DE112016003304B4

DE112016003304B4 - Drahtloskommunikationsbauelement und mit demselben ausgestatteter artikel

Info

Publication number: DE112016003304B4
Application number: DE112016003304.4T
Authority: DE
Inventors: Noboru Kato
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-07-21
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2023-03-02
Anticipated expiration: 2036-07-15
Also published as: US10262252B2; DE212016000147U1; CN208385635U; WO2017014152A1; JP6288318B2; DE112016003304T5; US20180144225A1; JPWO2017014152A1

Abstract

Ein Drahtloskommunikationsbauelement, das in einem Zustand verwendbar ist, in dem dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, wobei das Drahtloskommunikationsbauelement folgende Merkmale aufweist:ein dielektrisches Bauglied, das eine Anbringungsoberfläche umfasst, die an der Metalloberfläche des Artikels angebracht ist;ein RFIC-Element, das auf dem dielektrischen Bauglied angeordnet ist und eine erste und eine zweite Anschlusselektrode umfasst;eine erste Strahlungselektrode, die auf dem dielektrischen Bauglied parallel und gegenüberliegend zu der Metalloberfläche des Artikels mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet ist und mit der ersten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes verbunden ist; undeine zweite Strahlungselektrode, die auf dem dielektrischen Bauglied parallel und gegenüberliegend zu der Metalloberfläche des Artikels mit dem vorbestimmten Abstand angeordnet ist und mit der zweiten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes unabhängig von der ersten Strahlungselektrode verbunden ist,wobei die erste und die zweite Strahlungselektrode sich jeweils in Richtungen erstrecken, die einander kreuzen,wobei die erste Strahlungselektrode im Vergleich zu der zweiten Strahlungselektrode eine kleinere Breite und eine kürzere Länge in einer Erstreckungsrichtung aufweist, undwobei das Drahtloskommunikationsbauelement eine leitfähige Schicht aufweist, die auf der Anbringungsoberfläche des dielektrischen Bauglieds unabhängig von der ersten und der zweiten Strahlungselektrode angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Drahtloskommunikationsbauelement, insbesondere auf ein Drahtloskommunikationsbauelement, das selbst dann zur Drahtloskommunikation in der Lage ist, wenn dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, und auf einen Artikel, der mit demselben ausgestattet ist.
Stand der Technik
Drahtloskommunikationsbauelemente, die selbst dann zur Drahtloskommunikation in der Lage sind, wenn dieselben an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht sind, umfassen beispielsweise ein in der Patentschrift 1 beschriebenes Bauelement.
Das in Patentschrift 1 beschriebene Drahtloskommunikationsbauelement ist durch Wickeln eines gürtelförmigen Metallbauglieds, z. B. eine Aluminiumfolie, um ein rechteckiges parallelepipedes dielektrisches Bauglied gebildet. Als Folge sind Strahler auf einer oberen Oberfläche und einer unteren Oberfläche des dielektrischen Baugliedes angeordnet. Das Drahtloskommunikationsbauelement ist derart an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht, dass der Strahler auf der Seite der unteren Oberfläche des dielektrischen Baugliedes der Metalloberfläche des Artikels zugewandt ist. Aufgrund solch einer Struktur sind selbst dann, wenn das Bauelement an der Metalloberfläche angebracht ist, eine Streukapazität zwischen dem Strahler auf der Seite der oberen Oberfläche und dem Strahler auf der Seite der unteren Oberfläche des dielektrischen Baugliedes im Vergleich zu vor der Anbringung an den Artikel im Wesentlichen unverändert. Daher kann das Drahtloskommunikationsbauelement selbst dann, wenn dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, eine Drahtloskommunikation auf dieselbe Weise wie vor der Anbringung an dem Artikel durchführen.
Die JP 2011-013 795 A offenbart einen drahtlosen Sende/Empfangskörper, bei dem eine Antenne einen ersten planaren Leiter auf einer ersten Oberfläche eine Basismaterials, einen zweiten planaren Leiter auf einer gegenüberliegenden zweiten Oberfläche des Basismaterials und einen Leiter, der in einem Durchgangsloch angeordnet ist und die ersten und zweiten Leiter verbindet, aufweist. Die erste oder zweite Oberfläche können an einen Metallartikel angebracht sein.
Die US 2013/0 050 047 A1 offenbart eine RFID-Antenne, die einen ersten Arm, ein Lastelement und einen zweiten Arm aufweist. Der erste und der zweite Arm weisen unterschiedliche Längen und Formen auf und haben eine asymmetrische Antennenstruktur entlang einer Hauptachse auf.
Dokument des Standes der Technik
Patentschrift
Patentschrift 1: JP 2012-146 000 A
Kurzdarstellung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Jedoch ist es im Fall des in Patentschrift 1 beschriebenen Drahtloskommunikationsbauelementes schwierig, die Dicke zu reduzieren. Wenn das dielektrische Bauglied in Bezug auf die Dicke reduziert wird, um das Bauelement dünner zu machen, wird ein Abstand zwischen dem Strahler auf der Seite der oberen Oberfläche und dem Strahler auf der Seite der unteren Oberfläche klein und die Streukapazität dazwischen nimmt zu. Wenn die Streukapazität zunimmt, wird eine große Menge eines Stroms, der durch den Strahler fließt, zur Bildung eines elektrischen Felds in der Streukapazität verbraucht und folglich verschlechtert sich die Strahlungseffizienz von Funkwellen von dem Strahler. Daher wird die Kommunikationsdistanz des Drahtloskommunikationsbauelementes kürzer.
Somit besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, eine Dicke eines Drahtloskommunikationsbauelementes zu verringern, das selbst dann zur Drahtloskommunikation in der Lage ist, wenn dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, und gleichzeitig eine Reduzierung einer kommunizierbaren Distanz zu unterdrücken.
Mittel zum Lösen des Problems
Um die obige Aufgabe zu lösen, ist gemäß einem Aspekt der Erfindung ein Drahtloskommunikationsbauelement vorgesehen, das in einem Zustand verwendbar ist, in dem dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, wobei das Drahtloskommunikationsbauelement folgende Merkmale aufweist:

ein dielektrisches Bauglied, das eine Anbringungsoberfläche umfasst, die an der Metalloberfläche des Artikels angebracht ist;
ein RFIC-Element, das auf dem dielektrischen Bauglied angeordnet ist und eine erste und eine zweite Anschlusselektrode umfasst;
eine erste Strahlungselektrode, die auf dem dielektrischen Bauglied parallel und gegenüberliegend zu der Metalloberfläche des Artikels mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet ist und mit der ersten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes verbunden ist; und
eine zweite Strahlungselektrode, die auf dem dielektrischen Bauglied parallel und gegenüberliegend zu der Metalloberfläche des Artikels mit dem vorbestimmten Abstand angeordnet ist und mit der zweiten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes unabhängig von der ersten Strahlungselektrode verbunden ist,
wobei
die erste und die zweite Strahlungselektrode sich jeweils in Richtungen erstrecken, die einander kreuzen, und
wobei
die erste Strahlungselektrode im Vergleich zu der zweiten Strahlungselektrode eine kleinere Breite und eine kürzere Länge in einer Erstreckungsrichtung aufweist,
wobei das Drahtloskommunikationsbauelement eine leitfähige Schicht aufweist, die auf der Anbringungsoberfläche des dielektrischen Bauglieds unabhängig von der ersten und der zweiten Strahlungselektrode angeordnet ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Artikel vorgesehen, der zumindest teilweise eine Metalloberfläche aufweist und ein Drahtloskommunikationsbauelement umfasst, das an der Metalloberfläche angebracht ist, wobei
das Drahtloskommunikationsbauelement folgende Merkmale umfasst:

Auswirkung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die Dicke des Drahtloskommunikationsbauelements, das selbst dann zur Drahtloskommunikation in der Lage ist, wenn dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, zu reduzieren, und gleichzeitig eine Reduzierung der kommunizierbaren Distanz zu unterdrücken.
Figurenliste

1 ist eine Perspektivansicht eines Drahtloskommunikationsbauelementes gemäß einem Ausführungsbeispiel, das an einem Artikel angebracht ist.
2 ist eine Draufsicht des in 1 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelements.
3 ist eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelements.
4 ist ein Diagramm einer Ersatzschaltung des in 1 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelements, das an einem Artikel angebracht ist.
5 ist eine Perspektivansicht eines RFIC-Elements.
6 ist eine Perspektivansicht einer Innenstruktur des in 5 gezeigten RFIC-Elements.
7A ist eine Draufsicht einer oberen Isolierschicht in dem RFIC-Element, das als Mehrschichtsubstrat ausgebildet ist.
7B ist eine Draufsicht einer mittleren Isolierschicht in dem RFIC-Element.
7C ist eine Draufsicht einer unteren Isolierschicht in dem RFIC-Element.
8A ist eine Querschnittsansicht der oberen Isolierschicht, aufgenommen entlang einer in 7A gezeigten Linie B1-B1.
8B ist eine Querschnittsansicht der mittleren Isolierschicht, aufgenommen entlang einer in 7B gezeigten Linie B2-B2.
8C ist eine Querschnittsansicht der unteren Isolierschicht, aufgenommen entlang einer in 7C gezeigten Linie B3-B3.
9 ist eine Ansicht des Drahtloskommunikationsbauelementes, das an einem Wagen angebracht ist, der ein Beispiel des Artikels ist.
10 ist eine Ansicht des Drahtloskommunikationsbauelementes, das an einem Gaszylinder angebracht ist, der ein Beispiel des Artikels ist.
11 ist eine Ansicht des Drahtloskommunikationsbauelementes, das an einem Ring angebracht ist, der ein Beispiel des Artikels ist.
12 ist eine Draufsicht eines Drahtloskommunikationsbauelementes gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
13 ist eine Draufsicht eines Drahtloskommunikationsbauelementes gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel.
14 ist eine Draufsicht eines Drahtloskommunikationsbauelementes gemäß einem unterschiedlichen Ausführungsbeispiel.
15 ist eine Draufsicht eines Drahtloskommunikationsbauelementes gemäß einem weiteren unterschiedlichen Ausführungsbeispiel.
16 ist eine Querschnittsansicht des in 15 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelementes.
17 ist eine Draufsicht eines Drahtloskommunikationsbauelementes gemäß noch einem weiteren unterschiedlichen Ausführungsbeispiel.
18 ist eine Querschnittsansicht des in 17 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelementes.
19 ist eine Perspektivansicht eines Drahtloskommunikationsbauelementes gemäß noch einem weiteren unterschiedlichen Ausführungsbeispiel.
20 ist eine Querschnittsansicht des in 19 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelementes.
21 ist eine Querschnittsansicht noch eines weiteren unterschiedlichen Drahtloskommunikationsbauelementes.
22 ist eine Draufsicht eines Drahtloskommunikationsbauelementes gemäß noch einem weiteren unterschiedlichen Ausführungsbeispiel.
23 ist ein Diagramm von Frequenzcharakteristika eines Kommunikationssignals des in 22 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelementes.

Modi zum Ausführen der Erfindung
Ein Drahtloskommunikationsbauelement gemäß einem Aspekt der Erfindung, das in einem Zustand verwendbar ist, in dem dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, weist ein dielektrisches Bauglied, das eine Anbringungsoberfläche umfasst, die an der Metalloberfläche des Artikels angebracht ist, ein RFIC-Element, das auf dem dielektrischen Bauglied angeordnet ist und eine erste und eine zweite Anschlusselektrode umfasst, eine erste Strahlungselektrode, die auf dem dielektrischen Bauglied parallel und gegenüberliegend zu der Metalloberfläche des Artikels mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet ist und mit der ersten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes verbunden ist, und eine zweite Strahlungselektrode auf, die auf dem dielektrischen Bauglied parallel und gegenüberliegend zu der Metalloberfläche des Artikels mit dem vorbestimmten Abstand angeordnet ist und mit der zweiten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes unabhängig von der ersten Strahlungselektrode verbunden ist, wobei die erste und die zweite Strahlungselektrode sich jeweils in Richtungen erstrecken, die einander kreuzen, und wobei die erste Strahlungselektrode im Vergleich zu der zweiten Strahlungselektrode eine kleinere Breite und eine kürzere Länge in einer Erstreckungsrichtung aufweist.
Der Aspekt ermöglicht es, die Dicke eines Drahtloskommunikationsbauelementes, das selbst dann zur Drahtloskommunikation in der Lage ist, wenn dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, zu verringern, und gleichzeitig eine Reduzierung einer kommunizierbaren Distanz zu unterdrücken.
Das Drahtloskommunikationsbauelement weist eine leitfähige Schicht auf, die unabhängig von der ersten und der zweiten Strahlungselektrode auf der Anbringungsoberfläche des dielektrischen Baugliedes angeordnet ist. Als Folge kann das Drahtloskommunikationsbauelement unabhängig von einer Oberflächenform der Metalloberfläche des Artikels, an dem das Bauelement angebracht ist, gleichförmige Kommunikationscharakteristika zeigen.
Die Länge der ersten Strahlungselektrode in der Erstreckungsrichtung kann einer Breite der zweiten Strahlungselektrode gleichen. Als Folge kann das Drahtloskommunikationsbauelementes hinsichtlich der Größe kompakt ausgeführt sein.
Die zweite Strahlungselektrode kann einen Stromkonzentrationsabschnitt umfassen, in dem eine Fläche eines Querschnittes senkrecht zu der Erstreckungsrichtung kleiner ist als die anderen Abschnitte. Als Folge kann die zweite Strahlungselektrode verkürzt werden, während eine ausreichende Kommunikationsdistanz erreicht wird, und folglich kann das Drahtloskommunikationsbauelement hinsichtlich der Größe kompakt ausgeführt sein.
Die zweite Strahlungselektrode kann eine erste Kerbe umfassen, die an einem Ende in einer Breitenrichtung angeordnet ist und sich zu einer Mitte in der Breitenrichtung hin erstreckt. Als Folge kann das Kommunikationsfrequenzband des Drahtloskommunikationsbauelementes erweitert sein.
Zusätzlich zu der ersten Kerbe kann die zweite Strahlungselektrode eine zweite Kerbe aufweisen, die an dem anderen Ende in der Breitenrichtung angeordnet ist und sich zu der Mitte in der Breitenrichtung hin erstreckt, und die erste Kerbe und die zweite Kerbe können mit einem Abstand in der Erstreckungsrichtung der zweiten Strahlungselektrode angeordnet sein. Als Folge kann das Kommunikationsfrequenzband des Drahtloskommunikationsbauelementes erweitert sein.
Wenn das RFIC-Element eine erste Spule, die mit der ersten Anschlusselektrode verbunden ist, und eine zweite Spule umfasst, die mit der zweiten Anschlusselektrode verbunden ist, und die erste Anschlusselektrode ein Kontaktstellenabschnitt umfassen kann, der mit der ersten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes verbunden ist, während die zweite Anschlusselektrode einen Kontaktstellenabschnitt umfassen kann, der mit der zweiten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes verbunden ist, sind das RFIC-Element, die erste Strahlungselektrode und die zweite Strahlungselektrode vorzugsweise derart verbunden, dass der Kontaktstellenabschnitt der ersten Strahlungselektrode zwischen der ersten Spule des RFIC-Elementes und der Anbringungsoberfläche des dielektrischen Baugliedes vorhanden ist, und derart, dass der Kontaktstellenabschnitt der zweiten Strahlungselektrode zwischen der zweiten Spule des RFIC-Elementes und der Anbringungsoberfläche des dielektrischen Baugliedes vorhanden ist. Als Folge werden die erste und die zweite Spule des Drahtloskommunikationsbauelementes weniger von dem Potenzial der Metalloberfläche des Artikels beeinflusst, und die erste und die zweite Spule können stabil funktionieren.
Das dielektrische Bauglied kann an Positionen, die Eckabschnitten der ersten und der zweiten Strahlungselektrode zugewandt sind, Vertiefungen umfassen. Als Folge wird an den Eckabschnitten, an denen sich ein Strom konzentriert, die Streukapazität zwischen den Eckabschnitten und der Metalloberfläche des Artikels kleiner, d. h., der zur Bildung eines elektrischen Feldes in der Streukapazität verbrauchte Strom wird reduziert. Folglich nimmt die Strahlungseffizienz der ersten und der zweiten Strahlungselektrode zu und die Kommunikationsdistanz des Drahtloskommunikationsbauelementes wird länger.
Der vorbestimmte Abstand kann 0,2 mm oder mehr und 1 mm oder weniger sein.
Ein Artikel gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist zumindest teilweise eine Metalloberfläche auf und umfasst ein Drahtloskommunikationsbauelement, das an der Metalloberfläche angebracht ist. Das Drahtloskommunikationsbauelement weist ein dielektrisches Bauglied, das eine Anbringungsoberfläche umfasst, die an der Metalloberfläche des Artikels angebracht ist, ein RFIC-Element, das auf dem dielektrischen Bauglied angeordnet ist und eine erste und eine zweite Anschlusselektrode umfasst, eine erste Strahlungselektrode, die auf dem dielektrischen Bauglied parallel und gegenüberliegend zu der Metalloberfläche des Artikels mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet ist und mit der ersten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes verbunden ist, und eine zweite Strahlungselektrode auf, die auf dem dielektrischen Bauglied parallel und gegenüberliegend zu der Metalloberfläche des Artikels mit dem vorbestimmten Abstand angeordnet ist und mit der zweiten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes unabhängig von der ersten Strahlungselektrode verbunden ist. Die erste und die zweite Strahlungselektrode erstrecken sich jeweils in Richtungen, die einander kreuzen, und die erste Strahlungselektrode weist im Vergleich zu der zweiten Strahlungselektrode eine kleinere Breite und eine kürzere Länge in einer Erstreckungsrichtung auf.
Der Aspekt ermöglicht es, die Dicke eines Drahtloskommunikationsbauelementes, das selbst dann zur Drahtloskommunikation in der Lage ist, wenn dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, zu verringern, und gleichzeitig eine Reduzierung einer kommunizierbaren Distanz zu unterdrücken. Daher ist der Artikel mit dem Drahtloskommunikationsbauelement außerdem dünner ausgeführt.
Ausführungsbeispiele werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Perspektivansicht eines Drahtloskommunikationsbauelementes gemäß einem Ausführungsbeispiel, das an einem Artikel angebracht ist. 2 ist eine Draufsicht des Drahtloskommunikationsbauelementes und 3 ist eine Querschnittsansicht des Drahtloskommunikationsbauelementes. Zu Erleichterung des Verständnisses ist in den Zeichnungen ein X-Y-Z-Koordinatensystem gezeigt, das zueinander orthogonale X-, Y- und Z-Achsen umfasst. In dieser Beschreibung sind die Z-, X- und Y-Achsenrichtungen als eine Dickenrichtung, eine Breitenrichtung bzw. eine Längenrichtung des Drahtloskommunikationsbauelementes definiert.
Ein in 1 gezeigtes Drahtloskommunikationsbauelement 10 ist ein RFID(Radio Frequency Identification)-Tag, das eine Drahtloskommunikation bei einer Trägerfrequenz des UHF-Bandes, z. B. 900 MHz, durchführt, und ist vor der Verwendung an unterschiedlichen Artikeln angebracht. Obwohl dasselbe später ausführlich beschrieben wird, ist das Drahtloskommunikationsbauelement 10 gemäß diesem Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, selbst dann zur Drahtloskommunikation in der Lage zu sein, wenn dasselbe an einer Metalloberfläche Ga eines Artikels G (z. B. ein Metallkörper) angebracht ist.
Wie in 1 gezeigt ist, weist das Drahtloskommunikationsbauelement 10 ein dielektrisches Bauglied (dielektrisches Substrat) 12 sowie eine erste und eine zweite Strahlungselektrode 14, 16 auf, die auf einer Hauptoberfläche 12a des dielektrischen Substrats 12 angeordnet sind. Das Drahtloskommunikationsbauelement 10 weist außerdem ein RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)-Element 100 auf, das auf der Hauptoberfläche 12a des dielektrischen Substrats 12 angeordnet ist.
Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, weist das dielektrische Substrat 12 des Drahtloskommunikationsbauelementes 10 in der Planaransicht, einschließlich der Hauptoberfläche 12a und einer Rückoberfläche (Anbringungsoberfläche ) 12b parallel und gegenüberliegend zu der Hauptoberfläche 12a, eine rechteckige dünne Plattenform auf und weist eine gleichförmige Dicke auf. Das dielektrische Substrat 12 besteht aus einem dielektrischen Material mit einer niedrigen Permitivität (vorzugsweise eine relative Permitivität von 10 oder weniger). Das dielektrische Substrat 12 besteht aus einem flexiblen dielektrischen Material wie beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET), Fluorharz, Urethanharz und Papier. Das dielektrische Substrat 12 kann aus einem magnetischen Material bestehen.
Wie in 2 gezeigt ist, sind die erste Strahlungselektrode 14, die zweite Strahlungselektrode 16 und das RFIC-Element 100 auf der Seite der Hauptoberfläche 12a des dielektrischen Substrats 12 angeordnet. Andererseits ist auf der Anbringungsoberfläche 12b keine Elektrode usw. angeordnet, wie in 3 gezeigt ist, und dieselbe fungiert als eine Einrichtung, die an der Metalloberfläche Ga des Artikels G angebracht ist, wie in 1 gezeigt ist.
Eine leitfähige Verschlussschicht zum Befestigen des Drahtloskommunikationsbauelementes 10 an dem Artikel G ist auf der Anbringungsoberfläche 12b des dielektrischen Substrats 12 angeordnet, obwohl dieselbe nicht gezeigt ist. Mit dem dielektrischen Substrat 12, wie oben beschrieben ist, können die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 parallel zu und gegenüber der Metalloberfläche Ga des Artikels G mit einem vorbestimmten Abstand sein, der der Dicke des dielektrischen Substrats 12 entspricht. Daher dient das dielektrische Substrat 12 als ein Halter zum Anordnen der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 14, 16 mit einem Abstand zu der Metalloberfläche Ga des Artikels G.
Die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 sind beispielsweise Kupferfilme oder Aluminiumfilme und bestehen aus einem flexiblen und leitfähigen Material. Im Fall dieses Ausführungsbeispiels weisen die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 eine rechteckige Form mit einer Längsrichtung und einer Lateralrichtung auf.
Die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 sind einander in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) des Drahtloskommunikationsbauelementes 10 zugewandt. Im Einzelnen ist die zweite Strahlungselektrode 16 unabhängig von der ersten Strahlungselektrode 14, d. h., in Bezug auf die Form mit einem Abstand zu der ersten Strahlungselektrode 14 getrennt.
Wie in 2 gezeigt ist, weist die erste Strahlungselektrode 14 eine Länge L1 und eine Breite W1 (L1>W1) auf und erstreckt sich entlang der Hauptoberfläche 12a in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung) des Drahtloskommunikationsbauelementes 10. Andererseits weist die zweite Strahlungselektrode 16 eine Länge L2 und eine Breite W2 (L2>W2) auf und erstreckt sich entlang der Hauptoberfläche 12a in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) des Drahtloskommunikationsbauelementes 10. Daher erstrecken sich die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 auf der Hauptoberfläche 12a in den Richtungen, die einander kreuzen, beispielsweise in den Richtungen, die sich um 90 Grad voneinander unterscheiden.
Die Breite W1 der ersten Strahlungselektrode 14 ist kleiner als die Breite W2 der zweiten Strahlungselektrode 16. Die Länge L1 (die Länge in der Erstreckungsrichtung) der ersten Strahlungselektrode 14 ist kürzer als die Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode 16.
Daher ist die Größe (Größe in der Draufsicht) der ersten Strahlungselektrode 14 kleiner als die Größe der zweiten Strahlungselektrode 16.
Im Fall dieses Ausführungsbeispiels gleicht die Länge L1 der ersten Strahlungselektrode 14 im Wesentlichen der Breite W2 der zweiten Strahlungselektrode 16. Daher ist das Drahtloskommunikationsbauelement 10 in Bezug auf die Größe in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung) kompakt ausgeführt.
Obwohl dies später im Detail beschrieben ist, umfassen die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 ferner Kontaktstellenabschnitte 14a, 16a zum Verbinden des RFIC-Elementes 100. Die jeweiligen Kontaktstellenabschnitte 14a, 16a sind dahin gehend angeordnet, einander zwischen der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 14, 16 zugewandt zu sein.
4 zeigt eine Ersatzschaltung des Drahtloskommunikationsbauelementes 10, das an der Metalloberfläche Ga des Artikels G angebracht ist.
Wie in 4 gezeigt ist, ist zwischen der ersten Strahlungselektrode 14 und einem Abschnitt der Metalloberfläche Ga des Artikels G (der Abschnitt gegenüber der ersten Strahlungselektrode 14) eine Streukapazität C1 vorhanden.
Zwischen der zweiten Strahlungselektrode 16 und einem Abschnitt der Metalloberfläche Ga des Artikels G (der Abschnitt gegenüber der zweiten Strahlungselektrode 16) ist eine Streukapazität C2 ist vorhanden. Diese Streukapazität C2 und ein parasitärer Induktor L5 der zweiten Strahlungselektrode 16 bilden eine parallele Resonanzschaltung mit einer vorbestimmten Frequenz (z. B. 900 MHz) als die Resonanzfrequenz.
Im Folgenden wird das RFIC-Element 100 beschrieben.
Das in 4 gezeigte RFIC-Bauelement 100 ist ein RFIC-Bauelement, das eine Kommunikationsfrequenz verwendet, z.B. 900-MHz-Bandes, d. h., des UHF-Bandes. Das RFIC-Bauelement 100 weist eine Flexibilität auf. Das RFIC-Bauelement 100 weist einen RFIC-Chip 106 und eine Anpassungsschaltung 108 zum Anpassen der Impedanz zwischen dem RFIC-Chip 106 und der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 14, 16 auf.
Der RFIC-Chip 106 umfasst einen ersten und einen zweiten Eingangs-/Ausgangsanschluss 106a, 106b. Der erste Eingangs-/Ausgangsanschluss 106a ist über die Anpassungsschaltung 108 mit der ersten Strahlungselektrode 14 verbunden. Der zweite Eingangs-/Ausgangsanschluss 106b ist über die Anpassungsschaltung 108 mit der zweiten Strahlungselektrode 16 verbunden.
Wenn die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16, die als Antenne wirken, ein Hochfrequenzsignal von außen empfangen, wird der RFIC-Chip 106 ansprechend auf eine Versorgung eines durch den Empfang induzierten Stromes aktiviert. Der aktivierte RFIC-Chip 106 erzeugt ein Hochfrequenzsignal und gibt das erzeugte Signal als eine Funkwelle durch die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 nach außen aus.
Eine spezifische Konfiguration des RFIC-Elementes 100 wird im Folgenden beschrieben.
5 ist eine Perspektivansicht des RFIC-Elementes 100. Im Fall dieses Ausführungsbeispiels weist das RFIC-Element 100 ein Mehrschichtsubstrat 120 als ein Elementsubstrat auf, das mit dem RFIC-Chip 106 und der Anpassungsschaltung 108 versehen ist. Das Mehrschichtsubstrat 120 wird durch Laminieren mehrerer Isolierschichten gebildet, die eine Flexibilität aufweisen. Beispielsweise können die mehreren Isolierschichten flexible Harzisolierschichten aus Polyimid oder Flüssigkristallpolymer sein.
6 ist eine Perspektivansicht einer Innenstruktur des in 5 gezeigten RFIC-Elements. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass die Seite, die mit der ersten und der zweiten Anschlusselektrode 102, 104 versehen ist, d. h., die Seite, die dem dielektrischen Substrat 12 in dem Drahtloskommunikationsmodul 12 zugewandt ist, die obere Seite des RFIC-Elements 100 ist.
7A ist eine Draufsicht einer oberen Isolierschicht des Mehrschichtsubstrats 120. 7B ist eine Draufsicht einer mittleren Isolierschicht des Mehrschichtsubstrats 120. 7C ist eine Draufsicht einer unteren Isolierschicht des Mehrschichtsubstrats 120. 8A ist eine Querschnittsansicht der Isolierschicht, aufgenommen entlang einer in 7A gezeigten Linie B1-B1. 8B ist eine Querschnittsansicht der Isolierschicht, aufgenommen entlang einer in 7B gezeigten Linie B2-B2. 8C ist eine Querschnittsansicht der Isolierschicht, aufgenommen entlang einer in 7C gezeigten Linie B3-B3.
Wie in 6 gezeigt ist, enthält das Mehrschichtsubstrat 120 den RFIC-Chip 106 und eine Speiseschaltung 122, die als die Anpassungsschaltung 108 agiert. Das Mehrschichtsubstrat 120 ist mit der ersten Anschlusselektrode 102 und der zweiten Anschlusselektrode 104 versehen. Die erste Anschlusselektrode 102 ist mit dem Kontaktstellenabschnitt 14a der ersten Strahlungselektrode 14 verbunden. Die zweite Anschlusselektrode 104 ist mit dem Kontaktstellenabschnitt 16a der zweiten Strahlungselektrode 16 verbunden
Der RFIC-Chip 106 weist eine Struktur auf, bei der unterschiedliche Elemente in einem Halbleitersubstrat, das aus einem Halbleiter wie etwa Silikon besteht, eingebaut sind. Wie in 7C gezeigt ist, ist der RFIC-Chip 106 mit dem ersten Eingangs-/Ausgangsanschluss 106a und dem zweiten Eingangs-/Ausgangsanschluss 106b versehen.
Wie in 6 gezeigt ist, besteht die Speiseschaltung 122 aus einem Spulenleiter 124 und Zwischenschichtverbindungsleitern 126, 128. Der Spulenleiter 124 besteht aus in 7B oder 7C gezeigten Spulenmustern 124a bis 124c. Das Spulenmuster 124a bildet einen ersten Spulenteil CIL1 aus. Das Spulenmuster 124b bildet einen zweiten Spulenteil CIL2 aus. Das Spulenmuster 124c bildet einen dritten Spulenteil CIL3 und einen vierten Spulenteil CIL4 aus.
Der erste Spulenteil CIL1, der dritte Spulenteil CIL3 und der Zwischenschichtverbindungsleiter 126 sind in der Dickenrichtung (Z-Achsenrichtung) an einer Position auf einer Seite in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) in Reihe angeordnet. Der zweite Spulenteil CIL2, der vierte Spulenteil CIL4 und der Zwischenschichtverbindungsleiter 128 sind in der Dickenrichtung (Z-Achsenrichtung) an einer Position auf der anderen Seite in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) in Reihe angeordnet.
Wenn das Mehrschichtsubstrat 120 in der Höhenrichtung (Z-Achsenrichtung) betrachtet wird, ist der RFIC-Chip 106 zwischen dem ersten Spulenteil CIL1 und dem zweiten Spulenteil CIL2 angeordnet. Der RFIC-Chip 106 ist außerdem zwischen dem dritten Spulenteil CIL3 und dem vierten Spulenteil CIL4 angeordnet.
Die erste Anschlusselektrode 102 ist an einer Position auf der einen Seite in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) angeordnet und die zweite Anschlusselektrode 104 ist an einer Position auf der anderen Seite angeordnet. Die erste und die zweite Anschlusselektrode 102, 104 bestehen aus Kupferfolie, die eine Flexibilität aufweist, und sind in einer Streifenform derselben Größe gebildet.
Wie in 7A bis 7C gezeigt ist, besteht das Mehrschichtsubstrat 120 aus drei laminierten blechförmigen Isolierschichten 120 bis 120c. Die Isolierschicht 120b befindet sich zwischen der oberen Isolierschicht 120a und der unteren Isolierschicht 120c.
Die erste Anschlusselektrode 102 und die zweite Anschlusselektrode 104 sind auf der Isolierschicht 120a gebildet.
Ein Durchgangsloch HL1, das einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist, ist an der Mitte der Isolierschicht 120b gebildet. Das Durchgangsloch HL1 ist in einer Größe gebildet, die den RFIC-Chip 106 aufnimmt. Das gürtelähnliche Spulenmuster 124c ist um das Durchgangsloch HL1 der Isolierschicht 120b gebildet. Das Spulenmuster 124c besteht aus einer flexiblen Kupferfolie.
Ein Endabschnitt des Spulenmusters 124c überlappt bei Betrachtung in der Dickenrichtung (bei Betrachtung in der Z-Achsenrichtung) mit der ersten Anschlusselektrode 102 und ist durch einen Zwischenschichtverbindungsleiter 130, der sich in der Dickenrichtung Z (Z-Achsenrichtung) erstreckt, mit der ersten Anschlusselektrode 102 verbunden. Der andere Endabschnitt des Spulenmusters 124c überlappt bei Betrachtung in der Dickenrichtung mit der zweiten Anschlusselektrode 104 und ist durch einen Zwischenschichtverbindungsleiter 132, der sich in der Dickenrichtung erstreckt, mit der zweiten Anschlusselektrode 104 verbunden. Die Zwischenschichtverbindungsleiter 130, 132 bestehen aus Metallverbindungen, die Sn als Hauptkomponente enthalten.
Das Spulenmuster 124c führt in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn zweimal um den einen Endabschnitt und biegt sich daraufhin, um sich in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) zu erstrecken. Das Spulenmuster 124c, das sich in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) erstreckt, biegt sich in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung) und führt in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn zweimal um den anderen Endabschnitt, bevor dasselbe den anderen Endabschnitt erreicht.
Die gürtelähnlichen Spulenmuster 124a, 124b sind auf der Isolierschicht 120c gebildet. Die Spulenmuster 124a, 124b bestehen aus einer flexiblen Kupferfolie.
Ein Außenendabschnitt (ein erstes Spulenende T1) des Spulenmusters 124a ist an einer Position angeordnet, die mit einem Eckabschnitt des rechteckigen Durchgangslochs HL1 überlappt. Ein Außenendabschnitt (ein zweites Spulenende T2) des Spulenmusters 124b ist an einer Position angeordnet, die mit einem Eckabschnitt überlappt, der in Bezug auf den Eckabschnitt der vier Eckabschnitte des rechteckigen Durchgangslochs HL1, an dem das erste Spulenende T1 angeordnet ist, in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) angeordnet ist.
Unter Annahme eines Endabschnittes auf der Mittelseite des Spulenmusters 124a als Startpunkt führt das Spulenmuster 124a in der Richtung im Uhrzeigersinn 2,5-mal um den Mittelendabschnitt und biegt sich daraufhin in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung), um das andere Ende (das erste Spulenende T1) zu erreichen. Unter ähnlicher Annahme eines Endabschnittes auf der Mittelseite des Spulenmusters 124b als Startpunkt führt das Spulenmuster 124b in ähnlicher Weise in der Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn 2,5-mal um den Mittelendabschnitt und biegt sich daraufhin in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung), um das andere Ende (das zweite Spulenende T2) zu erreichen. Der Mittelendabschnitt des Spulenmusters 124a ist durch den Zwischenschichtverbindungsleiter 126, der sich in der Dickenrichtung (Z-Achsenrichtung) erstreckt, mit dem einen Endabschnitt des Spulenmusters 124c verbunden. Der Mittelendabschnitt des Spulenmusters 124b ist durch den Zwischenschichtverbindungsleiter 128, der sich in der Dickenrichtung erstreckt, mit dem anderen Endabschnitt des Spulenmusters 124c verbunden. Die Zwischenschichtverbindungsleiter 126, 128 bestehen aus Metallverbindungen, die Sn als Hauptkomponente enthalten.
Auf der Isolierschicht 120c sind Scheinleiter 134, 136 gebildet. Die Scheinleiter 134, 136 bestehen aus einer flexiblen Kupferfolie. Wenn die Isolierschichten 120b, 120c in der Dickenrichtung betrachtet werden (bei Betrachtung in der Z-Achsenrichtung), sind die Scheinleiter 134, 136 dazu angeordnet, mit jeweiligen Eckabschnitten zu überlappen, die in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung) den Eckabschnitten der vier Eckabschnitte des rechteckigen Durchgangslochs HL1 gegenüberliegen, an denen das erste und das zweite Spulenende T1, T2 angeordnet sind.
Der RFIC-Chip 106 ist auf der Isolierschicht 120c derart montiert, dass die die vier Eckabschnitte desselben dem ersten Spulenende T1, dem zweiten Spulenende T2 bzw. den Scheinleitern 134, 136 zugewandt sind. Der erste Eingangs-/Ausgangsanschluss 106a ist mit dem ersten Spulenende T1 verbunden, und der zweite Eingangs-/Ausgangsanschluss 106b ist mit dem zweiten Spulenende T2 verbunden.
Die Dicke der Isolierschichten 120a bis 120c beträgt 10 µm oder mehr und 100 µm oder weniger. Daher werden der RFIC-Chip 106 und die Speiseschaltung 122, die in der Mehrschichtplatine 120 eingebaut sind, von außen gesehen. Somit kann der Verbindungszustand (Vorhandensein/Nichtvorhandensein einer Rissbildung) des RFIC-Chips 106 und der Speiseschaltung 122 ohne weiteres bestätigt werden.
In dem von der Ersatzschaltung in 4 gezeigten RFIC-Bauelement 100 entspricht ein Induktor L1 dem ersten Spulenteil CIL1. Ein Induktor L2 entspricht dem zweiten Spulenteil CIL2. Ein Induktor L3 entspricht dem dritten Spulenteil CIL3. Ein Induktor L4 entspricht dem vierten Spulenteil CIL4. Die Charakteristika einer Impedanzanpassung durch die Speiseschaltung 122 sind durch die Werte der Induktoren L1 bis L4 definiert.
Ein Endabschnitt des Induktors L1 ist mit dem ersten Eingangs-/Ausgangsanschluss 106a des RFIC-Chips 106 verbunden. Ein Endabschnitt des Induktors L2 ist mit dem zweiten Eingangs-/Ausgangsanschluss 106b des RFIC-Chips 106 verbunden. Der andere Endabschnitt des Induktors L1 ist mit einem Endabschnitt des Induktors L3 verbunden. Der andere Endabschnitt des Induktors L2 ist mit einem Endabschnitt des Induktors L4 verbunden. Der andere Endabschnitt des Induktors L3 ist mit dem anderen Endabschnitt des Induktors L4 verbunden. Die erste Anschlusselektrode 102 ist mit einem Verbindungspunkt der Induktoren L1, L3 verbunden. Die zweite Anschlusselektrode 104 ist mit einem Verbindungspunkt der Induktoren L2, L4 verbunden.
Wie aus der in 4 gezeigten Ersatzschaltung ersichtlich ist, sind der erste Spulenteil CIL1, der zweite Spulenteil CIL2, der dritte Spulenteil CIL3 und der vierte Spulenteil CIL4 gewickelt, um gleichphasige Magnetfelder zu erzeugen und sind in Reihe geschaltet. Daher sind die Magnetfelder, die von diesen Spulenteilen CIL1 bis CIL4 erzeugt werden, in derselben Richtung ausgerichtet.
Wie aus 7B und 7C ersichtlich ist, weisen der erste Spulenteil CIL1 und der dritte Spulenteil CIL3 im Wesentlichen die gleiche Schleifenform und die gleiche erste Wicklungsachse auf. Ähnlich dazu weisen der zweite Spulenteil CIL2 und der vierte Spulenteil CIL4 im Wesentlichen dieselbe Schleifenform oder dieselbe zweite Wicklungsachse auf.
Die erste Wicklungsachse und die zweite Wicklungsachse sind an Positionen angeordnet, zwischen denen der RFIC-Chip 106 angeordnet ist.
Daher sind der erste Spulenteil CIL1 und der dritte Spulenteil CIL3 magnetisch und kapazitiv miteinander gekoppelt. Ähnlich dazu sind der zweite Spulenteil CIL2 und der vierte Spulenteil CIL4 magnetisch und kapazitiv gekoppelt.
Der RFIC-Chip 106 besteht aus einem Halbleitersubstrat. Daher fungiert der RFIC-Chip 106 als eine Masse oder eine Abschirmung für den ersten Spulenteil CIL1, den zweiten Spulenteil CIL2, den dritten Spulenteil CIL3 und den vierten Spulenteil CIL4. Folglich ist es für den ersten Spulenteil CIL1 und den zweiten Spulenteil CIL2 sowie für den dritten Spulenteil CIL3 und den vierten Spulenteil CIL4 schwierig, einander magnetisch und kapazitiv zu koppeln. Dies kann das Bedenken verringern, dass ein Durchgangsband eines Kommunikationssignals enger wird.
Wie in 6 gezeigt ist, überlappen der erste Spulenteil CIL1 und der dritte Spulenteil CIL3 des RFIC-Elementes 100 mit dem Kontaktstellenabschnitt 14a der ersten Strahlungselektrode 14, und der zweite Spulenteil CIL2 und der vierte Spulenteil CIL4 überlappen mit dem Kontaktstellenabschnitt 16a der zweiten Strahlungselektrode 16. Daher sind die Kontaktstellenabschnitte 14a, 16a der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 14, 16 zwischen den Spulenteilen CIL1, CIL2, CIL3, CIL4 in dem RFIC-Bauelement 100 und der Anbringungsoberfläche 12b des dielektrischen Substrats 12 vorhanden. Jeder der Kontaktstellenabschnitte 14a, 16a ist eine Elektrode mit offenem Ende, und die Spulenteile (CIL1, CIL2, CIL3, CIL4) des RF-Bauelementes 100 bilden eine Spule, die sich zwischen den zwei Elektroden erstreckt, was eine Bildung einer Elektrode, die die Öffnung der Spule vollständig blockiert, verhindert. Als Folge werden die Spulenteile CIL1, CIL2, CIL3, CIL4 in dem RFIC-Bauelement 100 weniger von dem Potenzial der Metalloberfläche Ga des Artikels G beeinflusst, der an der Anbringungsoberfläche 12b des dielektrischen Substrats 12 angebracht ist, und daher können die Spulenteile CIL1, CIL2, CIL3, CIL4, d. h., die Anpassungsschaltung 108, stabil funktionieren.
Gemäß der oben beschriebenen Konfiguration kann das Drahtloskommunikationsbauelement 10 selbst dann kommunizieren, wenn dasselbe an der Metalloberfläche Ga des Artikels G angeordnet ist, dasselbe weist eine Flexibilität auf und weist eine hohe Kommunikationsfähigkeit auf, d. h., dasselbe kann Funkwellen mit einer hohen Strahlungseffizienz abstrahlen. Dies wird im Folgenden genauer beschreiben.
Wie oben beschrieben und in 4 gezeigt ist, erreicht die Anpassungsschaltung 108 des RFIC-Elementes 100 die Impedanzanpassung zwischen der ersten / der zweiten Strahlungselektrode 14, 16 und dem RFIC-Chip 106 des RFIC-Elementes 100. Zusätzlich dazu ist durch den parasitären Induktor L5 der zweiten Strahlungselektrode 16 und der Streukapazität C2 zwischen der zweiten Strahlungselektrode 16 und der Metalloberfläche Ga des Artikels G gegenüber derselben eine Resonanzschaltung gebildet. Daher weist das Drahtloskommunikationsbauelement 10 vorteilhafte Kommunikationscharakteristika beispielsweise bei einer Frequenz des UHF-Bandes (z. B. 900 MHz) auf.
Wie in 1 gezeigt ist, ist das Drahtloskommunikationsbauelement 10 über das dielektrische Substrat 12 an der Metalloberfläche Ga des Artikels G angebracht. Da die Dicke des dielektrischen Substrats 12 gleichförmig ist, ist der Abstand zwischen der Metalloberfläche Ga des Artikels G, der an der Anbringungsoberfläche 12b des dielektrischen Substrats 12 angebracht ist, und der ersten Strahlungselektrode 14, d. h., eine Streukapazität C1 dazwischen, unabhängig von einer Position auf der ersten Strahlungselektrode 14 gleichförmig. Der Abstand zwischen der zweiten Strahlungselektrode 16 und der Metalloberfläche Ga des Artikels G, d. h., die Streukapazität C2 dazwischen, ist unabhängig von einer Position auf der zweiten Strahlungselektrode 16 auch gleichförmig. Daher wird die Resonanzfrequenz in der Resonanzschaltung, die durch den parasitären Induktor L5 der zweiten Strahlungselektrode 14 und der Streukapazität C2 gebildet ist, unabhängig von einem Typ des Artikels G, wie in 4 gezeigt ist, stabil.
Im Fall dieses Ausführungsbeispiels weist das Drahtloskommunikationsbauelement 10 eine Flexibilität auf. Mit anderen Worten bestehen die ausbildenden Elemente des Drahtloskommunikationsbauelementes 10, d. h., das dielektrische Substrat 12, die erste Strahlungselektrode 14, die zweite Strahlungselektrode 16 und das RFIC-Element 100, aus flexiblen Materialien. Daher kann das Drahtloskommunikationsbauelement 10 nicht nur an einer flachen Oberfläche angebracht werden, sondern auch an einer gekrümmten Oberfläche.
Somit zeigt das Drahtloskommunikationsbauelement selbst dann gleichförmige Kommunikationscharakteristika, wenn dasselbe an unterschiedlichen Artikeln angebracht ist. Selbst wenn das Bauelement beispielsweise in einem flachen Zustand an einer planaren Metalloberfläche G1a eines Wagens G1, wie in 9 gezeigt ist, angebracht ist, in einem gekrümmten Zustand an einer gekrümmten Metalloberfläche G2a eines in 10 gezeigten Gaszylinders G2 angebracht ist oder an einer Metalloberfläche G3a eines Ringes (Band) G3, der aus einer in 11 gezeigten flexiblen dünnen Metallplatte gebildet ist, angebracht ist oder auf derselben gebogen ist, ist der Abstand zwischen der Metalloberfläche des Artikels und der ersten und zweiten Strahlungselektrode 14, 16 gleichförmig, so dass das Bauelement gleichförmige Kommunikationscharakteristika zeigt.
Ferner kann das Drahtloskommunikationsbauelementes 10 im Fall dieses Ausführungsbeispiels dünner ausgeführt werden. Genauer gesagt kann das Bauelement dünner ausgeführt werden, während eine Reduzierung einer Kommunikationsdistanz unterdrückt wird.
Wenn das Drahtloskommunikationsbauelement 10 dünner ausgeführt wird, d. h., wenn das dielektrische Substrat 12 dünner ausgeführt wird (wenn der Abstand zwischen der Metalloberfläche Ga des Artikels G und der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 14, 16 verringert wird), werden die Streukapazitäten C1, C2 zwischen der Metalloberfläche Ga des Artikels G und der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 14, 16 größer. Wenn die Streukapazitäten C1, C2 größer werden, wird eine große Menge des Stromes, der durch die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 fließt, zur Bildung eines elektrischen Feldes in den Streukapazitäten C1, C2 verbraucht, und daher verschlechtert sich die Strahlungseffizienz der Funkwellen von den Strahlungselektroden 14, 16. Wenn die Strahlungseffizienz abnimmt, werden Funkwellen mit einer niedrigen Funkfeldintensität ausgesendet, so dass die Kommunikationsdistanz des Drahtloskommunikationsbauelementes kürzer wird.
Jedoch hat der Erfinder herausgefunden, dass eine Reduzierung der Kommunikationsdistanz des Drahtloskommunikationsbauelementes aufgrund einer Verdünnung des dielektrischen Substrats 12 durch die Formen der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 14, 16 unterdrückt werden kann.
Erstens, wie in 2 gezeigt ist, weisen die erste Strahlungselektrode 14 und die zweite Strahlungselektrode 16 unterschiedliche Formen auf. Im Einzelnen erstreckt sich die erste Strahlungselektrode 14 in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung) des Drahtloskommunikationsbauelementes 10 und die zweite Strahlungselektrode 16 erstreckt sich in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung). Die Breite W1 und die Länge L1 der ersten Strahlungselektrode 14 sind kleiner als die Breite W2 und die Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode 16.
Gemäß der ersten Strahlungselektrode 14 und der zweiten Strahlungselektrode 16, wie oben beschrieben ist, kreuzen sich die Richtung des Stromes, der durch die erste Strahlungselektrode 14 fließt, und die Richtung des Stromes, der durch die zweite Strahlungselektrode 16 fließt, im Wesentlichen, d. h., dieselben unterscheiden sich im Wesentlichen um 90 Grad. Genauer gesagt fließt der Strom hauptsächlich in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung) des Drahtloskommunikationsbauelementes 10 durch die erste Strahlungselektrode 14 und der Strom fließt hauptsächlich in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) durch die zweite Strahlungselektrode 16.
Durch später beschriebene Tests wurde durch den Erfinder bestätigt, dass, wenn sich die Richtung des Stromes, der durch die erste Strahlungselektrode 14 fließt, und die Richtung des Stromes, der durch die zweite Strahlungselektrode 16 fließt, auf Weise im Wesentlichen um 90 Grad unterscheiden, das Drahtloskommunikationsbauelement 10 eine lange Kommunikationsdistanz (z. B., eine Kommunikationsdistanz von rund 2,0 m oder mehr) aufweist, obwohl das dielektrische Substrat 12 dünn ist (z. B. 0,2 mm oder mehr und 1 mm oder weniger).

Tabelle 1 zeigt Formmerkmale von Proben A bis G von mehreren von dem Erfinder getesteten Drahtloskommunikationsbauelementen und die Testergebnisse, d. h., die Kommunikationsdistanz d. [Tabelle 1]

Probe		A	B	c	D	E	F	G
erste Strahlungselektrode	Länae L1 (mm)	10	18	18	18	42	42	42
erste Strahlungselektrode	Breite W1 (mm)	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3	0,3
zweite Strahlungselektrode	Länge L2 (mm)	144	144	133	97	144	135	120
	Breite W2 (mm)	10	18	18	18	42	42	42
	Verengungsbreite K1 (mm)	-	-	-	7,0	-	-	-
	Verengungslänge K2 (mm)	-	-	-	30	-	-	-
Dicke t des dielektrischen Substrats (mm)		1,0	1,0	0,25	1,0	1,0	0,4	0,2
Kommunikationsdistanz d (m)		4,0	5,4	1,6	2,0	9,0	5,5	1,8

Die Proben A bis D entsprechen einem relativ verlängerten Drahtloskommunikationsbauelement 210, wie in 12 gezeigt ist. Die Proben E bis G entsprechen dem relativ breiten Drahtloskommunikationsbauelement 10, wie in 2 gezeigt ist. Die Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode in diesen Proben A bis D, E bis G beträgt ungefähr die Hälfte der Wellenlänge von Funkwellen. Die Probe D wird später beschrieben.
Die Elektroden der Proben A bis G dieser Drahtloskommunikationsmodule sind aus Aluminiumfilmen hergestellt. Die dielektrischen Substrate sind aus einem porösen EVA-Harz mit einer Permitivität von 2,8 hergestellt. Die Messung der Kommunikationsdistanz wurde so durchgeführt, dass jede der Proben A bis G an der Mitte eines 15 cmx15 cm großen Stückes Aluminiumfolie angeordnet war, die als Metalloberfläche eines Artikels angenommen wurde.
Beim Vergleich dieser Proben, insbesondere beim Vergleich der Proben A, B und E, ist ersichtlich, dass die Kommunikationsdistanz d länger wird, wenn die Länge L1 der ersten Strahlungselektrode zunimmt.
Es ist zu beachten, dass bei zunehmender Länge L1 der ersten Strahlungselektrode die Breite (Größe in der X-Achsenrichtung) des Drahtloskommunikationsbauelementes zunimmt. In dem Fall, in dem die Länge von L1 der ersten Strahlungselektrode vergrößert wird, während eine Vergrößerung der Breite des Drahtloskommunikationsbauelements unterdrückt wird, können beide Endabschnitte 314b der ersten Strahlungselektrode 314 wie bei dem in 13 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelement 310 gebogen sein. Im Fall des in 13 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelements 310 sind die Endabschnitte 314b auf beiden Seiten der ersten Strahlungselektrode 314, die sie sich in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung) des Drahtloskommunikationsbauelements 310 erstrecken, um rund 90 Grad zu der zweiten Strahlungselektrode 316 hin gebogen. Daher weist das Drahtloskommunikationsbauelement 310 im Vergleich zu dem Fall, in dem sich die erste Strahlungselektrode 314 linear ohne Biegung erstreckt, eine kompakte Größe in der Breitenrichtung aus.
Zusätzlich dazu ist ersichtlich, dass selbst dann, wenn die Dicke t des dielektrischen Substrats, d. h., der Abstand zwischen der ersten / der zweiten Strahlungselektrode und der Metalloberfläche des Artikels, 1 mm oder weniger beträgt, die Kommunikationsdistanz von rund 2 m erreicht werden kann, was eine lange Distanz für ein RFID-Tag ist.
Beim Vergleich der Proben B, D sind diese Proben hinsichtlich der Form der zweiten Strahlungselektrode und der Kommunikationsdistanz unterschiedlich. Im Fall der Probe B ist die Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode länger als die Probe D und beträgt ungefähr die halbe Wellenlänge. Daher beträgt die Kommunikationsdistanz d der Probe B 5,4 m, was mehr als ausreichend für ein RFID-Tag ist.
Andererseits ist in dem Fall der Probe D die Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode kürzer als die halbe Wellenlänge; jedoch beträgt die Kommunikationsdistanz d noch 2 m, was ausreichend für ein RFID-Tag ist. Wie in 14 gezeigt ist, liegt dies daran, dass ein Drahtloskommunikationsbauelement 410 der Probe D eine Verengung 416b in einer zweiten Strahlungselektrode 416 umfasst.
Obwohl die Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode in dem Fall der Proben außer Probe D rund die halbe Wellenlänge beträgt, wird im Einzelnen durch den parasitären Induktor der zweiten Strahlungselektrode und die Streukapazität zwischen der zweiten Strahlungselektrode und der Metalloberfläche des Artikels (d. h., die Dicke des dielektrischen Substrats) eine Resonanzschaltung gebildet, die eine gewünschte Resonanzfrequenz (z. B. 900 MHz) erhält. Wenn die Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode kürzer als die halbe Wellenlänge wird, nimmt die parasitäre Induktivität daher ab und die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung verschiebt sich von der gewünschten Resonanzfrequenz. Folglich nimmt die Empfindlichkeit des Drahtloskommunikationsbauelements ab und die Kommunikationsdistanz wird kürzer.
Wie in 14 gezeigt ist, ist die Verengung 416b durch das Bilden von gegenüberliegenden Kerben an beiden Enden der zweiten Strahlungselektrode 416 in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung) ausgebildet. Die Verengung 416b ist ein Abschnitt, dessen Fläche im Vergleich zu dem anderen Abschnitt in Bezug auf einen Querschnitt senkrecht zu der Erstreckungsrichtung (X-Achsenrichtung) der zweiten Strahlungselektrode 416, was die Richtung ist, in der der Strom hauptsächlich fließt, reduziert ist, und der Abschnitt fungiert als ein Stromkonzentrationsabschnitt, in dem sich der Strom konzentriert. Wenn sich der Strom konzentriert, nimmt die parasitäre Induktivität der zweiten Strahlungselektrode zu. Daher kann die parasitäre Induktivität, die durch eine Reduktion der Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode reduziert wird, durch die Verengung 416b, d. h., den Stromkonzentrationsabschnitt, kompensiert werden.
Im Fall von Probe D ist die Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode 416 kürzer als die halbe Wellenlänge der Funkwellen, und daher ist die Kommunikationsdistanz kürzer als bei Probe B. Jedoch ist die Probe D mit der Verengung 416b in der zweiten Strahlungselektrode 416 versehen, so dass die Kommunikationsdistanz d von rund 2 m sichergestellt ist.
Daher kann durch geeignetes Anpassen der Form der Verengung die Länge des Drahtloskommunikationsbauelements (die Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode) und die Kommunikationsdistanz d nach Wunsch angepasst werden. Wenn beispielsweise ein Drahtloskommunikationsbauelement, das im Hinblick auf die Größe möglichst kompakt ausgeführt ist, wünschenswert ist, wobei die Kommunikationsdistanz mehrere Meter betragen kann, kann die zweite Strahlungselektrode 416 mit einer Verengung wie in Probe D versehen sein, die in 14 gezeigt ist. Wenn andererseits ein Drahtloskommunikationsbauelement mit einer Kommunikationsdistanz, die so lang wie möglich ausgeführt ist, unabhängig von der Größe wünschenswert ist, kann die Länge L2 der zweiten Strahlungselektrode auf rund die Hälfte der Wellenlänge von Funkwellen festgelegt werden.
Gemäß einem solchen Ausführungsbeispiel kann das Drahtloskommunikationsbauelement, das selbst dann zur Drahtloskommunikation in der Lage ist, wenn dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, dünner ausgeführt werden, während eine Reduzierung einer Kommunikationsdistanz unterdrückt wird.
Obwohl ein Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise weist in dem Fall des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels, wie in 4 gezeigt ist, das RFIC-Element 100 den RFIC-Chip 106 und die Anpassungsschaltung 108 auf, die eine Impedanzanpassung zwischen dem RFIC-Chip 106 und der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 22, 24 erreicht. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die Anpassungsschaltung 108 muss nicht enthalten sein, so lange die Impedanzanpassung zwischen dem RFIC-Chip 106 und der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 22, 24 durch die Impedanz des RFIC-Chips 106 selbst erreicht werden kann. In diesem Fall bildet der RFIC-Chip 106 selbst das RFIC-Element 100 aus.
Im Fall des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels, wie in 3 gezeigt ist, ist die Anbringungsoberfläche 12b des dielektrischen Substrats 12 des Drahtloskommunikationsbauelements 10 nicht mit einer Elektrode usw. versehen, im Gegensatz zu der Hauptoberfläche 12a. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise umfasst ein in 15 und 16 gezeigtes Drahtloskommunikationsbauelement 510 eine leitfähige Schicht (z. B. einen Kupferfilm, einen Aluminiumfilm) 518 auf einer Anbringungsoberfläche 512b eines dielektrischen Substrats 512. Die leitfähige Schicht 518 ist nicht galvanisch mit einer ersten und einer zweiten Strahlungselektrode 514, 516 verbunden, die auf einer Hauptoberfläche 512a eines dielektrischen Substrats 512 angeordnet sind, und befindet sich in einem von den Strahlungselektroden 514, 516 unabhängigen Zustand. Das Drahtloskommunikationsbauelement 510 ist über eine Verschlussschicht (nicht gezeigt), die auf dieser leitfähigen Schicht 518 angeordnet ist, mit der Metalloberfläche Ga des Artikels G verbunden.
Der Grund dafür, die leitfähige Schicht 518 auf der Anbringungsoberfläche 512b des dielektrischen Substrats 512 anzuordnen, wie in 16 gezeigt ist, wird im Folgenden beschrieben.
Die Metalloberfläche des Artikels mit dem daran angebrachten Drahtloskommunikationsbauelement ist nicht notwendigerweise eine glatte Oberfläche. Die Metalloberfläche weist in einigen Fällen Ungleichförmigkeiten auf. Wenn die Anbringungsoberfläche ohne die leitfähige Schicht an der unebenen Metalloberfläche angebracht ist, unterscheidet sich die Streukapazität zwischen der zweiten Strahlungselektrode und der Metalloberfläche in Abhängigkeit von einer Position auf der zweiten Strahlungselektrode. Daher ist die Streukapazität für die zweite Strahlungselektrode nicht länger gleichförmig. Ähnlich dazu ist die Streukapazität für die erste Strahlungselektrode nicht länger gleichförmig.
Um unabhängig von der Oberflächenform der Metalloberfläche des Artikels, an dem das Drahtloskommunikationsbauelement 510 angebracht ist, gleichförmige Kommunikationscharakteristika zu erreichen, weist das in 15 und 16 gezeigte Drahtloskommunikationsbauelement 510 die leitfähige Schicht 518 auf der Anbringungsoberfläche 512b des dielektrischen Substrats 512 auf.
Wie in 15 gezeigt ist, liegt die leitfähige Schicht 518 über das dielektrische Substrat 512 hinweg gegenüber der gesamten ersten Strahlungselektrode 514 und der gesamten zweiten Strahlungselektrode 516. Daher wird eine Streukapazität zwischen der ersten Strahlungselektrode 514 und der leitfähigen Schicht 518 (gegenüberliegender Abschnitt) gebildet und eine Streukapazität wird zwischen der zweiten Strahlungselektrode 516 und der leitfähigen Schicht 518 (gegenüberliegender Abschnitt) gebildet.
Unabhängig von einem Artikel, an dem das Drahtloskommunikationsbauelement 510 angebracht ist, ändert sich die Streukapazität zwischen der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 514, 516 und der leitfähigen Schicht 518 nicht. Daher kann das Drahtloskommunikationsbauelement 510 unabhängig von einer Oberflächenform der Metalloberfläche des Artikels, an dem das Drahtloskommunikationsbauelement angebracht ist, gleichförmige Kommunikationscharakteristika zeigen.
17 und 18 zeigen ein Drahtloskommunikationsbauelement in einer verbesserten Form des Drahtloskommunikationsbauelements 510.
Ein in 17 und 18 gezeigtes Drahtloskommunikationsbauelement 610 umfasst auch eine leitfähige Schicht 618 auf einer Anbringungsoberfläche 612b eines dielektrischen Substrats 612, wie in dem Drahtloskommunikationsbauelement 510. Wie in 17 gezeigt ist, liegt die leitfähige Schicht 618 jedoch gegenüber einer zweiten Strahlungselektrode 616, die auf einer Hauptoberfläche 612a des dielektrischen Substrats 612 angeordnet ist, und liegt nicht gegenüber einer ersten Strahlungselektrode 614. Daher wird eine Streukapazität nur zwischen der zweiten Strahlungselektrode 616 und der leitfähigen Schicht 618 gebildet.
Andererseits wird eine Streukapazität zwischen der Metalloberfläche des Artikels, der über die leitfähige Schicht 618 an der Anbringungsoberfläche 612b des Drahtloskommunikationsbauelements 610 angebracht ist, und der ersten Strahlungselektrode 614 gebildet. Jedoch ist der Kapazitätswert derselben klein. Dies liegt daran, dass die Strahlungselektrode 614 über das dielektrische Substrat 612 und eine Luftschicht (ein Zwischenraum zwischen dem dielektrischen Substrat 612 und der Metalloberfläche, der aufgrund der Dicke der leitfähigen Schicht 618 erzeugt wird) gegenüber der Metalloberfläche des Artikels liegt.
Da die zwischen der ersten Strahlungselektrode 614 und der Metalloberfläche des Artikels gebildete Streukapazität klein ist, wird eine große Menge des Stroms, der durch die erste Strahlungselektrode 614 fließt, zur Abstrahlung von Funkwellen verwendet. Daher ist die Kommunikationsdistanz des Drahtloskommunikationsbauelements 610 im Vergleich zu dem Drahtloskommunikationsbauelement 510, bei dem die erste Strahlungselektrode 514 und die leitfähige Schicht 518 einander gegenüberliegen, wie in 16 gezeigt ist, länger.
Zusätzlich dazu, wie oben beschrieben und in 5 gezeigt ist, wird die Resonanzschaltung durch die zweite Strahlungselektrode und die Metalloberfläche des Artikels gegenüber derselben gebildet, und die Resonanzfrequenz des Drahtloskommunikationsbauelements wird dadurch bestimmt. Selbst wenn die Fläche des Abschnitts des Leiters gegenüber der ersten Strahlungselektrode null ist (selbst wenn an einer Position gegenüber der ersten Strahlungselektrode in der Dickenrichtung kein Leiter vorhanden ist), sind die Kommunikationscharakteristika des Drahtloskommunikationsbauelements daher im Wesentlichen unverändert.
Im Fall des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels, wie in 1 gezeigt ist, sind die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 auf einem substratähnlichen dielektrischen Bauglied angeordnet, d. h., auf dem dielektrischen Substrat 12. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Im Fall eines in 19 und 20 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelements 710 weist ein dielektrisches Bauglied 712, das mit einer ersten und einer zweiten Strahlungselektrode 714, 716 versehen ist, keine Substratform auf und ist eine Struktur mit einem Innenraum 712d, der mit der Außenseite in Kommunikation steht.
Genauer gesagt weist das dielektrische Bauglied 712 mehrere Innenräume 712d zwischen einer Hauptoberfläche 712a, die mit der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 714, 716 versehen ist, und einer Anbringungsoberfläche 712b auf, an der eine Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist. Das dielektrische Bauglied 712 umfasst außerdem an beiden Enden in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) Durchgangslöcher 712c für Schrauben (nicht gezeigt) zum Anbringen des Drahtloskommunikationsbauelements 710 an dem Artikel.
Da die Innenräume 712d enthalten sind, wird Streukapazität zwischen der ersten und der zweiten Strahlungselektrode 714, 716 und der Metalloberfläche des Artikels, der an der Anbringungsoberfläche 712b angebracht ist, kleiner als im Vergleich dazu, wenn die Innenräume 712d nicht enthalten sind. Im Einzelnen wird Strahlungskapazität kleiner, da die relative Permittivität von Luft in den Innenräumen 712d rund eins ist.
Da die Innenräume 712d auf diese Weise enthalten sind, kann das dielektrische Bauglied 712 dünner ausgeführt werden (als im Vergleich dazu, wenn die Innenräume 712d nicht vorhanden sind). Genauer gesagt kann eine Erhöhung der Streukapazität zwischen der ersten / der zweiten Strahlungselektrode 714, 718 und der Metalloberfläche des Objekts aufgrund der Verdünnung durch die Innenräume 712d ausgeglichen werden.
Zusätzlich dazu werden, wie in 19 gezeigt ist, die Abschnitte an Eckabschnitten 716c der zweiten Strahlungselektrode 716 auf der Seite des RFIC-Elements 100, wo sich ein Strom konzentriert (Stromdichte ist hoch), darüber hinaus nicht durch das dielektrische Bauglied 712 getragen. Genauer gesagt umfasst das dielektrische Bauglied 712 Vertiefungen 712e an Positionen, die den Eckabschnitten 716c der zweiten Strahlungselektrode 716 zugewandt sind.
Die Vertiefungen 712e reduzieren die Streukapazität zwischen den Eckabschnitten 716c der zweiten Strahlungselektrode 716 und der Metalloberfläche des Artikels, der an der Anbringungsoberfläche 712b angebracht ist. Dies liegt daran, dass die Vertiefungen 712e dazwischen eine Luftschicht mit der relativen Permittivität von rund eins bereitstellen.
Wenn die Streukapazität aufgrund der Vertiefungen 712e kleiner wird, verringert sich der Strom, der zur Bildung eines elektrischen Feldes in dieser Streukapazität verbraucht wird, an den Eckabschnitten 716c der zweiten Strahlungselektrode 716, wo sich der Strom konzentriert (im Vergleich dazu, wenn die Vertiefungen 712e nicht vorhanden sind). Der als Funkwellen abgestrahlte Strom nimmt dementsprechend zu und die Strahlungseffizienz ist verbessert. Folglich wird die Kommunikationsdistanz des Drahtloskommunikationsbauelements 710 länger.
Die oben beschriebenen Vertiefungen 712e können an Eckabschnitten der ersten Strahlungselektrode 714 angeordnet sein, wo sich der Strom konzentriert.
Ferner sind in dem Fall des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels, wie in 1 gezeigt ist, die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 auf der Außenoberfläche der Hauptoberfläche 12a des dielektrischen Substrats 12 angeordnet. Jedoch ist die Position, an der die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 angeordnet sind, nicht auf die Hauptoberfläche des dielektrischen Substrats beschränkt.
Ein dielektrisches Bauglied 812 eines in 21 gezeigtes Drahtloskommunikationsbauelements 810 umfasst einen Innenraum 812a und eine Anbringungsoberfläche 812b, die an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist. Eine erste und eine zweite Strahlungselektrode 814, 816 sind an einer Oberseitenoberfläche 812c des Innenraums 812a (eine Innenoberfläche entfernt von der Anbringungsoberfläche 812b) angebracht. Daher liegen die erste und die zweite Strahlungselektrode 814, 816 der Metalloberfläche des Artikels, der an der Anbringungsoberfläche 812b angebracht ist, über eine Luftschicht des Innenraums 812a und das dielektrische Bauglied 812 (ein Abschnitt zwischen dem Innenraum 812a und der Anbringungsoberfläche 812b) gegenüber. Durch die Luftschicht kann die Streukapazität zwischen der ersten / der zweiten Strahlungselektrode 814, 816 und der Metalloberfläche des Artikels verkleinert werden. Als Folge kann eine Erhöhung der Streukapazität zwischen der ersten / der zweiten Strahlungselektrode 814, 816 und der Metalloberfläche des Artikels aufgrund der Verdünnung durch den Innenraum 812a ausgeglichen werden.
Eine leitfähige Schicht kann auf einer Bodenoberfläche des Innenraums des dielektrischen Bauglieds 812 (eine Innenoberfläche in der Nähe der Anbringungsoberfläche 812b) angeordnet sein. Als Folge ist die Streukapazität zwischen der ersten / der zweiten Strahlungselektrode 814, 816 und der leitfähigen Schicht gleichförmig, unabhängig davon, an welcher Metalloberfläche des Artikels die Anbringungsoberfläche 812b angebracht ist, so dass das Drahtloskommunikationsbauelement gleichförmige Kommunikationscharakteristika zeigen kann.
Eine verbesserte Form des in 21 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelements 810 kann als Form implementiert sein, in der ein Abschnitt des dielektrischen Bauglieds 812 nicht zwischen der ersten / der zweiten Strahlungselektrode 814, 816 und der Metalloberfläche des Artikels vorhanden ist. Genauer gesagt ist das dielektrische Bauglied 812 in einer Kappenform (zylindrische Form mit Boden) gebildet und ein Öffnungsrand desselben fungiert als die Anbringungsoberfläche 812b. In diesem Fall ist zwischen der ersten / der zweiten Strahlungselektrode und der Metalloberfläche des Artikels nur die Luftschicht vorhanden, so dass die Streukapazität dazwischen weiter reduziert werden kann. Folglich kann das Drahtloskommunikationsbauelement weiter verdünnt werden.
Ferner sind in dem Fall des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels, beispielsweise in dem Fall des in 1 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelements 10, die erste und die zweite Strahlungselektrode 14, 16 und das RFIC-Elements 100 auf der Hauptoberfläche 12a des dielektrischen Bauglieds 12 angeordnet. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die erste und die zweite Strahlungselektrode und das RFIC-Element in dem dielektrischen Bauglied eingebaut sein.
Ferner weist das Drahtloskommunikationsbauelement 10 in dem Fall des oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Flexibilität auf, so dass dasselbe nicht nur an einer flachen Oberfläche angebracht werden kann, sondern auch an einer gekrümmten Oberfläche. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Drahtloskommunikationsbauelement eine flache Plattenform einschließlich einer flachen Oberfläche aufweisen oder kann eine gekrümmte Plattenform einschließlich einer gekrümmten Oberfläche ohne Flexibilität aufweisen.
Zusätzlich dazu kann das Drahtloskommunikationsbauelement dazu ausgebildet sein, ein Band einer Kommunikationssignalfrequenz (d. h. Resonanzfrequenz) zu erweitern, um die Vielseitigkeit zu erweitern.
22 zeigt ein Drahtloskommunikationsbauelement, das dazu ausgebildet ist, das Resonanzfrequenzband zu erweitern.
Wie bei dem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, wird die Resonanzfrequenz eines Drahtloskommunikationsmoduls 910 durch eine zweite Strahlungselektrode 916 bestimmt. Im Fall dieses Ausführungsbeispiels sind mehrere Kerben 916a, 916b in der zweiten Strahlungselektrode 916 gebildet, um das Resonanzfrequenzband des Drahtloskommunikationsbauelements 910 zu erweitern.
Im Einzelnen umfasst die zweite Strahlungselektrode 916 die erste Kerbe 916a, die an einem Ende in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung) angeordnet ist und sich zu der Mitte hin (oder über die Mitte hinaus) in der Breitenrichtung erstreckt. Die Elektrode umfasst außerdem die zweite Kerbe 916b, die an dem anderen Ende in der Breitenrichtung angeordnet ist und sich zu der Mitte hin (oder über die Mitte hinaus) in der Breitenrichtung erstreckt.
Die erste Kerbe 916a und die zweite Kerbe 916b weisen beispielsweise eine Form eines Schlitzes (eine in der Breitenrichtung langgestreckte Vertiefung) auf. Die erste Kerbe 916a und die zweite Kerbe 916b sind mit einem Abstand in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) angeordnet. Ferner sind in dem Fall dieses Ausführungsbeispiels ein Abstand zwischen der ersten Kerbe 916a und einem Ende (dem Ende entfernt von einer ersten Strahlungselektrode 914) der zweiten Strahlungselektrode 916 in der Längenrichtung und ein Abstand zwischen der zweiten Kerbe 916b und dem anderen Ende der zweiten Strahlungselektrode 916 in der Längenrichtung gleich A1. Ferner sind die Längen der ersten Kerbe 916a und der zweiten Kerbe 916b in der Breitenrichtung gleich A2.
Gemäß der zweiten Strahlungselektrode 916, die eine derartige Konfiguration aufweist, weist das Drahtloskommunikationsbauelement 910die in 23 gezeigten Frequenzcharakteristika auf. Wie in 23 gezeigt ist, weist das Bauelement im Einzelnen die Frequenzcharakteristika mit einem großen Antennengewinn in einer breiten Bandbreite bf zwischen den Frequenzen f1 (z. B. 860 MHz) und f2 (z. B. 930 MHz) auf.
Die in 23 gezeigte Bandbreite bf wird durch den in 22 gezeigten Abstand A1 bestimmt. Wie in 22 gezeigt ist, treten im Einzelnen in der zweiten Strahlungselektrode 916 zwei unterschiedliche Resonanzmodi auf (zwei unterschiedliche stehende Wellen SW1, SW2 werden erzeugt). Genauer gesagt wird die stehende Welle SW1 mit der kürzesten Wellenlänge und der Frequenz von f2 in der zweiten Strahlungselektrode 916 erzeugt. Die stehende Welle SW2 mit der Maximalwellenlänge und der Frequenz von f1 wird auch in der zweiten Strahlungselektrode 1524 erzeugt. Aufgrund der Kopplung des Resonanzmodus, in dem die stehende Welle SW1 erzeugt wird, und des Resonanzmodus, in dem die stehende Welle SW2 erzeugt wird, wird das Frequenzband des Kommunikationssignals erweitert. Die Bandbreite bf ist proportional zu dem in 22 gezeigten Abstand A1. Daher kann durch geeignetes Einstellen des Abstandes A1 die gewünschte Bandbreite bf der Resonanzfrequenz erhalten werden. Für die untere Grenzfrequenz f1 und die obere Grenzfrequenz f2 des Resonanzfrequenzbandes können gewünschte Werte durch geeignetes Einstellen der Längen (in der X-Achsenrichtung) der ersten und der zweiten Kerbe 916a, 916b erhalten werden. Folglich weist das Drahtloskommunikationsmodul 910 des Drahtloskommunikationsbauelementes ein erweitertes Band der Kommunikationssignalfrequenz (d. h. der Resonanzfrequenz) auf und kann für zahlreiche Anwendungen verwendet werden (die Vielseitigkeit ist erweitert).
In dem Fall des in 22 gezeigten Drahtloskommunikationsbauelementes 910 ist bei der zweiten Strahlungselektrode 916 der erste Kerbenabschnitt 916a an einem Ende in der Breitenrichtung (X-Achsenrichtung) angeordnet und die eine zweite Kerbe 916b ist an dem anderen Ende angeordnet. Alternativ dazu können beispielsweise die mehreren ersten Kerben 916a angeordnet sein und die mehreren zweiten Kerben 916b können angeordnet sein. In diesem Fall sind die mehreren ersten Kerben 916a und die mehreren zweiten Kerben 916b abwechselnd mit gleichen Abständen in der Längenrichtung (Y-Achsenrichtung) der zweiten Strahlungselektrode 916 angeordnet. Alternativ dazu kann beispielsweise nur die erste Kerbe 916a oder nur die zweite Kerbe 916b in der zweiten Strahlungselektrode 916 angeordnet sein.
Zusätzlich dazu ist das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß Ausführungsbeispieten der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt, für die Übertragung / den Empfang eines Signals einer Frequenz in dem UHF-Band verwendet zu werden, und kann zum Übertragen/Empfangen von Signalen von Frequenzen in unterschiedlichen Bändern verwendet werden. Das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise zum Senden/Empfangen eines Signals einer Frequenz des HF-Bandes verwendet werden.
Obwohl das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung in der obigen Beschreibung als ein Bauelement beschrieben wurde, das an der Metalloberfläche des Artikels angebracht ist, ist das Bauelement letztlich offensichtlich selbst dann zur Drahtloskommunikation in der Lage, wenn dasselbe nicht an der Metalloberfläche des Artikels angebracht ist, oder darüber hinaus sogar allein, ohne an einem Artikel angebracht zu sein. Daher ist das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ein Drahtloskommunikationsbauelement, das selbst dann dazu in der Lage ist, eine Drahtloskommunikation mit der im Wesentlichen selben Kommunikationsdistanz wie im Vergleich dazu, wenn das Bauelement nicht an einem Artikel angebracht ist, durchzuführen, wenn dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist,
Obwohl die vorliegende Erfindung mit einer Mehrzahl von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist es Fachleuten ersichtlich, dass zumindest ein Ausführungsbeispiel vollständig oder teilweise mit einem bestimmten Ausführungsbeispiel kombiniert werden kann, um ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung zu bilden.
Industrielle Anwendbarkeit
Die vorliegende Erfindung ist auf ein beliebiges Drahtloskommunikationsbauelement anwendbar, das eine Elektrode, die eine Funkwelle abstrahlt, und ein dielektrisches Bauglied aufweist, das die Elektrode trägt.
Bezugszeichenliste

10: Drahtloskommunikationsbauelement
12: dielektrisches Bauglied
12b: Anbringungsoberfläche
14: erste Strahlungselektrode
16: zweite Strahlungselektrode
100: RFIC-Element
G: Artikel
Ga: Metalloberfläche

Claims

Ein Drahtloskommunikationsbauelement, das in einem Zustand verwendbar ist, in dem dasselbe an einer Metalloberfläche eines Artikels angebracht ist, wobei das Drahtloskommunikationsbauelement folgende Merkmale aufweist: ein dielektrisches Bauglied, das eine Anbringungsoberfläche umfasst, die an der Metalloberfläche des Artikels angebracht ist; ein RFIC-Element, das auf dem dielektrischen Bauglied angeordnet ist und eine erste und eine zweite Anschlusselektrode umfasst; eine erste Strahlungselektrode, die auf dem dielektrischen Bauglied parallel und gegenüberliegend zu der Metalloberfläche des Artikels mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet ist und mit der ersten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes verbunden ist; und eine zweite Strahlungselektrode, die auf dem dielektrischen Bauglied parallel und gegenüberliegend zu der Metalloberfläche des Artikels mit dem vorbestimmten Abstand angeordnet ist und mit der zweiten Anschlusselektrode des RFIC-Elementes unabhängig von der ersten Strahlungselektrode verbunden ist, wobei die erste und die zweite Strahlungselektrode sich jeweils in Richtungen erstrecken, die einander kreuzen, wobei die erste Strahlungselektrode im Vergleich zu der zweiten Strahlungselektrode eine kleinere Breite und eine kürzere Länge in einer Erstreckungsrichtung aufweist, und wobei das Drahtloskommunikationsbauelement eine leitfähige Schicht aufweist, die auf der Anbringungsoberfläche des dielektrischen Bauglieds unabhängig von der ersten und der zweiten Strahlungselektrode angeordnet ist.
Das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem die Länge der ersten Strahlungselektrode in der Erstreckungsrichtung einer Breite der zweiten Strahlungselektrode gleicht.
Das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die zweite Strahlungselektrode einen Stromkonzentrationsabschnitt aufweist, in dem eine Fläche eines Querschnitts senkrecht zu der Erstreckungsrichtung kleiner ist als die anderen Abschnitte.
Das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß Anspruch 3, bei dem die zweite Strahlungselektrode eine erste Kerbe umfasst, die an einem Ende in einer Breitenrichtung angeordnet ist und sich zu einer Mitte in der Breitenrichtung hin erstreckt.
Das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß Anspruch 4, bei dem die zweite Strahlungselektrode eine zweite Kerbe aufweist, die an dem anderen Ende in der Breitenrichtung angeordnet ist und sich zu der Mitte in der Breitenrichtung hin erstreckt, und wobei die erste Kerbe und die zweite Kerbe mit einem Abstand in der Erstreckungsrichtung der zweiten Strahlungselektrode angeordnet sind.
Das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das RFIC-Element eine erste Spule, die mit der ersten Anschlusselektrode verbunden ist, und eine zweite Spule umfasst, die mit der zweiten Anschlusselektrode verbunden ist, wobei die erste Strahlungselektrode einen ersten Kontaktstellenabschnitt umfasst, der mit der ersten Anschlusselektrode verbunden ist, wobei die zweite Strahlungselektrode einen zweiten Kontaktstellenabschnitt umfasst, der mit der zweiten Anschlusselektrode verbunden ist, und wobei die erste Spule bei Betrachtung von der Metalloberfläche aus mit dem ersten Kontaktstellenabschnitt überlappt, während die zweite Spule mit dem zweiten Kontaktstellenabschnitt überlappt.
Das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das dielektrische Bauglied Vertiefungen an Positionen umfasst, die Eckabschnitten der ersten und der zweiten Strahlungselektrode zugewandt sind.
Das Drahtloskommunikationsbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der vorbestimmte Abstand 0,2 mm oder mehr oder 1 mm oder weniger beträgt.
Ein Artikel, der zumindest teilweise eine Metalloberfläche aufweist und ein Drahtloskommunikationsbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst, das an der Metalloberfläche angebracht ist.