成的导体图案的俯视图。图2的(B)是图2的(A)中的X-X部处的剖视图。
图3是表示RFIC模块101的在基板1的各层形成的导体图案的俯视图。
图4是RFIC模块101的电路图。
图5的(A)是RFIC模块101的剖视图，图5的(B)是RFIC模块101借助粘接剂层5粘接于天线6的绝缘体膜60的状态下的剖视图。
图6是表示第3电感器L3、第4电感器L4与天线的导体图案61、62的连接关系的图。
图7的(A)是第1实施方式的另一个RFIC模块的搭载RFIC 2之前的状态下的RFIC模块的基板1的俯视图。图7的(B)是搭载RFIC 2之后的状态下的图7的(A)中的X-X部处的剖视图。
图8的(A)是第2实施方式的RFIC模块的搭载RFIC 2之前的状态下的 RFIC模块的基板1的俯视图。图8的(B)是搭载RFIC 2之后的状态下的图8 的(A)中的X-X部处的剖视图。
图9是第2实施方式的RFIC模块102的剖视图，是在安装有RFIC 2的基板1 的上表面包覆有保护膜3的状态下的剖视图。
图10是表示在第3实施方式的RFIC模块的基板1形成的导体图案的俯视图。
图11是表示在第3实施方式的另一个RFIC模块的基板1形成的导体图案的俯视图。
具体实施方式
图1的(A)是本实用新型的实施方式的RFID标签201的俯视图。图1的 (B)是RFID标签201所具备的RFIC模块101的搭载部分的放大俯视图。
RFID标签201由天线6和与该天线6耦合的RFIC模块101构成。天线6由绝缘体膜60和形成于该绝缘体膜60的导体图案61、62构成。绝缘体膜60是例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的膜，导体图案61、62是例如铝箔的图案。
导体图案61由导体图案61P、61L、61C构成，导体图案62由导体图案62P、 62L、62C构成。导体图案61、62构成偶极天线。
在导体图案61P、62P搭载有RFIC模块101。导体图案61L、62L是曲折线形状，作为电感成分较高的区域发挥作用。此外，导体图案61C、62C是平面形状，作为电容成分较高的区域发挥作用。由此，使电流强度较高的区域的电感成分较大，使电压强度较高的区域的电容成分较大，使天线的导体图案61、62的形成区域缩小化。
图2的(A)是表示形成后述的保护膜之前的状态下的在RFIC模块101的基板1形成的导体图案的俯视图。图2的(B)是图2的(A)中的X-X部处的剖视图。
该RFIC模块101包括基板1和安装于该基板1的RFIC 2。基板1是例如聚酰亚胺等的挠性基板，是第1层1A与第2层1B的层叠体。
图3是表示在RFIC模块101的基板1的各层形成的导体图案的俯视图。在图3中上部是基板1的第2层1B的俯视图，图3的下部是基板1的第1层1A的俯视图。
在基板1的第2层1B的上表面形成有RFIC侧第1端子电极51、RFIC侧第2 端子电极52、第1电感器L1、第3电感器L3以及导体图案L13。导体图案L13 的一端连接于第1电感器L1的第1端E11和第3电感器L3的第1端E31。在基板1 的第1层1A的上表面形成有天线侧第1端子电极11、天线侧第2端子电极12、第2电感器L2、第4电感器L4以及导体图案L24。导体图案L24的一端连接于第2电感器L2的第1端E21和第4电感器L4的第1端E41。上述各导体图案是例如对铜箔通过光刻形成图案而成的。
此外，在第2层1B形成有导通孔导体(日文：ビア導体)V2、V13、V34。导通孔导体V34将第3电感器L3的第2端E32连接于第4电感器L4的第2端E42。导通孔导体V2将RFIC侧第2端子电极52连接于第2电感器L2的第2端E22。导通孔导体V13将导体图案L13的另一端连接于天线侧第1端子电极11。
换言之，上述的连接关系如下。
·第1电感器L1的第1端E11连接于天线侧第1端子电极11，第1电感器L1 的第2端E12连接于RFIC侧第1端子电极51。
·第2电感器L2的第1端E21连接于天线侧第2端子电极12，第2电感器L2 的第2端E22连接于RFIC侧第2端子电极52。
·第3电感器L3的第1端E31连接于天线侧第1端子电极11，第4电感器L4 的第1端E41连接于天线侧第2端子电极12。
·第3电感器L3的第2端E32与第4电感器L4的第2端E42相互连接。
此外，第1电感器L1和第3电感器L3由沿着基板1的第2层1B卷绕的线圈的部分形状的导体图案构成，第2电感器L2和第4电感器L4由沿着基板1的第1 层1A卷绕的线圈的部分形状的导体图案构成。
此外，从第1电感器L1的第1端E11到第1电感器L1的第2端E12的卷绕方向、从第3电感器L3的第2端E32到第3电感器L3的第1端E31的卷绕方向、从第4电感器L4的第1端E41到第4电感器L4的第2端E42的卷绕方向以及从第2 电感器L2的第2端E22到第2电感器L2的第1端E21的卷绕方向均是左绕方向。即相同方向。
并且，由第1电感器L1、第2电感器L2、第3电感器L3以及第4电感器L4 形成矩形线圈状的图案。
图4是RFIC模块101的电路图。RFIC模块101由RFIC 2和阻抗匹配电路7 构成。阻抗匹配电路7包含上述第1电感器L1、第2电感器L2、第3电感器L3 以及第4电感器L4而构成。图4中的点标记表示各电感器的线圈卷绕方向。如图3所示，第1电感器L1的线路长度(匝数)与第2电感器L2的线路长度(匝数)之和比第3电感器L3的线路长度(匝数)与第4电感器L4的线路长度(匝数)之和长。若用电感的大小表示，则是(L1+L2)＞(L3+L4)的关系。
图5的(A)是RFIC模块101的剖视图，图5的(B)是RFIC模块101借助粘接剂层5粘接于天线6的绝缘体膜60的状态下的剖视图。在安装有RFIC 2的基板1的上表面包覆有保护膜3。该保护膜3是例如聚氨酯等的弹性体、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)那样的热熔剂。基板1、保护膜3均柔软，该RFIC模块101 整体柔软。
图5的(B)所示的粘接剂层5是绝缘性粘接材料的层，例如是丙烯酸系粘接剂。天线侧第1端子电极11隔着第1层1A和粘接剂层5与天线6的导体图案 61P相对，天线侧第2端子电极12隔着第1层1A和粘接剂层5与天线6的导体图案62P相对。根据该构造，天线侧第1端子电极11和天线侧第2端子电极12与天线6的导体图案61P、62P分别电容耦合。
图6是表示第3电感器L3、第4电感器L4与天线的导体图案61、62的连接关系的图。图6中的电容器Ca是在天线的导体图案61、62间产生的电容成分。此外，电容器C11是在天线的导体图案61与天线侧第1端子电极11之间产生的电容成分，电容器C12是在天线的导体图案62与天线侧第2端子电极12之间产生的电容成分。由电感器L3、L4的电感和电容器Ca、C11、C12的电容构成并联谐振电路。该谐振电路的谐振频率与RFID标签201的通信频段的中心频率匹配。
图7的(A)是第1实施方式的另一个RFIC模块的搭载RFIC 2之前的状态下的RFIC模块的基板1的俯视图。图7的(B)是搭载RFIC 2之后的状态下的图7的(A)中的X-X部处的剖视图。
在该例中，构成电感器L1、L2、L3、L4的导体图案的匝数比图2的(A)、图2的(B)等所示的例子多。
在基板1的第2层1B的上表面形成有RFIC侧第1端子电极51、RFIC侧第2 端子电极52、第1电感器L1、第3电感器L3以及导体图案L13。在基板1的第1 层1A的上表面形成有天线侧第1端子电极11、天线侧第2端子电极12、第2电感器L2、第4电感器L4以及导体图案L24。在基板1的第2层1B形成有将第3电感器L3与第4电感器L4连接的导通孔导体V34。
这样，能够以如下方式构成：即使在使构成电感器L1、L2、L3、L4的导体图案的匝数较多的情况下，也能够通过将预定的导体图案设为螺旋状而使构成电感器L1、L2、L3、L4的导体图案形成单一的线圈状图案。
根据本实施方式，起到以下这样的效果。
(a)构成用于构成阻抗匹配电路7的电感器L1、L2、L3、L4的导体图案形成单一的线圈状图案，因此能够使构成匹配电路的电感器L1、L2、L3、 L4的形成区域缩小化。此外，电感器L1、L2、L3、L4从初始起靠近，因此在并列配置构成电感器L1、L2、L3、L4的多个线圈的情况下，与在面方向上线圈靠近的情况相比，能够抑制多个线圈的无用耦合的影响。
(b)如图4所示，电感器L1、L2、L3、L4的线圈卷绕方向按照电感器 L1、L3、L4、L2的顺序是相同方向，因此在从RFIC 2(供电电路)的连接部(RFIC侧第1端子电极51和RFIC侧第2端子电极52)观察到的电流路径中，电感器L1、L2、L3、L4不会相互抑制磁通，能够确保预定的电感，由此也能够使电感器L1、L2、L3、L4的形成区域缩小化。
(c)基板1包含第1层1A和第2层1B，第1电感器L1和第3电感器L3形成于基板1的第2层1B，第2电感器L2和第4电感器L4形成于基板1的第1层1A，因此电感相对较大的第1电感器L1与电感相对较小的第3电感器L3的组和电感相对较大的第2电感器L2与电感相对较小的第4电感器L4的组配置于不同的层，由此也能够使电感器L1、L2、L3、L4的形成区域缩小化。
(d)电感器L1、L2、L3、L4的电感是(L1+L2)＞(L3+L4)的关系，因此容易进行与通常是天线的阻抗的10倍以上的阻抗值的RFIC的匹配。此外，通过将电感器L1、L2配置于线圈图案的内周侧，能够以多匝容易地形成电感器L1、L2，通过将电感器L3、L4配置于线圈图案的外周侧，容易进行阻抗匹配电路7向天线侧第1端子电极11和天线侧第2端子电极12的布线。
【第2实施方式】
在第2实施方式中，示出将电感器L1、L2、L3、L4形成于基板的单一的层的例子。
图8的(A)是第2实施方式的RFIC模块的搭载RFIC 2之前的状态下的 RFIC模块的基板1的俯视图。图8的(B)是搭载RFIC 2之后的状态下的图8 的(A)中的X-X部处的剖视图。图9是本实施方式的RFIC模块102的剖视图，是在安装有RFIC 2的基板1的上表面包覆有保护膜3的状态下的剖视图。
在该例中，构成电感器L1、L2、L3、L4的导体图案形成于基板1的第2 层1B的上表面。
在基板1的第2层1B的上表面形成有RFIC侧第1端子电极51、RFIC侧第2 端子电极52、第1电感器L1、第2电感器L2、第3电感器L3以及第4电感器L4。在基板1的第1层1A的上表面形成有天线侧第1端子电极11、天线侧第2端子电极12、导体图案L13、导体图案L24以及导体图案L52。此外，在基板1的第2 层1B分别形成有将第1电感器L1与第3电感器L3连接的导通孔导体V13、将第 2电感器L2与第4电感器L4连接的导通孔导体V24、将第2电感器L2与导体图案L52连接的导通孔导体V52。
这样，即使在将四个电感器L1、L2、L3、L4形成于单一的层的情况下，也能够通过将预定的导体图案设为螺旋状而将构成电感器L1、L2、L3、L4 的导体图案形成于基板1的单一的层。
另外，也可以将天线侧第1端子电极11和天线侧第2端子电极12形成于与电感器L1、L2、L3、L4相同的层。
【第3实施方式】
在第3实施方式中，示出构成为RFIC侧第1端子电极51和RFIC侧第2端子电极52不与构成电感器L1、L2、L3、L4的线圈状图案的线圈开口重叠的RFIC 模块的例子。
图10是表示在第3实施方式的RFIC模块的基板1形成的导体图案的俯视图。图11是表示在第3实施方式的另一个RFIC模块的基板1形成的导体图案的俯视图。在图10、图11中，RFIC 2的搭载位置由双点划线表示。
在图10所示的例子中，构成电感器L1、L2、L3、L4的导体图案、导体图案L13、L24、L51、L52、导通孔导体V34、天线侧第1端子电极11、天线侧第2端子电极12、RFIC侧第1端子电极51、RFIC侧第2端子电极52形成于基板1。
在图11所示的例子中，构成电感器L1、L2、L3、L4的导体图案、导体图案L13、L24、L51、L52、导通孔导体V13、V24、V51、天线侧第1端子电极11、天线侧第2端子电极12、RFIC侧第1端子电极51、RFIC侧第2端子电极 52形成于基板1。
在图10、图11所示的任一个例子中，构成电感器L1、L2、L3、L4的导体图案均形成为环绕单一的线圈开口CO。RFIC侧第1端子电极51和RFIC侧第2端子电极52形成于不与线圈开口CO重叠的位置。
根据本实施方式，RFIC 2不遮挡穿过电感器L1、L2、L3、L4的线圈开口CO的磁通，因此能够避免由RFIC 2的存在引起的电感器L1、L2、L3、L4 的特性劣化。此外，也能够避免由RFIC 2的安装位置的偏移引起的特性变化。此外，没有由RFIC 2引起的电感器L1、L2、L3、L4的电感的降低，因此能够使构成电感器L1、L2、L3、L4的导体图案的线圈开口CO较小。由此，即使将RFIC 2配置于线圈开口CO的外侧，整体的尺寸也不会大型化。
最后，上述的实施方式的说明在所有方面均为例示，并非限制性的说明。作为本领域技术人员能够适当进行变形和变更。本实用新型的范围由权利要求书表示而不由上述的实施方式表示。并且，本实用新型的范围包含在与权利要求书的范围内均等的范围内的自实施方式进行的变更。
例如，在图5的(B)所示的例子中，天线侧第1端子电极11与天线的导体图案61P电容耦合，天线侧第2端子电极12与天线的导体图案62P电容耦合，但也可以将该电容耦合部分直接(直流)连接。此外，也可以将一者直接连接，使另一者电容耦合。
此外，在以上所示的任一个实施方式中，均示出了在基板1的上表面搭载RFIC 2的例子，但RFIC 2也可以配置于基板1的内部。例如，也可以将RFIC 侧第1端子电极51和RFIC侧第2端子电极52形成于第1层1A，将RFIC 2设于第 1层1A。在该情况下，也可以在第2层1B形成开口(空腔)，避免与RFIC 2的干涉。
附图标记说明
Ca、C11、C12、电容器；CO、线圈开口；E11、第1电感器L1的第1端； E12、第1电感器L1的第2端；E21、第2电感器L2的第1端；E22、第2电感器 L2的第2端；E31、第3电感器L3的第1端；E32、第3电感器L3的第2端；E41、第4电感器L4的第1端；E42、第4电感器L4的第2端；L1、第1电感器；L2、第2电感器；L3、第3电感器；L4、第4电感器；L13、L24、L51、L52、导体图案；V2、V13、V34、V24、V51、V52、导通孔导体；1、基板；1A、第1 层；1B、第2层；2、RFIC；3、保护膜；5、粘接剂层；6、天线；7、阻抗匹配电路；11、天线侧第1端子电极；12、天线侧第2端子电极；51、RFIC 侧第1端子电极；52、RFIC侧第2端子电极；60、绝缘体膜；61、62、导体图案；61P、61L、61C、导体图案；62P、62L、62C、导体图案；101、102、 RFIC模块；201、RFID标签。

Claims (6)

1.一种RFIC模块，其特征在于，
该RFIC模块包括：
基板；
RFIC，其搭载于所述基板；
RFIC侧第1端子电极和RFIC侧第2端子电极，所述RFIC连接于该RFIC侧第1端子电极和RFIC侧第2端子电极；
天线侧第1端子电极和天线侧第2端子电极，其形成于所述基板，分别与天线直接连接或电容耦合；以及
阻抗匹配电路，其形成于所述基板，连接于所述RFIC侧第1端子电极、所述RFIC侧第2端子电极、所述天线侧第1端子电极以及所述天线侧第2端子电极，
所述阻抗匹配电路构成为包含由形成于所述基板的导体图案形成的第1电感器、第2电感器、第3电感器以及第4电感器，
所述第1电感器的第1端连接于所述天线侧第1端子电极，所述第1电感器的第2端连接于所述RFIC侧第1端子电极，
所述第2电感器的第1端连接于所述天线侧第2端子电极，所述第2电感器的第2端连接于所述RFIC侧第2端子电极，
所述第3电感器的第1端连接于所述天线侧第1端子电极，
所述第4电感器的第1端连接于所述天线侧第2端子电极，
所述第3电感器的第2端与所述第4电感器的第2端相互连接，
构成所述第1电感器、所述第2电感器、所述第3电感器以及所述第4电感器的导体图案形成单一的线圈状图案。
2.根据权利要求1所述的RFIC模块，其特征在于，
从所述第1电感器的第1端到所述第1电感器的第2端的卷绕方向、从所述第3电感器的第2端到所述第3电感器的第1端的卷绕方向、从所述第4电感器的第1端到所述第4电感器的第2端的卷绕方向以及从所述第2电感器的第2端到所述第2电感器的第1端的卷绕方向是相同方向。
3.根据权利要求1或2所述的RFIC模块，其特征在于，
所述基板包含第1层和第2层，
所述第1电感器和所述第3电感器由沿着所述基板的第2层卷绕的线圈状或线圈的部分形状的导体图案构成，
所述第2电感器和所述第4电感器由沿着所述基板的第1层卷绕的线圈状或线圈的部分形状的导体图案构成。
4.根据权利要求1或2所述的RFIC模块，其特征在于，
在用L1表示所述第1电感器的电感、用L2表示所述第2电感器的电感、用L3表示所述第3电感器的电感、用L4表示所述第4电感器的电感时，
是(L1+L2)＞(L3+L4)的关系。
5.根据权利要求1或2所述的RFIC模块，其特征在于，
所述RFIC配置于所述基板的不与所述第1电感器、所述第2电感器、所述第3电感器以及所述第4电感器的形成区域重叠的位置。
6.一种RFID标签，其特征在于，
该RFID标签包括天线和RFIC模块，
所述RFIC模块是权利要求1～5中任一项所述的RFIC模块。
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