DE112007002024B4

DE112007002024B4 - Induktiv gekoppeltes Modul und Element mit induktiv gekoppeltem Modul

Info

Publication number: DE112007002024B4
Application number: DE112007002024T
Authority: DE
Inventors: Noboru Nagaokakyo-shi Kato; Tsuneo Nagaokakyo-shi Murata
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2027-08-30
Also published as: JPWO2008050535A1; DE112007002024T5; US20090160619A1; US8299929B2; WO2008050535A1; JP4775442B2

Abstract

Ein Element, das folgende Merkmale aufweist:
Ein induktiv gekoppeltes Modul (1A; 1B) mit einem drahtlosen IC-Chip (5) und einem Zuführschaltungssubstrat (10), das mit dem drahtlosen IC-Chip (5) verbunden ist und in dem eine Zuführschaltung (16) mit einem Induktivitätselement vorgesehen ist, wobei der drahtlose IC-Chip (5) und/oder das Zuführschaltungssubstrat (10) aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff gebildet sind; und
eine Strahlungsplatte (20), an die das induktiv gekoppelte Modul (5) angehaftet ist und die ein Sendesignal, das von der Zuführschaltung (16) des induktiv gekoppelten Moduls (5) geliefert wird, durch induktive Kopplung strahlt und/oder ein empfangenes Empfangssignal zu der Zuführschaltung (16) durch induktive Kopplung liefert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein induktiv gekoppeltes Modul und bezieht sich insbesondere auf ein induktiv gekoppeltes Modul für ein drahtloses IC-Bauelement und ein Element mit diesem induktiv gekoppeltem Modul, das in einem HFID-System (radio frequency identification system) verwendet werden soll.
Hintergrund der Technik
In den letzten Jahren wurde als ein Elementverwaltungssystem ein HFID-System zum Senden und Empfanden von Informationen entwickelt, bei dem eine Kommunikation auf eine kontaktlose Weise zwischen einem Leser/Schreiber, der ein Induktionsfeld erzeugt, und einem drahtlosen Etikett (hierin nachfolgend bezeichnet als ein drahtloses IC-Bauelement) ausgeführt wird, das an ein Element angebracht ist und in dem vorbestimmte Informationen gespeichert sind.
Als ein drahtloses IC-Bauelement, das in diesem HFID-System verwendet werden soll, ist z. B. ein Bauelement in dem Patentdokument 1 bekannt. Dieses Bauelement ist durch Teile gebildet, wie z. B. einen drahtlosen IC-Chip, in dem notwendige Informationen aufgezeichnet sind, eine Anpassungsschaltung zum Anpassen zwischen dem drahtlosen IC-Chip und einer Antenne, und ein Gehäuse. Diese Teile sind aus Harz, aus Metall oder ähnlichem hergestellt, und wenn somit ein Element mit dem Bauelement ausgesondert wird, wird das Bauelement gleichzeitig auch ausgesondert.
Dies wird zu einem Fall von Umweltbeschädigung und -verschmutzung. Wenn ferner ein Bauelement, das an eine Verpackung oder einen Behälter für Lebensmittel und Getränke angebracht ist, in Lebensmittel und Getränke gemischt wird und versehentlich verschluckt wird, kann es den menschlichen Körper negativ beeinflussen.

Patentdokument 1: Japanische, ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002-63557

Die Patentveröffentlichung JP 2003187207 A bezieht sich auf eine Elektrodenstruktur eines Tag für ein RFID-Modul und auf ein Verfahren zum Einstellen der Resonanzfrequenz unter Verwendung der selben Elektrode. Bei einem RFID-System zum Kommunizieren von Daten zwischen einem Lese-/Schreibgerät und dem Tag unter Verwendung elektromagnetischer Induktion werden eine Kammleitungselektrode aus einem Kondensator, der die Resonanzschaltung des Tag bildet, und eine Gegenelektrode die auf der gegenüberliegenden Seite eines Substrats gebildet ist, verwendet, so dass ein Bereich eines Überlappungsabschnittes zwischen jedem Finger der Kammleitungselektrode und der Gegenelektrode sich allmählich verringert, wodurch die Resonanzfrequenz verändert werden kann.
Die Patentveröffentlichung DE 69529030 T2 bezieht sich auf eine biologisch abbaubare Karte mit einem Trägersubstrat mit mehreren biaxial orientierten Flächen, die durch Laminieren von mehreren Schichten von biologisch abbaubaren thermoplastischen Harzzusammensetzungen ausgebildet werden, welche separat aus zwei voneinander verschiedenen Arten von Milchsäurepolymeren hergestellt werden.
Offenbarung der Erfindung
Probleme, die durch die Erfindung gelöst werden sollen
Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein induktiv gekoppeltes Modul zu schaffen, das aufs Äußerste einen negativen Einfluss des induktiv gekoppelten Moduls auf die Umwelt und den menschlichen Körper verhindern kann, und ein Element, das das induktiv gekoppelte Modul aufweist, wobei das induktiv gekoppelte Modul in einem Drahtlosen IC-Bauelement verwendet werden soll.
Einrichtung zum Lösen der Probleme
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, umfasst ein induktiv gekoppeltes Modul gemäß einer ersten Erfindung: einen drahtlosen IC-Chip und ein Zuführschaltungssubstrat, das mit dem drahtlosen IC-Chip verbunden ist und in dem eine Zuführschaltung, die ein Induktivitätselement umfasst, vorgesehen ist, und bei dem zumindest entweder der drahtlose IC-Chip oder das Zuführschaltungssubstrat aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff gebildet ist.
Als der biologisch abbaubare Kunststoff kann sowohl ein aus Pflanzen gewonnener aliphatischer Kunststoff, ein Naturkunststoff als auch ein Biokunststoff verwendet werden. Diese biologisch abbaubaren Kunststoffe kehren zur Natur zurück, sogar wenn die biologisch abbaubaren Kunststoffe weggeworfen werden, und somit verursachen die biologisch abbaubaren Kunststoffe keinen Umweltschaden und keine -verschmutzung. Ferner bestehen, sogar wenn einer der biologisch abbaubaren Kunststoffe versehentlich verschluckt wird, keine Bedenken im Hinblick auf einen negativen Einfluss des biologisch abbaubaren Kunststoffs auf den menschlichen Körper.
Bei dem induktiv gekoppelten Modul gemäß der ersten Erfindung kann das Zuführschaltungssubstrat ein Mehrschichtsubstrat sein, das durch Stapeln einer Mehrzahl von biologisch abbaubaren Kunststoffschichten konfiguriert ist, oder kann ein Einzelschichtsubstrat eines biologisch abbaubaren Kunststoffs sein. Das Induktivitätselement ist auf einer Oberfläche und/oder in dem Inneren des Mehrschichtsubstrats gebildet oder ist auf einer Oberfläche des Einzelschichtsubstrats gebildet. Ferner kann das Zuführschaltungssubstrat starr oder flexibel sein. Wenn das Zuführschaltungssubstrat flexibel ist, wird die Anbringung eines induktiv gekoppelten Moduls an ein Element einfach.
Ferner umfasst ein Element mit einem induktiv gekoppelten Modul gemäß einer zweiten Erfindung: eine Strahlungsplatte, an die das induktiv gekoppelte Modul gehaftet ist und die ein Sendesignal emittiert, das von der Zuführschaltung des induktiv gekoppelten Moduls durch induktive Kopplung geliefert wird und/oder ein empfangenes Empfangssignal zu der Zuführschaltung durch induktive Kopplung liefert. Die Strahlungsplatte kann ein Metallobjekt sein, das das Element selbst ursprünglich aufweist. Die Strahlungsplatte kann eine Verpackung oder ein Behälter für Nahrungsmittel und Getränke oder Medizin sein.
Vorteile
Da gemäß der vorliegenden Erfindung zumindest entweder ein drahtloser IC-Chip oder ein Zuführschaltungssubstrat aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff gebildet ist, kann aufs Äußerste verhindert werden, dass ein Umweltschaden und eine -verschmutzung verursacht wird, und ein negativer Einfluss auf den menschlichen Körper kann aufs Äußerste verhindert werden, wenn dieser versehentlich verschluckt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist, eine perspektivische Ansicht, die ein drahtloses IC-Bauelement zeigt, das ein induktiv gekoppeltes Modul umfasst, das ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
2 ist eine Querschnittsansicht, die das drahtlose IC-Bauelement zeigt, das das induktiv gekoppelte Modul umfasst, das das erste Ausführungsbeispiel ist.
3 ist ein Diagramm einer Ersatzschaltung des induktiv gekoppelten Moduls, das das erste Ausführungsbeispiel ist.
4 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht, die ein Zuführschaltungssubstrat zeigt, das in dem induktiv gekoppelten Modul umfasst ist, das das erste Ausführungsbeispiel ist.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die das Zuführschaltungssubstrat in dem Herstellungsprozess zeigt.
6 ist ein Diagramm einer Ersatzschaltung eines induktiv gekoppelten Moduls, das ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
7 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht, die ein Zuführschaltungssubstrat zeigt, das in dem induktiv gekoppelten Modul umfasst ist, das das zweite Ausführungsbeispiel ist.
8 ist ein Graph, der die Reflexionscharakteristik des induktiv gekoppelten Moduls zeigt, das das zweite Ausführungsbeispiel ist.
9 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht, die ein induktiv gekoppeltes Modul zeigt, das ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
10 ist ein Diagramm einer Ersatzschaltung des induktiv gekoppelten Moduls, das das dritte Ausführungsbeispiel ist.
11 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Element mit einem induktiv gekoppelten Modul zeigt, das ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist.
Beste Ausführung der Erfindung
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele im Hinblick auf ein induktiv gekoppeltes Modul und ein Element mit dem induktiv gekoppelten Modul gemäß der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Hier werden in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen gemeinsa me Teile und Abschnitte durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und eine redundante Beschreibung wird weggelassen.
(Erstes Ausführungsbeispiel, siehe 1 bis 4)
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, ist ein induktiv gekoppeltes Modul 1A, das ein erstes Ausführungsbeispiel ist, in einem drahtlosen IC-Bauelement umfasst, das eine Strahlungsplatte 20 vom Monopoltyp umfasst. Das induktiv gekoppelte Modul 1A umfasst einen drahtlosen IC-Chip 5 und ein Zuführschaltungssubstrat 10, wobei der drahtlose IC-Chip 5 auf der oberen Oberfläche des Zuführschaltungssubstrats 10 befestigt ist. Das Zuführschaltungssubstrat 10 ist an die Strahlungsplatte 20 über eine Haftschicht 18 gehaftet. Der drahtlose IC-Chip 5 umfasst eine Taktschaltung, eine Logikschaltung und eine Speicherschaltung. In dem drahtlosen IC-Chip 5 sind notwendige Informationen gespeichert, und der drahtlose IC-Chip 5 ist elektrisch mit einer Zuführschaltung 16 verbunden, die in das Zuführschaltungssubstrat 10 eingebaut ist.
Das Zuführschaltungssubstrat 10 ist ein Mehrschichtsubstrat, in das die Zuführschaltung 16 eingebaut ist. Die Zuführschaltung 16 funktioniert wie eine Schaltung zum Liefern eines Sendesignals mit einer vorbestimmten Frequenz zu der Strahlungsplatte 20 und/oder eine Schaltung zum Auswählen eines Empfangssignals mit einer vorbestimmten Frequenz aus einem Signal, das an der Strahlungsplatte 20 empfangen wird, und Liefern des Empfangssignals zu dem drahtlosen IC-Chip 5, und umfasst eine Resonanzschaltung, die bei der Frequenz des Sende- und Empfangssignals in Resonanz ist.
Das heißt, wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist die Zuführschaltung 16, die in das Zuführschaltungssubstrat 10 eingebaut ist, konfiguriert, um eine LC-Reihenresonanz schaltung zu umfassen, die ein Induktivitätselement L und ein Kapazitätselement C umfasst. Die Wicklungsachse einer spulenförmigen Elektrode, die in dem Induktivitätselement L umfasst ist, ist senkrecht zu der Strahlungsplatte 20 gebildet, und die Zuführschaltung 16 ist hauptsächlich magnetisch mit der Strahlungsplatte 20 gekoppelt.
Genauer gesagt, wie in einer auseinandergezogenen, perspektivische Ansicht von 4 gezeigt ist, ist das Zuführschaltungssubstrat 10 ein Substrat, das durch Stapeln, Bonden und Druckbonden von Lagen 31A bis 31F hergestellt ist, die aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff bestehen, wie nachfolgend detailliert beschrieben wird. Das Zuführschaltungssubstrat 10 umfasst die Lage 31A, auf der eine Verbindungs-Verwendungs-Elektrode 32 und ein Durchgangslochleiter 33a gebildet sind, die Lage 31B, auf der eine Kondensatorelektrode 34a und ein Durchgangslochleiter 33b gebildet sind, die Lage 31C, auf der eine Kondensatorelektrode 34b und Durchgangslochleiter 33c und 33b gebildet sind (eine oder eine Mehrzahl von) Lage(n) 31D, auf der/denen eine Eckige-Klammer-förmige Elektrode 35a und Durchgangslochleiter 33d und 33b gebildet sind, (eine oder eine Mehrzahl von) Lage(n) 31E, auf der(denen) eine Eckige-Klammer-förmige Elektrode 35b und Durchgangslochleiter 33e und 33b gebildet ist (sind), und die Lage 31F, auf der eine Eckige-Klammer-förmige Elektrode 35c gebildet ist.
Durch Stapeln der oben beschriebenen Lagen 31A bis 31F kann die Zuführschaltung 16, die die LC-Reihenresonanzschaltung umfasst, erhalten werden, wobei die LC-Reihenresonanzschaltung das Kapazitätselement C umfasst, das in Reihe mit dem Induktivitätselement L geschaltet ist, dessen Helix die Wicklungsachse senkrecht zu der Strahlungsplatte 20 aufweist. Die Kondensatorelektrode 34a ist mit der Verbindungs-Verwendungs-Elektrode 32 über den Durchgangslochleiter 33a verbunden und ist ferner mit dem drahtlosen IC-Chip 5 über den Lötmittelhöcker 6 verbunden. Ein Ende des Induktivitätselements L ist mit der Verbindungs-Verwendungs- Elektrode 32 über die Durchgangslochleiter 33b verbunden und ist ferner mit dem drahtlosen IC-Chip 5 über den Lötmittelhöcker 6 verbunden.
Unter den Elementen, die die Zuführschaltung 16 bilden, wird ein Sendesignal von dem Induktivitätselement L, das eine spulenförmige Elektrode ist, zu der Strahlungsplatte 20 über ein Magnetfeld geleitet, und ein Empfangssignal wird von der Strahlungsplatte 20 zu dem Induktivitätselement L über ein Magnetfeld geleitet.
Die Strahlungsplatte 20 ist ein langes Objekt, das einen magnetischen Materialfilm oder einen nichtmagnetischen Materialfilm umfasst, wie z. B. Aluminiumfolie oder Kupferfolie, d. h. einen Metallkörper vom Typ mit offenem Ende, und ist auf einem flexiblen Harzfilm 21 gebildet. Dieser Harzfilm 21 verursacht, dass ein drahtloses IC-Bauelement an verschiedene Elemente angehaftet wird, wie z. B. tägliche Gebrauchselemente, Nahrungsmittel und ähnliches, und das drahtlose IC-Bauelement wird bei der Logistikkettenverwaltung und ähnlichem verwendet. Hier kann ein Metallkörper selbst, wie z. B. Aluminium, das in einem Element verwendet wird, als eine Strahlungsplatte eingesetzt werden.
Das heißt, dieses drahtlose IC-Bauelement empfängt an der Strahlungsplatte 20 ein Hochfrequenzsignal (z. B. das UHF-Frequenzband), das aus einem Leser/Schreiber emittiert wird, der nicht gezeigt ist, verursacht, dass die Zuführschaltung 16 (eine LC-Reihenresonanzschaltung, die ein Induktivitätselement L und ein Kapazitätselement C umfasst) in Resonanz ist bzw. schwingt, wobei die Zuführschaltung 16 hauptsächlich magnetisch mit der Strahlungsplatte 20 gekoppelt ist, und liefert nur ein Empfangssignal eines vorbestimmten Frequenzbandes zu dem drahtlosen IC-Chip 5. Auf einer Seite wird vorbestimmte Energie aus diesem Empfangssignal extrahiert und es wird verursacht, dass die Frequenz der Informationen, die in dem drahtlosen IC-Chip 5 gespeichert sind, mit einer vorbestimmten Frequenz an der Zuführ schaltung 16 übereinstimmt, wobei diese Energie als eine Antriebsquelle verwendet wird. Danach wird ein Sendesignal zu der Strahlungsplatte 20 von dem Induktivitätselement L der Zuführschaltung 16 durch eine Magnetfeldkopplung gesendet und das Sendesignal wird gesendet und von der Strahlungsplatte 20 zu dem Leser/Schreiber weitergeleitet.
Hier wird ein biologisch abbaubarer Kunststoff, aus dem das Zuführschaltungssubstrat 10 besteht, beschrieben. Ein biologisch abbaubarer Kunststoff ist ein Kunststoff, der natürlich abgebaut wird, und aus Pflanzen gewonnene aliphatische Kunststoffe, Naturkunststoffe und Biokunststoffe sind bekannte biologisch abbaubare Kunststoffe. Aus Pflanzen gewonnene, aliphatische Kunststoffe sind Kunststoffe, die aus Pflanzen gemacht sind, und ein darstellendes Beispiel ist ein polylektisches Harz. Naturkunststoffe sind Kunststoffe, deren physische Eigenschaften verbessert wurden durch Mischen von chemosynthetischem BDP (einem biologisch abbaubaren Kunststoff) in Amylum, und MaterBi, hergestellt von der Novamont Corporation, Italien, und Cornpole, hergestellt von Nihon Cornstarch Corporation, können verwendet werden. Biokunststoffe sind Kunststoffe, die dadurch erhalten werden, dass Stärke (Amylum, Kohlehydrate und ähnliches) Mikroorganismen gegeben werden, wodurch verursacht wird, dass ein biologisch abbaubares Polymer in dem Zellenkörper erzeugt wird, und eine Trennung und Reinigung ausgeführt wird. In den letzten Jahren wurde ein biologisch abbaubares Polymer in einer Pflanzenzelle auf der Basis von rekombinanten DNA-Techniken erzeugt.
Da das Zuführschaltungssubstrat 10 aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff dieser Art gebildet ist, kann der negative Einfluss auf die Umwelt reduziert werden, sogar wenn das induktiv gekoppelte Modul 1A mit einem Element weggeworfen wird. Ferner ist in einem Fall, in dem das induktiv gekoppelte Modul 1A an eine Verpackung oder einen Behälter gehaftet ist, dessen Inhalt Nahrungsmittel oder Medizin sind, sogar in dem Fall, in dem das induktiv gekop pelte Modul 1A von der Strahlungsplatte 20 getrennt wird, in Nahrungsmittel gemischt wird und versehentlich geschluckt wird, der negative Einfluss auf den menschlichen Körper gering. Ein Substrat des drahtlosen IC-Chips 5 kann aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff gebildet sein und in diesem Fall kann der negative Einfluss auf die Natur oder den menschlichen Körper noch deutlicher reduziert werden.
Hier ist es wünschenswert, dass ein Induktivitätselement, ein Kapazitätselement und ähnliches, das die Zuführschaltung 16 bildet, aus einer leitfähigen Paste gebildet sind, die bei niedriger Temperatur hart wird, wie z. B. Silber, das für den menschlichen Körper harmlos ist, sogar wenn es versehentlich verschluckt wird.
Ferner kann im Hinblick auf eine Kopplung zwischen der Zuführschaltung 16 und der Strahlungsplatte 20, obwohl meistens eine Kopplung über ein Magnetfeld besteht, eine Kopplung über ein elektrisches Feld vorliegen (elektromagnetische Kopplung).
Ferner kann das Zuführschaltungssubstrat 10 starr oder flexibel sein. Wenn es starr ist, ist die Handhabung während der Herstellung einfach, und wenn es flexibel ist, kann ein drahtloses IC-Bauelement einfach an ein Element gehaftet werden.
Hier kann bei dem ersten Ausführungsbeispiel (ähnlich zu anderen Ausführungsbeispielen) eine Resonanzschaltung auch als eine Anpassungsschaltung zum Anpassen der Impedanz des drahtlosen IC-Chips 5 und der Impedanz der Strahlungsplatte 20 funktionieren. Alternativ kann das Zuführschaltungssubstrat 10 ferner eine Anpassungsschaltung umfassen, die ein Induktivitätselement und ein Kapazitätselement umfasst und zusätzlich zu einer Resonanzschaltung vorgesehen ist. Wenn eine Funktion einer Anpassungsschaltung zu einer Resonanzschaltung hinzugefügt wird, neigt der Entwurf der Resonanz schaltung dazu, komplizierter zu werden. Wenn eine Anpassungsschaltung zusätzlich zu einer Resonanzschaltung vorgesehen ist, können die Resonanzschaltung und die Anpassungsschaltung jeweils unabhängig entworfen sein.
(Herstellung des Substrats, siehe 5)
Im Hinblick auf das Zuführschaltungssubstrat 10, wie in 5 gezeigt ist, wird ein Elternsubstrat 10' hergestellt, auf dem Zuführschaltungen, wobei jede derselben eine Einheit ist, in einer Matrizenform angeordnet sind, und nachfolgend wird das Elternsubstrat 10' geschnitten, wie durch gepunktete Linien angezeigt ist, in die Zuführschaltungssubstrate 10, wobei jedes derselben eine Einheit ist. Auf diese Weise ist auf einer Massenherstellungsstraße ein Herstellungsverfahren, in dem ein Elternsubstrat eines breiten Bereichs in individuelle Schaltungssubstrate geschnitten wird, bei anderen Ausführungsbeispielen ähnlich, die nachfolgend beschrieben werden.
(Zweites Ausführungsbeispiel, siehe 6 bis 8)
Ein induktiv gekoppeltes Modul 1B, das ein zweites Ausführungsbeispiel ist, umfasst eine Ersatzschaltung, die in 6 gezeigt ist. Die Zuführschaltung 16 umfasst Induktivitätselemente L1 und L2, die magnetisch miteinander gleichphasig gekoppelt sind. Das Induktivitätselement L1 ist mit dem drahtlosen IC-Chip 5 über die Kapazitätselemente C1a und C1b verbunden und ist parallel zu dem Induktivitätselement L2 über die Kapazitätselemente C2a und C2b geschaltet. Anders ausgedrückt ist die Zuführschaltung 16 konfiguriert, um eine LC-Reihenresonanzschaltung zu umfassen, die das Induktivitätselement L1 und die Kapazitätselemente C1a und C1b umfasst, und eine LC-Reihenresonanzschaltung, die das Induktivitätselement L2 und die Kapazitätselemente C2a und C2b umfasst. Die LC- Reihenresonanzschaltungen sind durch eine Gegeninduktivität M gekoppelt, die in 6 gezeigt ist. Beide Induktivitätselemente L1 und L2 sind magnetisch mit der Strahlungsplatte 20 gekoppelt.
Genauer gesagt, wie in einer auseinandergezogenen, perspektivische Ansicht von 7 gezeigt ist, ist ein Zuführschaltungssubstrat 100 ein Substrat, das durch Stapeln, Bonden und Druckbonden der Lagen 81A bis 81H hergestellt wird, die aus dem oben beschriebenen, biologisch abbaubaren Kunststoff bestehen. Das Zuführschaltungssubstrat 100 umfasst die Lage 81A, die einfach ist, die Lage 81B, auf der ringartige Elektroden 82a und 82b und Durchgangslochleiter 83a, 83b, 84a und 84b gebildet sind, die Lage 81C, auf der ringartige Elektroden 82a und 82b und Durchgangslochleiter 83c, 84c, 83e und 84e gebildet sind, die Lage 81D, auf der ringartige Elektroden 82a und 82b und Durchgangslochleiter 83d, 84d, 83e und 84e gebildet sind, die Lage 81E, auf der Kondensatorelektroden 85a und 85b und der Durchgangslochleiter 83e gebildet sind, die Lage 81F, auf der Kondensatorelektroden 86a und 86b gebildet sind, die Lage 81G, die einfach ist, und die Lage 81H. Die Kondensatorelektroden 87a und 87b sind auf der Rückoberfläche der Lage 81H gebildet.
Durch Stapeln der oben beschriebenen Lagen 81A bis 81H werden die ringartigen Elektroden 82a über die Durchgangslochleiter 83b und 83c verbunden, so dass das Induktivitätselement L1 gebildet wird, und die ringartigen Elektroden 82b werden über die Durchgangslochleiter 84b und 84c verbunden, so dass das Induktivitätselement L2 gebildet wird. Das Kapazitätselement C1a ist durch die Kondensatorelektroden 86a und 87a gebildet, und die Kondensatorelektrode 86a ist mit einem Ende des Induktivitätselements L1 über die Durchgangslochleiter 83e verbunden. Das Kapazitätselement C1b ist durch die Kondensatorelektroden 86b und 87b gebildet, und die Kondensatorelektrode 86b ist mit dem anderen Ende des Induktivitätselements L1 über den Durch gangslochleiter 83d verbunden. Ferner ist das Kapazitätselement C2a durch die Kondensatorelektroden 85a und 86a gebildet, und die Kondensatorelektrode 85a ist mit einem Ende des Induktivitätselements L2 über die Durchgangslochleiter 84e verbunden. Das Kapazitätselement C2b ist durch die Kondensatorelektroden 85b und 86b gebildet, und die Kondensatorelektrode 85b ist mit dem anderen Ende des Induktivitätselements L2 über den Durchgangslochleiter 84d verbunden.
Operationen und Wirkungen des zweiten Ausführungsbeispiels sind grundlegend dieselben wie jene des ersten Ausführungsbeispiels. Durch Bilden des Zuführschaltungssubstrats 100 und/oder des drahtlosen IC-Chips 5 aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff kann der negative Einfluss auf die Umgebung und den menschlichen Körper reduziert werden. Ferner empfängt dieses induktiv gekoppelte Modul 1B an der Strahlungsplatte 20 ein Hochfrequenzsignal (z. B. ein Frequenzband von 2 bis 30 MHz oder das UHF-Frequenzband), das von einem Leser/Schreiber emittiert wird, der nicht gezeigt ist, verursacht, dass die Zuführschaltung 16 (eine LC-Reihenresonanzschaltung, die das Induktivitätselement L1 und die Kapazitätselemente C1a und C1b umfasst, und eine LC-Reihenresonanzschaltung, die das Induktivitätselement L2 und die Kapazitätselemente C2a und C2b umfasst) in Resonanz ist, wobei die Zuführschaltung 16 hauptsächlich magnetisch mit der Strahlungsplatte 20 gekoppelt ist, und liefert nur ein Empfangssignal eines vorbestimmten Frequenzbandes zu dem drahtlosen IC-Chip 5. Einerseits wird vorbestimmte Energie aus diesem Empfangssignal extrahiert und es wird verursacht, dass die Frequenz der Informationen, die in dem drahtlosen IC-Chip 5 gespeichert sind, mit einer vorbestimmten Frequenz an der Zuführschaltung 16 übereinstimmt, unter Verwendung dieser Energie als eine Antriebsquelle. Nachfolgend wird ein Sendesignal zu der Strahlungsplatte 20 von den Induktivitätselementen L1 und L2 der Zuführschaltung 16 durch Magnetfeldkopplung gesendet und das Sendesig nal wird von der Strahlungsplatte 20 zu dem Leser/Schreiber gesendet und weitergeleitet.
Genauer gesagt wird bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel, wie in 8 gezeigt ist, ein sehr breites Frequenzband realisiert, dessen Bandbreite X (eine Bandbreite von –5 dB) bei der Reflexionscharakteristik größer oder gleich 150 MHz ist. Dies liegt an der Tatsache, dass die Zuführschaltung 16 konfiguriert ist, um eine Mehrzahl von LC-Resonanzschaltungen in einer Mehrstufenform zu enthalten, wobei die LC-Resonanzschaltungen die Induktivitätselemente L1 und L2 umfassen, die magnetisch miteinander mit einem hohen Kopplungsgrad gekoppelt sind. Ferner, da die Kapazitätselemente C1a und C1b nach dem drahtlosen IC-Chip 5 eingefügt werden, wird das Stoßwiderstandsverhalten verbessert.
Ferner kann bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel, sogar wenn das Zuführschaltungssubstrat 100, das eine Anpassungsschaltung umfasst, die aus einem Material hergestellt ist, dessen Temperaturcharakteristik nicht gut ist, wie z. B. einem biologisch abbaubaren Kunststoff, eine Änderung der Resonanzfrequenz aufgrund der Temperatur absorbiert werden, da ein breiteres Band erreicht wird.
(Drittes Ausführungsbeispiel, siehe 9 und 10)
Ein induktiv gekoppeltes Modul 1C, das ein drittes Ausführungsbeispiel ist, umfasst ein Zuführschaltungssubstrat 110, das ein Einzelschichtsubstrat ist, das aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff besteht, wie oben beschrieben wurde. Eine Ersatzschaltung des induktiv gekoppelten Moduls 1C ist, wie in 10 gezeigt ist. Das heißt, die Zuführschaltung 16 umfasst eine LC-Reihenresonanzschaltung, bei der die Kapazitätselemente C1 und C2 jeweils mit einem entsprechenden einen der Enden des Induktivitätselements L verbunden sind. Kondensatorelektro den 111a und 111b sind auf der vorderen Oberfläche des Zuführschaltungssubstrats 110 gebildet, und Kondensatorelektroden 112a und 112b und eine spiralförmige Elektrode 113 sind auf der Rückoberfläche des Zuführschaltungssubstrats 110 gebildet. Das Kapazitätselement C1 ist durch die Kondensatorelektroden 111a und 112a gebildet, und das Kapazitätselement C2 ist durch die Kondensatorelektroden 111b und 112b gebildet.
Operationen und Wirkungen des dritten Ausführungsbeispiels sind im Wesentlichen dieselben wie jene des ersten Ausführungsbeispiels und jene des zweiten Ausführungsbeispiels. Durch Bilden des Zuführschaltungssubstrats 110 und/oder des drahtlosen IC-Chips 5 aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff, kann der negative Einfluss auf die Umgebung und den menschlichen Körper reduziert werden. Ferner empfängt dieses induktiv gekoppelte Modul 1C an der Strahlungsplatte 20 ein Hochfrequenzsignal (z. B. das UHF-Frequenzband), das aus einem Leser/Schreiber emittiert wird, der nicht gezeigt ist, verursacht, dass die Zuführschaltung 16 (eine LC-Reihenresonanzschaltung, die das Induktivitätselement L und die Kapazitätselemente C1 und C2) in Resonanz sind, wobei die Zuführschaltung 16 hauptsächlich magnetisch mit der Strahlungsplatte 20 gekoppelt ist, und liefert nur ein Empfangssignal eines vorbestimmten Frequenzbandes zu dem drahtlosen IC-Chip 5. Einerseits wird vorbestimmte Energie aus diesem Empfangssignal extrahiert und es wird verursacht, dass die Frequenz der Informationen, die in dem drahtlosen IC-Chip 5 gespeichert sind, mit einer vorbestimmten Frequenz übereinstimmt, durch die Zuführschaltung 16, unter Verwendung dieser Energie als eine Antriebsquelle. Nachfolgend wird ein Sendesignal zu der Strahlungsplatte 20 von dem Induktivitätselement L der Zuführschaltung 16 durch Magnetfeldkopplung gesendet und das Sendesignal wird von der Strahlungsplatte 20 zu dem Leser/Schreiber gesendet und weitergeleitet.
(Viertes Ausführungsbeispiel, siehe 11)
Wie in 11 gezeigt ist, verwendet ein viertes Ausführungsbeispiel Aluminiumfolien 441 und 446 der Medizinverpackungen 440 und 445 als Strahlungsplatten. Die Verpackung 440 wird für Medizin in Pulverform verwendet und die Verpackung 445 wird für Medizin in Tablettenform verwendet. Bei dem induktiv gekoppelten Modul 1A (kann ein 1B oder 1C sein) ist eine Zuführschaltung induktiv mit den Aluminiumfolien 441 und 446 gekoppelt und bleibt in Funkkontakt mit einem Leser/Schreiber eines HFID-Systems. Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel kann das induktiv gekoppelte Modul 1A verwendet werden, um zu identifizieren, ob Medizin echt oder gefälscht in Einheiten einer Verpackung ist, und kann auch bei der Logistikkettenverwaltung verwendet werden.
(Andere Ausführungsbeispiele)
Hier sind ein induktiv gekoppeltes Modul gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Element, das das induktiv gekoppelte Modul umfasst, nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Verschiedene Änderungen können innerhalb des Schutzbereichs des Wesens der Erfindung ausgeführt werden.
Zum Beispiel sind die Struktur eines Zuführschaltungssubstrats und die Schaltungskonfiguration einer Zuführschaltung beliebig und ein induktiv gekoppeltes Modul kann an jede Art von Elementen gehaftet werden, die auf dem Markt erhältlich sind.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben wurde, ist die vorliegende Erfindung nützlich für induktiv gekoppelte Module und ist insbesondere insofern vorteilhaft, als ein negativer Einfluss des Moduls auf die Umwelt und den menschlichen Körper verhindert werden kann.

Claims

Ein Element, das folgende Merkmale aufweist: Ein induktiv gekoppeltes Modul (1A; 1B) mit einem drahtlosen IC-Chip (5) und einem Zuführschaltungssubstrat (10), das mit dem drahtlosen IC-Chip (5) verbunden ist und in dem eine Zuführschaltung (16) mit einem Induktivitätselement vorgesehen ist, wobei der drahtlose IC-Chip (5) und/oder das Zuführschaltungssubstrat (10) aus einem biologisch abbaubaren Kunststoff gebildet sind; und eine Strahlungsplatte (20), an die das induktiv gekoppelte Modul (5) angehaftet ist und die ein Sendesignal, das von der Zuführschaltung (16) des induktiv gekoppelten Moduls (5) geliefert wird, durch induktive Kopplung strahlt und/oder ein empfangenes Empfangssignal zu der Zuführschaltung (16) durch induktive Kopplung liefert.
Das Element gemäß Anspruch 1, bei dem der biologisch abbaubare Kunststoff ein aus Pflanzen gewonnener, aliphatischer Kunststoff, ein Naturkunststoff oder ein Biokunststoff ist.
Das Element gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Zuführschaltungssubstrat (10) ein Mehrschichtsubstrat ist, das durch Stapeln einer Mehrzahl von biologisch abbaubaren Kunststoffschichten konfiguriert ist, und das Induktivitätselement auf einer Oberfläche und/oder in dem Inneren des Mehrschichtsubstrats gebildet ist.
Das Element gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem das Zuführschaltungssubstrat (10) ein Einzelschichtsubstrat eines biologisch abbaubaren Kunststoffs ist, und das Induktivitätselement auf einer Oberfläche des Einzelschichtsubstrats gebildet ist.
Das Element gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Zuführschaltungssubstrat (10) flexibel ist.
Das Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Strahlungsplatte (20) ein Metallobjekt ist, das das Element selbst ursprünglich aufweist.
Das Element gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Strahlungsplatte (20) eine Verpackung oder ein Behälter für Nahrungsmittel und Getränke oder Medizin ist.