KR101038132B1 - 무선 ｉｃ 디바이스 - Google Patents

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KR101038132B1
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가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼
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Abstract

무선 IC 칩에 외부로부터의 충격 등이 직접 가해지지 않도록 구성한 무선 IC 디바이스를 제공한다. 무선 IC 디바이스(10)는 (a)방사판(11)과, (b)무선 IC 칩(24)과, (c)무선 IC 칩(24)이 실장되며, 인덕턴스 소자를 포함하는 공진 회로를 구비하고, 공진 회로가 방사판(11)과 전자계 결합하는 급전 회로 기판(22, 22a)을 구비한다. 무선 IC 칩(24)은 방사판(11)과 급전 회로 기판(22, 22a) 사이에 끼워 넣어지도록 배치되어 있다.
무선 IC 칩, 인덕턴스 소자, 공진 회로, 정합 회로, 급전 회로, 전자계 결합

Description

무선 ＩＣ 디바이스{WIRELESS IC DEVICE}
본 발명은 무선 IC 디바이스에 관한 것으로, 자세히는 예를 들면 RF-ID(Radio Frequency Identification) 시스템에 사용되는 비접촉형 무선 IC 미디어나 비접촉형 무선 IC 태그 등의 무선 IC 디바이스에 관한 것이다.
종래, 무선 IC 칩이 실장되어 있는 무선 IC 디바이스가 여러 가지 제안되어 있다.
예를 들면 특허문헌 1에는, 도 4(a)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 박리 시트(101)에 도전 페이스트나 도전 잉크 등으로 안테나부(103)를 형성해서 안테나부(103)와 전기적으로 도통하도록 IC 칩(109)을 실장한 뒤, 도 4(b)의 단면도에 나타내는 바와 같이 접착 시트(111)를 밀착시키고, 도 4(c)의 단면도에 나타내는 바와 같이, 박리 시트(101)를 떼어냄으로써 제조되는 비접촉형 무선 IC 미디어가 개시되어 있다.
특허문헌 1:일본국 공개특허공보 2002-298109호
이 비접촉형 무선 IC 미디어는 접착 시트(111)가 물품에 접착되고 IC 칩(101)이 외부에 드러난 상태로 사용된다. 이 때문에, 비접촉형 무선 IC 미디어를 접착한 물품이 다른 물품과 접촉했을 때에, 다른 물품으로부터 IC 칩(109)에 직접 충격이 가해져서 IC 칩(109)이 파손되어 무선 IC 미디어로서 기능하지 않게 될 우려가 있다.
본 발명은 이러한 실정을 고려하여, 무선 IC 칩에 외부로부터의 충격 등이 직접 가해지지 않도록 구성한 무선 IC 디바이스를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서, 이하와 같이 구성한 무선 IC 디바이스를 제공한다.
무선 IC 디바이스는 (a)방사판과, (b)무선 IC 칩과, (c)상기 무선 IC 칩이 실장되고, 인덕턴스 소자를 포함하는 공진 회로 및 정합(整合) 회로 중 적어도 하나를 갖는 급전 회로를 구비하고, 상기 급전 회로가 상기 방사판과 전자계 결합하는 급전 회로 기판을 구비한다. 상기 방사판과 상기 급전 회로 기판 사이에 상기 무선 IC 칩이 끼워 넣어지도록 배치되어 있다.
상기 구성에 의하면, 무선 IC 칩은 외부에 드러난 상태에서는 사용되지 않기 때문에, 외부로부터의 충격 등은 방사판 또는 급전 회로 기판을 통해서 무선 IC 칩에 가해진다. 무선 IC 칩에는 외부로부터의 충격 등이 직접 가해지는 일이 없으므로, 무선 IC 칩의 파손이나 동작 불량을 막을 수 있다.
바람직하게는, 상기 무선 IC 칩이 상기 급전 회로 기판에 실장되어 있는 면에 대하여 수직방향에서 투시했을 때에 상기 무선 IC 칩의 주위에 있어서, 상기 방사판과 상기 급전 회로 기판이 접합되어 있다.
이 경우, 방사판과 급전 회로 기판은 서로 접한 상태로 접합되어도, 접착제 등을 통해서 접합되어도 된다. 무선 IC 칩의 주위는 방사판 및 급전 회로 기판 중 적어도 하나로 덮이므로, 무선 IC 칩으로의 수분 등의 침입을 막아 무선 IC 디바이스의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 방사판과 급전 회로 기판 사이의 거리가 짧아지므로, 전자계 결합의 효율이 좋아지고 소형화 등이 용이해진다.
바람직하게는, 상기 방사판은 상기 급전 회로 기판 및 상기 무선 IC 칩으로부터 먼 쪽의 면이 물품에 접착된다.
이 경우, 물품에 접착된 무선 IC 디바이스는 방사판보다도 외측에 무선 IC 칩이 배치되는데, 무선 IC 칩은 급전 회로 기판으로 덮여서 보호된다.
바람직하게는, 상기 방사판과 상기 급전 회로 기판 사이에, 상기 무선 IC 칩이 상기 급전 회로 기판에 실장되어 있는 면에 대해서 수직방향에서 투시했을 때에 적어도 상기 무선 IC 칩의 주위에 배치된 수지를 더 구비한다.
이 경우, 적어도 무선 IC 칩의 주위가 수지로 덮이므로, 무선 IC 칩으로의 수분 등의 침입을 막아 무선 IC 디바이스의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 방사판과 무선 IC 칩 사이에도 수지를 배치하고, 무선 IC 칩의 급전 회로 기판으로부터 먼 쪽의 면을 덮도록 해도 된다.
바람직하게는, 상기 무선 IC 칩은 상기 방사판과 전기적으로 절연되어서 배치되어 있다.
바람직하게는, 상기 방사판과 상기 급전 회로 기판 중 적어도 한쪽이 플렉시블 기판이다.
이 경우, 플렉시블 기판을 사용해서 연속적으로 효율 좋게 제조할 수 있고, 소형화도 용이하다. 또한, 물품의 만곡한 면을 따라 무선 IC 디바이스를 접착할 수 있도록, 또는 무선 IC 칩을 덮도록 급전 회로 기판 및 방사판 중 적어도 하나를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 무선 IC 칩은 상기 급전 회로 기판으로부터 먼 쪽의 면이 상기 방사판에 접촉하고 있다.
이 경우, 무선 IC 칩과 방사판 사이의 틈을 없애 무선 IC 디바이스를 저배화(低背化)할 수 있다.
또한, 기재(基材)에 방사 전극 패턴이 형성된 방사판의 경우에는 방사 전극 패턴 또는 기재에 무선 IC 칩이 접촉하면 된다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 무선 IC 칩에는 외부로부터의 충격 등이 직접 가해지지 않기 때문에, 무선 IC 칩의 파손이나 동작 불량을 막아 무선 IC 디바이스의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 무선 IC 디바이스의 요부 단면도이다.(실시예 1)
도 2는 무선 IC 디바이스의 사용 상태를 나타내는 단면도이다.(실시예 1)
도 3은 무선 IC 디바이스의 요부 단면도이다.(실시예 2)
도 4는 무선 IC 디바이스의 제조 공정을 나타내는 단면도이다.(종래예)
<부호의 설명>
10, 10a, 10b, 10x 무선 IC 디바이스
11 방사판
12 기재
14, 16 방사 전극 패턴
20, 20a, 20x 전자 결합 모듈
22, 22a, 22x 급전 회로 기판
24, 24x 무선 IC 칩
이하, 본 발명의 실시의 형태로서 실시예를 도 1∼도 3을 참조하면서 설명한다.
(실시예 1)
실시예 1의 무선 IC 디바이스에 대해서, 도 1 및 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 1은 무선 IC 디바이스의 요부 단면도이다.
도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 무선 IC 디바이스(10)는 방사판(11)에 전자 결합 모듈(20)이 실장되어 있다. 방사판(11)은 기재(12)에 방사 전극 패턴(14, 16)이 형성되어 있다. 전자 결합 모듈(20)은 급전 회로 기판(22)에 무선 IC 칩(24)이 탑재되어 있다.
무선 IC 칩(24)은 방사판(11)과 급전 회로 기판(22) 사이에 배치되어 있다. 무선 IC 칩(24)은 방사판(11)과의 사이의 틈을 없애서 저배화하기 위해서, 방사판(11)의 방사 전극 패턴(14, 16) 또는 기재(12)에 접촉하고 있다.
방사판(11)과 급전 회로 기판(22)은 떨어져 있지만, 전자계 결합(전계만, 자계만, 또는 전계와 자계 모두를 통해서 결합)되어 있다. 예를 들면, 급전 회로 기판(22)은 다층 기판이나 플렉시블 기판을 사용해서 내부 또는 외부에 인덕턴스 소자가 형성되며, 이 인덕턴스 소자와 방사판(11)에서 발생하는 자계가 결합하도록 구성되어 있다.
급전 회로 기판(22)은 무선 IC 칩(24)에서 튀어나온 부분이, 방사판(11)에 직접 대향하고 있기 때문에, 이 튀어나온 부분에 상술한 인덕턴스 소자의 배선 전극을 형성하면 방사판(11)과의 전자계 결합을 용이하게 실행할 수 있다.
단, 무선 IC 칩(24)은 실리콘 기판 등에 형성된 유전체이며, 전자파가 통과할 수 있기 때문에, 급전 회로 기판(22)의 무선 IC 칩(24)과 겹치는 부분에 인덕턴스 소자를 형성해도 된다.
방사판(11)과 급전 회로 기판(22) 사이가 전자계 결합되어 있고, 무선 IC 칩(24)과 방사판(11)이 전기적으로 도통하고 있지 않기 때문에, 방사판(11)측에 정전기가 발생해도 무선 IC 칩(24)에는 전류가 흐르지 않는다. 즉, 방사판(11)과 급전 회로 기판(22) 사이의 전자계 결합 부분은 고주파용으로 설계되어 있어서, 200MHz 이하의 주파수의 에너지파인 정전기는 전자계 결합 부분을 흐르지 않는다. 이 때문에, 무선 IC 칩(24)은 정전기로 파괴되기 어렵다.
급전 회로 기판(22)과 방사판(11)은 전기적으로 도통하도록 접속되어 있을 필요가 없으므로, 절연성의 접착제를 사용하여 전자 결합 모듈(20)을 기재(12)에 실장할 수 있다. 방사판(11)으로는 금속박이나 증착 전극 등 여러 종류의 것을 사 용할 수 있다. 따라서, 무선 IC 디바이스(10)의 용도에 따라서 재질을 자유롭게 선택할 수 있다.
급전 회로 기판(22)은 소정의 공진 주파수를 가지는 공진 회로를 포함하는 급전 회로를 내장하고 있다. 한편, 본 발명에 있어서의 소정의 공진 주파수란 전자 결합 모듈(20)이 무선 IC 디바이스로서 동작하는 동작 주파수를 의미한다. 급전 회로는 방사판(11)과 무선 IC 칩(24)의 특성 임피던스를 정합한다. 또한, 방사판(11)은 급전 회로 기판(22)으로부터 전자계 결합을 통해서 공급된 송신 신호를 공중에 방사하고, 받은 수신 신호를 전자계 결합을 통해서 급전 회로에 공급한다.
무선 IC 칩(24)은 급전 회로 기판(22)과 방사판(11) 사이에 끼워 넣어지도록 배치되어 보호되어 있다. 즉, 외부로부터의 충격 등은 급전 회로 기판(22)이나 방사판(11)을 통해서 무선 IC 칩(24)에 가해지고, 무선 IC 칩(24)에는 직접 가해지지 않는다.
도 1(b)에 나타내는 무선 IC 디바이스(10a)와 같이, 급전 회로 기판(22)의 무선 IC 칩(24)에서 튀어나온 부분과 방사판(11) 사이에 무선 IC 칩(24)의 주위를 덮도록 몰드 수지(26)를 배치해도 된다. 또한, 도시하고 있지 않지만, 방사판(11)과 무선 IC 칩(24)을 떨어뜨리고 방사판(11)과 무선 IC 칩(24) 사이에도 몰드 수지를 배치해도 된다.
몰드 수지(26)로 무선 IC 칩(24)의 주위를 덮음으로써, 무선 IC 칩(24)으로의 수분 등의 침입을 막아서 무선 IC 디바이스(10a)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1(c)에 나타내는 무선 IC 디바이스(10b)와 같이, 급전 회로 기판(22a)의 무선 IC 칩에서 튀어나온 부분을 방사판(11)에 접합하고, 무선 IC 칩(24)의 측면을 따라서 무선 IC 칩(24)의 주위를 덮도록 형성해도 된다. 급전 회로 기판(22a)은 방사 전극 패턴(14, 16)에 접해 있어도, 방사 전극 패턴(14, 16)으로부터 떨어져 있어도 된다. 예를 들면, 급전 회로 기판(22a)으로서 플렉시블 기판을 사용하면 용이하게 형성할 수 있다.
방사판(11)과 급전 회로 기판(22a) 사이의 거리가 짧아지므로, 전자계 결합의 효율이 좋아지고 소형화 등이 용이해진다.
무선 IC 디바이스(10, 10a, 10b)는 방사판(11)의 기재(12)의 전자 결합 모듈(20, 20a)로부터 먼 쪽의 면(12a)이 물품에 접착된 상태로 사용된다.
예를 들면, 도 2의 단면도에 나타내는 무선 IC 디바이스(10b)와 같이, 방사판(11)의 기재(12)의 전자 결합 모듈(20a)로부터 먼 쪽의 면(12a)을 물품(2)에 접착하고, 전자 결합 모듈(20a)이 바깥에 노출된 상태로 사용한다. 이때, 무선 IC 칩(24)은 방사판(11)과 급전 회로 기판(22a) 사이에 끼워 넣어지도록 배치되어 있고 외부에 노출되지 않도록 급전 회로 기판(22a)으로 덮여 있기 때문에 외부로부터의 충격 등으로부터 보호된다.
무선 IC 디바이스(10b)가 접착되는 물품(2)이 알루미늄 보틀 등의 금속제인 경우, 방사판(11)으로부터의 신호가 금속에 방사되어서 금속제의 물품 자체가 방사체가 된다. 물품(2)이 페트병 등의 절연체인 경우에도, 그 절연체의 유전율에 의해 정해지는 임피던스가 되도록 급전 회로 기판(22a) 내의 정합 회로의 임피던스를 정함으로써, 절연체 자체를 방사체로 할 수 있다.
도 2에서는, 기재(12)에 형성되는 방사 전극 패턴을 도시하고 있지 않지만, 방사 전극 패턴은 기재(12)의 전자 결합 모듈(20a)측의 면에 형성해도, 물품(2)측의 면(12a)에 형성해도 된다. 특히 물품(2)측의 면(12a)에 방사 전극 패턴을 형성한 경우에는, 방사 전극 패턴에서 나온 전자파를 물품(2)에 효율적으로 전달할 수 있다.
방사판(11)을 플렉시블 기판으로 형성하면, 물품(2)의 만곡한 면 등에 무선IC 디바이스(10, 10a, 10b)를 용이하게 접착할 수 있다. 또한, 연속적으로 효율 좋게 제조할 수 있고, 소형화도 용이하다.
(실시예 2)
실시예 2의 무선 IC 디바이스(10x)에 대해서, 도 3의 요부 단면도를 참조하면서 설명한다.
실시예 2의 무선 IC 디바이스(10x)는 실시예 1과 마찬가지로, 기재(12)에 방사 전극 패턴(14, 16)이 형성되어 있는 방사판(11)에 접착제 등을 사용해서 전자 결합 모듈(20x)이 실장되어 있다.
실시예 1과 달리 전자 결합 모듈(20x)의 급전 회로 기판(22x)과 무선 IC 칩(24x)은 형상 및 치수가 거의 동일하고, 급전 회로 기판(22x)에는 무선 IC 칩(24x)에서 튀어나오는 부분이 없다.
무선 IC 칩(24x)은 실리콘 기판 등에 형성된 유전체이며, 전자파가 통과할 수 있기 때문에, 무선 IC 칩(24x)의 두께에 따라 전자계 공간을 넓혀서, 무선 IC 칩(24x)을 통해서 급전 회로 기판(22x)과 방사 전극 패턴(14, 16)을 전자계 결합시 킬 수 있다.
실시예 2의 무선 IC 디바이스(10x)에 있어서도, 실시예 1과 마찬가지로, 무선 IC 칩(24x)은 정전기나 외부로부터의 충격 등으로부터 보호된다.
(정리)
이상에 설명한 것과 같이, 무선 IC 칩은 급전 회로 기판과 방사판 사이에 끼워 넣어지도록 배치되어 있으므로 외부로부터의 충격 등이 직접 가해지지 않는다. 이 때문에, 무선 IC 칩의 파손이나 동작 불량을 막아 무선 IC 디바이스의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 방사판과 급전 회로 기판이 전자계 결합되고, 무선 IC 칩과 방사판이 전기적으로 도통하고 있지 않기 때문에, 방사판측의 정전기에 의해 무선 IC 칩이 파괴되는 일이 없이 정전기 대책을 강화할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기한 실시의 형태에 한정되는 것이 아니며, 각종 변경을 가해서 실시하는 것이 가능하다.
예를 들면, 방사판과 급전 회로 기판이 전자파가 아니라, 전계만, 자계만을 사용해서 전자계 결합되어도 된다.
또한, 급전 회로 기판의 급전 회로는, (a)인덕턴스 소자를 포함하는 공진 회로와 함께 정합 회로를 가지는 구성으로 해도, (b)정합 회로를 가지지만, 인덕턴스 소자를 포함하는 공진 회로는 가지지 않는 구성으로 해도, (c)정합 회로를 가지지 않지만 인덕턴스 소자를 포함하는 공진 회로는 가지는 구성으로 해도 된다.

Claims (7)

  1. 방사판과,
    무선 IC 칩과,
    상기 무선 IC 칩이 실장되고, 인덕턴스 소자를 포함하는 공진 회로 및 정합 회로 중 적어도 하나를 가지는 급전 회로를 포함하고, 상기 급전 회로가 상기 방사판과 전자계 결합하는 급전 회로 기판을 포함하고,
    상기 방사판과 상기 급전 회로 기판 사이에 상기 무선 IC 칩이 끼워 넣어지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 IC 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 IC 칩이 상기 급전 회로 기판에 실장되어 있는 면에 대해서 수직방향에서 투시했을 때에 상기 무선 IC 칩의 주위에 있어서, 상기 방사판과 상기 급전 회로 기판이 접합(接合)되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 IC 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방사판은 상기 급전 회로 기판 및 상기 무선 IC 칩으로부터 먼 쪽의 면이 물품에 접착되는 것을 특징으로 하는 무선 IC 디바이스.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방사판과 상기 급전 회로 기판 사이에, 상기 무선 IC 칩이 상기 급전 회로 기판에 실장되어 있는 면에 대해서 수직방향에서 투시했을 때에 상기 무선 IC 칩 주위에 배치된 수지를 더 포함한 것을 특징으로 하는 무선 IC 디바이스.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무선 IC 칩은 상기 방사판과 전기적으로 절연되어서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 IC 디바이스.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방사판과 상기 급전 회로 기판 중 적어도 한쪽이 플렉시블 기판인 것을특징으로 하는 무선 IC 디바이스.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무선 IC 칩은 상기 급전 회로 기판으로부터 먼 쪽의 면이 상기 방사판에 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 무선 IC 디바이스.
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